CS219912B2 - Method of preparation of the suspensions or solutions of the cyanochloride in the water - Google Patents

Description

Způsob přípravy suspenzí nebo roztoků kyanurchloridu ve vo^dě pnváděrnm . kyan^urchloridu protiprou^dně ^k vodě pn - vel^ké směšovací r^ych^losti a nfa^ké teploté a tím ovlivněném rnzkém ^hydro^lyzačmm stu^pni. Uvedené sus^penze ne^bo roztaj se ^připrav^í nepřetržitým způsobem v jemnozrnné formě.

Vynález se týká, způsobu přípravy suspenzí nebo roztoků kyanurchloridu ve' vodě.

Kyanurchlorid, který se získá trimerizací chlorkyanu pomocí katalyzátoru, především aktivního, uhlí, je jak známo velice zajímavým mezi^produktem ^pro r^ůzn^{á p}r^ům^yslov^á odvětví, jako pro přípravu barviv a produktů pro textilní průmysl a farmaceutický průmysl, produktů pro zemědělství, ale také pro průmysl plastických hmot, kaučuku ,a trhavin.

Kyanurchlorid vznikne jak známo po trimerizaci v plynné fázi, společně s nezreagovaným chlorkyanem a chlorem a vedlejšími produkty.

Bylo dlouho obvyklé převést tuto plynnou reakční směs přímo na pevný kyanurchlorid, napnktad uv^áděním ^plynn^é sm^ěsi do zvenčí chlazeného prostoru (v. „Ullmann”, Enzyklopádie der technischen Chemie, 3 vydání, ' 1954, sv. 5, str. 824. a 625 a 4. vydání 1975, sv. 9, str. 6512], nebo uváděním do kulového mlýnu · chlazeného· · vodou podle postupu dle US-PS · 3 256 878.

Pevný kyanurchlorid vznikne ' ' obecně ' v práškovité formě a doposud se v této formě převážně dále zpracoval.

Pro zvýšení rea^kčn^í rychlostf kyanurchloridu při dalším ' zpracování je žádoucí 'získat kyanurchlorid buď v jemně . práškovité, nebo· rozpuštěné formě.

Protože · se kyanurchlorid v čisté vodě při v^šech te^plotách téměř nerozpu^, můte se získat ve vodě jen ve formě suspenzí.

Ve v^ět^šině ^přípa^dů se kyanurcMorid dosud suspendoval ve vodě jako· pevná látka. Přitom probíhal nejdříve nepatrný stupeň hydrolýzy, protože je kyanurchlorid -- · jak řečeno — v neutrální vodě stěží rozpustný.

Pevný kyanurchlorid však často obsahuje nepatrné podíly chloru a chlorkyanu, které tvoří s vodou disproporcionací nebo zmýdetérnm vedlej^{ší p}rodu^kt^y, ^pře^dev^ším ^kyselinu ' solnou.

Doposud neutrální voda se stane — podle obsahu chloru a chlorkyanu — více nebo· méně silně kyselou.

V kyselých vodných roztocích začíná však ^být hydrolýza silněšL

O^b'zvlá^št^ě při ne^přetržitém z^pracování vod ných suspenzí se zjistilo, že stupeň hydrolýzy kyanurchloridu rostl velikostí nasazené nádrže, tj. čím byla delší doba prodlení suspenze nebo její části v této nádrži před jejím odběrem, tím silnější byla hydrolýza.

T^yto nevýhody ^které vznikal^y pi ^pří^pravě kyanurchloridových suspenzí vnášením ^pevn^ého· ^kyanurchloridu do· vo^dy se měl^y odstranit použitím roztaveného kyanurchloridu, který se nechal vtéci do vody, viz DE-PS 1 678 731.

Protože roztavený kyanurchlorid ztratil při předem prováděném tavícím ' procesu část chloru a chlorkyanu ulpělého na pevném ^kyanurc^hloridu^, ne^bylo ne^bez^pe^čí h^ydro^lýz^y již ta^k velk^é.

Ovšem v^ysokou te^plotou taven^í kyanur chloridu stoupla teplota vodné suspenze.

Podle mísícího poměru roztaveného kyanurchloridu a vody mohla teplota směsi dosáhnout značných hodnot, které mohly iniciovat — na z^ákladě ta^ké ne^patrného ohsahu chloru — hydrolýzu.

Podle údajů v uvedeném patentním spise byla teplota vodné suspenze při mísícím poměru vody ^ke kyanurclilondu ⁴ : 1 téměř 58 °C; když se použila voda o teplotě 28 °C, aby se připravila z ^kyanurchloridové taveniny suspenze. Při menším poměru míšení ^byla te^plota směsi je^šté mnotem v^yšší.

^Vět^ší ^poměry míšení než 4 : ¹ neměly ^podle údajů v uvedeném patentrnm s^pise za výsledek žádný značný pokles teploty směsi, protože se tato blížila mezní hodnotě, ^která le^{ží p}ři- ^použití vo^{dy 2}0 ' °C te^{plé při} asi 45 °C.

Protože mohly použité aparatury pracovat jen při normálním tlaku, bylo nemožné snížením tlaku současně snížit teplotu a tím nařídit nižší teplotu směsi.

To mělo ' ža následek, že suspenze získané podle způsobu dle DE-PS 1 678 731 byly pro pozdější použití příliš hrubozrnné a po přípravě se musely nejdříve rozmělnit, na^příklad v mlýnu na mo^kr^é mlet^ ⁱ pH ^použití · tryský.

O^čelem ' v^yn^álezu je ^pro.to ^pří^prava jemnozrnných kyanurchloridových suspenzí ve vodě s vehce malým stu^pn^ěm ^hydrolýz^y.

N^yn^í b^ylo· zji^štěno^, že se mohou ^při^pravit suspenze nebo roztoky kyanurchloridu za odstranění nebo velice silného snížení hydrolýzy kyanurchloridu inkontaktním rozprášením kapalného kyanurchloridu a vody.

Z^půso^{b příp}rav^y sus^penzí ne^bo rozto^ků kyanurchloridu · ve vodě rozstříkáním se vyznačuje tím, že se kapalný kyanurchlorid s výhodou zbavený chloru a chlorkyanu přivádí při teplotě v rozmezí jeho oblasti tání protiproudně k vodě směšovací rychlostí vznikající při vyvolaném turbulentním proudění, přičemž kapalný kyanurchlorid vstu^puje ^do vrstv^y vod^ ^kter^á se roz^prostírá od vstupního místa rozstřikované vody, až ke vstu^pnímu mfetu rozstřikovaného ^kyanurchloridu a její největší tloušťka je na vstupním místě rozstřikované vody.

^Kyanurchlor^id se ^pří^padně ^přivá^dí za ^přítomnosti inertního plynu.

Kapalný kyanurchlorid se rozstřikuje pomorn roz^pra^šovací tr^ky do trubkovité n^ádrže, přičemž rozprašovací tryska se nalézá na vrc^holku této nádr^ a trubkovitá ňfcdrž je nahoře uzavřená nebo uzavřitelná a zao^blen^ě se zužuje ^dolů k výtotovému otvoru a v této nádrži vystupuje voda jednou nebo výhodně více tryskami, s výhodou tryskamⁱ z ^hla^dké oceli, které se natézají na^d zúžením a sestávají z jednoho nebo více rozst^řikovac^íc^{h ú}tvarů us^pořá^daných tan^genci^álně v jedn^é nebo více ^řa^dách ^kter^é jsou mírně řízen^y nahoru ve směru horního uzávěru tr^ys^ky nacházející se v horní části, a tvoří vrstvu kapaliny podél celých stěn až к trysce pro kyanurchlorid — přičemž tloušťka této vrstvy je na zaobleném zúžení větší než na ostatních stěnách komory — a do které vstupuje rostříkaný kyanurchlorid.

Kapalný kyanurchlorid se přivede do trysky s výhodou vytápěným potrubím.

Použitím popsaného zařízení je možné, aby se voda na stěnách komory rozprostřela tak, že vrstva kapaliny je na zaobleném zúžení silnější než na ostatních stěnách komory.

Výrazem zaoblené zúžení” používaným v technice skla se rozumí zúžení, které neprobíhá příkře, nýbrž v ploché S — křivce, vycházeje ze stěny trubkovité nádrže к výtokovému otvoru. Příslušná zúžení se také vyskytují u lahví červeného vína jako přechod z vlastní láhve na hrdlo.

Zúžením může s výhodou u trubkovité nádrže začínat vždy tam, kde asi 50 % rozstřikovaných částic naráží na vrstvu kapaliny vytvořenou na stěně. S výhodou se toto nachází ve spodní třetině trubkovité nádrže.

Velikost průměru výtokového otvoru není rozhodující. Přirozeně závisí na viskozitě vytékajícího prostředí a musí mít takovou nejmenší velikost, aby mohl proudit vzduch.

Výtokový otvor se s výhodou převádí ve výtokovou trubici, která má libovolný průměr, s výhodou však stejný nebo větší průměr, než má výtokový otvor.

Tryska nebo trysky pro vodu mohou být uspořádány sice na libovolném místě trubkovité nádrže nad zúžením, s výhodou se však nalézají v oblasti přímo nad zaobleným zúžením.

Pro tangenciálně uspořádané rozstrikovací útvary přicházejí v úvahu trubičky nebo trysky a za přítomnosti přívodního kroužku ve stěnách komory také otvory v těchto stěnách.

Výhodně se použijí trubičky.

Popsaná trubkovitá nádrž má velkou výhodu, že může být v chodu nejen při atmosférickém tlaku, nýbrž také za podtlaku. Může se tak bez dalšího nastavit podtlak až 0,001 MPa vycházeje z atmosférického tlaku.

Při podtlaku se odpaří část vody, čímž následuje ochlazení vzniklého roztoku nebo suspenze. Teplota směsi se může udržovat tímto způsobem na nízké hladině, což je velice podstatné pro nepřetržité provádění.

Teploty směsi podle způsobu dle vynálezu jsou obecně v rozmezí 10 až 15 °C.

Teplota směsi záleží přirozeně na mísícím poměru „voda — kyanurchlorid”, který je obecně v rozmezí 6 : 1 až 1 : 1.

Zařízení vhodné pro získání uvedených kyanurchloridových suspenzí pracuje následujícím způsobem.

Kapalný kyanurchlorid — viz obr. 1 — se přivádí přívodním potrubím 1 přes koaxiální vytápění 2 jednosložkovou tryskou 3 do mísící komory 5, to znamená trubkovité nádrže.

Voda, která se má přivést do styku s rozstřikovaným materiálem, proudí oddělenými přívody 7 do rozdělovacího kroužku s různými komorovými segmenty 9, viz také >obr.

2.

Z těchto komorových segmentů 9 se voda tangenciálně rozstřikuje přes mírně nahoru řízené rozstrikovací útvary 8 do mísící komory 5.

Při použití jen jednoho přívodu 7 a jen jednoho rozstřikovacího útvaru 8, například otvoru, v mísící komoře 5 přechází přívod 7 přímo do útvaru 8 a komorové segmenty 9 odpadají.

Proud vody má kromě složek v obvodovém směru jednu rychlostní složku v osovém směru. Kapalina se tak dostane na stěnu mísící komory 5. Zde vytvoří kapalinovou vrstvu 4.

Do kapalinové vrstvy 4 se rozprašují kyanurchlorid vystupující z trysky 3. Úhel rozstřiku pro kyanurchlorid rozprášený z trysky 3 může být v rozmezí 15 až 150°, s výhodou v rozmezí 15 až 120°.

Forma rozstřiku se mění od vnitřního kužele přes plný kužel až к neuspořádané mlze, podle typu trysky.

Při dopadnutí rozstříkaných částeček ztuhne a/nebo se rozpustí rozstříkaný kyanurchlorid v kapalinové vrstvě. Přivedená energie se odevzdá do kapalinové vrstvy, nezávisle na tlaku v trubkovité nádrži.

Odtékající směs, která opouští mísící komoru 5 výtokovým otvorem 12, se vede do nádrže 14, která může být buď přímo, nebo také potrubím 13 připojena — eventuálně uvolnitelně — na výtokový otvor 12 komory 5.

Tímto způsobem je možné nastavit v mísící komoře 5 a nádrži 14 známým zařízením, které je spojeno potrubím 16 s nádrží 14, libovolný tlak, tj. libovolný podtlak, nebo přetlak, viz obr. 3 (známá zařízení к nastavení tlaku nejsou však na obr. 3 znázorněna ).

Směs se odebírá na výtoku 15. Nádrž 14 může však také sloužit případně jako reakční nádrž pro další zpracování nebo reakci.

Je však také možné nastavit podtlak nebo přetlak pomocí známých zařízení přímo v potrubí 13 a odtékající směs je možno z potrubí 13 odvádět známým způsobem, přičemž se nepoužije připojené nádrže 14.

Mísící komora 5 a nádrž 14 znázorněná na obr. 1 a 3 případně také potrubí 13, se mohou známým způsobem podle potřeby zahřívat nebo chladit, např. Ullmann: Enzyklopádie der technischen Chemie, sv. 1, 3. vydání, 1951, sír. 743 ff a 769 ff.

Jako konstrukční materiály přicházejí v úvahu známé látky, viz citovaná literatura.

Objem mísící komory 5 se stanoví vlastnostmi použitelných kapalin, přičemž dráha rozstříkaných částic až к dopadnutí na kapalinovou vrstvu 4 se má udržovat co nejkratší.

Tím je možné prosadit ve velmi malé trubkovité nádrži poměrně velká množství, například je prosazené množství v příkladu 3 cca 1,2 1.

Nastavením určitého tlaku, jako například podtlaku v trubkovité nádrži, se může tepelná energie rozstříkaného kyanurchloridu odvést stykem s vrstvou kapaliny.

Vyrobená suspenze nebo roztok kyanurchloridu a vody opouští mísicí komoru 5 výtokovým otvorem 12.

Pro lepší vytvoření kapalinové vrstvy jsou rozstřikovací útvary 8 tangenciálně mírně nařízené nahoru ke stěně mísicí komory. Přesný úhel se stanoví tak, že kapalinová vrstva dosáhne přímo trysky, ale nedotkne se jí.

Zaobleným zúžením a tím docílenou silnější vrstvou kapaliny na tomto místě stěny se dosáhne, že se přes výtokový otvor ostatní stěny komory vždy pokryjí stejnoměrnou, tj. nepřerušenou vrstvou vody. Tím se zaručí vysoká rychlost míšení, která se ještě může zvýšit uváděním plynu s vodou.

Rozprašovací kužel kapalného kyanurchloridu je označen číslem 6.

Počet přívodů 7 závisí na prováděném případě.

Tak při uvádění vody dostačuje jeden přívod; к lepšímu rozprostření vody může však být výhodné použít více přívodů, viz například obr. 2.

Kapalný kyanurchlorid se získá známým způsobem, například podle DE-PS 2 332 636.

S výhodou se použije podle způsobu dle vynálezu kapalný kyanurchlorid, jehož teplota je 170 °C, a který je zbaven chloru a chlorkyanu. К odstranění chloru a chlorkyanu jsou vhodné známé způsoby, jako například deflegmatizace.

Suspenze a roztoky kyanurchloridu připravené způsobem podle vynálezu mají při opouštění aparatury velice nepatrný hydrolyzační stupeň; protože se mohou udržovat doby prodlení a teplota přípravy na velice nízké hladině.

Tyto suspenze nebo roztoky se mohou skladovat až hodinu při teplotě, při které opouštějí aparaturu.

Vzniklé suspenze jsou kromě toho velmi jemnozrnné, zábrání se každému tvoření hrudek.

Tímto způsobem se mohou připravit nepřetržitým způsobem buď roztoky, nebo suspenze podle momentální potřeby.

Vynález bude objasněn v následujících příkladech.

Příklad 1

Vyhřívaným přívodním potrubím 1 se uvádí kapalný kyanurchlorid o teplotě cca 170 stupňů Celsia do jednosložkové trysky 3. Tryska 3 má otvor 1,54 mm a úhel rozstřiku cca 78°. Předtlak kapalného kyanurchlo ridu je 0,59 MPa. Tryskou 3 se rozstříká do mísicí komory 5 80,5 kg/h kyanurchloridu. Mísící komora 5 má průměr 100 mm a atmosférický tlak.

966 kg/h vody se vede 4 různými přívody 7 do komorových segmentů 9 a po výstupu z osmi trubiček jako rozstřikovacích útvarů 8 tvoří v mísicí komoře 5 kapalinovou vrstvu 4.

Suspenze kyanurchlorid/voda opouští mísicí komoru 5 výtokovým otvorem 12 při 7,7% koncentraci kyanurchloridu.

Hodnoty Simazinovy zkoušky (v. Ullmann, sv. 9, 1975, str. 652), stanovení reaktivnosti kyanurchloridu, obnáší 55 min. a 0,6 % zbytku. ASS — zkouška (Ullmann, sv. 9, 1975 str. 652] dokazuje 0,6% zbytek.

Příklad 2

Provedení způsobu je změněno oproti příkladu 1 následujícím způsobem:

otvor trysky pro kyanurchlorid 1,1 mm předtlak 0,6 MPa množství kyanurchloridu 40,5 kg/h tlak v mísící komoře 0,013 MPa a výsledná koncentrace kyanurchloridu ve vodě je 4,0 %.

Hodnoty Simazinovy zkoušky jsou 55 min. a 0,2 % zbytku; ASS — zkouška dokazuje 0,5% zbytek.

Příklad 3

Provedení pokusu je změněno oproti příkladu 1 následujícím způsobem:

otvor trysky pro kyanurchlorid 1,85 mm předtlak 0,6 MPa množství kyanurchloridu 118 kg/h a výsledná koncentrace kyanurchloridu ve vodě je 10,9 %.

Hodnoty Simazinovy zkoušky jsou 45 min. a 0 % zbytku. ASS — zkouška dokazuje 0,3% zbytek.

Příklad 4

Provedení pokusu je změněno oproti příkladu 1 následujícím způsobem:

otvor trysky pro kyanurchlorid 1,17 mm úhel rozstřiku trysky cca 70° předtlak 0,5 MPa množství kyanurchloridu 30,6 kg/h množství vody 555 kg/h průměr komory 80 mm a výsledná koncentrace kyanurchloridu ve vodě je 5,2 %. Hodnoty Simazinovy zkoušky jsou 37 min. a 0 % zbytku ASS — zkouška dokazuje žádný zbytek.

Spektrum zrna částic kyanurchloridu docílených v příkladech 1 — 4 má v průměru následující výsledky:

>100 μΙΏ 3% >63 μΐη 14 % >40 μΐη 33 % >10 μτη 50 % <10 μνη 50 %

Claims (3)

1. Způsob přípravy suspenzí nebo roztoků kyanurchloridu ve vodě rozstríkáním, vyznačený tím, že se kapalný kyanurchlorid s výhodou zbavený chloru a chlorkyanu, přivádí při teplotě v rozmezí jeho oblasti tání protiproudně к vodě směšovací rychlostí vznikající při vyvolaném turbulentním proudění, přičemž kapalný kyanurchlorid vstupuje do vrstvy vody, která se rozprostírá od vstupního místa rozstřikované vody až ke vstupnímu místu rozstřikovaného kyanurchloridu a její největší tloušťka je na vstupním místě rozstřikované vody.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se kyanurchlorid přivádí za přítomnosti inertního plynu.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že poklesem atmosférického tlaku na 0,001 MPa se sníží teplota a nastaví se podle volby.