DD297643A5

DD297643A5 - PROCESS FOR IMPROVING THE FLOWING CAPACITY OF SOLID CYANOURCHLORIDE

Info

Publication number: DD297643A5
Application number: DD90343819A
Authority: DD
Inventors: Alexander Skaria
Original assignee: Lonza Ag,Ch
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1992-01-16
Also published as: CZ436190A3; RO107254B1; RU1831480C; EP0416584B1; BR9004426A; JPH0399068A; CA2024800A1; KR910006250A; CA2024800C; CN1029682C; JP2917467B2; CN1050016A; SK279027B6; KR0171868B1; DE59005079D1; SK436190A3; EP0416584A1; CZ282686B6

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Flieszfaehigkeit von festem Cyanurchlorid. Durch Desublimation oder Spruehkristallisation gewonnenes festes Cyanurchlorid wird zur Verbesserung der Flieszfaehigkeit unter Erwaermen auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes in einem Kneter oder Mischer einer Scherbeanspruchung unterworfen.{Verfahren; Flieszfaehigkeit; festes Cyanurchlorid; Desublimation; Spruehkristallisation; Kneter; Mischer}The invention relates to a process for improving the flowability of solid cyanuric chloride. Solid cyanuric chloride obtained by desublimation or spray crystallization is sheared to improve the fluidity while being heated to a temperature lower than the melting point in a kneader or mixer. Flieszfaehigkeit; solid cyanuric chloride; desublimation; spray crystallization; kneader; Mixer}

Description

Field of application of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Fließfähigkeit von feinkörnigem festem Cyanurchlorid.The present invention relates to a process for improving the flowability of fine-grained solid cyanuric chloride.

Characteristic of the known state of the art

Cyanurchlorid ist ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung von Farbstoffen, optischen Aufhellern, Pflanzenschutzmitteln, pharmazeutischen Wirkstoffen sowie Textil-, Papie- und Kunststoffhilfsmitteln. Technisch wird Cyanurchlorid durch Trimerisierung von Chlorcyan in der Gasphase hergestellt. Das bei der Trimerisierung anfallende gasförmige Cyanurchlorid wird entweder durch Einleiten in einen kalten Inertgasstrom direkt desublimiert oder zuerst verflüssigt und dann sprühkristallisiert. Dabei fällt os in Form eines sehr feinkörnigen Pulvers an. Es ist bekannt, daß dieses Pulver, insbesondere das durch Desublimation gewonnene, nur eine unbefriedigende Fließfähigkeit besitzt. Diese schlechte Fließfähigkeit führt zu Schwierigkeiten bei der Lagerung, dem Transport, der Dosierung und der Weiterverarbeitung des Produkts. Bei der Lagerung neigt es zur Klumpen- und Brückenbildung, welche die Entnahme aus Silos erschweren, und beim Transport durch Rohrleitungen kommt es leicht zu Verstopfungen. Die Dosierung und beispielsweise das Auflösen in Lösungsmitteln bei der Weiterverarbeitung werden durch ungleichmäßigen Materialfluß behindert. Es ist daher notwendig und üblich, Maßnahmen zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Cyanurchlorids durchzuführen. Zu diesem Zweck wurden bisher dem Produkt hochdisperse Kieselsäuren zugesetzt, die zum Beispiel unter der Bezeichnung Aerosil® bekannt sind und auch bei zahlreichen anderen Stoffen als Fließhilfsmittel eingesetzt werden. Diese Substanz ist zwar weitgehend inert, es ist jedoch für gewisse Anwendungen unerwünscht, dem Cyanurchlorid Fremdstoffe beizumischen.Cyanuric chloride is an important intermediate in the production of dyes, optical brighteners, pesticides, pharmaceutical agents and textile, paper and plastic auxiliaries. Technically, cyanuric chloride is produced by trimerization of cyanogen chloride in the gas phase. The resulting in the trimerization gaseous cyanuric chloride is either desublimed directly by introducing into a cold inert gas or first liquefied and then spray-crystallized. This os in the form of a very fine powder. It is known that this powder, in particular that obtained by desublimation, has only an unsatisfactory flowability. This poor fluidity leads to difficulties in storage, transport, dosing and further processing of the product. In storage, it tends to lump and bridge formation, which make the removal of silos difficult, and when transported through pipes, it is easy to blockages. The dosage and, for example, dissolution in solvents during further processing are hampered by uneven material flow. It is therefore necessary and common to carry out measures to improve the fluidity of the cyanuric chloride. For this purpose, highly disperse silicas have been added to the product, which are known for example under the name Aerosil® and are also used as flow aids in numerous other materials. Although this substance is largely inert, it is undesirable for certain applications to add foreign substances to the cyanuric chloride.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein fließfähigeres festes Cyanurchlorid bereitzustellen.The aim of the invention is to provide a flowable solid cyanuric chloride.

-2- 297 643 Darlegung des Wesens dor Erfindung-2- 297 643 Explanation of the nature of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches gestattet, ohne großen technischen Aufwand, insbesondere aber ohne störende Zusatzstoffe, die Fließeigenschaften des feinkörnigen Cyanurchloridpulvers unter Beibehaltung seiner Reaktivität zu verbessern.The invention is therefore based on the object to provide a method which allows, without great technical effort, but in particular without interfering additives, to improve the flow properties of the fine-grained Cyanurchloridpulvers while maintaining its reactivity.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem Cyanurchluridpulver in einem Kneter oder Mischer ohne Zusatz von Bindemittel bei einer Temperatur von 20 bis 146°C unter Einfluß von Scherung einer Teilchenagglomeration unterzogen wird.According to the invention this object is achieved by a method in which Cyanurchluridpulver is subjected in a kneader or mixer without the addition of binder at a temperature of 20 to 146 ° C under the influence of shear particle agglomeration.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß Cyanurchloridpulver, welches bei erhöhter Temperatur und unter Einwirkung genügend großer Scherkräfte gerührt bzw. geknetet wurde, seine Korngrößenverteilung ändert und insbesondere seine Fließeigenschaften erheblich verbessert. Daß eine derartige Behandlung zu einer Teilchenvergrößerung führen kann, ist an sich bekannt, so wird beispielsweise von CE. Capes in Kirk Othmer'o Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Aufl., Bd. 21, S.77 ff, auf S.87 f die Verwendung von Mischern verschiedener Baut. t zur Agglomeration feinteiliger Materialien beschrieben. Bei diesen bekannten Anwendungen ist jedoch die Anwesenheit einer flüssigen Phase, sei es in Form eines aufgesprühten Bindemittels oder in Form von Feuchtigkeit des zu agglomerierenden Materials selbst, erforderlich, um feste Agglomerate zu erhalten, die bei mechanischer Belastung nicht sofort wieder zerfallen.It has surprisingly been found that cyanuric chloride powder, which was stirred or kneaded at elevated temperature and under the action of sufficiently high shear forces, changes its particle size distribution and in particular significantly improves its flow properties. That such treatment can lead to particle enlargement is known per se, for example, CE. Capes in Kirk Othmer'o Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd ed., Vol. 21, pp. 77 ff, on p.87 f the use of mixers of various construction. t described for the agglomeration of finely divided materials. In these known applications, however, the presence of a liquid phase, whether in the form of a sprayed binder or in the form of moisture of the material to be agglomerated itself, is required to obtain solid agglomerates which do not disintegrate immediately upon mechanical stress.

Das erfindungsgemäße Verfahren kommt dagegen völlig ohne Zusatz von Flüssigkeit oder Bindemittel aus und führt trotzdem zu druckfesten Körnern von Cyanurchlorid.In contrast, the process according to the invention works completely without the addition of liquid or binder and nevertheless leads to pressure-resistant grains of cyanuric chloride.

Das Cyanurchlorid wird erfindungsgemäß entweder direkt nach der Entnahme aus der Desublimierkammer bzw. der Sprühkristallisationskammer oder nach einer Zwischenlagerung in einem Kneter oder Mischer bei einer Temperatur von zweckmäßig 20 bis 146⁰C, vorzugsweise 60 bis 120⁰C, umgewälzt. Die Knet- bzw. Mischvorrichtung ist vorzugsweise beheizbar, besonders bevorrugt sind behoizbare Mischer mit rotierenden Mischwerkzeugen, wie beispielsweise Pflugschar-, Leitschaufeloder Paddelmischer. Die Wärmezufuhr kann sowohl durch Außenbeheizung, etwa in Form eines Heizmantels, der von einem der üblichen Wärmeträger durchströmt wird oder elektrische Heizelemente enthält, als auch über entsprechend ausgebildete Knetbzw. Mischerwerkzeuge oder durch eine Kombination beider Methoden erfolgen. Es ist auch möglich, die Wärmezufuhr ganz oder teilweise durch Einblasen eines erhitzten Inertgases in den Kneter bzw. Mischer bzw. das darin befindliche Cyanurchlorid zu bewirken. In diesem Fall werden die Abgase, welche zwangsläufig etwas verdampftes Cyanchlorid enthalten, vorteilhaft in die Desublimationskammer zurückgeführt, um die Substanzverluste möglichst gering m halten. Eine besonders rasche und effiziente Wärmezufuhr !<ann durch eine Kombination der beschriebenen Methodon erreicht werden. Die Dauer der Behandlung liegt vorzugsweise zwischen 10 Minuten und 10 Stunden und hängt von der Temperatur, der Intensität des Mischvorgangs und der gewünschten Korngrößenverteilung ab. Unter den bei den Ausführungsbeispielen gewählten Bedingungen haben sich Bel.andlungsdauern von 1 bis 2 Stunden als besonders vorteilhaft erwiesen.The cyanuric chloride according to the invention, either directly after removal from the Desublimierkammer or the Sprühkristallisationskammer or after intermediate storage in a kneader or mixer at a temperature of advantageously 20 to 146 ⁰ C, preferably 60 to 120 ⁰ C, circulated. The kneading or mixing device is preferably heatable, particularly vorougt are manoeuvrable mixer with rotating mixing tools, such as ploughshare, vane or paddle mixer. The heat supply can both by external heating, such as in the form of a heating jacket, which is flowed through by one of the usual heat transfer medium or contains electrical heating elements, as well as appropriately trained Knetbzw. Mixing tools or by a combination of both methods. It is also possible to effect the heat supply in whole or in part by blowing a heated inert gas into the kneader or mixer or the cyanuric chloride contained therein. In this case, the exhaust gases, which inevitably contain some vaporized cyanogen chloride, advantageously returned to the Desublimationskammer to keep the loss of substance m as low as possible. A particularly rapid and efficient heat supply can be achieved by a combination of the described methodology. The duration of the treatment is preferably between 10 minutes and 10 hours and depends on the temperature, the intensity of the mixing process and the desired particle size distribution. Among the conditions selected in the exemplary embodiments, exposure times of 1 to 2 hours have proven to be particularly advantageous.

Für die erzielte Kornstruktur spielen neben der thermischen Einwirkung in erster Linie die auftretenden Scherkräfte eine Rolle. Die Drehzahl der Knet- bzw. Mischelemente wird daher zweckmäßig so gewählt, daß sich aus der Umlaufgeschwindigkeit und den Dimensionen der Scherspalte eine genügende Scherbeanspruchung des zu behandelnden Materials ergibt. Die Umlaufgeschwindigkeit der Knet- bzw. Mischelemente liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 10m/s, besonders bevorzugt ist der Bereich zwischen 2 und 5m/s.For the achieved grain structure play in addition to the thermal action primarily the shear forces involved a role. The speed of the kneading or mixing elements is therefore expediently chosen so that there is sufficient shear stress of the material to be treated from the rotational speed and the dimensions of the shear gaps. The rotational speed of the kneading or mixing elements is preferably between 0.1 and 10 m / s, more preferably between 2 and 5 m / s.

Nach der Behandlung wird das Cyanurchlorid vorteilhaft zunächst auf 10 bis 5O⁰C, vorzugsweise 20 bis 30°C, also etwa Raumtemperatur, abgekühlt. Die Abkühlung kann in derselben Vorrichtung wie die mechanische Behandlung erfolgen, es ist aber auch möglich, diese in einem separaten Mischer gleicher oder abweichender Bauart vorzunehmen. Da hierbei lediglich ein ausreichender Wärmeübergang gewährleistet sein muß, sind zu diesem Zweck auch Vorrichtungen verwendbar, in denen das Füllgut keiner wesentlichen Scherbeanspruchung unterliegt, wie beispielsweise Trommel- oder Freifallmischer. Die Wärmeabfuhr kann auf gleiche Weise wie die Wärmezufuhrt über die Wandungen und/oder die Mischelemente erfolgen, es ist aber auch möglich, durch Einbringen eines kalten oder kondensierten Gases wie beispielsweise Luft oder Stickstoff in flüssigem oder gasförmigem Zustand oder verflüssigten Kohlendioxids eine direkte Kühlung zu erzielen.After treatment, the cyanuric chloride is advantageous initially to 10 to 5O ⁰ C, preferably 20 to 30 ° C, or about room temperature cooled down. The cooling can be done in the same device as the mechanical treatment, but it is also possible to make this in a separate mixer of the same or different design. Since in this case only a sufficient heat transfer must be ensured, devices are also used for this purpose, in which the product is not subject to significant shear stress, such as drum or free-fall mixer. The heat removal can be carried out in the same way as the heat supply via the walls and / or the mixing elements, but it is also possible to achieve direct cooling by introducing a cold or condensed gas such as air or nitrogen in the liquid or gaseous state or liquefied carbon dioxide ,

Nach der Abkühlung wird das Cyanurchlorid auf bekannte Weise ausgetragen und kann nun verpackt oder gelagert werden. Falls dies gewünscht wird, kann durch Vermischen mit einem bekannten Hilfsmittel wie beispielsweise dem oben erwähnten Aerosil® eine weitere Verbesserung der Fließfähigkeit erreicht werden.After cooling, the cyanuric chloride is discharged in a known manner and can now be packaged or stored. If desired, further improvement in fluidity can be achieved by blending with a known adjunct such as the Aerosil® mentioned above.

AusfuhrungsbeispieleExemplary embodiments

Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The following examples illustrate the implementation of the method according to the invention.

Examples

Die Beispiele 1 bis 3 wurden mit desublimiertem Cyanurchlorid durchgeführt. Die Fließfähigkeit wurde jeweils mit dem Jenike-Schertest bestimmt. Als Maßfür die Fließfähigkeit betrachtet man dabei das Verhältnis von Verfestigungsspannung σ, zu Schüttgutfestigkeit f_c. Dieses Verhältnis bezeichnet man als Jenike-Fließfunktion FF_C (FF_C = a,/f_c). Das unbehandelte Cyanurchlorid weist typischerweise folgende Werte auf:Examples 1 to 3 were carried out with desublimed cyanuric chloride. The flowability was determined in each case with the Jenike shear test. As a measure of the fluidity is considered the ratio of solidification stress σ, to bulk material strength f _c . This ratio is called the Jenike flow function FF _C (FF _C = a, / f _c ). The untreated cyanuric chloride typically has the following values:

ohneFließmittelszustand: FF₀ = 1,8-2,0without fluid condition: FF ₀ = 1.8-2.0

mit Fließmittelzustand: FF_C = 4,0-6,0with fluid state: FF _C = 4.0-6.0

example 1

In einem beheizbaren Kneter mit 21 Fassungsvermögen wurde 1 kg Cyanurchlorid mit einer mittleren Korngröße von 11 μηι bei 100"C mit 40 Umdrehungen/min (Umfangsgeschwindigkeit = 0,12 m/s) geknetet. Bereits nach einer Stunde war die mittlere Korngröße auf 15μιτι und der FF_C-Wert auf 14 angestiegen. Bei Fortsetzung der Behandlung nahm die mittlere Korngröße stetig weiter zu und erreichte nach insgesamt 6 Stunden einen Wert von 40μπι.1 kg of cyanuric chloride having a mean particle size of 11 μm was kneaded at 40 ° C. at 40 revolutions / min (peripheral speed = 0.12 m / s) in a 21-liter heatable kneader the FF _C value increased to 14. On continuation of the treatment, the average particle size continued to increase steadily and reached a value of 40 μm after a total of 6 hours.

Example 2

In einem beheizbaren Pflugscharmischer (Fabrikat LOEDIGE, Typ VT50) wurden 25kg Cyanurchlorid bei einer Mischguttemperatur von 85⁰C und einer Umlaufgeschwindigkeit der Mischelemente von 2,5m/s gemischt. Die mittlere Korngröße erreiriite ausgehend von einem Anfangswert von 11 μιτι nach 1 Stunde 15μηη und nach 2 Stunden 25Mm. Die Fließfähigkeit war bereits nach einer Stunde erheblich verbessert, so daß nach Zugabe von Fließmittel ein FF_C-Wert von gemessen werden konnte.In a heatable plowshare mixer (manufactured LOEDIGE type VT50) were mixed 25 kg of cyanuric chloride at a mix temperature of 85 ⁰ C and a rotational speed of the mixing elements of 2.5 m / s. The average particle size reaches from an initial value of 11 μιτι after 1 hour 15μηη and after 2 hours 25Mm. The flowability was significantly improved after just one hour, so that after addition of superplasticizer, a FF _C value of could be measured.

Example 3 The procedure was as in Example 2, but with 95 ⁰ C mixture temperature and a rotational speed of 3.14 m / s. The

mittlere Korngröße stieg von 11 pm auf 18Mm (nach 1 Stunde) bzw. 25Mm (nach 2 Stunden).mean grain size increased from 11 pm to 18 mm (after 1 hour) or 25 mm (after 2 hours).

The FF _C value after one hour was 5.5 (without additional flow additive) or 9.7 (with additional flow agent).

Claims

A process for improving the fluidity of solid cyanuric chloride, which comprises subjecting cyanuric chloride powder to particle agglomeration in a kneader or mixer without the addition of binder at a temperature of from 20 to 146 ^° C. under the influence of shear.

2. The method according to claim 1, characterized in that the particle agglomeration is carried out at a temperature of 60 to 12O ⁰ C and the product is then cooled to room temperature.

3. The method according to claim 2, characterized in that the cooling takes place indirectly via the mixing elements and / or the wall.

4. The method according to claim 2, characterized in that the cooling takes place directly by entering an inert cooling medium.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the necessary to reach the mixing temperature heat supply completely oderteilweise via the mixing elements and / or the wall.

6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the required to reach the mixing temperature heat input takes place in whole or in part by blowing a hot inert gas into the kneader or mixer.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the rotational speed of the kneading or mixing elements is 0.1 to 10 m / s.

8. The method according to claim 7, characterized in that the rotational speed of the kneading or mixing elements is 2 to 5 m / s.

9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that the residence time of the cyanuric chloride in the mixer or kneader is 10 minutes to 10 hours.

10. The method according to claim 9, characterized in that the residence time of cyanuric chloride is 1 to 2 hours.

11. The method according to claims 1 to 10, characterized in that the particle agglomeration is carried out in a heatable ploughshare mixer.

12. The method according to claims 1 to 11, characterized in that the cyanuric chloride is additionally mixed with highly disperse silica.

13. Flowable cyanuric chloride, characterized in that it is prepared by the method according to claim 1.