DE1543607A1

DE1543607A1 - Verfahren zur Herstellung von Azodicarbonamid

Info

Publication number: DE1543607A1
Application number: DE19661543607
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr Adolf; Wolz Dr Hermann; Bloecher Dr Karl-Heinz; Kashelikar Dr Dattatra Vinayak
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1966-07-29
Filing date: 1966-07-29
Publication date: 1969-09-18
Also published as: JPS517650B1; NL6710412A; US3528962A; GB1181729A; NL158482B

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AG 1543607 LEVERKUSEN-tayewerk 28. JLtH 1966 Patent-Abteilung D/AS Verfahren zur Herstellung von Azodiearbonamid

PUr die Herstellung von Azodicarbonamid, das als gasabspaltendes Mittel zur Herstellung von geschäumten Körpern aus Kautschuken und Kunststoffen weitverbreitete Anwendung findet, durch Oxidation von Hydrazodicarbonamid sind mehrere Verfahren bekannt. Das älteste, noch heute vielfach verwandte, arbeitet mit Chromschwefelsäure. Seine Nachteile sind die hohen Kosten der Chromsalze, die zu ihrer Wiedergewinnung zwingen bzw. die große Giftigkeit der chromsalzhaltigen Abwässer. Es erfordert aus diesen Gründen auch einen großen apparativen Aufwand. Die Oxidation mit Nitraten in Gegenwart von Kupferionen als Katalysator kann nur in Eisessig oder zumindest hochkonzentrierter Essigsäure durchgeführt werden, ist daher ebenfalls teuer und hat sich wegen der mangelnden Wirtschaftlichkeit nicht durchsetzen können. Die Verwendung von Chloraten als Oxidationsmittel ist nur in Gegenwart von Ammoniummetavanadat als Katalysator möglich. Die erzielten Ausbeuten sind mit höchstens 87 % d. Th. ungenügend. Die Oxidation mit dem billigen Chlor oder Natriumhypochlorit war bisher nur in Gegenwart von Brom oder Jodionen mit guter Ausbeute zu erzielen, (vgl. belgische Patentschriften 627 533 und 6>1 410).

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Es wurde nun gefunden, daß die Oxidation von Hydrazodicarbonamid zu Azodicarbonamid mit gasförmigem Chlor ohne Verwendung eines Katalysators oder eines organischen Lösungsmittels möglich ist, wenn man das Chlor mit einem, unter den Reaktionsbedingungen inerten Gas verdünnt in die wässrige Suspension des Hydrazodicarbonamide einleitet.

Beispiele der unter den Reaktionsbedingungen inerten Gase sind z. B. Luft, Stickstoff oder Kohlendioxid. Im allgemeinen sollte auf eine Volumeneinheit des Chlors mindestens eine Volumeneinheit des Inertgases angewandt werden. Bei einem höheren Chloranteil erfolgt eine stärkere Bildung von Nebenprodukten und es besteht die Gefahr, daß Stickstoffchloride gebildet werden, die bei höheren Konzentrationen zu gefährlichen Explosionen führen können. Es ist weiterhin im allgemeinen zweckmäßig, auf eine Volumeneinheit Chlor nicht mehr als 50 Volumeneinheiten des Inertgases zu verwenden, da die Chlorkonzentration sonst zu gering wird. Die Reaktionstemperatür kann zwischen O und annähernd 100⁰C liegen, vorzugsweise zwischen 0 und 70⁰C.

Die Korngröße des erhaltenen Azodiearbonatnids ist abhängig von den angewandten Reaktionstemperaturen, der Konzentration des Hydrazodicarbonamide in der wässrigen Suspension und dem Verhältnis des Chlorinertgasgemisches. Höhere Temperaturen, höhere Chlorkonzentrationen und höhere Konzentrationen des Hydrazodicarbonamide führen dabei zu einem gröberen Korn während niedrigere

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ν χ» ν

Temperaturen, eine hohe Verdünnung des Chlors und eine niedrige Konzentration des Hydrazodicarbonamide zu einem feinkörnigen Azodicarbonamid führen. Durch Wahl der entsprechenden Bedingungen kann jeweils die gewünschte Korngröße eingestellt werden.

Die Umsetzung kann man so durchführen, daß man ein Chlor-Luft-Gemisch gewünschter Zusammensetzung in ein Reaktionsgefäß mit Rührer einleitet, in dem sich die wässrige Suspension des Hydrazodicarbonamids befindet. Für eine schnelle Durchführung der Oxidation ist es zweckmäßig, eine gute Verteilung des Gases in der wässrigen Dispersion zu erreichen. Das kann z. B. mittels einer Pritte oder durch einen entsprechend ausgebildeten Rührer, ζ. B. Scheibenrührer, erfolgen. Besonders gut haben sich Hohlrührer bewährt, die die Luft von selbst ansaugen und sie mit dem beigemischten Chlorgas in der wässrigen Suspension sehr fein verteilen.

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Beispiel 1

8.000 Gew.-Teile Hydrazodicarbonamid wurden in 27.000 Gew.-Teilen Wasser suspendiert und bei 30⁰C unter sehr starkem Rühren so lange mit einem Gemisch aus gasförmigem Chlor und Luft (Volumen-Verhältnis 1:2) versetzt, bis 4.930 Gew.-Teile Chlor verbraucht waren. Nach beendeter Oxidation wurde die Suspension von Azodicarbonamid abgesaugt, mit Wasser bis zum Neutralpunkt gewaschen und bei 50 bis 60°C getrocknet.

Ausbeute: 7.754 Gew.-Teile Azodicarbonamid = 98,5 % d. Th. (Gehalt an Hydrazodicarbonamid: ^. 0,05 %)

Korngrößenverteilung:
5 Gew.-%

10 G3w.-#r9 /U, d. h. 85 % zwischen 3 und 9 A . Gew. -% < 7 ,VL

Beispiel 2

4.000 Gew.-Teile Hydrazodicarbonamid und 40.000 Gew.-Teile Wasser wurden wie in Beispiel 1 beschrieben, bei 45⁰C mit einem Gemisch aus gasförmigem Chlor und Luft im Volumen-Verhältnis 1:10 versetzt, bis 2.820 Gew.-Teile Chlor verbraucht waren. Nach Absaugen und Trocknen wurden 3*932 Gew.-Teile Azodicarbonamid «= 99*7 % d. Th. erhalten. Der Gehalt an Hydrazodicarbonamid betrug

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909838/USA BADo_mmi

Korngrößenverteilung: £T 15 Gew.-Ji 4.8 αϊ

5 Gew.-$> yi6 /U, d. h. 8O % zwischen 8 und 16 Ai 50 Gew. -% έ. 15 /U

Beispiel 3

236 Gew.-Teile Hydrazodicarbonaniid und 800 Gew.-Teile Wasser wurden unter sehr starkem Rühren bei 6O⁰C so lange mit einem Gemisch von gasförmigem Chlor und Luft im Volumen-Verhältnis Ii40 oxidiert, bis 150 Gew.-Teile Chlor verbraucht waren. Der Versuch wurde aufgearbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben· Ausbeute: 223 Gew.-Teile Azodicarbonamid (100 £ig) - 96,1 $ d. Th.

Korngrößenverteilung: 10 Gew.-g *l>yu 5 Qew.-£?44. At, d, *u 85 % zwischen 13 und 44 ai

50 Gew.-#431 /^u Schmelzpunkt: 222° bis 223⁰C.

Beispiel 4

8.000 Gew.-Teile Hydrazodicarbonamid und 27.000 Gew.-Teile Wasser wurden bei 30⁰C mit einem Gemisch aus gasförmigem Chlor und Luft im Volumen-Verhältnis 1:1,5 unter starkem Rühren so lange versetzt, bis 4,925 Gew.-Teile Chlor verbraucht waren. Nach Absaugen und Trocknen wurden 7.712 Gew.-Teile Azodicarbonamid «= 98,0 % d. Th. erhalten (Hydrazodicarbonamidgehalt: ^0,05 %).

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BAD ORIGINAL

Korngrößenverteilung: 15 Gew.-Ji 2 ax 15 Gew.-

7 /U, d. h. 70

zwischen 2 und 7

50 Gew. -% 4 ,u

Beispiel 5

8.000 Gew.-Teile Hydrazodiearbonamid und 27.000 Gew.-Teile Wasser wurden bei 20°bis 30⁰C mit einem Gemisch aus gasförmigem Chlor und Luft im Volumen-Verhältnis lsi unter starkem Rühren versetzt bis
4.875 Gew.-Teile Chlor verbraucht waren. Die Aufarbeitung erfolgte wie in den vorhergehenden Beispielen.

Ausbeute: 7.658 Gew.-Teile Azodicarbonamid = 97,3 % d. Th.
Hydrazodicarbonamid Gehalt^0,05 %.

Korngrößenverteilung% 5 Gew. -% j& /U

10 Gew.-^10 /Ud. h. 85 % zwischen 3 und 10 ax
50 Gew.-Ji ^6 /U

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^BAD

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Claims

Patentansprüche:

1) Verfahren zur Herstellung von Azodicarbonamid durch Oxidation von Hydrazodicarbonamid mit gasförmigem Chlor, dadurch gekennzeichnet, daß man das Chlor mit einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Gas verdünnt.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Volumeneinheit Chlor, mindestens eine Volumeneinheit des inerten Gases, verwendet wird.

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