DE1801311C

DE1801311C - Verbessertes Verfahren zur Herstel lung von Chlorcyan

Info

Publication number: DE1801311C
Authority: DE
Inventors: William S Eckert jun Robert J Mobile Ala Durrell (V St A )
Original assignee: Agnpat S A , Basel (Schweiz)
Publication date: 1971-09-16

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Das Verfahren kann entweder diskontinuierlich Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan, einem wert· oder kontinuierlich durchgeführt werden. Ein typisches

vollen chemischen Zwischenprodukt zur Gewinnung Verfahren umfaßt zuerst das Füllen eines Reactions-

von chemotherapeutischen Mitteln, Herbiziden, Färb· kesseis mit dem organischen Medium und Sättigen stoffen, Aufhellungsmitteln, synthetischen Harzen, 8 dieses Mediums mit .Chlor. Eine Lösung von Cyan-

Kunststoffen, Gummi, Sprengstoffen und anderen wasserstoff in dem gleiohen Medium wird anschließend Materialien. in den Reaktionskessel, vorzugsweise unterhalb des Ein zur Zeit verwendetes kommerzielles Verfahren Niveaus der FlUssigkeitsoberfläche, eingeleitet, wäh-

zur Herstellung von Chloroyan wird in der USA.-Pa- rend Chlorgas am Boden des Reaktors eingeleitet wird, tentschrift 3197 273 beschrieben, in der Chlor und *o Zweckmäßig ist der Reaktor auch mit einer über Kopf

Cyanwasserstoff unter reaktiven Bedingungen kontak« angeordneten Waschvorrichtung, d. h. einer gepackten

tiert werden. Die Reaktion wird unter wäßrigen Kolonne konventioneller Bauart ausgerüstet, wobei

Bedingungen durchgeführt, und der als Nebenprodukt zusätzliches Lösungsmittel durch den Kopf der Wasoh-

gebildete Chlorwasserstoff liegt in Form einer vor· vorrichtung eingeleitet wird. Dieses Waschlösungsdünnten wäßrigen Chlorwasserstoffsäure, z. B. in einer 15 mittel fängt gasförmiges Chlor und Cyanwasserstoff,

Stärke von 2 bis 4°/₀, vor. Die Mengen an derart die aus der Reaktionsmischung entweichen können,

erzeugter Chlorwasserstoffsäure sind sehr groß. Leider auf und leitet sie zurück. Die Abtrennung wird so

kann dieses Material weder sicher abgeführt werden, erleichtert, und das aus der Waschvorrichtung aus-

ohne ein Wagnis der Verunreinigung zu schaffen, tretende Gas enthält wasserfreien Chlorwasserstoff noch wirtschaftlich konzentriert werden. ao in einer Konzentration von 90% oder darüber. Das

Die französischen Patentschriften 1 550 716 und Reaktionsmedium kann gewünschtenfalls portions

1 550 717 beschreiben Neuerungen in den Verfahren weise abgezogen und das Chlorcyan abgetrennt werden,

und Vorrichtungen zur Herstellung von Chlorcyan, wobei das regenerierte Lösungsmittel anschließend

bei denen durch Verbesserung der Kontaktkammer die recyclisiert wird. Übliche Vorkehrungen zur Aufrechtanfallende Chlorwasserstoffsäure eine zur unmittel- as erhaltung nicht wäßriger Bedingungen sind natürlich

baren wirtschaftlichen Anwendung ausreichende Kon- erwünscht,

zentration von bis zu 20°/„ aufweist. Die folgenden Verfahrensbeispiele dienen zur Erläu-

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine alter- terung der Erfindung,

native Lösung des Problems dadurch geschaffen, daß _R 11

der bei der Herstellung von Chlorcyan aus Cyanwasser- 30 Beispiel

stoff und Chlor erzeugte Chlorwasserstoff im wesent- Eine Glaskolonne, ummantelt mit zirkulierendem

liehen wasserfrei ist. Als Ergebnis kann er nicht nur Wasser von Umgebungstemperatur, 2,5 · 100 cm, wird

wirtschaftlich gelagert oder in jede gewünschte Kon- bis zu einer Höhe von etwa 90 cm mit Trichloracetyl-

zentration an Chlorwasserstoffsäure umgewandelt chlorid gefüllt. Chlorgas wird mit Hilfe eines Glaswerden, sondern er kann auch direkt in anderen Ver- 35 fritten-Verteilers am Boden der Kolonne eingeleitet,

fahren, wie denjenigen, die spezifisch wasserfreien Wenn <U:> 1 "^"ffsnvftH mit Chlor gesättigt ist, wird

Chlorwasserstoff erfordern, verwendet werden. eine 2gewichtsprozentige Lösung von Cyanwasserst'-f*

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Hersteilung von in Trichloracetylchlorid mit einem Durchsatz von

Chlorcyan und Chlorwasserstoff durch Reaktion von 15,3 ml/Min, durch eine Kapillare 10 cm unterhalb Cyanwasserstoff und Chlor unterreaktiven Bedingungen 40 des Niveaus der Flüssigkeitsoberfläche einf»elf»i»pt, Der

ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in einer Chlordurchsatz wird bei 1,33 g/Min. g-?ha'?."~ :\;':h-

nicht wäßrigen, polaren organischen Flüssigkeit, die dem sich notfal!" unter Ableiten ?ΐ"· AutreciUcindiiui.g

im wesentlichen gegenüber den Reaktanten und den des Flüssigkeitsniveaus der KolouUv 2 Stunden lang

Reaktionsprodukten inert ist und in der mindestens das Gleichgewicht der Mischung einstellen konnte, einer der Reaktanten zu mindestens etwa 2 Gewichts- 45 zeigt die Gaschromatographie der Überkopfgase eine

prozent löslich ist, durchgeführt wird. Zusammensetzung von näherungsweise 55% Chlor-

Die allgemein üblichen organischen Lösungsmittel wasserstoff, 6 bis 7°/₀ Cyanwasserstoff, 17 bis 25°/₀

sind im allgemeinen ungeeignet, da sie einer Anzahl Chlor und 20 bis 22°/₀ Chlorcyan. Die Analyse der

von grundlegenden Erfordernissen nicht genügen. So Reaktionsmischung zeigt 2,5⁰Z₀ Chlorcyan (54°/₀ der

muß das Medium im wesentlichen gegenüber sowohl 50 Theorie), mit lediglich Spuren an Cyanwasserstoff und

Reaktanten als auch Produkten inert sein und muß Chlorwasserstoff.

derart sein, daß in ihm mindestens einer, vorzugsweise Bei einem ähnlichen Versuch, bei dem die Reakbekle Reaktanten, nämlich Chlor und Cyanwasser- tionstemperatur auf 15°C anstatt auf Umgebungstemstoff, in dem Ausmaß von mindestens 2 Gewichts- peratur gehalten wird und die Cyanwasserstofflösung prozent löslich sind. Im Idealfalle soll das flüssige 55 20 bis 30 cm unter der Oberfläche eingeleitet wird. Medium auch eines sein, in dem sich Chlorwasserstoff werden die folgenden Durchsätze verwendet: 13,8 ml/ nicht allzu sehr löst, vorzugsweise weniger als die Min. einer 1,86 g gewichtsprozentigen Lösung von Reaktanten. Für das erfindungsgemäße Verfahren Cyanwasserstoff in Trichloracetylchlorid und 1,172 g/ geeignete Medien sind gegebenenfalls chlorierte Säure- Min. Chlor. Die Überkopfgase zeigten nach 90 Minuchloride und Säureanhydride wie Acetylchlorid, ins- 60 ten 47 bis 54°/„ Chlorwasserstoff, 9 bis 13% Cyanbesondere Eisessig, Essigsäureanhydrid, Trichloracetyl- wasserstoff, 20 bis 25% Chlor und 15 bis 20% Chlorchlorid und Trichloressigsäureanhydrid, Trichlorace- cyan. Die Reaktionsmischung enthält 2,5 bis 3,5 Getonitril, dann chlorierte Benzole, insbesondere Mono- wichtsprozent Chlorcyan (60 bis 85% der Theorie),
chlorbenzol, Trichlorbenzol, Chlornitrobenzol, Tri-

chlornitromethan u. dgl. In Verbindung mit der Klasse 65 Beispiel/

der chlorierten Benzole wird vorzugsweise eine geringe Unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen

Menge z. B. bis zu 1 Gewichtsprozent Stearyltrimethyl- Apparatur, wobei jedoch Trichloracetylchlorid durch

ammoniumchlorid hinzugegeben. 0,4% Stearyltrimethylammoniumchlorid in Trichlor-

benzol ersetzt wird und die folgenden Durohaätze verwendet werden, 15 ml/Min, einer l^o/„igen Lösung von Cyanwasserstoff und 0,54 g/Min. Chlor, zeigt die Reaktionemlsohung naoh einer Stunde eine Konzentration von 1,65% Chlorcyan oder 79% der Theorie. Lediglich Spuren von Cyanwasserstoff Hegen vor.

Ei e i β ρ 1 e 1 3

Unter Verwendung der Im Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung, jedoch unter Ersatz des Triohloracetyl« chlorids durch Triohloracetonitril und unter Verwendung der folgenden Durchsätze, 4,26 ml/Min, einer 14,4°/o Oew./Vol. Lösung von Cyanhydrin und 1,69 g/ Min. Chlor, enthält die Reaktionsmischung nach 30 Minuten 6,8% Chlorcyan (34°/₀ der Theorie), lediglich Spuren von Chlorwasserstoff und 'Cyanwasserstoff und 0,5 °/₀ Chlor. Die Uberkopfgase enthalten 45 bis 55°/₀ Chlorwasserstoff, 6 bis 8% Chlor, 20 bis 25% Chlorcyan und 15 bis 22°/₀ Cyanwasserstoff.

Beispiel 4

Zur Optimierung der Chlorwasserstoffgewinnung wird die im Beispiel 1 beschriebene Vorrichtung durch eine zusätzliche Waschkolonne modifiziert. Bei Verwendung einer 2,5 · 60-cm-Kolonne, gepackt mit Glaswendeln, einer Waschlösungsmittelbeschickung von 13 bis 21 g/Min, von Trichloracetylchlorid und Reaktorbeschickungen von 6,5 g/Min, einer 4,45 ge wich tsprozentigen Lösung von Cyanwasserstoff in Trichloracetylchlorid und 0,802 g/Min. Chlor, besitzen die ausströmenden Gase eine Zusammensetzung von 88 bis 92 °/o Chlorwasserstoff, mit lediglich 2 bis 7 °/₀Chlor, bis 6% Chlorcyan und Spurenanteilen von Cyanwasserstoff. Die Reaktionemlsohung enthalt 2,2 °/₀ Chlorcyan oder 90,2% der Theorie.

Ähnliche Verbesserungen bei der Abtrennung werden β beobaohtet, wenn die in den Beispielen 2 und 3 beschriebenen Verfahren unter Verwendung einer Waschvorrichtung durchgeführt werden.

to

»3

ao

30

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan und Chlorwasserstoff durch Reaktion von Cyanwasserstoff mit Chior bei reaktiven Bedingungen, d udurch getrennzeichnet, daß die Reaktion in einer nicht wäßrigen, polaren organischen Flüssigkeit, die im wesentlichen gegenüber den Reaktanten und den Reaktionsprodukten inerl ist und in der mindestens einer der Reaktanten zu mindestens etwa 2 Gewichtsprozent löslich ist, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Flüssigkeit Trichloracetonitril, Trichloracetylchlorid, Trichloressigsäureanhydrid, Essigsäureanhydrid oder Eisessig eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Flüssigkeit Trichlorbenzol, das bis zu 1 Gewichtsprozent Stearyltrimethylammuniumchlorid enthält, eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, üaS als organische Flüssigkeit Monochlorbenzol, das bis zu 1 Gewichtsprozent Stearyltrimethylammoniumchlorid enthält, eingesetzt wird.