DE1809607A1 - Verfahren zur Trennung von Chlorcyan und Chlorwasserstoff - Google Patents

Verfahren zur Trennung von Chlorcyan und Chlorwasserstoff

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Description

DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER Frankfurt (Main), Veißsfrauenstrasse 9
Verfahren zur Trennung von Chlorcyan und Chlorwasserstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Gemischen aus Chlorcyan und Chlorwasserstoff. Zweck der Erfindung ist, die zwei Stoffe gleichzeitig in zur Weiterverwendung geeigneter Form zu gewinnen.
Es ist bekannt, Chlorcyan durch Einwirkung von Chlor auf Cyanwasserstoff herzustellen. Die Umsetzung wird in der Gasphase (Chemical Abstracts 15 (1921), 2593) oder in wässriger Lösung (US-Patentschrift 1 588 731, deutsche Patentschrift 827 358) ausgeführt.
Bei der Umsetzung fällt gemäss der Reaktionsgleichung
HCN + Cl2 - CNCl + HCl
neoen Chlorcyan Chlorwasserstoff an. Durch die verschiedene Löslichkeit aieser Substanzen in Wasser ergibt sich bei der Umsetzung in wässriger Lösung zwangsläufig die Trennung des Chlorcyans vom Chlorwasserstoff. Chlorcyan entweicht gasförmig; Chlorwasserstoff bildet Salzsäure. In entsprechender Weise können durch eine Wäsche mit Wasser die bei der U^oetzung in der Gasphase entstehenden Chlorcyan-Chlorwasserstoff-Gemische getrennt werden.
x.'achteilig ist bei der Trennung der Gemische durch Wasser, dass .der Chlorwasserstoff nur in für technische Zwecke unbrauchbarer Form als verdünnte Salzsäure gewonnen werden kann. Konzentriertere Lösungen von Salzsäure zu erzeugen, verbietet sich, da hierbei die Hydrolyse des Chlorcyans zu Ammoniumchlorid und Kohlendioxid begünstigt und folglich die Ausbeute an Chlorcyan geschmälert würde. Im übrigen würde die
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Salzsäure durch das entstehende Ammoniumchlorid verunreinigt (Canadian Journal of Research 25 (1947). 430 - 439).
Es ist ferner bekannt, aus Chlorcyan-Chlorvasserstoffgemischen den Chlorwasserstoff durch Überführen in Calciumchlorid mittels Calciumcarbonat, gegebenenfalls in Anwesenheit von Wasser, abzutrennen (Chemical Abstracts 15 (1921) 2593; US-Patentschrift 2 931 490).
Bei den genannten Verfahren wird jeweils der Chlorwasserstoff aus den Gemischen abgetrennt. Es wird lediglich das Chlorcyan gewonnen5 der Chlorwasserstoff als verdünnte Salzsäure oder Calciumchlorid verworfen» Trennungsverfahren, nach denen neben dem Chlorcyan gleichzeitig auch der Chlorwasserstoff in technisch nutzbringender Form erhalten wird, sind bisher nicht bekannt.
Es wurde nun ein Verfahren zur absorptiven Trennung von Gemischen aus Chlorcyan und Chlorwasserstoff mittels einer Flüssigkeit gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Trennung und gleichzeitigen Gewinnung dieser zwei Stoffe in Umkehrung der bisher bekannten Trennverfahren das Chlorcyan aus dem Gemisch durch Absorption entfernt wird»
Auf diese Weise ist es möglich, Mischungen von Chlorcyan und Chlorwasserstoff beliebiger Mengenverhältnisse, insbesondere die bei der Umsetzung von Cyanwasserstoff mit Chlor in der Gasphase entstehenden Gemische,zu trennen. Von besonderem Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren der Trennung durch V/asser ist, dass der Chlorwasserstoff, da er gasförmig anfällt, vielfältigen Verwendungszwecken zugeführt werden kann.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird das Chlorcyan-Chlorwasserstoff-GasgemiBch mit organischen Lösungsmitteln gewaschen. Der Chl-or-
009825/ 16SS;
■wasserstoff verbleibt gasförmig; das Chlorcyan wird vom Lösungsmittel aufgenommen und kann aus diesem beispielsweise durch Destillation oder Desorption mittels geeigneter Fremdgase gewonnen werden.
Die zu trennenden Gemische können, wenn es sich um die Reaktionsgase aus der Chlorierung des Cyanwasserstoffs handelt, gelegentlich kleine Kengen Cyanwasserstoff und Chlor enthalten. Die Trennung von Chlorcyan und Chlorwasserstoff wird durch derartige Beimengungen nicht beeinflusst; jedoch enthält in diesen Fällen das gewonnene Chlorcyan Chlor und der Chlorwasserstoff Cyanwasserstoff. Während die Beimengung an Chlor im Chlorcyan für die meisten Anwendungszwecke, vornehmlich für die Herstellung von Cyanurchlorid, ohne Belang ist, wird es im allgemeinen erforderlich sein, den Chlorwasserstoff vor der Weiterverwendung von Cyanwasserstoff zu reinigen. Dies geschieht in bekannter Weise durch Behandlung des Chlorwasserstoffgases auf nassem oder trockenem Wege mit Eisen (il) - Salzen, wobei der Cyanwasserstoff in Form komplexer Eisencyanide gebunden wird.
Als Absorptionsmittel für die Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignen sich alle diejenigen organischen Lösungsmittel, die Chlorcyan gut, Chlorwasserstoff jedoch sehr wenig lösen, Insbesondere sinä dies Alkylbenzole, vorzugsweise solche mit Seitenketten von 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und ihre Gemische, ferner Alkane mit Siedepunkten zwischen 200 und 300 C, gegebenenfalls mit Beimischungen von Naphthenen. Besonders geeignet sind ausserdem Halogenkohlenwasserstoffe, vorzugsweise Chlorkohlenwasserstoffe, und zwar aiiphatische wie Tetrachlor-Eiethan, 1.1.2-Trichloräthen, 1.1.1 ^-Te.trachloräthan, 1.1.2.2-Tetrachloräthan, Pentachloräthan, 1.2.3-Trichlorpropan, 1.2-Dichlorbutan, 2.3-Dichlorbutan, Tetrachloräthylen, Hexachlorbutadien-1.3 oder aromatische wie Chlorbenzol, 1.2-Dichlorbenzol, 1.2.4-Trichlorbenzol, oder Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe wie 1-Fluor-i.2.2 -Trichloräthan, 1-Fluor-1.1.2.2 -tetrachloräthan oder Poly-(trifluorchloräthylene).
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Beispiel 1 1
Am Kopf einer mit Füllkörpern gefüllten Absorptionskolonne werden bei Raumtemperatur und Normaldruck stündlich 19»6 kg ("3,7 1) 1.2.4-Trichlorbenzol als Absorptionsmittel aufgegeben; ia unteren Drittel werden in die Kolonne stündlich 20 Mol (etwa 47 1) eines äquimolaren Gasgemisches aus Chlorcyan und Chlorwasserstoff eingeleitet. Der untere Teil der Kolonne wird beheizt. Me mit Temperaturen von 50 bis 80 C unten aus der Kolonne ablaufende Flüssigkeit enthält 3,0 bis 3,2 Gew.-^ Chlorcyan und 0,001 bia 0,002 Gev.-fo Chlorwasserstoff. In dem am Kopf der'Kolonne abgehenden Chlorwasserstoff ist weder Chlorcyan noch Absorptionsmittel in nachweisbaren Mengen enthalten.
Sie aus der Absorptionskolonne ablaufende Flüssigkeit wird einer Destillationskolonne zugeführt, deren Sumpf auf die Siedetemperatur des 1.2.4-Trichlorbenzols (Sdp.„^Q 213° C) erhitzt wird. Das Chlorcyan enthält beim Austritt aus der Kolonne weniger als 50 ppffl dee Absorptionsmittels. Das aus dem Kolonnengumpf ablaufende Absorptionsmittel ist frei von Chlorcyan und wird im Kreislauf in die Absorptionskolonne zurückgeführt.
Beispiel 2:
Am Kopf einer mit Füllkörpern gefüllten Absorptionskolonne werden bei -1O0C und Normaldruck stündlich 10,6 kg (6,5 l) Tetrachloräthylen als Absorptionsmittel aufgegeben; im unteren Drittel werden in die Kolonne stündlich 20 Mol (etwa 47 l) eines äquimolaren Gasgemisches aus Chlorcyan und Chlorwasserstoff eingeleitet. Der untere Teil der Kolonne wird beheizt. Die mit Temperaturen von 40 bia 50°C unten aus der Kolonne ablaufende Flüssigkeit enthält 5,5 bis 5,6 Gew.-# Chlorcyan und 0,002 bis 0,003 Gew.-^ Chlorwasserstoff. In dem am Kopf der Kolonne abgehenden Chlorwasserstoff ist weder Chlorcyan noch Absorptionsmittel in nachweisbaren Mengen enthalten.
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Die aus der Absorptionskolonne ablaufende Flüssigkeit wird ©iner
Destillationskolonne zugeführt, dgren Sumpf awf die Siedetemperatur des Tetrachloräthylens (Sdp<>„/<0 121° G) ©rhitg-fe vir&0 Das Chloreyan enthält beiia Austritt aus de? lolean© 50 "bis 60
Das aus dem Kolonnensumpf afelaufand© Albsorptioasmitt©! ist ii?@t von Chlorcyan und wird im Kreislauf in die Absorptionskolonne surüokg®führte
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