DE2143990A1

DE2143990A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von trichlorisocyanursaeure

Info

Publication number: DE2143990A1
Application number: DE19712143990
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Goelz; Hubert Dr Suter
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1971-09-02
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1973-03-08

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von richlorisocyanursäure Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung P 19 56 238.0) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Trichlorisocyanursäure durch Umsetzung von Cyanursäure mit Chlor in wässriger, alkalischer Lösung mit einem bestimmten Verhältnis der Reaktordimensionen, unter bestimmten Bedingungen der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches und mit einem bestimten Molverhältnis der Ausgangsstoffe.
Bei der Chlorierung der Cyanursäure in wässriger, alkalischer Lösung tritt als Nebenprodukt das leicht zersetzliche und toxische Stickstofftrichlorid auf. Da vielfach die Ursache seiner Bildung in einem bestimmten pH-Wert während der Chlorierung gesehen wird, bei dem sich der Triazinring des chlorierten Isocyanursäure-Noleküls oxidativ spaltet, ging man dazu über, die Cyanursäure in Wasser anzuschlämmen und in saurem (DBP 1 072 625) oder alkalischem Medium (US-Patentschriften 2 970 998, 2 964 525, 3 241 912) zu chlorieren.
Ein ein- oder mehrstufiges, kontinuierliches Chlorierungsverfahren mit einer Temperatur- und Mengensteuerung durch pH- oder Redoxpotentialmessung (DBP 1 235 932) soll einen sicheren, auf optimalen Reaktionsparametern eingestellten Betrieb gewährleisten.
Die US-Patentschrift 3 415 823 lehrt eine Arbeitsweise unter starker Durchmischung der Ausgangsstoffe mittels Einbau von Lochblenden in detn vertikalen Reaktionsrohr und Verwendung von Kohlendioxid. Man verwendet Temperaturen von 4 bis 85 ca und pH-Werte zu Beginn der Reaktion von 8 bis 11 und am Reaktionsende.von 2,5 bis 4,5.
Bei diesen bekannten Verfahren geht man zur Herstellung von Trichlorisocyanursäure von Salzlösungen der Cyanursäure aus, die man unter Verwendung von Alkalien, Erdalkalien oder anderen basischen Mitteln oder deren Mischungen erhält, und in denen das Molverhältnis von Cyanursäure zu den alkalischen oder basischen Mitteln 1 zu 3,0 bis 3,2 beträgt.
Alle diese Verfahren verringern zwar die Gefahr einer Bildung von Stickstofftrichlorid, befriedigen aber nicht in Ausbeute und Raum/Zeit-Ausbeute.
Das Patent . ... ... (Patentanmeldung P 19 56 238.0) betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Dichlorisocyanursäure durch Umsetzung von Cyanursäure mit Chlor in wässriger, alkalischer Lösung, bei dem man die Umsetzung in einem Reaktor mit einem erhältnis von Länge zu innerem Durchmesser wie 50 zu 200 zu 1, bei einer Anfangstemperatur der Reaktion zwischen 20 und 100 0 und einer Endtemperatur zwischen -10 und +50 00, einer Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches von 0,4 bis 4,5 Meter pro Sekunde, mit einem Molverhältnis der Ausgangsstoffe von Alkalihydroxid zu Cyanursäure wie 2 bis 2,4 zu 11 und von Chlor zu Cyanursäure wie 2 bis 100 zu 1 durchführt.
Es wurde nun gefunden, daß man das Verfahren des Hauptpatentes bei einer Anfangstemperatur zwischen 0 und 100 00, einer Endtemperatur zwischen -10 und 25 0 und einem Molverhältnis der Ausgangsstoffe von Alkalihydroxid zu Cyanursäure wie 2,25 bis 2,4 zu 1 unter Bildung von Trichlorisocyanursäure durchführen kann.
Nach dem neuen Verfahren wird die Cyanursäure bevorzugt in einer 3,0 bis 12,0 gewichtsprozentigen wässrigen, alkalischen Lösung umgesetzt. Als Alkali kommen Alkalihydroxide, vorzugsweise Natriumhydroxid, in Frage. Die Reaktion wird mit einem Molverhältnis von Alkalihydroxid zu Cyanursäure wie 2,25 bis 2,4 zu 1 und von Chlor zu Cyanursäure wie 2 bis 100, vorzugsweise 2,4 bis 20 zu 1, durchgeführt Dis Temperaturen der Umsetzung betragen zu Beginn zwischen 0 und 100 00, vorzugsweise zwischen 10 und 50 00, am Ende der Reaktion zwischen -10 und 25 00, vorteilhaft zwischen 5 und 15 00. Die Reaktion kann drucklos oder vorzugsweise unter Druck, zweckmäßig bei einem Druck zwischen 0,3 und 1,5 at durchgeführt werden.
Die wässrige alkalische Cyanursäurelösung wird bei ihrer Herstellung, d. h. vor der Eingabe in den Reaktor, auf emperaturen-.zwisbhen 45 und 75 °C erhitzt. Danach wird sie gegebenenfalls auf die bei Beginn der Reaktion erforderliche temperatur abgekühlt.
Im übrigen gelten die Angaben des Hauptpatents.
Beispiel 1 Man verwendet eine Zerstäuberdüse sowie ein vertikales Reaktionsrohr mit Kühlmantel. Das Reaktionsrohr hat ein Verhältnis von Länge zu innerem Durchmesser wie 1000 zu 1.
In verdünnter Natronlauge wird Cyanursäure bei Temperaturen zwischen 45 und 75 °C gelöst. itrimetrisch--wird eine Cyanursäure-Eonzentration von 59,3 Teilen pro 1000 Volumenteilen und ein Molverhältnis von Cyanursäure zu Natriumhydroxid von 1 zu 2,32 ermittelt. Von dieser Alkalicyanuratlösung werden in dem Reaktionsrohr stündlich 950 Teile mit einer Temperatur von 0 bis 15 0 am Rohreingang kontinuierlich mit Chlor zur Reaktion gebracht, wobei der Chlorüberschuß 40 % der benötigten Chlormenge beträgt. Man wählt eine Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches von 1,6 Meter pro Sekunde im Rohr. Die Temperatur am Rohrausgang beträgt 6 00.
Das anfallende Reaktionsgemisch wird in einem Entgasungsbehälter von überschüssigem Chlor befreit, die nach bekannter Weise anfallende Maische getrennt und die so erhaltene Trichlorisocyanursäure getrocknet. Es werden 95,6 Teile Trichlorispcyanursäure pro Stunde mit einem Aktivchlorgehalt von 91,3 % erhalten; das entspricht einer 94,2 zeigen Ausbeute bezogen auf eingesetzte Cyanursäure.
Beispiel 2 In der gleichen Apparatur wird eine Natriumcyanuratlösung, die 90,5 g Cyanursäure pro Liter Lösung enthält und in der das Molverhältnis Cyanursäure zu Alkalihydroxid 1 zu 2,31 beträgt, wie in Beispiel 1 angegeben, chloriert. Es werden dabei stündlich 1500 Teile Natriumcyanuratlösung kontinuierlich chloriert, wobei auch hier ein 40 XOiger Chlorüberschuß eingesetzt wird. Die Aufarbeitung ergibt in 95,5 -iger Ausbeute eine Trichlorisocyanursäure mit 90,8 %0 Aktivchlorgehalt.

Claims

Patentanspruch

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Chlorisocyanursaure durch Umsetzung von Cyanursäure mit Chlor in wässriger, alkalischer Lösung, nach Patent . ... ...

(Patentanmeldung P 19 56 238.0), bei dem man die Umsetzung in einem Reaktor mit einem Verhaltnis von Länge zu innerem Durchmesser wie 50 bis 200 zu 1, bei einer Anfangstemperatur der Reaktion zwischen 20 und 100 o0 und einer Endtemperatur zwischen -13 und +50 00, einer Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches von 0,4 bis 4,5 Meter pro Sekunde, mit einem Molverhältnis der Ausgangsstoffe von Alkalihydroxid zu Cyanursaure wie 2 bis 2,4 zu 1 und von Chlor zu Cyanursäure wie 2 bis 100 zu 1 durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Umsetzung bei einer Anfangstemperatur zwischen 0 und 100 00, einer Endtemperatur zwischen -10 und 25 °C und einem Molverhältnis der Ausgangsstoffe von Alkalihydroxid zu Cyanursäure wie 2,25 bis 2,4 zu 1 unter Bildung von Trichlorisocyanursäure durchführt.