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Verfahren zur Herstellung von Oxamid Zusatz zum DBP . .,, .,. (Patentanmeldung
P 23 08 941,0).
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Gegenstand des DBP , .,. .,. (Patentanmeldung P 23 08 941.0) ist ein
Verfahren zur Herstellung von Oxamid, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Cyanwasserstoff
mit Sauerstoff oder Luft und einer Katglysatorlösung in Berührung bringt, die Wasser,
niedermolekulare aliphatische Carbonsäuren und Kupfernitrat enthält.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieses Prozesses besteht
in einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Katalysatorlösung
während der Reaktion abzieht und im Kreislauf wieder in das Reaktionsgefäß zurückführt,
Bei einem lang gestreckten stehenden Reaktor wird man in den meisten Fällen die
Katalysatorlösung am oberen Ende abnehmen und am unteren Ende wieder zuführen. Mit
Hilfe eines Zwangsumlaufs ist jedoch auch eine umgekehrte Führung des Flüssigkeitsstromes
möglich. Auch bei einem liegenden oder schräggestellten Reaktor kann man die Katalysatorlösung
entsprechend zurtckpumpen.
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Dieser Katalysatorkreislauf hat gegenüber dem Verfahren der Hauptanmeldung
verschiedene Vorteile: Durch das Umlaufen der Fldssigkeit verringert sich die Gefahr
des Anbackens des bei der Reaktion gebildeten festen, kristallinen Oxamids an der
Reaktorwahd, Bei schneller Strömungsgeschwindigkeit bleiben die Wände des Reaktors
frei von Oxamid-
Belag und gewähren einen guten Durchgang der Reaktionskomponentef
mit einer guten Wärmeabführung durch die Wand9 Ferner ist es durch die erfindungsgemäße
Arbeitsweise möglich, die beträchtliche Reaktionswärme abzuführen, in dem man in
dem Teil der Kreis laufapparatur, der nicht begast ist, also in den meisten Fällen
in einem absteigenden Ast des Katalysator-Kreislaufs, eine Kühlvorrichtung anbringt0
Außerdem wirkt sich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit in dem flüssigkeitsgefüllten
Reaktor günstig auf die feine Verteilung der gasförmig eingeführten Reaktionskomponenten,
Sauerstoff bzwe Sauerstoff-Sticksoff-Gemische und Cyanwasserstoff, aus. Eine zusätzliche
feine Gasverteilung kann man durch Einbau eines Begasungsventiles in dem Flüssigkeitskreislauf
erzielen.
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Bei Reaktoren, die eine langgestreckte Form haben, wird der EflekL
des Katalysatorkreislaufs das Anbacken von Oxamid zu verhindern, besonders sichtbar.
Unter "langgestreckt" versteht man dabei Reaktoren, deren Länge größer ist als der
Durchmesser, vorzugsweise solche, in denen das Verhältnis Länge/Durchmesser etwa
3 : 1 bis 20 : 1 beträgt. Andere Verhältnisse sind ebenfalls möglich, Der Katalysatorkreislauf
kann z.B, mittels einer Pumpe im Zwangs umlauf durchgeführt werden oder er erfolgt
nach dem Mammutpumpenprinzip, wobei die Flüssigkeit durch die eingeblasene Gasmenge
nach oben transportiert wird, durch ein absteigendes Rohr strömt und unten wieder
in den Reaktor einlaufen kann.
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Ebenso ist auch das Thermosiphon-Prinzip für den Katalysatorumlauf
möglich.
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Bei dem Verfahren, die Katalysator lösung im Kreis zu führen kann
ferner - zur besseren Ausnutzung von HCN und zur Erzielung höherer Raumzeit-Ausbeuten
- im Überschuß von Sauerstoff verwendet werden.
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Vorteilhafterweise wird dabei die 2- bis 6-fache Menge der theoretisch
benötigten Menge Sauerstoff eingesetzt,
Vergleichsbeispiel: In ein
senkrecht stehendes Glasrohr von 10 cm Durchmesser und 1,50 m Höhe werden 10 1 einer
Katalysatorlösung eingefüllt, dit 1,25 % Cu(N03)2 ç 3 H20 in 80 %iger wässriger
Essigsäure enthaiten. Bei einer Temperatur von 60 - 700 werden pro Stunde 500 g
wasserfreie Blausäure eingepumpt und gleichzeitig ca. 300 1 Saistoff durchgeleitet.
Die Oxamidbildung pro Stunde beträgt im Durchschnitt 740 g. Jedoch setzen sich nach
einigen Stunden beträchtliche Mengen festen kristallinen Oxamids an den Wänden ab,
die zu einem'Abstellen der Apparatur und einer mechanischei Entfernung führen.
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Beispiel 1 (Katalysatorkreislauf) Die. im Vergleichsbeispiel beschriebene
Apparatur wird mit einem Zwangsumlauf versehen, indem man eine Leitung von 25 mm
Durchmesser vom oberen Ende des Reaktors, unterhalb des Flüssigkeitsniveaus, seitlich
abführt und über eine Kreiselpumpe aus Glas wieder in das untere Ende des Reaktors
einführt. Nach Füllen der Apparatur mit der gleichen Katalysatorlösung wie im Vergleichsbeispiel
wird durch Inbetriebnahme der Pumpe ein Flüssigkeitskreislauf von ca. 1000 1 pro
Stunde eingestellt. Bei einer Tempe-0 ratur von 60 - 70 werden pro Stunde 500 g
wasserfreier Cyanwasserstoff und ca. 350 1 Sauerstoff eindosiert. Man erhält bei
mehrstündigem störungsfreien Betrieb 740 - 750 g Oxamid pro Stunde Beispiel 2 Arbeitet
man wie im Beispiel 1, jedoch mit einem Einsatz von ca.
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2 cbm Luft anstelle von 350 1 Sauerstoff, so erhält man 720 -740 g
Oxamid pro Stunde.
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Beispiel 3 (Katalysatorkreislauf und Gaskreislauf) Die Apparatur des
Beispiels 1 wird im absteigenden Teil des Flüssigkeitskreislaufs mit einem Mantelkühler
versehen. Das den Reaktor am Kopfende der Flüssigkeitssäule verlassende Gas durchläuft
einen
Rückflußkühler und wird über eine Gaskreispumpe geführt, die es gestattet, das nicht
umgesetzte Gas vom Kopfende des langgestreckten Reaktors wieder in den unteren Teil
des Reaktors einzuleiten. Die Apparatur wird mit der im Vergleichbeispiel genannten
Katalysatorlösung gefüllt, auf 60 - 700 geheizt und mit der Kreiselpumpe für einen
Flüssigkeitsumlauf von ca.
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1000 1 pro Stunde gesorgt. Dann wird in die Apparatur Sauerstoff eingeleitet
und mittels der Gaskreispumpe ein Gasumlauf von 500 - 700 1 pro Stunde eingestellt.
In diese Apparatur wird dann pro Stunde 500 g wasserfreier Cyanwasserstoff eingepumpt
und gleichzeitig auf die Saugseite der Gaskreispumpe pro Stunde 110 - 120 1 Sauerstoff
eingeführt. Die freiwerdende Reaktionswärme läßt sich teils durch den Kühler im
absteigenden Ast des Flüssigkeitskreislaufes, das heißt, in Abwesenheit von Gas,
teils durch den Rückflußkühler im Gasumlauf abführen. Man erhält pro Stunde im Durchschnitt
800 g Oxamid, Beispiel 4 Arbeitet man wie im Beispiel 2 nur primär mit einer Luft
füllung anstelle von Sauerstoff, so erhält man die gleichen Ergebnisse