DE2427269C2

DE2427269C2 - Verfahren zur Herstellung von Oxamid

Info

Publication number: DE2427269C2
Application number: DE19742427269
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr. 6230 Frankfurt Riemenschneider; Peter Dr. 6241 Schneidhain Wegener
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-06-06
Filing date: 1974-06-06
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE2427269A1

Description

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Gegenstand des Patentes 23 08 941 ist ein Verfahren zur Herstellung von Oxalsäurediamid (Oxamid) durch Oxidation von Cyanwasserstoff, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Oxidation mit Sauerstoff oder Luft in Gegenwart einer Katalysatorlösung, die neben 3 bis 80% Wasser noch niedermolekulare Carbonsäuren sowie Kupfernitrat enthält, bei einer Temperatur von 0 bis 125°C und einem Druck von 0bis 50 atü(l bis 50 bar) durchführt und das unlösliche Oxamid von der flüssigen Phase abtrennt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieses Verfahrens besteht nun darin, daß man die Katalysatorlösung während der Reaktion kontinuierlich aus dem Retktionsgefäß abzieht und im Kreislauf wieder in das Reaktionsgefäß zurückführt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß man auch das nicht umgesetzte Gas in einen Kreislauf in das Reaktionsgefäß zurückführt.

Bei einem lang gestreckten stehenden Reaktor wird man in den meisten Fällen die Katalysatorlösung am -to oberen Ende abnehmen und am unteien 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 zurückpumpen.

Dieser Katalysatorkreislauf hat gegenüber dem Verfahren der Hauptanmeldung verschiedene Vorteile: Durch das Umlaufen der Flüssigkeit verringert sich die Gefahr des Anbackens des bei der Reaktion gebildeten so festen, kristallinen Oxamids an der Reaktorwand. Bei schneller Strömungsgeschwindigkeit bleiben die Wände des Reaktors frei von Oxamid-Belag und gewähren einen guten Durchgang der Reaktionskomponenten mit einer guten Wärmeabführung durch die Wand. Ferner ist es durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise möglich, die beträchtliche Reaktionswärme abzuführen, indem man in dem Teil der Kreislaufapparaiur, der nicht begast ist, also in den meisten Fällen in einem absteigenden Ast des Katalysator-Kreislaufs, eine Kühlvorrichtung anbringt. Außerdem wirkt sich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit in dem flüssigkeitsgefülltcn Reaktor günstig cuf die feine Verteilung der gasförmig eingeführten Reaktionskomponenten. Sauerstoff bzw. Sauerstoff-Stickstoff-Gemische und Cyan- hi wasserstoff, aus. Eine zusätzliche feine Gasverteilung kann man durch Einbau eines Begasungsventils in dem ! lüssigkeitskreislai.f erzielen.

Bei Reaktoren, die eine langgestreckte Form haben, wird der Effekt 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 Zwangsumlauf 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. Ebenso ist auch das Thermosiphon-Prinzip für den Katalysatorumlauf möglich.

Bei dem Verfahren, die Katalysatorlösung im Kreis zu führen, kann ferner — zur besseren Ausnutzung von HCN und zur Erzielung höherer RaumzeU Ausbeuten — im Überschuß von Sauerstoff verwendet werden. Vorteilhafterweise wird dabei die 2- bis 6fache Menge der theoretisch benötigten Menge Sauerstoff eingesetzt.

Vergleichsbeispiel

In ein senkrecht stehendes Glasrohr von 10 cm Durchmesser und 1,50 m Höhe werden 101 einer Katalysatorlösung eingefüllt, die 1,25%

Cu(NO₃J₂ · 3 H₂O in 80%iger wäßriger Essigsäure enthalten. Bei einer Temperatur von 60—70° werden pro Stunde 500 g wasserfreie Blausäure eingepumpt und gleichzeitig ca. 3001 Sauerstoff dirchgeleitet. Die Oxamidbildung pro Stunde beträgt im Durchschnitt 740 g. [edoch setzen sich nach einigen Stunden beträchtliche Mengen festen kristallinen Oxamids an den Wänden ab, die zu einem Abstellen der Apparatur und einer mechanischen Entfernung führen.

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. 10001 pro Stunde eingestellt. Bei einer Temperatur von 60—70° werden pro Stunde 500 g wasserfreier Cyanwasserstoff und ca. 3501 Sauerstoff eindosiert. Man erhält bei mehrstündigem störungsfreien Betrieb 740—75Og Oxamid pro Stunde.

Beispiel 2

Arbeitet man wie im Beispiel 1, jedoch mit einem Einsatz von ca. 2 cbm Luft anstelle von 350 I Sauerstoff, so erhält man 720—740 g Oxamid pro Stunde.

Beispiel 3 (Katalysatorkreislauf und
Gaskreislauf)

Die Apparatur des Beispiels 1 wird im absteigenden Teil des Fliissigkeitskreislaufs mit einem Mantelkühler versehen. Das den Reaktor am Kopfende der Flüssigkeitssäule verlassende Gas durchläuft einen Riickflußkühler 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 Vergleichsbeispiel genannten Katalysa-

torlösung gefüllt, auf 60—70° geheizt und mit der Kreiselpumpe für einen Flüssigkeitsumlauf von ca 1000 I pro Stunde gesorgt. Dann wird in die Apparatur Sauerstoff eingeleitet und mittels der Gaskreispumpe ein Gasumlauf von 500—7001 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—1201 Sauerstoff eingeführt Die freiwerdende Reaktionswärme läßt sich teils durch den Kühler im absteigenden Ast des Flüssigkeitskreislaufcs, 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 Luftfüllung ans'.elle von Sauerstoff, so erhält man die gleichen Ergebnisse.

Claims

Patentansprüche:

1. Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von Oxamid gemäß Patent 23 08 941 durch kontinuierliche Umsetzung von Cyanwasserstoff mit Sauerstoff oder Luft in Gegenwart einer Katalysatorlösung, die Wasser, niedermolekulare aliphatische Carbonsäuren und Kupfernitrat enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatorlösung während der Reaktion kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäß abzieht und im Kreislauf wieder in das Reaktionsgefäß zurückführt.

2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auch das nicht umgesetzte Gas in einem Kreislauf in das Reaktionsgefäß zurückführt