DE2838016A1

DE2838016A1 - Verfahren zur herstellung von chlorcyan

Info

Publication number: DE2838016A1
Application number: DE19782838016
Authority: DE
Inventors: Georg Buchreiter; Peter Dipl Chem Dr Kniep; Kurt Dipl Chem Dr Scheinost; Heinz-Ruediger Dipl Vollbrecht
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1980-03-13
Also published as: US4242319A; CH641130A5; BE878450A; JPS5537493A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Ψετλμανν, Bipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Jtsg. RA₁ ¹WeICKMANk, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Li ska

_HCH 8000 MÜNCHEN 86, DEN 3 « fe 1978

POSTFACH 860 820 SKW 217 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

SKW TROSTBERG AKTIENGESELLSCHAFT 8223 Trostberg

Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlor- " cyan aus Blausäure und Chlor, in einem nichtwäßrigen Reaktionsmedium.

Chlorcyan ist das Ausgangsprodukt für die Herstellung von Cyanurchlorid, das für die^Herstellung von Herbiziden, optischen Aufhellern, Farbstoffen etö>» in großem Umfang verwendet wird. Nach bekannten Verfahren wird Chlorcyan üblicherweise durch Einleiten von Blausäure und Chlor in wäßrige, verdünnte Salzsäurelösungen entsprechend der Reaktionsgleichung

H_?0
HCN + Cl₂ ——* CNCl + HCl - ;

hergestellt (Ulimann, Bd. 9, Seite 652 (1975)). Im stark sauren wäßrigen Milieu tritt in Abhängigkeit von der Salzsäurekonzentration Hydrolyse des Chlorcyans auf. Aus dem bei der Hydrolyse gebildeten Ammonchlorid kann unter Umständen durch Reaktion mit dem Reaktanden Chlor Stickstofftrichlorid entstehen. Um die Wirtschaftlichkeit des Prozesses nicht durch einen zu hohen Hydrolysegrad zu verschlechtern und auch tun die Stickstofftrichloridbildung, von der erhebliche Gefahr für die Anlage und das Personal ausgeht, weitgehend zu unterdrücken, wird die Salzsäurekonzentration des Reaktionsmediums im allgemeinen auf 8 bis 16 Gew.-%, vorzugsweise bei 1o Gew.-%, gehalten. Diese Verfahrensweise führt zu einem erheblichen Anfall vori stark verdünnter wäßriger Salzsäure, für die der im Einsatzstoff Chlor beinhaltete Gegenwert nicht mehr erzielt werden kann.

Einweiteres Problem bei dieser Verfahrensweise besteht in der Weiterverwendung bzw. Beseitigung der erheblichen Mengen dieser verdünnten Salzsäure.

Man hat daher versucht, Verfahren zu entwickeln, bei denen der Zwangsanfall von Chlorwasserstoff so gesteuert wird, daß er gegenüber Chlor keine oder allenfalls nur eine geringfügige

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Wertminderung darstellt. Dies hat zu dem in der DE-AS 18"o1 offenbarten Verfahren geführt, bei dem Cyanwasserstoff und Chlor in einer nichtwäßrigen, polaren, den Reaktanden und Reaktionsprodukten gegenüber inerten organischen Flüssigkeit zur Reaktion gebracht werden. Dieses Verfahren führt jedoch nur zu verhältnismäßig geringen Ausbeuten (5 4 bis 85 %) und erweist sich damit bei den hohen Einstandskosten für die Rohstoffe als unwirtschaftlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, welches hohe Ausbeuten liefert, wenig Nebenprodukte ergibt und Chlorwasserstoff in leicht verwertbarer Form anfallen läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelang überraschenderweise dadurch, daß nichtwäßrige und/oder wasserentziehende anorganische Lösungsmittel, die ihrerseits mit keinem der Reaktionspartner Blausäure und Chlor reagieren, als Reaktionsmedium für die Reaktanden verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan aus Blausäure und Chlor unter Bildung von Chlorwasserstoff ist daher dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem nichtwäßrigen und/oder wasserentziehenden anorganischen Lösungsmittel oder einem Gemisch davon bei Temperaturen zwischen O⁰C und dem Siedepunkt des Lösungsmittels und Drücken zwischen 1 und 6 bar durchführt.

Die Erfindung führt zu einer praktisch vollständigen Umsetzung und liefert quantitative Ausbeuten an Chlorcyan.

Als Lösungsmittel kommen, wie bereits erwähnt, sowohl nichtwäßrige anorganische Lösungsmittel als auch wasserentziehende anorganische Lösungsmittel, die gegenüber den Reaktionspartnern inert sind, in Betracht. Besonders bevorzugt werden Phosphoroxy-

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Chlorid, Sulfurylchlorid und Siliciumtetrachlorid. Es lassen sich jedoch auch die anderen anorganischen Lösungsmittel verwenden, falls sie inert sind, die Reaktionskomponenten zu lösen vermögen und in einem Temperaturbereich flüssig sind, in dem die Umsetzung -von Chlor und Blausäure mit ähnlicher Geschwindigkeit abläuft. Auch Gemische, insbesondere solche der genannten bevorzugten Lösungsmittel, lassen sich für das erfindungsgemäße Verfahren verwenden. Beispielsweise ergeben Mischungen aus 5o bis 80 Vol.-% Phosphoroxychlorid und 5o bis 2o Vol.~% Siliciumtetrachlorid ebenfalls einen quantitativen Umsatz.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Normaldruck durchgeführt werden, eine Umsetzung unter Überdruck wird jedoch aus technischen Gründen bevorzugt. Das gebildete Chlorcyan wird nämlich in vielen Fällen in einem geschlossenen System unmittelbar weiterverarbeitet. Hierfür ist ein überdruck im allgemeinen bevorzugt. Die Reaktion selbst verläuft jedoch unter Normaldruck ebenso vorteilhaft wie unter überdruck.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt v/erden, letzteres wird bevorzugt. Zweckmäßig wird im Reaktor das Lösungsmittel vorgelegt und Chlor und Blausäure werden in im wesentlichen äquivalenten Mengen in die Reaktionslösung entweder chargenweise oder kontinuierlich eingebracht. Vorzugsweise wird das Chlor gasförmig eingeleitet, die Blausäure hingegen wird bevorzugt mit entsprechender Geschwindigkeit in flüssiger Form zudosiert. Durch externe Temperierung wird die gewünschte Reaktionstemperatur zwischen O C und dem Siedepunkt des angewendeten Lösungsmittels, vorzugsweise zwischen 3o und 5o°C, eingestellt.

Ebenso wird vorzugsweise die Reaktion bei Drücken von 1 bis 2 bar ausgeführt.

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um die gewünschte Reinheit des Chlorcyans zu erhalten, wird das aus dem Reaktor abziehende Gemisch aus Chlorcyan und Chlorwasserstoff zweckmäßig mit einem der als Reaktionsmittel in Eetracht kommenden Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische gewaschen und dann nichtumgesetzte Blausäure und Chlor in den Reaktcrsumpf zurückgeführt. Bevorzugt erfolgt die Wäsche mit dem gleichen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, welches auch als Reaktionsmedium verwendet wird. Das bei dieser Gaswäsche austretende gasförmige Gemisch von Chlorwasserstoff und Chlorcyan wird dann auf übliche Weise getrennt.

Wie bereits erwähnt, führt das erfindungsgemäße Verfahren zu quantitativen Umsätzen. Ein besonderer Vorteil besteht noch darin, daß bei Einsatz der Reaktanden in äquimolaren Mengen wasserfreier ChIorwasserstoff anfällt, der entweder direkt für Kydrochlorierungsprozesse, zur Chlorrückgewinnung oder zur Herstellung konzentrierter Salzsäure verwendet werden kann.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel"!

In einen Mehrhalsrundkolben mit aufgesetzter Waschkolonne wurden 2oo ml Phosphoroxychlorid vorgelegt. In das Lösungsmittel wurden 27 g/h Blausäure und 71 g/h Chlor in jeweils äquivalenten Mengen dosiert. Die Temperatur im Reaktor wurde auf 4o°C eingestellt. Auf die oberhalb des Kolbens befindliche Waschkolonne wurden ca. 5o ml/h Phosphoroxychlorid aufgegeben. Die gasanalytische Untersuchung des Reaktionsgases ergab, daß es bei exakter Dosierung der Reaktanden nur aus Chlorwasserstoff und Chlorcyan besteht. Die quantitative Auswertung lieferte ein Reaktionsgas aus 63 Gew.-% Chlorcyan und 37 Gew.-% Chlorwasserstoff. Der Umsatz zu Chlorcyan wurde zu 1oo % bestimmt.

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Beispie "1 '2

In der in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsapparatur wurden unter den dort angegebenen Reak-t^önsbedingungen als Lösungsmittel 3oo ml Sulfurylchlorid anstelle des PhosphoroxyChlorids eingesetzt. Die .B&eätt^nd&n.."Chlor" und Blausäure wurden mit 1o7 g/h bzw. 41 g/h zudosiert. Auch bei diesem Lösungsmittel wurde bei exakter Dosierung ein quantitativer Umsatz der Reaktanden festgestellt.

Beispiel 3

In der in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsapparatur wurden 2oo ml eines Gemisches von 7o % Phosphoroxychlorid und 3o % Siliciumtetrachlorid vorgelegt. In dieses LösungsmittelgeFAsch wurden 142 g/h Chlor und 54 g/h Blausäure eingeleitet. Die Temperatur im Reaktor wurde auf 4o C eingestellt. Durch Androsseln des abziehenden Gasgemisches wurde im Reaktor ein Druck von 2 bar eingehalten. Bei exakter Dosierung der Reaktanden wurde quantitativer Umsatz zu Chlorcyan erhalten.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

2833016 X- Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan aus Blausäure und Chlor unter Bildung von Chlorwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß iran die Reaktion in nichtwäßrigen und/oder wasserentziehenden anorganischen Lösungsmitteln bei Temperaturen zwischen O⁰C und den Siedepunkt des Lösungsmittels sowie Drücken von 1 bis 6 bar durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rea]

durchführt.

man die Reaktion im Temperaturbereich zwischen 3o und 5o°C

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nan die Reaktion bei Drücken von 1 bis 2 bar durchführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß man das aus dem Reaktor abziehende Gasgemisch mit dem gleichen Lösungsmittel oder -gemisch, welches als Eeaktionsmedium verwendet wird, wäscht und ausgewaschene Blausäure und Chlor recyclisiert.

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ORIGINAL INSPECTED