DE2843380A1

DE2843380A1 - Verfahren zur gewinnung von cyanurchlorid (iii)

Info

Publication number: DE2843380A1
Application number: DE19782843380
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr Ing Dr Goedecke; Martin Liebert; Wolfgang Dr Nischk; Wolfgang Dr Ploetz; Kurt Puschner
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1978-10-05
Filing date: 1978-10-05
Publication date: 1980-04-10
Also published as: MX152055A; FR2438040B1; DE2843380B2; HU182943B; JPS5551075A; DD146180A5; IL58264A; NL7905140A; IT7968624A0; SE445999B; SE7908235L; FR2438040A1; YU40369B; GB2033899A; US4245092A; ATA648979A; GB2033899B; YU137579A; IT1119124B; CH641785A5

Description

Deutsche GoB- und Silber-Scheideanstalt 78 163 CY vormals Roessler, Veissfrauenstrasse 9

6000 Frankfurt /Main

Cyanurchlorid, das durch Trimerisieren von Chlorcyan mit - Hilfe von Katalysatoren, vor allem Aktivkohle, gewonnen wird, ist bekanntlich ein sehr interessantes Zwischenprodukt für verschiedene industrielle Sektoren, wie die Herstellung von Farbstoffen und Produkten für die Textilindustrie, sowie für Pharmazeutika, Produkte für die Landwirtschaft, aber auch solche für die Kunststoff-, Kautschuk- und SprengstoffIndustrie.

Cyanurchlorid. " -.-..' --"·.:.~~ ~ _ ; .:■ - --_. .- — '"■*£" .' ■ -.,\_t fällt bekanntlich nach der Trimerisierung gasförmig an, zusammen mit nicht umgesetztem Chlorcyan und Chlor, sowie Nebenprodukten.

Es war lange Zeit üblich, dieses Reaktionsgasgeniisch direkt in festes Cyanurchlorid zu überführen, z.B. durch Einleiten des Gasgemisches in von aussen gekühlte Räume (s. "Ulllmann", Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, 195^i Bd. 5, Seite 62*t und 625 und h. Auflage 1975t Band 9, Seite 652).

Oder durch Einführung in eine mit Wasser gekühlte Kugelmühle gemäss dem Verfahren der US-PS 3.256.070.

Festes Cyanurchlorid fällt im allgemeinen pulverförmig an und wird bisher überwiegend in dieser Form weiterverarbeitet.

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Ein Nachteil des festen Cyanurchlorids ist aber seine oft nicht einfache Handhabung.

Bei seiner Abfüllung und Lagerung, wie auch bei seiner Veiterverarbeitung waren Vorsichtsmassnahmen notwendig.

Ausserdem war die Abscheidung in fester- Form auch mit gewissen technischen Schwierigkeiten verbunden, da sich Cyanurchlorid zum Teil in Form grober Kristalle an den .Wänden und Einbauten"der Abscheidegefässe und Austragsaggregate absetzte«'

Diese groben Kristalle mussten mechanisch abgeschlagen verden und führten dann zu einer deutlichen Qualitätsverschlechterung des Endproduktes.

Um die Abscheidung grober Kristalle zu vermeiden, wurden inerte Kühlflüssigkeiten bei der Abscheidung des festen Cyanurchlorides über Düsen versprüht, s. DE-PS 1 Z.66 308«

Dabei traten aber Verkrustungen an den Düsen und damit Verstopfungen auf.

Aus Gründen der Arbeitshygiene und des Umweltschutzes, sowie auch mit dem Aufkommen von immer mehr automatisierten Verfahren war es erforderlich, Cyanurchlorid in einer besser zu handhabenden und zu verarbeitenden Form zu gewinnen.

Hierfür bot sich Cyanurchlorid in flüssiger oder gelöster Form ani Das Vorliege,n von Cyanurchlorid in gelöster Forra erfordert aber einen ziemlich grossen Aufwand für die Bereitstellung und Rückgewinnung des Lösungsmittels«

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Ausserdem traten Abgasprobleme auf, die das Verfahren c zusätzlich komplizierten, s. US-PS 3 539 565.

Auch muss sich das verwendete Lösungsmittel in jedem Fall nach dem späteren Verarbeitungszweck richten, und die Löslichkeit von Cyanurchlorid in den einzelnen - Lösungsmitteln ist recht unterschiedlich.

Des weiteren sine Verfahren bekannt, die gasförmiges Cyanurchlorid unter Zuhilfenahme einer Hilfsflüssigkeit verflüssigen.
1,- Diese Hilfsflüssigkeit - wie z.B. Phosphoroxychlorid- Boll das Austreten des Cyanurchlorids aus der Fraktionierkolonne verhindern.

Verwendung einer solchen Hilfsflüssigkeit erfordert aber eine aufwendige Apparatur zur Aufarbeitung und Rezyklierung der eingesetzten Hilfsflüssigkeit, sowie ZUX* Reinigung des Abgases.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass gelegentliche gK Durchbrüche der Hilfsflüssigkeit in die flüssige Cyanurchloridphase zu ez-heblichen Qualitätseinbussen führten. _:

Trotzdem wäre es aufgrund der steigenden Bedeutung des «_o flüssigen Cyanurchlorides und des hohen Marktanteils von pulverförmigem Cyanurchlorid wünschenswert, wenn ein Verfahren existieren würde, nach dem beide Phasen in der gleichen Apparatur und auf einfachem Wege gewonnen werden könnten,

Zweck der Erfindung ist also die Schaffung eines Herstellungsverfahrens für Cyanurchlorid, bei dem Cyanurchlorid weitgehend wahlweise in flüssiger oder fester Foi-m gewonnen werden kann.

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Es wurde nun gefunden, dass sich Cyanurchlorid kontinuierlich aus dem nach der Trimerisierung von Chlorcyan anfallenden Reaktionsgemisch in fester oder flüssiger Form gevinnen lässt, wenn man das Reaktionsgasgemisch in eine Apparatekombination, im Wesentlichen bestehend aus einer Abtriebskolonne und einem ihr nachgeschalteten Kondensator, bevorzugt einem Kbpfkondensator, vorzugsweise oberhalb der Abtriebskolonne einleitet, und den Sumpf der Abtriebskolonne auf Siedetemperatur des Cyanurchlorids hält,· worauf man das im Reaktionsgasgemisch enthaltene Cyanurchlorid am Austritt des Kondensators im Bereich von 146 bis 1^Qo°C abkühlt und

zur Gewinnung des Cyanurchlorids in flüssiger Form das flüssige Cyanurchlorid am unteren Ende der Abtriebskoloniie als solches abnimmt und /oder direkt oder gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung

einem Sprühturm zuführt und darin versprüht, worauf man das feste, feinkörnige Cyanurchlorid am Boden des Sprühturms entnimmt.

Durch Einstellen der Temperatur am Austritt des Kondensators kann die Menge der flüssig abzuscheidenden zu der aus der über Kopf mit dem Restgas

abgehenden ^enge Cyanurchlorid eingestellt werden. 3o

Je tiefer diese Temperatur liegt, desto geringere Mengen an Cyanurchlorid werden mit dem Restgas entfernt.

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Dieses Restgas kann vernichtet oder in bekannter Weise aufgearbeitet werden, z.B. durch. Desublimation,

Bekanntlich hängen die Mengen an nichttrimerisiertem Chlorcyan, sowie an Chlor und Inertgasbestandteilen im Restgas von der Beschaffenheit des Katalysators und damit den Bedingungen ab, die im Trimerisierungs- teil für Chlorcyan herrschen.

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Als Abtriebskolonne dienen herkömmliche Destillations-

kolonnen.
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Als Kondensatoren werden bekannte Wärmeaustauscher, vorzugsweise Wärmeaustauscher mit Rohrbündeln, eingesetzt. Diese Kondensatoren können der Abtriebskolonne entweder nachgeschaltet oder - wie schon gesagt — bevorzugt als Kopfkondensatoren angeordnet sein.

Die Wärmeabführung geschieht vorzugsweise durch bekannte Wärmeübertragungsmedien.

^ Zwar ist es möglich, das Reaktionsgasgemisch direkt In die Abtriebskolonne einzuführen, aber es hat sich als energetisch günstig erwiesen, das Reaktionsgas oberhalb der Abtriebskolonne in die Apparatekombination einzuleiten. Besonders günstig ist der Einbau eines Zwischenelementes in die Apparatekombination, und zwar zwischen der Gaseinführung oberhalb der Abtriebskolonne und dem Kondensator. In diesem Zwischenelement erfährt das zu kondensierende Reaktionsgasgemisch eine Zwischenkühlung, bevor es

^ in den Kondensator eintritt.

Als Sprühturm und Abscheidekammer können übliche Apparate mit Luft- oder Flüssigkeitskühlung verwendet werden.

Als Sprühorgan des Sprühturmes dienen alle hierfür· geeigneten Apparaturen, wie Sprühteller, Ein- und Zweistoffdüsen verschiedener Bauarten, denen verschiedenartige Zerstäubungsprinzipien zugrunde liegen können.

«Ä. Q mm

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Der technische Fortschritt des erfindungsgemässen Ver- -* fahrens liegt einmal - wie schon gesagt -' in der

Flexibilität des Verfahrens, mit dem : ,:. flüssige

und feste Anteile an Cyanurchlorid aus dem Reaktionsgasgemisch im Anschluss an die Trimerisierung von Chlorcyan gewonnen werden können. -

Zum anderen erfordert das technisch leicht durchführbare Verfahren nur wenige Verfahrensstufen, da das Verfahren ohne zusätzliche chemische Hilfsstoffe auskommt .

Darüber hinaus zeichnen sich die Endprodukte durch grosse Reinheit - und was das Festprodukt betrifft durch eine besondere Feinkörnigkeit und sogar verbesserte Rieselfähigkeit aus.

Das flüssige Cyanurchlorid wird ausserdem vorzugsweise frei von Chlor und Chlorcyan gewonnen, z.B. durch Austreiben der gelösten Gase aus dem verflüssigten Cyanurchlorid.

Ferner arbeitet das Verfahren umweltfreundlich, da die in den Restgasen enthaltenen schädlichen Komponenten, wie z.B. Chlor und Chlorcyan, durch übliche Waschprozesse entfernt und gegebenenfalls wieder in die Chlorcyanhersteilung zurückgeführt werden können_c

Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand von Abbildung 1 und dem Beispiel näher erläutert.

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In Abbildung 1 wird durch die Rohrleitung 1 das

überhitzte Reaktionsgasgemisch, das sich aus 5

CyanurchIoriddampf und dem Restgas aus Chlor, Chlor-

. cyan und Inertgasen zusammensetzt, und das den hier nicht gezeigten Trimerisierungsreaktor verlässt, in die Apparatekombination 2 geleitet.

Die Apparatekombination besteht aus der Abtriebs—

kolonne 2 b und dem Kopfkondensator 2 c« Gegebenenfalls kann durch Einschiebung des Zwischeneleraent'es 2 a die Abkühlung des Dampfgemisches auf ₁_ Sattdampftemperatur erfolgen, wobei ein Teil des aus dem Kondensator ablaufenden Cyanurchloridkondensates - erneut verdampft.

Ohne Zwischenelement 2 a wird das Dampfgemisch direkt P unterhalb des Kondensators 2 c eingeführt und dort gekühlt.

Ein Teil des in die Apparatekombination 2 eintretenden Cyanurchloriddampfgemisches wird im Kondensator 2 c verflüssigt, der restliche Anteil wird gemeinsam mit den nicht kondensierten Gasen aus dem System herausgeführt und gegebenenfalls in einer Abscheidekammer.(nicht gezeigt) von Cyanurchlorid befreit.

Das Verhältnis von kondensierten) zu gasförmig bleibenden Cyanurchlorid wird mit Hilfe der Temperaturmessund Regelstelle 3 am Austritt des Kondensators 2 c eingestellt.

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Im Abtriebsteil der Abtriebskolonne 2 b werden die im verflüssigten Cyanurchlorid gelösten Restgase, vor allem Chlor und Chlorcyan, entfernt.

Dazu ist eine Sumpftemperatur erforderlich, die grosser oder gleich der Siedetemperatur des flüssigen CyanurChlorids bei dem entsprechenden Kolonnendruck ist und die mit Hilfe des Verdampfers 9 aufrecht erhalten wird.

Die so hergestellte, von Restgasen gereinigte Cyanurchloridschmelze wird durch die Leitung 1o dem Vorratsbehälter 11 zugeführt, aus dem sie über Leitung 11 a entnommen werden kann.

_cSoll die Cyanurchloridschmelze in feste Form überführt werden, so kann man sie sowohl direkt über

Leitung 12 wie aus dem Vorratsbehälter 11 und ■" Leitung 15 mittels Pumpe 13 dem Sprühturm lh zuführen und dort versprühen und sie über Leitung 14 a als ges~pruht.es Festprodukt entnehmen.

Alle Apparateteile und Leitungen, die Cyamirchloridschmelzen enthalten oder führen, müssen auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Cyanurchlorid beheizt werden.

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Beispiel 1

Ein Gemisch aus 981 kg Cyanurchloriddampf und 7o kg Restgas (N_, Cl , ClCN, CO ) wird der Abtriebskolonne 2 b stündlich zugeführt. Der Druck des Gemisches beträgt 79*t Torr und seine Temperatur 225°C.

Nach der Abkühlung auf die Sattdampftemperatur von 191 C in dem Zvischenelement 2 a wird das Gemisch im Kondensator 2 c auf 15o C abgekühlt. Zur Abscheidung der gelösten Restgase im verflüssigten Cyanurchlorid wird dem in der Kolonne herablaufenden Flüssigkeitsstrom ein Cyanurchloriddampfstrom von 196 kg/h aus dem Sumpf entgegengeführt.

Im Sumpf der Kolonne fallen 891 kg /h praktisch reiner Cyanurchloridschmelze an« Diese Schmelze wird in einem Sprühturm mit einer Zweistoffdüse versprüht, dabei wird folgende Kornverteilung erhalten:

/u in „93,7 Gew.j

5O - 71 /VL IU - Η-, 1

'72 - 100 /U in '2,o

/u in -' ·- οι, 2" Gev_tfo

Das mit Cyanurchlorid gesättigte Restgas von I50 C verlässt den Kopflcondensator 2

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Claims

78 163 CY Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler
Weissfrauenstrasse 9

6ooo Frankfurt /Main
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Verfahren zur Gewinnung von Cyanurchlorid (ill) 2o

Patentansprüche

p- 1y Verfahren zur Gewinnung von Cyanurchlorid in '— fester oder flüssiger Form aus dem Reaktions~ gemisch, das nach der Trimerisierung von Chlorcyan anfällt, dadurch gekennzeichnet, dass rr.an

η -■■-. .- - -·*« das Reaktionsgasge-

misch in eine Apparatekoinbination, im Wesentlichen bestehend aus einer Abtriebskoloniis und einem ihr nachgeschalteten Kondensator, bevorzugt einem Kopikondensator, vorzugsweise oberhalb

,.j/ der Abtriebskolonne einleitet, und den Sumpf der Abtriebskolonne auf Siedetemperatur des Cyanurchlorids hält, vorauf-man das im Reaktionsg-as-;

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gemisch enthaltene Cyanurchlorid am Austritt des c Kondensators im Bereich von 146 bis 19o C abkühlt und

zur Gewinnung des Cyanurchlorids in flüssiger Form das flüssige Cyanurchlorid am unteren Ende der Abtriebskolonne als solches abnimmt und /oder direkt oder gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung

einem Sprühturm zuführt und darin versprüht, worauf man das feste, feinkörnige Cyanurchlorid am Boden des Sprühturms entnimmt.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das in flüssiger Form anfallende Cyanurchlorid im Anschluss an die Kondensation in der «Vbtriebskolonne von gelöstem Chlor und Chlorcyan befreit.

Ffm., den 11.8.1978
FB PAT/Dr.Schae-F

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