JPH05319811A - アジ化ナトリウムの製造方法 - Google Patents

アジ化ナトリウムの製造方法

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JPH05319811A
JPH05319811A JP12589392A JP12589392A JPH05319811A JP H05319811 A JPH05319811 A JP H05319811A JP 12589392 A JP12589392 A JP 12589392A JP 12589392 A JP12589392 A JP 12589392A JP H05319811 A JPH05319811 A JP H05319811A
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nitrite
sodium azide
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liquid
sodium
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JP12589392A
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English (en)
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Mitsusachi Mizoguchi
光幸 溝口
Yukihiro Yoda
幸廣 與田
Tokuyuki Iwanaga
徳幸 岩永
Shinji Miyata
慎治 宮田
Tetsuo Sumi
哲雄 角
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/08Hydrazoic acid; Azides; Halogen azides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ガス状亜硝酸メチルまたはガス状亜硝酸
エチルを含む原料ガスと、ヒドラジン及び水酸化ナトリ
ウムを含む原料液とを気−液接触させ、0〜70℃の温
度範囲でアジ化ナトリウムを晶析させるアジ化ナトリウ
ムの製造方法である。 【効果】 高選択率でアジ化ナトリウムを生成させ
ることにより、再結晶等の精製操作なしで高純度のアジ
化ナトリウムを製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アジ化ナトリウムの製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アジ化ナトリウムは、従来から農・医薬
の中間体製造原料用途として製造されてきた。また最近
では、自動車エアバッグ用インフレーター薬剤として需
要が伸びている。
【0003】アジ化ナトリウムの製造方法としては、
(1)ナトリウムアミド法及び(2)ヒドラジン法等が
知られている。更に前者(1)は、以下の3法に分類で
きる。 (イ)ナトリウムアミド粉末を150〜250
℃の温度で亜酸化窒素と反応させる高温法。 2NaNH2 + N2O → NaN3 + NaOH +
NH3 (ロ)パラフィン中に懸濁させたナトリウムアミドと亜
酸化窒素とを、150〜180℃で反応させ、得られる
反応混合物から再結晶精製によりアジ化ナトリウムを得
る中温法(特開昭50−144700)。 (ハ)ナトリウムアミドの液体アンモニア懸濁液に亜酸
化窒素ガスを10〜30℃の温度で作用せしめる低温法
(特公昭33−3625)。
【0004】(イ)の高温法は、製造中に於ける爆発の
危険性が高く工業化はなされていない。また、(ハ)の
低温法は高圧下で多量の液体アンモニアを取り扱う必要
があり、その取り扱い及び安全性の面で問題が多い。さ
らに、(ロ)の中温法にしても十分な品質の製品を得る
為には、再結晶等の精製が必要であり製造工程が複雑と
なる難点を有する。
【0005】(2)のヒドラジン法には、水加ヒドラジ
ン及び水酸化ナトリウムのアルコール溶液に亜硝酸エチ
ル等の液状亜硝酸アルキルを加えアジ化ナトリウムを析
出させる方法(米国特許1,628,380)がある。 N24・H2O+NaOH+C25ONO → NaN3+C25OH+3H2O あるいは、無水ジエチルエーテルに溶かした水加ヒドラ
ジンにナトリウムメトキシドと、液状亜硝酸エチルとを
反応させる方法も知られている。 N24・H2O+CH3ONa+C25ONO → NaN3+CH3OH+C25OH+2H2
【0006】これらヒドラジン法は、ナトリウムアミド
法に比べれば工程が簡単で爆発等の危険性は少ないが、
生成するアジ化ナトリウム結晶の純度に問題が残ってい
る。即ち、従来の液状亜硝酸アルキルを使用する方法で
は、亜硝酸ナトリウムを主とする副生物の生成率が高
く、該副生物のコンタミにより生成結晶の純度が低下す
るために、高純度の製品を得るためには再結晶等の精製
操作が必要であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みヒドラジン法を改良し、経済的に、高純度のアジ
化ナトリウムを精製操作なしに製造する方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、亜硝酸アルキル自体の
純度、収率が分子量の小さい亜硝酸アルキル程高いこ
と、及び、炭素数1または2の常温でガス状の亜硝酸ア
ルキルを使用し、これを原料液と所定の条件下で気−液
接触反応させることで、亜硝酸ナトリウム等の副生が抑
制され、再結晶等の精製操作なしに高純度のアジ化ナト
リウムが製造できることを見い出し本発明を完成するに
至った。
【0009】即ち、本発明は、ガス状亜硝酸メチルまた
はガス状亜硝酸エチルを含む原料ガスと、ヒドラジン及
び水酸化ナトリウムを含む原料液とを気−液接触させ、
0〜70℃の温度範囲でアジ化ナトリウムを晶析させる
ことを特徴とするアジ化ナトリウムの製造方法である。
【0010】本発明の原料ガスは、亜硝酸メチル(CH
3ONO,沸点=−17℃)または亜硝酸エチル(C2
5ONO,沸点=17℃)であり、共に常温で気体であ
る。これらは常温で液体の亜硝酸アルキル(亜硝酸プロ
ピル、亜硝酸ブチル等)より製造が容易であり、高純度
品が高収率で得られる。その製造法としては、亜硝酸
ナトリウムおよび硫酸と、メタノールまたはエタノール
との液相反応、二酸化窒素をメタノールまたはエタノ
ール中へ通気する方法、三酸化二窒素等の亜硝酸付与
剤とメタノールまたはエタノールとの反応等が従来から
知られているが、いずれの方法による亜硝酸メチルまた
は亜硝酸エチルでも使用可能である。亜硝酸メチルまた
は亜硝酸エチルは純粋なものでも、あるいは窒素
(N2)等の不活性希釈ガスを含んだものでも使用可能
である。
【0011】本発明で使用するヒドラジン、水酸化ナト
リウムは、特に制限はなく、通常市販の水加ヒドラジ
ン、水酸化ナトリウムがそのまま使用できる。
【0012】本発明におけるアジ化ナトリウムを生成さ
せる反応器は攪拌槽形式の反応器または充填塔または濡
れ壁塔形式の吸収塔が使用可能であるが、気液接触効率
が高く、生成アジ化ナトリウム結晶の堆積を生じない様
式の反応器であれば特に制限はない。
【0013】反応器内では、ガス状亜硝酸アルキルを含
む原料ガスと、ヒドラジン及び水酸化ナトリウムを含む
原料液とが接触する。この時原料液中には、原料ガス中
の亜硝酸アルキルを全量反応させる化学量論量よりも多
い量のヒドラジン及び水酸化ナトリウムを存在させる必
要がある。ヒドラジンが不足している場合、副生物であ
る亜硝酸ナトリウムの生成が著しくなり製品純度に悪影
響を及ぼす。一方、水酸化ナトリウムが不足すれば、ヒ
ドラジンと亜硝酸アルキルとの反応で揮発性液体である
アジ化水素酸(HN3,沸点=37℃)が生成する。こ
れは、有害で爆発性を有する非常に危険な化合物であり
注意を要する。
【0014】原料液に使用する反応溶媒としては、ヒド
ラジン及び水酸化ナトリウムを溶解し反応生成物である
アジ化ナトリウムの溶解度が小さいアルコール類が好適
である。例えば、炭素原子数1〜8個を有する飽和の1
価脂肪族アルコールまたは脂環族アルコールが使用でき
る。また、これらのアルコールには、例えばアルコキシ
基などのような反応を阻害しない置換基が含まれていて
もかまわない。アルコールは必ずしも単一成分である必
要はなく、混合物も同様に使用できる。また、含水アル
コールでも特に問題ではない。更に、母液処理(副生物
回収)、製品の乾燥等の操作を考えれば、沸点の比較的
低いメタノールまたはエタノールの使用が望ましい。さ
らに原料ガスとして亜硝酸メチルを使用する場合にはメ
タノール、亜硝酸エチルを使用する場合にはエタノール
を選択すれば、反応系の組成が簡素化されプロセス的に
有利となる。
【0015】また、原料液中にアジ化ナトリウム結晶を
2〜30wt%の範囲で予め存在させることは、生成結
晶の粒度コントロールの点で有効な手段となる。2wt
%以下のスラリ−濃度では種晶としての効果が見られな
い。また、30wt%以上では、種晶としてのさらなる
効果が見られず、均一攪拌のための攪拌動力が過大とな
り、経済的に不利となる。生成結晶の粒径については、
特に平均粒径が大きなもの程、濾過性が良好となるため
製品純度向上の点からも有利となる。
【0016】反応器内の反応温度は、0〜70℃の範
囲、好ましくは10〜50℃とする必要がある。0℃以
下の温度では、冷却の為の費用が大きく不経済である。
また、70℃以上では、副反応(分解等)が顕著とな
り、アジ化ナトリウムへの選択率の低下が製品純度に悪
影響を及ぼすと同時に、ガス吸収速度の低下による亜硝
酸アルキルの反応率の低下が懸念される。反応器内の圧
力については、特に制限はないが通常の大気圧〜10K
g/cm2の範囲で行うことができる。特に、反応器を
小型化するためには加圧系にすることが有効な手段とな
る。
【0017】生成物であるアジ化ナトリウムの回収は、
反応スラリーを反応器より抜き出し、固液分離(遠心分
離、フィルタープレス等)、乾燥等の一連の一般的な操
作で行うことができる。
【0018】次に本発明の一例を図面に基づいて更に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。ヒ
ドラジン及び水酸化ナトリウムを含む原料液を仕込んだ
攪拌槽5の下部より導管4を経て亜硝酸メチルまたは亜
硝酸エチルを含む原料ガスを連続的に導入する。攪拌槽
上部からの排ガスは同伴アルコールの回収のためのコン
デンサー6を通した後に系外へ排出される。ここで反応
槽2は亜硝酸アルキルガス発生槽である。硫酸及びメタ
ノールまたはエタノールを仕込んだ反応槽2に亜硝酸ナ
トリウム水溶液を導管1により供給し、ガス状亜硝酸メ
チルまたは亜硝酸エチルを連続的に発生させる。発生し
た亜硝酸アルキルガスは、コンデンサー3を経由し導管
4を経て攪拌槽5へ送られる。反応終了後の反応スラリ
ーは固液分離し、乾燥工程を経てアジ化ナトリウムを回
収する。尚、反応熱除去のため攪拌槽5は外部冷却機構
を備えている。
【0019】
【実施例】以下に本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例
によって制限されるものではない。以下、%は特記しな
い限りモル%を示す。
【0020】実施例1 メタノール2700g、水酸化ナトリウム720g及び
90%水加ヒドラジン370gからなる原料液を調製
し、内径120mm、高さ500mmのガラス製ジャケ
ット式攪拌槽(邪魔板なし)に仕込んだ。次いで100
%亜硝酸メチルガスを380ml/minの速度で攪拌
槽下部より420分間導入した。(導入亜硝酸メチルと
ヒドラジンは等モル)この間、反応液温度は40℃一定
であり、攪拌は12枚翼ベインドディスク(外径50m
m)1枚、400rpmで行った。ガス通気約30分
後、アジ化ナトリウム結晶の析出により反応液が白濁し
始めた。亜硝酸メチル供給終了30分後に反応を停止
し、スラリーを濾過し、得られた白色結晶を精製するこ
となく60℃の温度で48時間乾燥し345gの乾燥粉
末を得た。
【0021】乾燥粉末状結晶のアジ化ナトリウム純度は
イオンクロマト分析の結果98%(ヒドラジン基準の収
率=80%)、結晶粒径の分布は顕微鏡観察の結果20
〜100μmであった。また、亜硝酸メチルの反応率
は、攪拌槽出口ガス(ガス量、組成)、及び反応母液中
の未反応亜硝酸メチル量(ほぼ0)の分析により86%
であることが分かった(14%が未反応のまま系外にロ
ス)。さらに、この反応率を元に反応母液中の溶解アジ
化ナトリウムを含む全アジ化ナトリウム生成量から、ア
ジ化ナトリウムへの選択率が98%であることが分かっ
た。
【0022】比較例1〜3 比較例1では、実施例1の100%ガス状亜硝酸メチル
を100%液状亜硝酸ブチルとした以外は実施例1と同
様の条件で実験を行った。(亜硝酸アルキルの供給モル
速度同一)また、比較例2では同様に100%液状亜硝
酸イソアミルを使用した。さらに、比較例3では、反応
温度を80℃とした以外は実施例1と同様の条件で実験
を行った。条件及び結果を表1に示す。
【0023】液状の亜硝酸アルキルを使用した場合液−
液反応であり、亜硝酸アルキルの反応率はガス状亜硝酸
メチルの場合とほぼ同等であるが、いずれもアジ化ナト
リウムの選択率が低く、亜硝酸ナトリウム等の副生物が
不純物として生成結晶中に残存し、純度が低い。また、
反応温度が80℃の場合も同様の理由により純度の低下
が見られると共に、ガス吸収速度の低下による亜硝酸メ
チルの反応率の若干の低下が認められる。
【0024】
【表1】
【0025】実施例2〜4 実施例2では亜硝酸メチルをその3倍モルの窒素で希釈
し、ガス供給速度を他と同じ380ml/minとして
4倍時間(1680分)供給した以外は実施例1と同様
とした。また、実施例3では、実施例2と同条件のま
ま、攪拌槽を内径80mm、高さ1000mmのものへ
変更した。さらに実施例4では、実施例1の原料液に種
晶アジ化ナトリウム(純度99%、粒径分布40〜10
0μm)200gを添加した以外は実施例1と同様とし
た。表2に実験条件および結果を示す。亜硝酸メチルの
反応率は、希釈ガス濃度の増加に伴い低下するが、反応
温度20℃ではアジ化ナトリウムの選択率、及び純度の
低下は見られない。また、亜硝酸メチルの反応率の低下
は気−液接触効率の高い攪拌槽を使用することで抑制可
能で、このことによる選択率、及び純度の低下は見られ
ない。さらに、種晶の添加により生成結晶の粒径を大き
くした場合には、純度の向上が見られる。
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、副反応の抑制が可能と
なりアジ化ナトリウムを高選択率で製造することができ
る。そのため、従来行っていた再結晶等の精製操作を行
わずに高純度のアジ化ナトリウムが製造できる。よっ
て、プロセスの簡略化の点からも工業的意義は極めて大
きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の製造フローである。
【符号の説明】
1 亜硝酸ナトリウム水溶液供給用配管 2 亜硝酸アルキルガス発生槽 3 コンデンサー 4 亜硝酸アルキルガス供給用配管 5 攪拌槽 6 コンデンサー
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年8月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 慎治 山口県下関市彦島迫町七丁目1番1号 三 井東圧化学株式会社内 (72)発明者 角 哲雄 山口県下関市彦島迫町七丁目1番1号 三 井東圧化学株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス状亜硝酸メチルまたはガス状亜硝
    酸エチルを含む原料ガスと、ヒドラジン及び水酸化ナト
    リウムを含む原料液とを気−液接触させ、0〜70℃の
    温度範囲でアジ化ナトリウムを晶析させることを特徴と
    するアジ化ナトリウムの製造方法。
  2. 【請求項2】 原料液が、種晶としてのアジ化ナトリ
    ウム結晶を2〜30wt%含む請求項1記載のアジ化ナ
    トリウムの製造方法。
  3. 【請求項3】 気−液接触反応器として攪拌槽形式の
    反応器、または充填塔または濡れ壁塔形式の吸収塔を用
    いる請求項1記載のアジ化ナトリウムの製造方法。
JP12589392A 1992-05-19 1992-05-19 アジ化ナトリウムの製造方法 Pending JPH05319811A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111252746A (zh) * 2020-03-11 2020-06-09 青岛雪洁助剂有限公司 一种连续化的叠氮化钠水相安全生产装置及工艺

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CN111252746A (zh) * 2020-03-11 2020-06-09 青岛雪洁助剂有限公司 一种连续化的叠氮化钠水相安全生产装置及工艺
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