NO150201B - Fremgangsmaate ved rensning av cyanursyre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved

rensing av cyanursyre som inneholder opptil 0,5 % av det polare flytende dispergeringsmiddel som har vært brukt som reaksjonsmedium ved fremstillingen av cyanursyren.

Cyanursyre lar seg fremstille gjennom oppvarming av urea og/eller biurea i nærvær av et dispergeringsmiddel. I lit-teraturen beskrives et stort antall forskjellige fordelingsmidler hvorav mange er polare og mer eller mindre vannløse-lige. Eksempler på egnede dispergeringsmidler av siste kategori er f.eks. sulfoner som dimetylsulfon, dipropyl-

sulfon og sulfolan, klorkreosoler, N-metyl-pyrrolidon, 5-metyl-2-oksazolidinon og metylsubstituerte cykloheksanoler henholdsvis deres reaksjonsprodukter med urea eller biurea. Fordi cyanursyre bare er lite løselig i de nevnte disper-geringsmidlene, oppstår ved oppvarmingen av urea og/eller biurea i nærvær av et slikt dispergeringsmiddel en sus-

pensjon av cyanursyre i dispergeringsmidlet. Cyanursyren kan adskilles fra dette.

Søkeren har nå videre fastslått at den på denne måten frem-stilte cyanursyren etter fjerningen av det vedhengende dispergeringsmidlet ennå inneholder innesluttede spor av det anvendte dispergeringsmidlet i faststoffet som fastholdes overordentlig hårdnakket. Disse disperaeringsmiddelrestene lar seg f.eks. ikke fjerne gjennom utvasking, det måtte da være at så store mengder vaskevæske benyttes at en stor del av cyanursyren går i løsning. Det siste er naturligvis meget uøkonomisk. For mange anvendelser er det derfor ønsket at disse dispergeringsmiddelrestene fjernes fra cyanursyren.

Den foreliggende o<p>pfinnelsen vedrører nå en fremgangsmåte

for rensing av sådan cyanursyre som inneholder rester av et polart dispergeringsmiddel.

Iføl<q>e foreliggende op<p>finnelse røres den urene cyanursyre

ved en temperatur mellom 20°C og 100°C mellom 5 minutter og 3 timer med et væskemedium fra gruppen vann og bland-

inger av vann med opptil 75 vektsprosent, basert på bland-

ingen, av et organisk løsningsmiddel som er blandbart med vann og som er inert overfor cyanursyren under behandlingsbetingelsene idet væskemedlet brukes i en slik mengde at suspensjonen som oppnås inneholder mellom 5 og 40 vektsprosent cyanursyre, etterfulgt av separasjon av den rensede cyanursyren fra væskemediet, hvorved cyanursyre inneholder under 0,05 vektsprosent av dispergeringsmidlet.

Denne "røringen" må tydelig adskilles fra den normale ut-vaskingen, hvorved ikke eller knapt røres og det ikke opp-

nås noen dis<p>ergeringsmiddeltri cyanursyre. Utrøringen ad-skiller seg videre fra omkrystallisasjon, fordi man sus-penderer cyanursyren og ikke løser den fullstendig i det vandige medium. Ved utrøringstrinnet ifølge oppfinnelsen anvendes en vesentlig mindre mengde vandig medium og det blir dermed mye mindre cyanursyre tilbake i moderluten.

Videre trengs ingen større mengde varme og kjølevann til oppvarming og påfølgende avkjøling av blandingen. Endelig er bearbeidingen ifølge oppfinnelsen mye mindre tids-

krevende enn en omkrystallisasjon.

Utroringsbehandlingen ifolge oppfinnelsen utfores fortrinnsvis ved temperaturer mellom 20 og 100°C. Lavere temperaturer ned til frysepunktet er riktignok anvendbare., men dog upraktiske. Hoyere temperaturer, f.eks. til 200°C,-er likeledes anvendbare, men byr dog ikke på noen særlige fordeler. Ved for hoye ar-beidstemperaturer er leseligheten av cyanursyre upraktisk hoy, og dertil kan en hydrolyse av cyanursyren opptre. Arbeids-trykket er ikke kritisk og derfor fortrinnsvis lik atmosfærisk trykk. Hoyere og lavere arbeidstrykk, f.eks. mellom 0,2 og 10 atmosfærer, kan anvendes, men byr dog i alminnelighet ikke på noen fordeler.

Blandingsforholdet mellom cyanursyre og vandig medium er fortrinnsvis sådan at en 15-30 vektSDrosentig cyanursyresuspensjon oppstår.

Som vandig medium lar vann seg med fordel anvende. Også blandinger av vann og vannløselige, under behandlingsbetingelsene ned cyanursyre ikke-reagerende organiske løs-ningsmidler, hvor blandingene fortrinnsvis inneholder minst 5 vektsprosent og særlig foretrukket minst 25 vektsprosent vann, kan anvendes som vandig medium. Som organiske løs-ningsmidler kommer fremfor alt vannløselige stoffer i betraktning som tjener som dispergeringsmiddel ved fremstillingen av cyanursyre ved hjelp av oppvarming av urea og/eller biurea.

Eksempler er dimetylsulfon, dipropylsulfon, o-klorkresol, p-klorkresol, 2-metyl-cykloheksanol, 2,6-dimetylcykloheksanol, 2,4,6-trimetylcykloheksanol, sulfolan og metylsubstituerte sul-folanderivater. Andre brukbare vannloselige løsningsmidler er andre alkoholer, etere;og estere eller amider av karbonsyrer med 1-12 karbonatomer, f.eks. metanol, etanol, propanol-2, dietyleter, dimetylformamid eller etylacetat.

Fortrinnsvis anvender man en blanding av vann og av fordelingsmidlet som skal fjernes fra cyanursyren. En sådan blanding kan i mange tilfeller inneholde opptil 50 vektsprosent; mange ganger sogar opptil 75 vektsprosent av dispergeringsmidlet, hvorved en effektiv fjerning av disper-geringsmiddelresten fra cyanursyren bibeholdes. Det er meget overraskende at ved hjelp av utrøring med en bland-

ing av f.eks. 50 vektsprosent vann og 50 vektsprosent av fordelingsmidlet kan f.eks. 0,3 vektsprosent av det samme dispergeringsmiddel fjernes fra cyanursyren.

Ifølge en foretrukken utføringsform av fremgangsmåten

ifølge oppfinnelsen, fører man da også den vandige fasen etter adskillelsen av den rensede cyanursyren tilbake og man benytter denne så ofte for rensing av nye mengder cyanursyre, inntil den vandige fasen inneholder 10-50 vektsprosent dispergeringsmiddel. I en kontinuerlig prosess tapper man således stadig en sådan mengde av den vandige fasen ut at den dispergeringsmiddelmengden som befinner seg deri stemmer overens med den fjernede dispergeringsmiddelmengden fra cyanursyren, oq man etterfyller vann i den vandige fasen, slik at den totale mengden av vandig fase forblir

lik. På denne måten kan dispergerinqsmidlet tilbakevinnes fra den uttappede yandiae fasen på økonomisk basert måte.

Utrbringstiden utgjor fortrinnsvis minst 5 minutter for å

oppnå en vesentlig fjerning av forurensningene. Oppholdstider på mer enn 3 timer gir for det meste ingen fordeler. Det fore-trekkes oppholdstider på 10-30 minutter, fordi dis<p>ergerings-middelrestene da fjernes nesten fullstendig uten å anvende en overdrevent lang oppholdstid.

Den rensede faste cyanursyren kan adskilles på enhver kjent

måte for adskillelse av et faststoff og en væske fra den vandige fasen, f.eks. ved filtrasjon, sentrifugering, avleiring og dekantering o.s.v..

Dispergeringsmidlet som skal fjernes kan være ethvert dispergeringsmiddel som er noenlunde vannloselig ved utroringstemperaturene, f .eks. opptil en konsentrasjon på minst 0,1 vektsprosent. Eksempler er dialkylsulfoner eller cykliske sulfoner med maksimalt 12 karbonatomer^ halogensubstituerte kresoler og fenoler^ videre N-alkylpyrrolidoner, N-substituerte uretaner og cykliske uretaner, hvis substituenter er hydrokarbongrupper med maksimalt 6 karbonatomer^ polyeteralkoholer; cykliske polyetere^ og cykloheksanol eller substituerte cykloheksanoler med et eller flere hydrokarbongrupper med maksimalt 6 karbonatomer som substituenter. Hydrokarbongruppene er fortrinnsvis fenyl-, alkyl- eller cyklo-alkylgrupper. De nevnte Jispergeringsmidlene byr ved fremstilling av cyanursyre ved hjelp av oppvarming av urea og/eller biurea på den fordel at urea og biurea er temmelig godt loselig deri, cyanursyre dog dårlig loselig; derved er adskillelsen av cyanursyre fra reaksjonsblandingen forholdsvis enkel. Spesi-fikke eksempler er dimetylsulfon, dipropylsulfon, o- og p-klorkresol, N-metylpyrrolidon, N-cykloheksylpyrrolidon, 5-metyl-2-oksazolidinon. 2-metylcykloheksanol, 2,6-dimetylcykloheksanol, 2,4,6-trimetylcykloheksanol og særlig sulfolan og dets metylsubstituerte derivater.

v

Innholdet av dis<p>ergeringsmiddelrester som er vanskelige å fjerne

i cyanursyren som skal behandles utgj or, f .eks. 0,05-0,5 vektsprosent, generelt 0,2-0,5 vektsprosent. ved siden av kan cyanursyren som skal behandles ennå inneholde vedhengende fordelingsmidler som er lette å fjerne. Etter rensebehandlingen ifolge oppfinnelsen er innholdet av fordelingsmiddelrester brakt ned på under 0,05 vektsprosent. Den rensede cyanursyren ifolge oppfinnelsen er egnet for imange slags anvendelser^ den ka:n f.eks. tjene som utgangs-stoff for fremstillingen av klorerte derivater, tris (hydroksy-etyl)isocyanurat, triallylisocyanurat o.s.v..

Eksempel I

Rå cyanursyre oppnås ved hjelp av oppvarming av urea i sulfolan som fordelingsmiddel med påfolgende adskillelse av faststoffet. Etter utvasking med benzen - for å fjerne vedhengende dispergerings-middel - inneholder den således oppnådde cyanursyre 0,41 vektsprosent sulfolan (beregnet ut fra svovelinnholdet). En del av denne cyanursyre utrores i 15 minutter ved en temperatur på 80°C og under atmosfærisk trykk med den tredobbelte vektmengden vann. Deretter blir faststoffet frafiltrert og torket; så bestemmes svovelinnholdet. I den oppnådde cyanursyren kan intet svovel mer påvises. Påvisningsgrensen utgjor 0,01 vektsprosent.

Eksempel II

En annen like stor del av det samme urene cyanursyre-utgangs.-stoffet utrores 15 minutter med filtratet fra eksempel I under de samme betingelser som i eksempel I. Også i den nå oppnådde cyanursyren kan intet svovel mer påvises.

Eksempel III

Den i eksempel I beskrevne fremgangsmåten gjentas, hvorved temperaturen denne gangen dog utgjor 25°c. Den oppnådde cyanursyren inneholder mindre enn 0,01 vektsprosent svovel.

Eksempel IV

Den i eksempel I beskrevne fremgangsmåten blir gjentatt.

Som vandig medium for utroringen blir denne gang dog ikke vann, men en losning av 55,5 vekts<p>rosent sulfolan i vann anvendt. Dess-uten varer utroringen nå 60 i stedet for 15 minutter. I

den oppnådde cyanursyren kan intet svovel mer påvises.

Sammenliqninqsforsok A

Ved oppvarming av urea i sulfolan som fordelingsmiddel med påfolgende adskillelse av faststoffet oppnås rå cyanursyre.

Etter utvasking med benzol og fjerning av vedhengende fordelingsmiddel inneholder den oppnådde cyanursyren 0,-5 vektsprosent sulfolan (0,07 vektsorcsent svovel) . Én del derav kokes 3 timer under stadig roring og under tilbakelop av kondensert damp under atmosfærisk trykk med 10 ganger vektsmengden benzen. Faststoffet blir deretter frafiltrert og torket. Det viser seg at dette ennå inneholder n,06 vektsprosent svovel. Denne sterke behandlingen gir altså nesten intet resultat.

Sammenligningsforsbk B- K

Den i eksempel I beskrevne fremgangsmåten gjentas, hvorved arbeidstemperaturen er 80°C, eller, når denne er lavere, til-

svarer den koketemperaturen i 1 atmos. Utroringstiden utgjor 1 time. I stedet for det vandige mediumet anvendes forskjellige organiske løsningsmidler med et vanninnhold under 0,2 Vektsprosent med unntak av metanol som inneholder 0,7 vektsprosent vann. Utgangskonsentra-sjonen av sulfolanet i cyanursyren utgjor stadig 0,30 vektsprosent Resultatene er oppfort i den etterfølgende tabellen.

Sammenliqninqsforsok L

Den i eksempel 1 anvendte rå cyanursyren med et svovelinnhold på 0,1], vektsprosent blir vasket 5 ganger med stadig en vannmengde lik mengden cyanursyre. Cyanursyren inneholder etter torking 0,09 vektsprosent svovel. Det viser seg altså at utvaskningen ikke bevirker noen vesentlig forbedring.

Eksempel V

Den i sammenligningsforsok K beskrevne fremgangsmåten gjentas, dog blir denne gangen dietyleter anvendt som er mettet med vann ved 20°C. Vanninnholdet utgjor ca. 1,2 vektsprosent. Den behandlede cyanursyren inneholder ennå 0,15 vekts<p>rosent sulfolan.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved rensing av cyanursyre som inneholder opptil 0,5 % av det polare flytende dispergeringsmiddel som har vært brukt som reaksjonsmedium ved fremstillingen av cyanursyren, karakterisert ved at den urene cyanursyre omrøres ved en temperatur mellom 20°C og 100°C mellom 5 minutter og 3 timer med et væskemedium fra gruppen vann og blandinger av vann med opptil 75 vektsprosent, basert på blandingen av et organisk løsnings-middel som er blandbart med vann og som er inert overfor cyanursyren under behandlingsbetingelsene idet væskemédiet brukes i en slik mengde at suspensjonen som oppnås inneholder mellom 5 og 40 vektsprosent cyanursyre, etterfulgt av separasjon av den rensede cyanursyren fra væskemédiet, hvorved cyanursyre inneholder under 0,05 vekts<p>rosent av dispergeringsmidlet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en 15-30 vektsprosentig cyanursyresuspensjon fremstilles.

3. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-2, karakterisert ved at man anvender vann som vandig me d i um.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-2, karakterisert ved at man i en kontinuerlig fremgangsmåte anvender som vandia medium et 10-50 vektsprosentig disperaeringsmiddel inneholdende blanding av vann og av det dispergeringsmiddel som skal fjernes fra cyanursyren, at man etter adskillelsen av den rensede cyanursyren ta<p>per ut en del av den vandige fasen fra kretsløpet og tilbake-fører den øvrige delen til omrørinostrinnet etter erstat-ning av den delen vann som er fjernet fra kretsløpet ved utta<p>pingen.