PL54070B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 28.Y.1966 (P 114 792) 20.X.1967 54070 KI. 12 o, 3/01 MKP C 07 c 11/4 UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr Jan Czerwinski, mgr inz. Waclaw.Swier- czynski, inz. Jerzy Twardowski, inz. Slawomir Walczak, mgr inz. Wieslaw Józefowicz, mgr inz.Jerzy Szczerbinski Wlasciciel patentu: Spóldzielnia Pracy Chemików „Xenon", Lódz (Polska) Sposób wytwarzania nitrometanu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia nitrometanu z zobojetnionego kwasu chloro¬ octowego i azotynu sodowego.Nitrometan otrzymuje sie dwoma zasadniczymi metodami, ^polegajacymi na nitrowaniu metanu za pomoca kwasu azotowego w fazie cieklej jak i ga¬ zowej, najczesciej przy uzyciu wysokich cisnien, oraz na metodzie Kolbego opartej na traktowaniu chlorooctanu sodowego azotynem sodowym w sro¬ dowisku wodnym, przy czym reakcja przebiega wedlug wzorów nastepujacych: ClCH2C02Na + NaN02 —-? N02CH2C02Na + NaCl N02CH2C02Na + H20 —- CH3N02 + NaHC03 2NaHC03 —-^ Na2C03 + H20 + C02 Wytwarzajacy sie w przebiegu tych reakcji we¬ glan sodowy powoduje hydrolize soli sodowej kwasu chlorooctowego oraz powstawanie produk¬ tu ubocznego w postaci kwasu metazonowego, two¬ rzacego sie z dwóch czasteczek nitrometanu, a tym samym wplywa na znaczne zmniejszenie sie wy¬ dajnosci reakcji.Z tego tez wzgledu, w celu zwiekszenia wydaj¬ nosci reakcji stosuje sie dotychczas kilka mody¬ fikowanych metod Kolbego.Jedna z tych modyfikacji metody Kolbego po¬ lega na tym, ze zmniejsza sie alkalicznosc srodo¬ wiska reakcji przez zastosowanie nie calkowicie zobojetnionego kwasu chlorooctowego.Ilosc niezobojetnionego kwasu chlorooctowego jednak nie moze byc duza, poniewaz wolny kwas chlorooctowy powoduje rozklad azotynu sodowego.Stosowanie tej modyfikacji metody Kolbego tylko nieznacznie zwieksza wydajnosc procesu, na sku¬ tek czego metoda ta nie znajduje praktycznego za¬ stosowania.Dalsza modyfikacja metody Kolbego polega na stosowaniu niedomiaru azotynu sodowego, co wplywa na obnizenie zuzycia azotynu sodowego, lecz jednoczesnie nie zwieksza wydajnosci procesu, w odniesieniu do kwasu chlorooctowego.Jeszcze dalsza modyfikacja metody Kolbego, po¬ lega na traktowaniu azotynem sodowym wod¬ nych roztworów chlorooctanu barowego przy uzy¬ ciu go w 45% nadmiarze w stosunku do ilosci ste- chiometrycznej. Przy stosowaniu soli barowych uzyskuje sie obnizenie alkalicznosci srodowiska reakcji przy jednoczesnym znacznym zwiekszeniu wydajnosci procesu do 937o wydajnosci teoretycz¬ nej, liczonej w stosunku do uzytego azotynu sodo¬ wego, lecz wydajnosc procesu liczona w stosunku do najdrozszego surowca, a mianowicie kwasu chloro¬ octowego wynosi tylko do 64%. Poza tym przy sto¬ sowaniu tej metody powstaja odpady sciekowe, za¬ wierajace jony barowe, co przy stosowaniu tej me¬ tody na skale techniczna wymaga dodatkowego usuwania tych szkodliwych jonów barowych ze scieków, a poza tym stosowanie kosztownych soli barowych wplywa na zwiekszenie kosztów pro- 540703 Przy stosowaniu wyzej opisanych metod wytwa¬ rzania nitrometanu z soli kwasu chlorooctowego i azotynu sodowego w srodowisku wodnym stosuje sie temperature podwyzszona do 80—110°C.Stwierdzono, ze wytwarza sie nitrometan z duza wydajnoscia, jezeli kwas chlorooctowy zobojetnia sie woda amoniakalna w temperaturze ponizej 30°C i otrzymana sól amonowa kwasu chloroocto¬ wego traktuje sie wodnym roztworem azotynu so¬ dowego, przy czym reakcja przebiega wedlug na¬ stepujacego schematu: C1CH2C02NH4 + NaN02 - N02-CH2C02-NH4 + NaCl ND2-CH2C02-NH4 + H20 - CH3N02 + NH4HC03 ,J T NH4HCOs - NH3 + H20 + C02 Proces ten prowadzi sie w temperaturze podwyz¬ szonej do 80—11Ó°C. Tworzacy sie w reakcji kwasny weglan amonowy, jako zwiazek nietrwaly w pod¬ wyzszonej temperaturze ulega rozkladowi na amo¬ niak i dwutlenek wegla, które ulatniaja sie ze sro¬ dowiska reakcji wraz z destylujacym nitrometanem i woda, tak ze srodowisko reakcji pozostaje, prak¬ tycznie biorac, obojetne podczas calego przebiegu procesu.Odmiana sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze uprzednio zobojetniony amoniakiem kwas chlorooctowy miesza sie z wodnym roztworem azotynu sodowego w temperaturze ponizej 60°C i otrzymana mieszanine wprowadza sie stopniowo do cieklego srodowiska, które stanowi woda lub tez wodne roztwory niehydrolizujacych soli nieorga¬ nicznych takich jak chlorek sodu lub siarczan so¬ du o temperaturze powyzej 60°C.Opisana wyzej odmiana sposobu wedlug wyna¬ lazku umozliwia przeprowadzanie procesu zarów¬ no metoda periodyczna, lub tez metoda ciagla.Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku uzyskuje sie w skali technicznej znaczne obnizenie kosztów wytwarzania nitrometanu, przy czym uzy¬ skuje mozliwosc latwej regeneracji amoniaku i eli¬ minuje sie zanieczyszczenia scieków solami baru lub magnezu.Przyklad I. Do emaliowanego reaktora ladu¬ je sie 90 kg kwasu monochlorooctowego i nastep¬ nie dozuje sie powoli 20% wode amoniakalna, tak aby temperatura srodowiska reakcji nie przekra¬ czala 30°C. Wode amoniakalna dodaje sie w ilosci stechiometrycznej, koniecznej do otrzymania chlo¬ rooctanu amonowego. Równolegle przygotowuje sie w naczyniu emaliowanym roztwór 66 kG azo- 4 tynu sodowego w 90 litrach wody i ogrzewa do temperatury 90°C, po czym wprowadza sie powoli uprzednio przygotowany wodny roztwór chlorooc- tanu amonowego. Reakcja przebiega egzotermicznie 5 a oddestylowujacy przy tym nitrometan skrapla sie w chlodnicy. Oddziela sie go nastepnie od war¬ stwy wodnej destylatu w ilosci 34 kG, co wynosi 59% wydajnosci teoretycznej w stosunku do uzyte¬ go kwasu chlorooctowego. io Przyklad II. Przygotowuje sie mieszanine wodnego roztworu chlorooctanu amonowego z wodnym roztworem azotynu sodowego, w ilos¬ ciach stechiometrycznych, przy czym mieszanine te utrzymuje sie w temperaturze 20°C. Do reaktora 15 emaliowanego o pojemnosci 500 litrów wprowadza sie 100 litrów 10% wodnego roztworu chlorku sodo- . wego i ogrzewa do temperatury 90°C, po czym wprowadza sie stopniowo otrzymana uprzednio mieszanine chlorooctanu amonowego z azotynem 20 sodowym. Oddestylowujacy przy tym nitrometan skrapla sie w chlodnicy. Oddziela sie go nastepnie od warstwy wodnej destylatu.Z dolu reaktora odprowadza sie ciagle wodny roztwór chlorku sodowego w ilosci takiej, aby po- 25 ziom cieczy w urzadzeniu reakcyjnym pozostawal jednakowy.Opisany w tym przykladzie sposób wytwarzania nitrometanu przeprowadza sie w sposób ciagly, , przy czym otrzymuje sie wydajnosc analogiczna 30 jak przy metodzie periodycznej. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania nitrometanu z zobojetnio¬ nego kwasu chlorooctowego przez traktowanie w temperaturze 60—110°C wodnym roztworem 35 azotynu sodowego, znamienny tym, ze kwas chlorooctowy zobojetnia sie amoniakiem w tem¬ peraturze ponizej 30°C, utworzona sól amonowa kwasu chlorooctowego traktuje sie wodnym roztworem azotynu sodowego w ilosci stechio- 40 metrycznej w temperaturze 80—110°C i odde- stylowuje otrzymany nitrometan.
2. 2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze uprzednio zobojetniony amoniakiem / kwas chlorooctowy miesza sie z wodnym roz- 45 tworem azotynu sodowego w temperaturze po¬ nizej 60oC; i otrzymana mieszanine wprowadza sie stopniowo do wody lub wodnego roztworu elektrolitu nie dajacego odczynu alkalicznego o temperaturze powyzej 60°C. Lub. Zakl. Graf. zam. 2619 14.VII.67. 310. PL