SE446000B - Forfarande for utvinning av cyanurklorid - Google Patents

Description

7908236-8 'Fast cyanurklorid erhålls i allmänhet i pulverform och har hit- tills övervägande vidarebearbetats i denna form.

En olägenhet med fast cyanurklorid är emellertid att denna ofta icke kan hanteras på ett enkelt sätt.

Vid paketering och lagring samt även vid vidarebearbetning har försiktighetsåtgärder erfordrats.

Dessutom har avskiljning i fast form även varit förenad med vissa tekniska svårigheter eftersom cyanurklorid delvis avsättes i form av grova kristaller på väggarna och inbyggnader i utskiljningskärlen och utmatningsaggregaten.

Dessa grova kristaller måste avslås mekaniskt vilket medför en tydlig kvalitetsförsämring hos slutprodukten.

För att undvika avskiljning av grova kristaller har man sprutat inerta kylvätskor genom munstycken vid avskiljningen av den fasta cyanurkloriden, se tyska patentskriften l 266 308.

Härvid har emellertid bildning av avsättningsskorpor på mun- styckena och sålunda igensättningar uppkommit.

Med hänsyn till arbetshygien och miljöskydd samt även med hän- syn till ständigt mera automatiserade förfaranden har det varit erforderligt att utvinna cyanurklorid i en form som är lättare att hantera och vidarebearbeta.

För detta ändamål har cyanurklorid i flytande eller löst form varit tänkbar. För att åstadkomma cyanurklorid i löst form er- fordras emellertid förhållandevis omfattande åtgärder för till- handahållande och återvinning av lösningsmedel.

Dessutom uppträder avgasproblem som ytterligare komplicerar förfarandet, se amerikanska patentskriften 3 539 565. 7908236-8 Vidare måste det använda lösningsmedlet i samtliga fall avpassas efter det senare användningsändamålet, och vidare är löslig- heten av cyanurklorid i olika lösningsmedel förhållandevis olik- artad.

Vidare är förfaranden tidigare kända vid vilka gasformig cyanurklorid överföres i flytande form med hjälp av en hjälp- vätska. Denna hjälpvätska, exempelvis fosforoxiklorid, skall förhindra utträdande av cyanurkloriden ur Eraktionerings- kolonnen. _ Användning av en sådan hjälpvätska kräver emellertid en komplicerad apparatur för upparbetning och äterföring i krets- lopp av den använda hjälpvätskan samt för rening av avgasen.

Det har vidare visat sig att eventuàlla genombrott av hjälp- vätskan.i den flytande cyanurkloridfasen medför väsentliga kvalitetsförsämringar.

Trots detta vore det med hänsyn till den stigande betydelsen av den flytande cyanurkloriden och den stora marknadsandelen av pulverformig cyanurklorid önskvärt att åstadkomma ett för- farande enligt vilket båda dessa faser kan utvinnas i samma apparatur och på ett enkelt sätt. Ändamålet med uppfinningen är sålunda att åstadkomma ett fram- ställningsförfarande för cyanurklorid vid vilket cyanurklorid i stor utsträckning valfritt kan utvinnas i flytande fast form.

Det har enligt uppfinningen visat sig att cyanurklorid kan ut- vinnas kontinuerligt ur den vid trimerisering av klorcyan er- hållna reaktionsgasblandningen i fast och flytande form om man för utvinning av cyanurkloriden i flytande och fast form inleder reaktionsgasblandningen i en apparatkombination som väsentligen består av en avdrivningskolonn och en efter denna inkopplad kon- densor, företrädesvis en toppkondensor, varvid gasblandningen företrädesvis inledes ovanför aydrbnungshdkxnæn, sæmzhåfles æfikiv- .7908236-8 ningskolonnens sump vid koktemperaturen för cyanurkloriden, varefter den i reaktionsgasblandningen förefintliga cyanurklori- den beroende på inställningen av temperaturen vid utloppet från kondensorn inom området från 146-l90OC delvis kondenseras, var- efter man för utvinning i flytande form uttager den flytande cyanurkloriden vid den nedre änden av avdrivningskolonnen såsom sådan, samt för utvinning i fast form tillför restgasen som lämnar kondensorn och fortfarande innehåller cyanurklorid och vars halt av cyanurklorid motsvarar den vid utloppet från kOn~ densorn inställda temperaturen, i en avskiljningskammare och i denna utvinner återstående cyanurklorid med kända förfaranden.

Mängdandelarna "flytande-fast"'av cyanurklorid, som man erhåller vid förfarandet enligt uppfinningen inställes genom val av gas- temperaturen vid utloppet från kondensorn.

Om även den pulverformiga, exempelvis genom desublimering er- hållna cyanurkloriden slutligen skall erhållas i flytande form kan den i avskiljningskammaren framställda fastprodukten antingen småltas eller exempelvis tillföras till avdrivningskolonnen.

Det är emellertid även möjligt att tillföra den fasta produkten direkt till den smälta produkt som lämnar avdrivningskolonnen, varvid den fasta produkten eventuellt smälter av sig självt.

I extremfallet är det sålunda, om så önskas, möjligt att utvinna hela mängden i reaktionsgasen förefintlig cyanurklorid i fly- tande form.

Med förfarandet enligt uppfinningen är det sålunda utan vidare möjligt att efter önskan uttaga en del av cyanurkloriden i flytande form samt resten i fast form eller uttaga hela mängden cyanurklorid i flytande form.

Ett sådant felxibelt förfarande som kan genomföras i en och samma anläggning är hittills icke tidigare känt.

Det har helt överraskande även visat sig att även den pulver- formiga andel av cyanurkloriden, som erhålles i avskiljnings-" 7908236-8 kammaren, är överlägsen den enligt tidigare kända förfaranden utvunna pulverformiga cyanurkloriden eftersom den på grund av den höga restgasandelen, som lämnar kondensorn, erhålles i finfördelad form.

Restgasmängden, som lämnar kondensorn, beror såsom är känt på trimeriseringsgraden för klorcyan i reaktionsgasblandningen, dvs. på beskaffenheten av katalysatorn och sålunda på betingel- serna i trimeriseringsdelen.

Såsom avdrivningskolonner användas konventionella destillations- kolonner.

Såsom kondensorer användas tidigare kända värmeväxlare, före- trädesvis värmeväxlare med rörknippen. Dessa kondensorer kan antingen anordnas inkopplade efter avdrivningskolonnen eller, såsom angivits i det föregående, företrädesvis såsom topp- kondensorer.

Värmebortledningen åstadkommes företrädesvis med kända värme- överföringsmedier.

Det är visserligen möjligt att införa reaktionsgasblandningen direkt i avdrivningskolonnen, men det har visat sig energetiskt gynnsammare att inleda reaktionsgasen ovanför avdrivnings- kolonnen i apparatkombinationen. Särskilt gynnsam är inbyggnad av ett mellanelement i apparatkombinationen, i synnerhet mellan gasinloppet ovanför avdrivningskolonnen och kondensorn. I detta mellanelement undergår den reaktionsgasblandning som skall kon- denseras en mellankylning innan den inträder i kondensorn.

Det tekniska framsteget med förfarandet enligt uppfinningen ligger å ena sidan, såsom angivits i förfarandets flexibilitet med vilket valfritt flytande och fasta andelar av cyanurkloid kan utvinnas ur reaktionsgasblandningen i anslutning till tri- meriseringen av klorcyan. 7908236-8 Vidare kräver det tekniskt lätt genomförbara förfarandet endast ett fåtal förfaringssteg eftersom förfarandet kan genomföras utan tillsats av kemiska hjälpmedel.

Dessutom utmärker sig slutprodukterna genom hög renhetsgrad, samt vad beträffar den fasta produkten, genom en särskilt hög grad-av finkornighet och även förbättrad ströbarhet.

Den flytande cyanurkloriden utvinnes dessutom företrädesvis fri från klor och klorcyan, exempelvis genom utdrivning av de lösta gaserna ur den i flytande form överförda cyanurkloriden.

Vidare arbetar förfarandet miljövänligt eftersom de i restgasen förefintliga skadliga komponenterna, såsom klor och klorcyan, kan avlägsnas med vanliga tvättprocesser eventuellt âterföras till klorcyanframställningen.

Förfarandet enligt uppfinningen beskrives i det följande när- mare under hänvisning till ritningsfigur och med utförings- exempel.

På ritningsfiguren föres genom en rörledning en överhettad reaktionsgasblandning, som utgöres av cyanurkloridånga och rest- gas av klor, klorcyan och inertgaser och som lämnar en på figuren icke visad trimeriseringsreaktor, in i en apparatkombi- nation 2.

Apparatkombinationen består av en avdrivningskolonn 2 b och en toppkondensor 2 c. Eventuellt kan genom inskjutande av mellan- element 2 a avkylning av ângblandningen till mättnadsångtempera- tur genomföras, varvid en del av det från kondensorn bort- strömmande cyanurkloridkondensatet på nytt förångas.

Utan mellanelement 2 a införes ångblandningen direkt under kondensorn 2 c och kyles i denna.

En del av den i apparatkombinationen 2 inströmmande cyanur- kloridångblandningen överföres i kondensorn 2 c i flytande form 7908236-8 och resten föres tillsammans med de icke kondenserade gaserna genom en ledning 4 till en avskiljningskammare 5 för avskilj- ning av fast fas.

. Förhållandet mellan kondenserad och i gasform kvarvarande cyanurklorid inställes med hjälp av ett temperaturmät- och regleringsorgan 3 vid utloppet från kondensorn 2 c.

Det i avskiljningskammaren 5 erhållna fasta materialet föres genom en ledning 6 in_i en förrådsbehâllare 7 och kan uttagas genom ledning 7 a.

Från förrådsbehållaren 7 utsuges den restgas, som skall ut- slussas, genom en ledning 8 och föres till ett avgasrenings- steg (icke visat).

I avdrivningskolonnens 2 b avdrivningsdel avlägsnas de i den i flytande form överförda cyanurkloriden lösta restgaserna, framförallt klor och klorcyan.

För detta ändamål erfordras en sumptemperatur, som är högre än eller lika med koktemperaturen för den flytande cyanur~ kloriden vid motsvarande kolonntryck och som kan upprätthållas med hjälp av en förångare 9.

Den på detta sätt framställda och från restgaser renade cyanur- kloridsmältan föres genom en ledning 10 till en förrådsbehållare ll från vilken cyanurkloridsmältan kan uttagas genom en ledning ll a.

Om även den i avskiljningskammaren 5 framställda fasta cyanur- kloriden skall erhållas i flytande form föres den fasta cyanur; kloriden antingen genom en ledning 16 till avdrivningskolonnens 2 b sump eller genom en ledning 17 till förrådsbehâllaren ll.

Alla apparatdelar och ledningar, som innehåller eller transpor- terar cyanurkloridsmälta, måste hållas uppvärmda till en tempera- 1 tur över smältpunkten för cyanurklorid. 79ns2s6ås Exempel 1 En blandning av 981 kg cyanurkloridånga och 70 kg restgas (N2, C12, ClCN, C02) införes per timme i avdrivningskolonnen 2 b. Trycket av gasblandningen uppgår till 794 torr och temperaturen till 225°C; Efter avkylning till mättnadsångtemperaturen l9l°C i mellan- elementet 2 a avkyles blandningen i kondensorn 2 c till l50°C.

För avskiljning av den lösta restgasen i den i flytande form ' överförda-cyanurkloriden föres i motström mot den i kolonnen nedströmmande vätskeströmmen en cyanurkloridângström av 196 kg/h från sumpen. ' I sumpen av kolonnen erhålles 891 kg/h praktiskt taget ren cyanurkloridsmälta. ' Den med cyanurklorid mättade restgasen med temperaturen l5OOC lämnar toppkondensorn 2 c och föres genom ledningen 4 till desublimeringskammaren 5.

Efter avskiljning av den partikelformiga cyanurkloridmass- strömmen av 90 kg/h ur blandningen av gasformig cyanurklorid och restgas föres de finkorniga cyanurkloridpartiklarna och restgasen genom ledningen 6 till en silo 7.

Om så önskas kan den erhållna fastmaterialandelen antingen föras genom en ledning 16 till sumpen hos avdrivningskolonnen 2 respektive genom en ledning 17 till en silo ll. I detta fall föreligger hela mängden införd 981 kg syanurklorid såsom smälta.

Restgasmasströmmen med en cyanurkloridhalt av mindre än 0,1 viktprocent föres från silon 7 till avgasrening genom en ledning 8.

Restgasen har följande sammansättning: 7908236-8 9 'Cl CN l4 viktprocent C12 54 viktprocent C02 27 viktprocent _ NZ - 5 viktprocent Kornstorleksfördelningen hos cyanurklorid, som erhålles i sublimeringskammaren, motsvarade följande värden: < SO ,u.m 29 ,0 viktprocent 50. - 71 ßm 47,0 viktprocent 72 -160 /lm 17,9 viktprocent lOl- -160 ßm 4,8 viktprocent 7160 ßm l , 3 viktprocent

Claims (3)

7908236-8 10 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för utvinning av cyanurklorid i fast och flytande form ur en reaktionsblandning, som erhålles efter trimerisering av klorcyan, k ä n n e t e c k n a t därav, att man för utvinning av cyanurkloriden i flytande och fast form inleder reaktionsgasblandningen i en apparatkombination (2), som väsentligen består av en avdrivningskolonn (2b) och en efter denna inkopplad kondensor (2c), företrädesvis en topp- kondensor, varvid gasblandningen företrädesvis inledes ovanför avdrivningskolonnen (2b) samt håller avdrivningskolonnens sump vid koktemperaturen för cyanurkloriden, varefter den i reak- tionsgasblandningen förefintliga cyanurkloriden beroende på inställningen av temperaturen (3) vid utloppet från kondensorn inom området 146-l90°C delvis kondenseras, varefter man för utvinning i flytande form uttager den flytande cyanurkloriden såsom sådan vid den nedre änden av avdrivningskolonnen (Zb) 'samt för utvinning i fast form tillför den från kondensorn bortgående, fortfarande cyanurkloridhaltiga restgasen, vars halt av cyanurklorid bestämmes med den vid utloppet från kon- densorn inställda temperaturen (3), i en avskiljningskammare (5) och i denna utvinner resten av cyanurkloriden med kända förfaranden.

2. -2. V Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att den i flytande form erhållna cyanurkloriden i anslutning till kondenseringen i avdrivningskolonnen (Zb) befrias från löst klor och klorcyan.

3. Förfarande enligt patentkrav l eller-2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att mängdandelen av slutligen i flytande eller fast form avskild cyanurklorid inställes genom val av gastemperaturen (3) vid utloppet från kondensorn. V __._..-... ._...-~_._