SU297189A1

SU297189A1 - METHOD FOR ISOLATION OF LIQUID CYANURCHLORIDE

Info

Publication number: SU297189A1
Application number: SU1283333A
Authority: SU
Original assignee: Иностранцы Жан Ритманн Франци , Андреас Мерикофер Швейцари; Иностранна фирма Агрипат

Description

Изобретение относитс к способу выделени жидкого цианурхлорида, используемого в промышленности дл получени красителей, синтетических смол, оптических отбеливателей, фармацевтических препаратов, агрохимикалий. This invention relates to a process for separating liquid cyanuric chloride used in industry for the preparation of dyes, synthetic resins, optical brighteners, pharmaceuticals, agrochemicals.

Известен р д способов выделени цианурхлорида , например, путем конденсации и растворени цианурхлорида в органических растворител х (таких, как бензол, четыреххлористый углерод), затем охлаждени полученного раствора до температуры ниже температуры кристаллизации цианурхлорида и последующим отделением продукта фильтрованием.There are a number of methods for isolating cyanuric chloride, for example, by condensing and dissolving cyanuric chloride in organic solvents (such as benzene, carbon tetrachloride), then cooling the resulting solution to a temperature below the crystallization temperature of cyanuric chloride and then separating the product by filtration.

Однако известный способ применим дл предлагаемого лишь в случае использовани в качестве растворител четыреххлористого углерода , не вступающего в реакцию с хлором.However, the known method is applicable to the proposed one only if carbon tetrachloride, which does not react with chlorine, is used as a solvent.

При применении известного способа вследствие относительно слабой растворимости цианурхлорида в четыреххлористом углероде требуетс большое количество растворител . Это требует крупногабаритного оборудовани дл осуществлени процесса рециркул ции и регечеоации растворител и приводит к неизбежньгм потер м растворител . Выделение цианурхлорида фильтрованием и удаление остатков растворител вследствие опасности работы с этими веществами и коррозионного воздействи требуют относительно сложного и дорогосто шего оборудовани . Получение цианурхлорида в жидком, а не твердом виде иногда целесообразнее ввиду его высокой токсичности.When applying the known method, due to the relatively low solubility of cyanuric chloride in carbon tetrachloride, a large amount of solvent is required. This requires large equipment to carry out the process of recycling and reclaiming the solvent and leads to inevitable loss of solvent. Isolation of cyanuric chloride by filtration and removal of solvent residues due to the danger of working with these substances and corrosive effects require relatively complex and expensive equipment. Receiving cyanuric chloride in liquid rather than solid form is sometimes more expedient due to its high toxicity.

Предлагаемый способ проще известного. Используема в нем хлорокись фосфора совершенно не реагирует с исходными газообразными продуктами, вл етс теплостойкой при максимальных рабочих температурах (от 200 до 350°С), не оказывает каталитического вли ни ни на один из компонентов газа и не действует как каталитический д. Дл проведени процесса необходимо небольшое количество хлорокиси фосфора, которое практически полностью регенерируетс . Примен ема хлорокись фосфора вл етс прекрасным растворителем дл цианурхлорида, что полностью исключает образование твердого продукта, и вл етс дешевым и легкодоступным веществом.The proposed method is easier known. The phosphorus oxychloride used in it does not react at all with the original gaseous products, is heat resistant at maximum operating temperatures (from 200 to 350 ° C), does not catalytically affect any of the gas components, and does not act as a catalyst. For the process a small amount of phosphorus oxychloride is needed, which is almost completely regenerated. The phosphorus oxychloride used is an excellent solvent for cyanuric chloride, which completely eliminates the formation of a solid product, and is a cheap and readily available substance.

Предложен способ выделени жидкого цианурхлорида из газообразной смеси, полученной при производстве цианурхлорида и состо щей из цианурхлорида, хлорциана, хлора или цианурхлорида, хлорциана, хлора, хлористого водорода.A method is proposed for separating liquid cyanuric chloride from a gaseous mixture obtained in the production of cyanuric chloride and consisting of cyanuric chloride, cyanurine, chlorine or cyanuric chloride, cyanuric chloride, chlorine, and hydrogen chloride.

Способ заключаетс в том, что газовую смесь при 140-350°С, преимущественно при 200-260°С, непрерывно подают в нижнюю часть ректификационной колонны. При этом основна часть цианурхлорида конденсируетс при 198-199°С, и его выдел ют и.чвестиыми приемами. Оставшиес газы содержат некоторое количество несконденсироваиного цианурхлорида , завис щее от концентрации в газе, подаваемом в колонну. Эта газова смесь поднимаетс в верхнюю часть колонны, имеющей дефлегматор, где она контактирует с хлорокисью фосфора, цри 90-190°С, преимущественно при 140-180°С. При этом происходит превращение газообразного цианурхлорида в жидкость , а жидкой хлорокиси фосфора - в газообразное состо ние. Пары хлорокиси фосфора вместе с остаточными газами выход т в обычный конденсатор, где происходит конденсаци хлорокиси фосфора и оставшегос цианурхлорида, которые возвращают вновь в верхнюю часть колонны. 0ставщиес газы (хлор, хлорциан или хлор, хлорциан, хлористый водород) охлаждают до 15-3Q°C. Эти газы свободны от цианурхлорида и могут лищь содержать небольшое количество хлорокиси фосфора, который можно отогнать и затем вновь использовать в процессе. Оптимальные услови проведени процесса в верхней части колонны можно регулировать количеством получаемого от испарител тепла и количеством подаваемой в колонну хлорокнси фосфора. Исходна газова смесь преимущественно может содержать цианурхлорида 80-95%, хлора 5-20%, хлорциана менее 3% или цианурхлорида 40-55%, хлора- 10-30%, хлористого водорода 20-30%, хлорциана менее 2,5%. Содержание в продукте чистого цианурхлорида не менее 99,5%. Пример 1. Жидкий хлорангидрнд цпануровой кислоты выдел ют из следующей газовой смеси, вес. %: Хлорангидрид циануровой кислоты79,3 Хлорциан3,4 Хлор17,3 Эта газова смесь была получена способом, описанным в патенте США № 3312697. Газовую смесь (см. фиг. 1) подают со скоростью 32,3 вес. ч. в час при 220°С через трубопровод 1 в ректификационную колонну 2, состо щую из короткой секции 3 отгона легких фракций, наполненной уплотнительнымн кольцами Ращига , и значительно более длинной секции 4 ректификации, наполненной теми же уплотнительными кольцами. Размеры обеих секций должны регулироватьс таким образом, чтобы получить необходимое количество теоретических тарелок с целью получени хлорангидрида циануровой кислоты, практически не содержащего хлорокиси фосфора (например, с содержанием POCis менее 50 ч/тыс). Колонну желательно сделать из стекла, можно использовать также и другие коррозионностойкие материалы , особенно никель. В нижней части секции 3 предусмотрен испаритель 5 с обогревающими змеевиками 6 и вмонтирована сифонна трубка 7. Пар хлорангидрида циаиуровой кислоты, вход щий в колонну и сконденсированный в ней, образует в испарителе резервуар с жидким хлорангидрпдом циануровой кислоты, кип щим при 198- 200°С. Из этого резервуара через упом нутую выще сифонную трубку отвод т чистый жидкий Хлорангидрид циануровой кислоты желаемого качества со скоростью 25,6 вес. ч. в час. Часть хлорангидрида циануровой кислоты, наход щегос в этом резервуаре, испар етс , и нары поступают снова в колонну при 197 199°С с целью достижени оптимальных рабочих условий. Температуру в верхней части колонны 4 поддерл нвают равной 140-145°С путем подачи и регулировани в колонне количества хлорокиси фосфора, которое составл ет около 8 вес. ч. Эта хлорокись фосфора испар етс по мере того, как гор чие газы и хлорангндрид циануроБОЙ кислоты поднимаютс вверх со скоростью 100 вес. ч. в час. Одновременно основна часть паров хлорангидрида циануровой кислоты конденсируетс и стекает обратно в испаритель. Больша часть выпаренной хлорокиси фосфора и оставщиес пары хлорангидрида циануровой кислоты, удал емые из верхней части секции 4 через трубопровод 8, снова конденсируют в обычном дефлегматоре 9. Повторную конденсацию в дефлегматоре осуществл ют в охлаждающей среде 10 нри 15-25С, преимущественно, при 15-18°С. При такой температуре количество несконденсированной хлорокиси фосфора составл ет нримерно 0,2 вес. ч. в час. Остаточные газы, удал емые через трубопровод 11 со скоростью 6,9 вес. ч. в час состо т из 5,6 вес. ч. в час хлора (81,2 вес. %), 1,1 вес. ч. в час хлорциана (15,9 вес. %) и 0,2 вес. ч. в час хлорокиси фосфора (2,9 вес. %). Затем хлорокись фосфора отдел ют от хлорангидрида циануровой кислоты и от хлора в небольшой ректификационной колонне 12 и рециркулируют через трубопровод 13 в колонну 2 дл повторного использовани . Хлор и хлорациан удал ют из ректификационной колонны 12 через трубопровод 14. Эти газы можно снова подавать в установку тримеризации дл повторного использовани их в производстве хлорангидрида циануровой кнслоты в соответствии с патентом США№ 3312697. Этот способ не описан в данном изобретении , ноегоосуществление показано схематически (см. фиг. 2). Скорость потока хлорциана. и скорость потока хлора, регулируемые с помощью измерителей расхода газа (ротаметров) 15 и 16, достигает 26,7 вес. ч. в час и 5,6 вес. ч. в час соответственно. Эти газы смещивают вемкости 17 и подают через трубопровод 18 в тримеризатор 19, содержащий активированный углеродный катализатор 20. Тримеризатор нагревают до 330°С, в результате чего температура реакции в реакционной зоне составл ет 410°С. Затем газообразную реакционную смесь подают через трубопровод 21, нагретый да 270°С, при скорости потока 32,3 вес. ч. в часThe method consists in that the gas mixture at 140-350 ° C, preferably at 200-260 ° C, is continuously fed to the bottom of the distillation column. At the same time, the main part of cyanuric chloride is condensed at 198-199 ° C, and it is isolated by means of several methods. The remaining gases contain a certain amount of uncondensed cyanuric chloride, depending on the concentration in the gas fed to the column. This gas mixture rises to the top of the column, which has a reflux condenser, where it is in contact with phosphorus oxychloride, at 90-190 ° C, preferably at 140-180 ° C. When this occurs, the cyanuric chloride gas is converted to liquid, and the liquid phosphorus oxychloride to a gaseous state. Phosphorus oxychloride vapors along with the residual gases are discharged into a conventional condenser, where the phosphorus oxychloride and the remaining cyanuric chloride condense and return to the upper part of the column. The remaining gases (chlorine, cyan chloride or chlorine chloride, hydrogen chloride) are cooled to 15-3Q ° C. These gases are free of cyanuric chloride and may only contain a small amount of phosphorus oxychloride, which can be distilled off and then reused in the process. The optimal process conditions at the top of the column can be controlled by the amount of heat received from the evaporator and the amount of phosphorus fed into the column. The initial gas mixture may mainly contain cyanuric chloride 80-95%, chlorine 5-20%, cyanuric chloride less than 3% or cyanuric chloride 40-55%, chlorine 10-30%, hydrogen chloride 20-30%, cyanuric chloride less than 2.5%. The content in the product of pure cyanuric chloride is not less than 99.5%. Example 1. Liquid chlorohydrin of cyanuric acid is isolated from the following gas mixture, wt. %: Cyanuric acid chloride 79.3 Chlorine 3,4 Chlorine 17,3 This gas mixture was obtained by the method described in US Pat. No. 3,312,697. The gas mixture (see Fig. 1) is fed at a rate of 32.3 wt. hours per hour at 220 ° C through pipe 1 to the distillation column 2, consisting of a short distillation section 3 of the light ends, filled with Raschiga sealing rings, and a much longer rectification section 4, filled with the same sealing rings. The dimensions of both sections should be adjusted in such a way as to obtain the required number of theoretical plates in order to obtain cyanuric chloride, which is practically free of phosphorus oxychloride (for example, with a POCis content of less than 50 ppm). It is desirable to make the column of glass, you can also use other corrosion-resistant materials, especially nickel. In the lower part of section 3, an evaporator 5 is provided with heating coils 6 and a siphon tube 7 is mounted. The cyanuric acid chloride vapor entering and condensing in the column forms a reservoir with cyanuric acid chloride boiling at 198–200 ° C in the evaporator . From this tank, pure liquid cyanuric acid chloride of the desired quality is withdrawn through the above-mentioned siphon tube at a rate of 25.6 wt. hours per hour The part of the cyanuric acid chloride present in this tank is evaporated and the bunks are again transferred to the column at 197 199 ° C in order to achieve optimum working conditions. The temperature at the top of column 4 is maintained at 140-145 ° C by feeding and adjusting the amount of phosphorus oxychloride in the column, which is about 8% by weight. This phosphorus oxychloride evaporates as the hot gases and cyanurboxy chloride chloride rise upward at a rate of 100 wt. hours per hour At the same time, most of the cyanuric chloride vapors condense and drain back to the evaporator. Most of the evaporated phosphorus oxychloride and the remaining vapors of cyanuric acid removed from the upper part of section 4 through line 8 are again condensed in a conventional reflux condenser 9. Recondensation in the reflux condenser is carried out in a cooling medium 10 at 15-25 ° C, preferably at 15–15 18 ° C. At this temperature, the amount of uncondensed phosphorus oxychloride is approximately 0.2 wt. hours per hour Residual gases removed through conduit 11 at a rate of 6.9 wt. hours per hour consist of 5.6 wt. hours per hour of chlorine (81.2 wt.%), 1.1 weight. hours per hour of cyan chloride (15.9 wt.%) and 0.2 weight. hours per hour of phosphorus oxychloride (2.9 wt.%). Phosphorus oxychloride is then separated from cyanuric acid chloride and chlorine in a small distillation column 12 and recycled through conduit 13 to column 2 for reuse. Chlorine and chloracyan are removed from distillation column 12 through line 14. These gases can be recycled to the trimerization unit for reuse in the production of cyanurine chloride in accordance with US Pat. No. 3,312,697. This method is not described in this invention, but the implementation is shown schematically ( see fig. 2). Flow rate of cyan chloride. and the flow rate of chlorine, adjustable using gas flow meters (rotameters) 15 and 16, reaches 26.7 wt. hours per hour and 5.6 weight. hours per hour, respectively. These gases shift the capacitances 17 and are fed through conduit 18 to the trimerizer 19 containing the activated carbon catalyst 20. The trimerizer is heated to 330 ° C, with the result that the reaction temperature in the reaction zone is 410 ° C. Then the gaseous reaction mixture is fed through pipe 21, heated to 270 ° C, at a flow rate of 32.3 wt. hours per hour

циана и 25,6 вес. ч. в час хлорангидрида циануровой кислоты) в ректификационную колонну 2, показанную на фит. 1.cyan and 25.6 wt. hours per hour of acid chloride cyanuric acid) in a distillation column 2, shown in Fit. one.

Общий выход продукта реакции, включающей реакцию тримеризации, составл л 96% от хлорциана, вход щего в установку тримеризации . Этот выход можно увеличить почти до 100% путем рециркул ции остаточных газов в установке тримеризации, как описано выше.The overall yield of the reaction product, including the trimerization reaction, was 96% of the cyan chloride included in the trimerization unit. This yield can be increased to nearly 100% by recirculating residual gases in the trimerization unit, as described above.

Жидкий хлорангидрид циануровой кислоты, полученный в соответствии с насто щим изобретением , вл етс практически чистым, единственна примесь в нем хлорокиси фосфора составл ет менее 0,005 вес. %.The cyanuric acid chloride obtained in accordance with the present invention is practically pure, the only impurity of phosphorus oxychloride in it is less than 0.005 weight. %

Пример 2. Использу то же оборудование и те же услови , что в примере 1 и в соответствии с технологической схемой, показанной на фиг. 1, жидкий хлорангидрид циануровой кислоты выдел ют из газовой смеси, содержащей следующие компоненты (вес. %): Хлорангидрид циануровойExample 2. Using the same equipment and the same conditions as in Example 1 and in accordance with the flow chart shown in FIG. 1, liquid cyanuric chloride is isolated from a gas mixture containing the following components (wt.%): Cyanuric chloride

кислоты43,8acids 43,8

Хлорциан2,3Chlorocyan2,3

Хлор26,6Chlorine26,6

Хлористый водород27,3Hydrogen chloride27.3

Эту газовую смесь получают по способу, описанному в патенте Франции № 1311400. Смесь подают со скоростью 58,4 вес. ч. в час через трубопровод / во фракционирующую колонну 2. Часть парообразного хлорангидрида циануровой кислоты, вход щего в колонну, конденсируетс в этой колонне в результате теплообмена с жидкой флегмой, и в испарителе образуетс резервуар жидкого хлорангидрида циануровой кислоты, с температурой кипени This gas mixture is obtained according to the method described in French patent No. 1311400. The mixture is fed at a rate of 58.4 wt. hours per hour through the pipeline / into the fractionation column 2. Part of the vaporous cyanuric acid chloride entering the column is condensed in this column as a result of heat exchange with liquid reflux, and in the evaporator a reservoir of liquid cyanuric acid chloride is formed, with a boiling point

198-200°С. Р1з этого резервуара через сифонную трубку 7 отвод т чистый жидкий хлорангидрид циануровой кислоты того же качества, что и в примере 1 (т. е. с содержанием хлорокиси фосфора менее 50 ч/тыс.). Скорость отвода составл ет 25,6 вес. ч. в час. Часть хлорангидрида циануровой кислоты испар ют из этого резервуара, и пары снова поступают в колонну при 197-199°С с целью достижени 198-200 ° C. P1z of this reservoir through the siphon tube 7 discharges pure liquid cyanuric chloride of the same quality as in example 1 (i.e., with a phosphorus oxychloride content of less than 50 ppm). The withdrawal rate is 25.6 wt. hours per hour Part of the cyanuric acid chloride is evaporated from this tank, and the vapors again enter the column at 197-199 ° C in order to achieve

оптимальных рабочих условий.optimum working conditions.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A method for separating liquid cyanuric chloride from a gaseous mixture obtained in the production of cyanuric chloride and containing chlorian cyanuric chloride, chlorine or cyanuric chloride, chlorocyan, chlorine, hydrogen chloride, characterized in that, in order to simplify the process, said gas mixture is supplied at a temperature of 140-350 ° C in the lower part of the distillation column, the condensed cyanuric chloride is taken away, and the remaining gases

is treated with phosphorus oxychloride, by feeding the latter into the upper part of the column, at a temperature of 90-190 ° C, and phosphorus oxychloride and cyanuric chloride, which

again sent for rectification to the top of the column.

2. A method according to claim 1, characterized in that the distillation is carried out at a temperature of 200-260 ° C.

3. A method according to claim 1, characterized in that the treatment with phosphorus oxychloride is carried out at a temperature of 140-180 ° C.

, - / /

asl /

i g