SU999963A3 - Способ получени хлористого цианура - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИСТОГО ЦИАНУРА Изобретение относитс  к хинической технологии, а именно к способам получени  хлористого цианура. Хлористый цианур, который получаит тримеризацией хлорциана в присутствии хлора с помощью катализаторов, прееде всего активированного угл , примен ет с  в различных отрасл х проныиленности , например дл  получени  крас щих веществ и других продуктов в текстиль ной промыишенности, дл  получени  фармацевтических средств, продуктов дл  сельского хоз йства, а также продуктов дл  производства синтетических материалов, каучука и взрывчатых веществ. Известен способ получени  ;спористо го цианура после тримеризации в газообразном состо нии в смеси с непрореагировавшими в реакции xлopuv1aнoи и хлором, а также побочными продуктами . Обычно эту реакционную газовую смесь перевод т непосредственно в твердый хлористый цианур, например путем ввода газовой смеси в охлаждаемые снаружи камеры (или введением в охлаждаемую водой шароиую мельницу ) Cl J. Недостатком этого способа  ил етс  то, что хлористый цианур иолучаетс  в порошка, требующего осторожного с ним обращени  при з; таривании и хранении. Кроме того, получение хлористого цианура в твердой форме св зано с опре целенными техническими трудност ми, так как хлористый цианур частично осаждаетс  в виде грубых кристаллов на стенках, и конструктивных элементах осадочных сосудов и разгрузочной, аппаратуры. Эти грубые кристаллы необходимо обивать механическим способом, что приводит к существенному ухудшений качества конечного продукта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  хлористого цианура конденсаци«н 1 реакционной смеси с последующей переработкой конденсата абсорбцией его органическими жидкост ми 123. Недостатком указанного способа  вл етс  использование органических рас ворителей, усложн ющее процесс. Целью изобретени   вл етс  создание технолог.ических возможностей дл  одновременного получени  хлористого цианура в жидком и твердом состо ни х и получение твердого хлористого циану ра узкого гранулометрического состава Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу получени  хлорис froro цианура конденсацию реакционной смеси .в отгонной колонне осуществл ют с присоединенным конденсатором при 146-190°С, причем низ колонны поддерживают при температуре кипени  продукта с последующей переработкой конденсата путём распылительной сушки с образованием твердого хлористого цианура узкого гранулометрического состава и переработкой выход щего из конденсатора остаточного газа, субли мацией последнего в осадочной камере с получением твердого хлористого циа нура. Количество хлористого цианура в жидком состо нии, получаемого конден сацией, составл ет 50-90% и определ  етс  температурой 180-150 0 соответственно , регулируемой на выходе конденсатора . Получаемый в жидком состо нии хло ристый цианур после конденсации отмывают от растворенных хлора и хлорциана . Жидкий хлористый цианур подвергают распылительной сушке в осадительной камере при помощи косвенного охохлаждени . Распылительную сушку провод т в присутствии рабочей и охлаждающей среды, а в качестве охлаждающей сред используют трихлортрифторэтан или хлористый метилен. На чертеже представлено устройств дл  реализации предлагаемого способа . Способ осуществл етс  следующим образом. Перегретую реакционную газовую смесь, состо щую из пара хлористого цианура и остаточного газа, вклочаю щего хлор, хлорциан и инертные газы и выход щую из реактора (не показан) дл  тримеризации, по трубопроводу 1 подают в аппаратуру 2. Аппаратура 2 состоит из отгонной колонны и конденсатора с головкой. Соотношение между количеством сконденсированного и жидкого цианурхлорида регулируетс  с помощью приспособлени  3. При необходимости благодар  вмонтированию промежуточного элемента (не показан ) можно осуществл ть охлаждение паровой смеси до температуры насыщенного пара, при этом часть конденсата хлористого цианура, вытекающего из конденсатора, снова испар етс . Парова  смесь подаетс  по трубоп(эоводу k в осадочную камеру 5. Твердое вещесдво, получающеес  в осадочной камере, по трубопрово-, ду 6 подаетс  в сборник 7, от1суда его можно отбирать по трубопроводу. Из сборника 7 отбираемые через шлюз остаточные газы отсасывапт по трубопроводу 8 и подают в устройство дл  очистки отход щих газов (.не показано ). Температуру внизу колонны поддерживают с помощью испарител  9. Если расплав хлористого цианура необходимо тоже перевести в т 5ердое состо ние, то как непосредственно по трубопроводу 10, так и из сборника 11 по трубопроводу 12 с помощью насо-, са 13 его можно подавать в башню 1 дл  распылительной сушки и таи распыл ть , и по трубопроводу отбирать его в- виде высокодисперсного твердого продукта. Дл  случа , когда полученный в оса дочной камере твердый хлористый цианур необходимо иметь в жидком виде, твердый хлористый цианур подают или по трубопроводу 15 вниз отгонкой колонны или по трубопроводу 16 U сборник 11. Все элементы аппаратуры и трубопроводов , содержащие или провод щие расплав хлористого цианура, необходимо нагревать до температуры выше температуры плавлени  хлористого цианура . В отгонной части колонны удал ют растворенные в сжиженном хлористом циануре остаточные газы, прежде всего хлор и хлорциан. Дл  этого необходима така  температура низа колонны, котора  больше или равна температуре кипени  жидкого слористого цианура при соответствующем давлении в колонне и котора  поддерживаетс  с помощью испарител  9. Полученный таким способом и очищенный от остаточных газов расплав хлористого цианура по трубопроводу 1 подают в сборник 11, откуда его можно отбирать по трубопроводу. Установлено, что цианурхлорид может быть выделен в мелкозернистой форме с узким интервалом гранулометрического состава путем распылени  жидкого цианурхлорида, если ); идкий цианурхлорид, который предпочтительно свободен от хлора и хлористого циана, распыл ть при помощи о(5ычного распылительного приспособлени  в осадительную камеру и переводить в твердое состо ние путем косвенного охлаждени . В качестве распылительного устройства пригодны в принципе любые типы распределительных органов, например вращающиес  диски, одинарные и двойные сопла ( однокомпонентные и двухкомпонентные). Изменением числа оборотов при при менении вращающего диска, варЬированием начального давлени  в случае одинарного сопла и изменением соотношени  жидкость/газ в случае двойного сопла может быть, достигнуто целенаправленное качество продукта, характеризуемое очень узким фракцион ным составом, что  вл етс  особым пр имуществом дл  дальнейшей переработки продукта. В случае двойных сопел в качестве транспортирующего газа дл  цианурхло рида примен ют инертные газы, предпо тительно воздух или азот. Желательно эти газы предварительно нагреть до той же температуры, ко торую имеет жидкий цианурхлорид, в этом случае целесообразна область те пературы 150-185 С. Давление в осадительной камере дл этого способа не  вл етс  критически обычно оно примерно равно атмосферно му. Предпочтительными при распылении цианурхлорида Явл ютс  сопла, в част ности двойные сопла ( двухкомпонентные ), которые работают при незначительном количестве дополнительного транспортирующего газа. Таким образом, до ..минимума сводит с  поток отход щих газов, просачивающийс  из системы о При использовании указанных двойных сопел, в которых обе подле хащие распылению среды, предпочтительно жидка  и газообразна , гомогенно смешиваютс  перед выходом из выпускного сечени , смесь в соплах ускор етс  и истекает из выпускного сечени  сопла со скоростью звука. регулировать средний диаметр капли распыленного расплава цианурхлорида и этим самым величину частиц твердого цианурхлорида за счет no/i6opa весового соотношени  жидкой и газообразной доли смешиваемых сред. Известно, что кинетическа  энерги  жидкости, котора , б свою очередь, зависит, от Доказываемого на нее давлени  (начального давлени  ) и возрастает с повышением этого начального давлени , определ ет ускорение смеси. Кроме того, известно, что U подвижной жидкости происход т гидраиличес-: кие удары, которые действуют в направлении , противоположном направлению потока. Начина  с определенной скорости потока, напор давлени  приостанавливаетс  и более не противодействует направлению потока, а именно тогда, когда эта скорость становитс  равной звуковой скорости гомогенной смеси жидкой и газообразных составных частей . Предпочтительны гранулометрические составы, при которых диаметр .до 98 частиц составл ет менее О,5.мм. При использовании указанных дпойных сопел были экспериментально определены следующие величины. При количестве 175 кг/ч жидкого цианурхлорида весовое соотношение цианурхлорид - воздух ;найдено равным примерно 60:1. Распыл емый цианурхлорид поступает в осадительную камеру, гр, капельки путем кристаллизациипереход т в твердое состо ние. Примен ютс  обычного типа осадительные камеры, предпочтительно снабженные конухом. Отвод тепла, .необходимый дл  процесса кристаллизации, происходит путем конвекционной теплопередачи от распыленного цианурхлорида через имеющуюс  в осадительной камере газовую фазу у охлаждаемых стенок камеры . Удаетс  таким образом избежать использовани  дополнительнцх копичеств инертного газа. Дл  охлаждени  стенок камеры служат обычные охлаждающие среда, например охлаждающие рассолы или вода. В качестве жидкостей дл  охлаждени  принимают во внимание все индефферентные к хлористомуциануру растворители или смеси растворителей, которые кип т при 30-60°С и в, которых раствор етс  хлористый цианур, как алифатические хлорированные угле водороды или фторированные ;а10руглеводороды . Особенно предпочтительны хлористый метилен и трихлортрифторэтан. Предпочтительно дл  распределени  охлаждающей среды используют однокомпонентные распылители. Разбрызганный хлористый ционур поступает в осадочную камеру, в которой капельки отверждают путем крис |таллизации.Принимают во внимание оОы ныё осадочные камеры, которые предпочтительно снабжены рубашкой. Нижн   часть осадочной выполнена конической. Противотоком к выход щему продукту можно подводит слабый ток инертного газа, например воздуха или азота. . Таким образом удал етс  наход ща  с  в продукте, т.е. меаду частицами хлористого цианура, атмосфера, котора  содержит как пары хлористого цианура, так и пары растворител , и вместе с этим предотвращаетс  конденсаци  растворител  во Bpefw затаривани  и хранени продукта. Температура в осадочной камере составл ет в общем б5-80°С, предпочтительно она выше температуры кипени используемых охладительных сред. Дл  поддерживани  необходимой тем пературы обогреваютс  все стенки камеры , включа  верхнюю часть. Обогрев можно осуществл ть с помо щью обычных теплоносителей, например перенос щее теплоту масло или пар, или электрическа  энерги . Покидающую осадочную камеру, соде жащую хлористый цианур ra3oo6pa3Hyfa охлаждающую среду можно либо уничтожить , либо перерабатывать известными способами. Предпочтительный и особенно благо при тный дл  окружающей среды метод переработки заключаетс  в том, что выдел ющеес  в нижней части осадочной камеры газообразное охлаждающее средство (охладитель ), которо«г содер жит хлористый цианур, отвод т из оса дочной камеры в промывочную колонну, . где в противотоке с вводимой осадочную камеру охлаждающей средой этот охладитель конде 1сируетс . При этом хлористый цианур раствор етс  в сконденсировавшейс  среде. Содержащий хлористый цианур охладитель снова возвращают в емкость дл  растворител  и снова использу11)т в качестве охладител . Благодар  выбору охлаждающей среды, котора  обладает особенно высокой раствор ющей способностью в отношении )4лористого цианура, например хлористый метилен или трихлортрифторэтан , а также благодар  указанному, возврату охлаждающей жидкрсти в осадочную камеру, вследствие чего растворенный хлористый цианур посто нно снова отдел етс  от охлаждающей среды в твердом виде, никогда не достигаетс  или не превышаетс  насищение охлаждающей среды хлористым циануром в отстойнике промывочной колонки. Таким образом, потери один раз использованного количества охладител  практически равны нулю. Также как в случае однокомгюнентных распылителей, в случае которых работают с меньшим количество рабочего газа, можно ограничить количество отход щего газа до минимума. Существенно также то, что охладительную среду можно рециркулировать и при этом практически не воз 1икает потерь охладител . Выдел ющийс  твердый продукт осо|бенно хорошо сыпуч, т.е. продукт не спекаетс , что особенно предпочтительно сказываетс  при затаривании , хранении и дальнейшей переработ ке. Нужно добавить, что продукт имеет известную чистоту свыше 99 и практически не содержит хлора и хлорциана . Потери хлористого цианура (5лагодар  покидающему аппаратуру отход щему газу практически равны нулю, так как отход щий газ npoi-ываетс  сконденсированной охладительной средой дл  освобождени  от хлористого цианура. Выход хлористого цианура поэтому практ и чес ки коли чес т в е нный. Пример 1. Смесь из кг паров хлористого цианура и 70 кг остаточного газа (NO, CKN, С02) ежечасно подают в отгонную колонну. Давление смеси составл ет 79 мм рт.ст., а температура - , После охлаждени  до температуры насыщенного пара, составл ющей в промежуточном элементе, эту смесь охлаждают в конденсаторе до 150°С. Дл  выделени  растворенных в сжиженном хлористом циануре остаточных газов навстречу стекающему вниз потоку жидкости из |)за колонны провод т по ток пара хлористого циайура 1% кг/ч Внизу колонны получаетс  практически чистый расплав хлористого циан ра в количестве 891 кг/ч. Этот расплав распыл ют в башне дл  распылительной сушки с помощью бинарного со ла, при этом получают следующий гранулометрйческий состав, вес.о: меньш 50 мкм 93,7; 50-71 мкм i,; 72100 мкм 2,0; больше 100 мкм 0,2. Остаточный газ, насыщенный хлорис тым циануром, на выходе из коиденсатора имеет тек№1ературу 150°С и его по трубопроводу подают g камеру дл  десублимации. После выделени  потока массы частиц хлористого цианура 90 кг/ч из см си газообразного хлористого цианура и остаточного газа высокодисперсные частицы хлористого цианура и остаточ ный газ транспортируют в хранилище. Поток массы остаточного газа с срдер жанием хлористого цианура менее 0,1 вес. из хранилища по трубопрово ду подают в устройство дл  очистки отход щего газа. Остаточный газ состоит из следующих компонентов, вес.%: CECN Ц, СЁ2 5, С02. 27, N2 5. Гранулометрический состав ; лористого цианура, получающийс  в камере дл  десублимации, следующий, иес.%: меньше 0 мкм 30; мкм 5i; 72-100 мкм И,5; 101-160 мкм 3,2; больше 1бО мкм 0,3. П р и м е р 2. Смесь из 9В1 кг 70 кг оспаров хлористого цианура и 2. CKN, С0.2) таточного газа (N2 СЕ ежечасно подают в отгонную колонну Давление смеси составл ет 79 мм рт.ст., а ее температура -225°С. После охлаждени  до температуры насыщенного пара, составл ющей 191°С в промежуточном элементе, эту смесь охлаждают в конденсаторе до 1бЗ°С. Дл  выделени  растворенных в сжиженном хлористом циануре остаточных газов навстречу стекающему вниз потоку жидкости из низа колонны пропускают поток пара хлористого цианура 181 кг/ч. Внизу колонны получают 821 кг/ч практически чистого расплава ; лористого цианура. Остаточный газ, насыщенный хлористым циануром, на выходе из конденсатора имеет температуру и его по трубопроводу подают в камеру дл  десублимации. После выделени  потока массы частиц хлористого цианура с расходом 1бО кг/ч из смеси газообразного хлористого цианура и остаточного газа высокодисперсные частицы хлористого цианура и остаточный газ tpaнcпopтируют в хранилище. Поток массы остаточного газа с содержанием хлористого цианура менее 0,1 вес.% из хранил щa подают в устройство дги О1 1стки отход щего газа. Состав остаточного газа соответствует составу примера 1. Конечный продукт имеет следующий гранулометрический состав, вес.%: меньше 50 мкм 29,0; 50-71 мкм 7,0; 72-100 мкм 17,9; 101-160 мкм,1,8; больше 1бО мкм 1,3. Пример 3. Смесь из гаров хлористого циануре в количестве 1018 кг и 73 кг остаточного газа (N-, СВ2, CECN, С02) ежечасно подают в отгонную колонну. Давление смеси составл ет 79 мм рт.ст., а ее температура 225°С. После охлаждени  в промежуточном элементе до температуры насыщенного пара, равной 191°С, эту смесь охлаждают в конденсаторе до 180С. Дл  выделени  растворенных в сжиженном хлористом циануре остаточных газов навстречу стекающему в колонне вниз потоку жидкости из низа колонны пропускают лоток хлористого цианура 118 кг/ч. В нижней части колонны получают. 53 кг/ч практически чистого распла ва хлористого цианура. Остаточный гаЭ| насыщенный хлористым циануром, на выр ходе из конденсатора имеет тэемперату ру 180C и его по трубоп роводу пода ют в камеру дл  десублимации. После охлаждени  потока массы мас тиц хлористого цианура и остаточного газа высокодисперсные частицы хлористого цианура и остаточный газ транспортируют в хранилище. Поток массы остаточного газа с со держанием хлористого цианура менее 0,1 вес. из хранилища подают в устройство дл  очистки отход щих газо|. Состав остаточного газа соответст вует составу примера 1. Конечный продукт имеет следующий гранулометрический состав, вес.: меньше 50 мкм 33,0; 50-70 мкм 51,3; 72-100 мкм 13,1; 101-160 мкм 2,А; больше 1бО мкм 0,2, Пример 4. Из запасной емкости с помощью насоса через фильтр и через однокомпонентный распылитель с диаметром отверсти  0,6 мм ежечасно разбрмзгивают 7,5 кг жидкого хлористого цианура с т.пл. и давлением 6,0 бар в осадомную каперу (диаметр 0,8 м, высота 2,5 м). Одновременно из запасной емкости с помощью насоса через фильтр и через распылитель ежечасно разбрызгиваетс  1,5 бар в.осадочную камеру. Здесь растворитель испар етс  при потреблении кристаллизационной теплоты хлористого цианура, Выход щий по трубопроводу из осадочной камеры нагретый до 50 С, содержащий растворитель и хлористый цианур газ конденсируетс  в промывной колонне и одновременно промываетс  0,08 трихлортрифтору.тана противотоком дл  освобождени  от хло ристого цианура. Отход щий гаа 0,2 норм, м /ч по трубопроводу посту пает в промывную систему дл  отход щего газа,. Сконденсированное, содержащее хлористый цианур количество растворител  12,9 кг/« с температурой 35°С с помощью насоса по трубопроводу через холодильник, где проис ходит охлаждение, подаетс  в запасную емкость. Затем охлаждающа  жидкость снова подаетс  в распылитель. Одновременно с помощью насоса парциальный ток растворител  133,5 кг/ч по трубопроводу через конденсатор поддерживаетс  в циркул ции противотоком к газовому току. В конической части осадочной каме ры выдел етс  хлористый цианур со сл дующим гранулометрическим составом, вес,%: больше 100 нм 0; нм 1,6; нм 37,7; нм ,0; 33 нм 37,3. Пример 5. Из запасно11 емкости с помощью насоса через фильтр и через одиокомпонентный распылитель с диаметром отверсти  1,0 мм ежечасно в осадочную камеру разбрызгиваетс  30 кг жидкого хлористого цианура с температурой 170С и под давлением 5,0 бар, диаметр осадочной камеры 0,8 м, высота ее 2,5 м. Одновременно из запасной емкости с.помощью насоса через фильтр и через распылитель ежечасно в осадочную камеру разбрызгиваетс  21 кг хлористого метилена с температурой 20°С и под давлением 3,0 бар. Здесь растворитель испар етс  при поглощении кристаллизационной теплоты хлористого цианура . Выход щий по трубопроводу из осадочной камеры нагретый до 50°С содержащий растворитель и хлористый цианур газ конденсируетс  в промывной колонне и одновременно промываетс  0,3 MV4 хлористого метилена в противотоке дл  освобождени  от хлористого цианура. Отход щий газ 0,5 норн, м /ч по трубопроводу вводитс  в систему дл  промывки отход щего газа. Сконденсировавшеес  содержащее хлористый цианур количество растЕюрител  21 кг/ч с температурой 35 с помощью насоса через холодильник, где происходит охлаждение до , накачиваетс  в запасную емкость. Из нее охлаждающа  жидкость снова подаетс  в распылитель. Одновременно с помощью насоса парциальный ток растворител  460 кг/ч через конде1нсатор циркулирует противотоком в потоке газа , В конической части осадочной камеры выдел етс  твердый хлористый цианур со следующим гранулометрическим составом, вес.: больше IbO нм 0,; 100-160 нм 12,0; 63-100 нм 30,0; 40-63 им 9,2; 33-40 нм 11,4; 33 нм Таким образом, предлагаемым спосо- . бом можно непосредственно получать часть хлористого цианура в жидком вице, а остальную часть в твердом виде или весь хлористый цианур в «идком или твердом виде. формула изобретени  1, Способ получени  хлористого цианура из реакционной смеси после тримеризации хлорциана в присутстиии хлора конденсацией смеси с последующей переработкой конденсата, отличающийс  тем, что, с целью создани  возможностей дл  одновременного получени  хлористого цианура в жидком и твердом состо ни х, кондемсацию осуществл ют в отгонной колонне с присоединенным к ней конденсатором , внизу отгонной колонны поддерживают температуру кипени  хлористого цианура, хлористый цианур конден сируют при Й6-190С, а выход щий из конденсатора остаточный raS, содержащий хлористый цианур, подвергают сублимации в осадочной камере с получением твердого хлористого цианура.

2.Способ по п, 1, о т;л и.ч а ющ и и с   тем, что количество хлористого цианура в жидком состо нии, получаемого конденсацией, составл ет 50-90% и определ етс  температурой 180-150°С соответственно, регугмруемой на выходе конденсатора,

3.Способ поп. 1,oтличaющ и и с   тем, что получае№|й в кидком состо нии хлористый цианур после конденсации отмывают от растворенных хлора и хлорциана,

k. Способ по пп. 1-3 о т л и ч аю щи и с   тем, что, с целью получени  твердого хлористого цианура узкого гранулометрического состава, жидкий хлористый цианур подвергают распылительной сушке в осадительной камере при помощи косвенного охлаждени  .

5. Способ по п. J, о т л и ч а ющ и и с   тем, что распылительную сушку провод т в присутствии рабочей и охлаждающей среды, а в качестве охлаждающей среды использу эт трихлортрифторэтан или хлористый метипен ..

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3256070. кл. 23-23, I960.

2.Патент СССР № , кл. С 01 С 3/00, 1975.

Claims (5)

Формула изобретения-

1. Способ получения хлористого цианура из реакционной смеси после тримеризации хлорциана в присутствии хлора конденсацией смеси с последующей переработкой конденсата, отличающийся тем, что, с целью создания возможностей для одновременного получения хлористого цианура в жидком и твердом состояниях, кондеи

13 999963 14 сацию осуществляют в отгонной колон- . нес присоединенным к ней конденсатором, внизу отгонной колонны поддерживают температуру кипения хлористого цианура, хлористый цианур конден-5 сируют при l46-190°t, а выходящий из конденсатора остаточный гаЗ, содержащий хлористый цианур, подвергают сублимации в осадочной камёре с получением твердого хлористого цианура. '

2. Способ по п. 1, о т ;л и.ч а ющ и й с я тем, что количество хлористого цианура в жидком состоянии, получаемого Конденсацией, составляет 50-90% и определяется температурой *⁵ 180-150°C соответственно, регулируемой на выходе конденсатора.

3. Способ поп. ^отличающийся тем, что получаемый в жидком состоянии хлористый цианур после 20 конденсации отмывают от растворенных хлора и хлорциана.

4. Способ по пп. 1-3» о т л и чающий с я тем, что, с целью по- . лучения твердого хлористого цианура узкого гранулометрического состава, жидкий хлористый цианур подвергают распылительной сушке в осадительной камере при помощи косвенного охлаждения .

- 5. Способ по п. 4, о т л и чающий с я * тем, что распылительную сушку проводят в присутствии рабочей и охлаждающей среды, а в качестве охлаждающей среды используют трихлортрифторэтан или хлористый метилен.