Способ получения карбамата калия или натрия

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 С 01 В 21 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3684014/23-26 (22) 11.10.83 (46) 07.08.86. Бюл. № 29 (72) Е. Н. Бойцов, В. А. Горбушенков, Ю. И. Перминов и Э. А. Мишина (53) 547.495.1 (088.8) (56) В. Clod-Revue de chim. Mineral, 1965, v. 2, р. 327 — 338. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМАТА КАЛИЯ ИЛИ НАТРИЯ, включаю„„SU „„1248954 щий взаимодействие соединения калия или натрия с аммиаком, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода аммиака при сохранении высокого выхода продукта, в качестве соединения калия или натрия используют бикарбонат и взаимодействие ведут при 70 †1 С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аммиак и бикарбонат калия или натрия используют при мольном соотношении (3—

5):! соот ветс тв е н но.

1248954

Изобретение относится к способу получения карбаматов щелочных металлов общей формулы HgNCOO Ме, где Ме — катион щелочного металла (Na, К).

Карбаматы щелочных и щелочноземельных металлов являются важными полупродуктами, из них легко образуются цианаты, цианамиды и другие соединения, производство которых освоено промышленностью в крупных масштабах.

Цель изобретения — снижение расхода аммиака при сохранении высокого выхода продукта.

Сущность изобретения состоит в том, что

1Î того, чтобы подавить обратимую реакцию гидролиза карбаматов. Соотношение реагентов, превышающее значение 5:1, более благоприятно для синтеза, однако это связано с необходимостью рецикла относительно

40 больших количеств аммиака, что снижает технико-экономические показател и технологического процесса.

Все опыты по получению карбаматов щелочных металлов проводятся в термостатируемом автоклаве из нержавеющей стали вместимостью 20 см со степенью его заполнения 40 — 60% в условиях развивающегося в процессе синтеза давления реагентов (5—

20 кгс/см ) . После окончания реакции. автоклав охлаждают до комнатной температуры, количественно извлекают из него образовавшуюся суспензию,.из которой воду и из50 быток аммиака удаляют упариванием под слабым вакуумом. Твердый продукт взвешивают и анализируют на содержание карбамата.

Пример 1. (0,1 моль) и

55 карбаматы щелочных металлов JIpocTQ u удобно можно получать из аммиака и соответствующих бикарбонатов, которые взаимодействуют согласно уравнению

ХНз + МеНСОз = H NCOONe + H O

По предлагаемому способу карбаматы образуются из доступного промышленного сырья в одну химическую стадию, при этом >о побочные продукты, исключая воду, отсутствуют.

Время протекания реакции зависит от температуры и соотношения реагентов. Ее продолжительность при 70 С составляет около

10 ч, при температуре 150 С она заканчивается менее чем за один час. Практически карбаматы можно получать как при более низких так и при более высоких температурах, однако в первом случае процесс без всякой необходимости резко замедляется, во втором — нужно считаться с возможным разложением целевых продуктов. Наиболее удобно по предлагаемому способу получать карбаматы в аппаратах под давлением при мольном соотношении аммиака и бикарбоната в пределах (3 — 5):1. Избыток аммиака против стехиометрии необходим для (0,2 моль) загружают в автоклав, который нагревают 9,5 ч при 70 С. После охлаждения автоклава до комнатной температуры продукт количественно переносят из автоклава в чашку Петри и сушат, удаляя воду и избыток аммиака при 50 — 60 С и остаточном давлении 20 — 30 мм рт. ст. Получено 9,92 г твердого продукта, в котором найдено 61 % карбамата калия. Выход карбамата по бикарбонату калия составляет 60%

Пример 2. 10 г бикарбоната калия (О 1 моль) и 8 3 г жидкого аммиака (0,488 моль) загружают в автоклав и нагревают 1 ч при 145 С. После охлаждения автоклава до комнатной температуры и удаления воды и непрореагировавшего аммиака так, как это описано в примере 1, получено 9,95 г продукта, содержащего 99,5% карбамата калия. Выход карбамата калия в этом опыте в расчете на бикарбонат калия составляет более 99%.

Пример 3. 8,4 г бикарбоната натрия (О! моль) и 595 г жидкого аммиака (0,35 моль) загружают в автоклав и нагревают при 120 С в течение 2 ч. После охлаждения автоклава до комнатной температуры суспензию из автоклава количественно переносят в чашку Петри и сушат, удаляя воду и избыточный аммиак как в примере 1.

Получено 8,26 г сухого продукта, содержащего 99,84% карбамата натрия. Выход карбамата натрия в пересчете на бикарбонат составляет 99,3%.

Пример 4. 8,4 г бикарбоната натрия (О,! моль) и 4 2 r жидкого аммиака (0,247 моль) загружают в автоклав и нагревают при 155 С в течение 2,5 ч. По процедуре, описанной в примере 1, выделен твердый продукт в количестве 8,25 г, содержащий 92% карбамата натрия. Выход карбамата составляет 91%.

Пример б (сравнительный). 106 г карбоната натрия (0,1 моль) и 8,3 г жидкого аммиака (0,49 моль) загружают в актоклав и нагревают при 120 С в течение 3 ч. По описанной процедуре выделен твердый продукт в количестве 10,62 г. Содержания карбамата натрия в нем не обнаружено, на

99,5% он состоит из карбоната натрия.

Результаты опытов сведены в таблицу, из которой видно, что в интервале 70—

150 С и мольном соотношении аммиак: бикарбонат, равном (3 — 5):1, получают карбаматы с высоким выходом.

Преимущество предлагаемого способа перед известным состоит в том, что он позволяет существенно (в 6 — 10 раз) снизить расход аммиака. Дополнительным преимуществом способа является то, что снижается количество побочных продуктов, отсутствует проблема их утилизации, увеличивается производительность системы.

1248954

Опыт

Выход карбамата, 7

Получаемый карбамат

Температура синтеза, С

Мольное соотношение

Время реак ции, ч аммиак: бикарбонат

1 (сравн.) Н NCOOK

2:1

9,5

145

4,88: 1

Н,NCOOK

НзNCOONa

120

3 5:1

99,3

2,5

155

12

120

25,3

60

165

2,5:1

147

3,1:1

12

3,1:1

98,7

65

3,1:1

148

5:1

89

158

13 (сравн.) НаНСООИа

14 (сравн.) Нр,ИСООК

4,6:1

63

6:1

Составитель Е. Наумова

Техред И. Верее Корректор А. Обручар

Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Папи

Заказ 4189/21

4 (cpaBH.) НаИСООИа

6 (сравн.) H NCOOK

7 (сравн.) H NCOOK

8 (сравн.) Н NCOOK

НаNCOONa

H NCO0Na

H NCOOK

Н ИСООК

2,47:1

1,37:1

3 5:1