Способ получения цианатов щелочных и щелочноземельных металлов

 

о п и Союз Советских

Социалистических

Республик

<1117О 1 941

ИЗОБРГТЕЛИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено100177 (21) 2443037, 23-26 с присоединением заявки й! (23) Приоритет

01 С 3)14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 546. 268.. 1 (088.8) Опубликовано05.12.79, Бюллетень М4"

Дата опубликования описания 051279 (72) Авторы

ИЗОбр8тВНИя Б. 1. Нагиеь и . .:",.:-е з;

71) Заявитель ОРдена ТРУдового кРас11с1с .,a":e: ( процессов имени академика 50.Г... .ак1сц;:,.- иеэа (5 4 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ Я ЦИ. -1 НИ 1 ОБ ЩЕЛ1з :;10-..;

И ЩЕЛОЧНΠ— ЗЕМЕЛЬ5Н =.Л ilETAEi:1ОБ

Изобретение относится к области получения солей циановой кислоты и может быть использовано в химической технологии.

Известен способ получения цианатов щелочных металлов путем взаимодействия гидроксида металла с мочевиной в присутствии фенола при 110-112 С в водной среде (11.

Для этого способа характерны многостадийность синтеза и сложность технологии, обусловленные предварительным приготовлением фенолята натрия с применением дорогостоящего фенола и гидроокиси натрия, токснчностью применяемого фенола и необходимостью регенерации отработанных фенола и спирта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения цианатов щелочных металлов путем взаимодействия мочевины с карбонатами металлов при нагревании до

50 600оc (2).

Однако при этом выход цианатов калия и натрия не превышает 70-80Ъ а полученные соли загрязнены продуктами термического разложения моче30 вины.

Крсмс "aã.i,. ссчще:-.т",.ëåньпо стоc îáa мешают высокая температура сплавле. -1ия мои! . в1. 1зь1 и карбсн a т а,. Тр vдносTI подвода те11па и неравномерный нагрев из-за высокой вязкости реакционной смеси связанна5: с этим трудность перемеш11эани5j реаKLjион ной сме и 1! рудоемкс;" ть сп ера 111 и . Io a .Ii )» э1 е со ли в виде расплав 1, ее ох 1аждению, дроблени1о и размельчен1.ю, проводимых с применением ручного труда.

Цель изобретения — повышение выхода и чистоты целевого продукта.

Это достигается тем, что при получении цианатов щелочных и щелочноземельных металлов путем взаимодействия мочевины с карбонатами металлов при повышенной температуре это взаимодействие ведут при 130320 С в среде инертного органического апротонного раэбавителя при соотношении последнего и смеси мочевины с карбонатом (0,3-30):1. При этом, в качестве органического апрстонного разбавителя используют нефть и нефтяные фракции, содержащие ароматические, нафтеновые,парафи51свые углеводороды, их смеси, а также вязкие растворы олигомерных и полимерных продуктов.

701941

Отли-(итp»:ньсм I((c(lзн=-ком сп -<.oáà

Я (((>(c- (С и (< > >I(PIтнс>(О О(>га,(иче< кого апротонного раз бавителя при определенном соотношении исходных компонентов, а также температурный режим процесса.

Способ Осуществляют следующим

Обра зОм.

Порошкообразную мочевину и ка(>бонат смешивают с органическим разбавителем и при интенсивном перемешивании tð нагревают до тех пор, пока (е прекратится выделение летучих продуктов иэ реакционной смеси.

Реакцию между;:очевкной и карбонатом начинают г(ри температуре начала разложения мочевины (120-132,С) и ин.тенсивно проводят при температуре 150200 С.К моменту завершения реакции в реакторе периодического действия температура реакционной смеси доходит до

220-300 C,BðåMI(реакции при этом составляет 2-5 ч (в зависимости от применяемого карбоната) .

Летучие продукты через обогреваемую при температуре 65-100 С линию отводят в приемник, охлажденный водой. В приемнике летучие продукты в ходе охлаждения образуют карбонат аммония и углекислый аммоний, которые периодически выгружают из приемника.

Водные растворы аммонийных ;солей могут быть получены и при орошении водой отходящих из реактора летучих продуктов. Иочевину по отношению к карбонату берут в соответствии со стехиометриеи реакции. (1ебольпой 35 избыток (0,05-((,2 молл) мочевины обеспечивает практически полную конверсию карбоната, тем самым ис;ключая трудоемкий процесс очистки полученной соли циановой кислоты.

Весовые соотношения органического разбавителя и смсси (,(очевянь(с карбонатом составляют (0,3--30) .*1.

После завершения реакции суспенэи(о полученного цканата в органичс(ском разбавителе выгружают из реак ".ора в отстойник, либо подают в фильтр или центрифугу. Отделенную соль промывают небольшой порцией легкокипящего растворителя, например, петролейного эфира, и сушат при обычной температуре, или в печи при температуре 40-100 С. Полученну(о соль можно транспортировать "io трубопроводу в виде ее суспензии в раэбавителе и использовать в реакциях синтеза кзоцианатов в виде суспеязии„

B качестве органического.разбавителя используют как индивидуальные углеводороды, так и нефтяные

Фракции, содержащие ароматические, 6Р алкил-, циклоалкилароматическ((е, нафтеновые, алкклнафтеновые, параФиновые, нафтеноароматкческие, ал,килнафтеноароматические углеводороды, кх смеси, а также нефть, ее 65 Фракции и продукты их переработки: галоидаромати еские соединения, нитропроизводные углеводороцов, эфиры и другие органические соединения, не содержащие подвижных атомов водорода.

В качестве высокоэффективного органического разбавителя можно использовать также вязкие ра.створы олигомерных и полимерных продуктов (например, полистирола„ полиолефинов и т.д.)

В качестве исходной соли используют карбонаты элементов первой (литий, натрий, ксалий„ рубидий, цезий, франций) и второй (бериллий, магний, кальций, стронций, барий, родий) группы периодической системы д.М. Менделеева.

Пример 1. Смесь 65 г тонкоизмельченного безводного карбоната калия 72 г мочевины и 400 г нефтяной фракции с температурой начала кипе>ния 350 С загружают в мешалку и в течение 3 ч при интенсивном перемешивании греют до температуры 235 С. По завершении реа:сции, когда выделение ".-е-.учих продуктов прекращается, реек >ионную смесь охлаждают до комка; ной температуры,к полу (енный циана от» еляо- от органического

Pc(3 Gc. .вк.i с-:.лк фильтРОванием. СОль IIPo мывают последовательно 50 г петролейногo эфира, этиловым спиртом, гидролизным спиртом (для удаления возможных примесей мочевины) и сушат при температуре 100 С в течение 2 ч.

Выход цианата калия — 79,4 г (985 от теоретического). Содержание Основного вещества в полученной сол>(— 99%.

П р и и е р 2. Смесь 50 г сухого углекислого кальция, 72 г мочевины, 300 г алкилароматического разбавителя (-,р-едел кипения 450-540 Q „ полу— ченного алкилированием флегмы каталитическогo креккнга пропиленом, загружают в мешалку и прк интенсивном перемео, шк в а н и и г p P-IO т д О т ем Ii P p а т 5 р ы 3 0 0 С в течение 4 ч. По завершении реакции реакционную смесь охлаждают и выделяют кальцкевую соль циановой кислоты по метоцике, приведенной в примере 1.

Выход цианата кальция — 60 г (97Ъ от теоретического). Содержа«I е основного вещества — 95-o..

Пример 3. Смесь 69 г тонкоизмельченного безводного углекислого калия, 66 г мочевины и 150 r разбавителя, состоящего из 97=метилнафталиновой фракции (235-280 C) продуктов пкролиза и 3 полистирола, нагревают при перемешивании до температуры 220 С 5 ч и после обработки реакционной смеси по методике, приведенной в примере 1, получают 78,9 г (выход — 97,5%

1019 1

Составитель N. Савельева

Редактор Ф. Серебрянский Техред H.Ea6ypKa Корректор Г.Назарова

Подписное наказ 7525/22 Тираж 591

LtHÈÈÏÈ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 53сскна, 15-35 Ра3шска янаа н, 435

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 от теоретического) цианата калия с содержанием основного вещества 99t.

Пример 4. Смесь 50 г углекислого кальция, 63 r мочевины и

500 r разбавителя, состоящего из

20 Ъ бензола, 20Ъ ксилочов и 60Ъ ма"ляной фракции (450-550 C) нефти, нагревают до температуры 300 С в течение 5 ч и после соответствующей обработки получают 61 г цианата кальция (выход — 98,5 Ъ от теоретичес-О кого) с содержанием основного вещества 97Ъ.

Пример 5.. Смесь 53 r тонкоизмельченного безводного углекислого натрия, 66 r мочевины и 200 г нефтяной фракции с температурой кипения

15 о

300-450 С нагревают при перемешивании о до 300 С и из охлажденной реакционной смеси выделяют 63 г цианата натрия с содержанием основного вещества 92Ъ .(выход — 97Ъ,от теоретического). 20

Формула изобретения

1. Способ получения цианатов ще— лочных и щелочно-земельных металлов путем взаимодействия мочевины с карбонатами металлов при повыщснной температуре, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыщения выхода и чистоты целевого продукта взаимодействие карбонатов и мочевины ведут при 130-320 С в,,среде Hi-ертного органического апротонного,разба. вителя при соотношении последнего к смеси мочевины: с карбонатом (0,330):1.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве opiaнического апротонного разбавителя используют нефть, нефтяные фракции, содержащие ароматические, нафтеновые, парафиновые углеводороды, их смеси, а также вязкие растворы олигомерных и полимерных продуктов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

533 196044, кл. С 01 C 3/14, 1967.

2. Губен И. deoprанические синтезы, Сб. II, М,, 1951, с. 86 (прототиг3