Способ получения хлорциана
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
I <я)м. к,.з (32) 15.05.75 (33) ФРГ С 01 С 3/00 (23) Приоритет (P 2521581.0 P 2521582.1 Государственный комитет СССР по делам изобретений. и открытий (53) УДК 546. 267 (088.8) Опубликовано 280281.Бюллетень N9 8 Дата опубликования описания 280231 (72) Авторы изобретения Иностранцы Вернер Хаймбергер и Герд Шрайер (ФРГ) I ) Иностранная фирма "Дегусса" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ XJIOPIJHAHA Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способам получения хлорциана. Наиболее близким к изобретению является способ получения хлорциана путем взаимодействия цианистого водорода с хлористым водородом в присутствии перекиси водорода и водного раствора катализатора, содержащего ионы меди и железа, при 40-60 С, с выходом 90-92Ъ в расчете на цианистый водород (1). . Недостатки способа — малая степень разложения перекиси водорода и окислительное омыление цианистого водорода, что является причиной присутствия в газообразном хлорциане кислорода и двуокиси углерода до 5 sec.В каждого. Цель изобретения — повышение чистоты и выхода хлорциана. Поставленная цель достигается способом получения хлорциана путям взаимодействия цианистого водорода с 25 хлористым водородом в водной среде при 40-60 С в присутствии перекиси водорода и циркулирующего раствора катализатора, содержащего ионы меди и железа, под давлением 1,5-16 бар, 3О предпочтительно 2-4 бар, с регене.рацией. катализатора и одновременным удалением вводимой и образующейся в результате реакции воды, которую совместно с раствором катализатора выводят из циркуляции через слабокислый катионообменник, а выделение хлорциана осуществляют декомпрессией жидкой фракции под давлением циркулирующим раствором катализатора. Оказалось, что использование давления 1,5-16 бар, преимущественно 2-4 бар не только не замедляет течение реакции, но облегчает образование хлорциана, несмотря на то, что в соответствии с суммарной формулой НСИ+НС1+Н О С1CN+ZH O — 53,5 Cu +Fe" ккал моль должно ожидаться противоположное явление, так как хлорциан при давлении 1 бар, улетучивается иэ реакцион-: ного раствора и таким образом может влиять на равновесие. .При применении иного давления хлорциан полностью растворяется в реакционном растворе и поэтому значительно повышается степень превращения цианистого водорода, а, следователь-. но, и выход. 810075 Хлорциан непосредственно может быть отделен от кислорода, азота и большей части двуокиси углерода. На основании большого различия в растворимости под давлением между хлорцианом и кислрродом, образующиеся в результате незначительного разложения перекиси водорода, в реакционной смеси появляется возможность отбирать нерастворимые в реакционной смеси газы: кислород, азот и двуокись углерода, они промывкой под давлением освобождаются от хлорциановой фракции и удаляются. Таким образом, посредством декомпрессии. реакционного раствора получают газообразный хлорциан почти свободный от примесей газов. Примененный раствор катализатора, содержащий ионы меди 0,077 моль/л и железа 0,0125-0,025 моль/л, отделяют и возвращают в цикл. Вводимую с 20 компонентами и образующуюся в течение реакции воды выводят иэ циркуляции совместно с раствором катализатора через ионообменник. При этом ионы меди и железа связываются с ионооб- д менником, который подвергается воз-: действию отходящего раствора. Благодаря этому способу отделения воды регенерируются ионы меди и железа, но образующийся в растворе катализатора в результате окислительного омыления цианистого водорода хлористый аммоний накапливается в циркулирующем растворе лишь до определенного уровня, так как он не связывается с ионообменником и выводится с водой. В качестве катионообменника преимущественно используют макропористый ионообменник на основе полистирола, содержащий слабокислотные обменноактивные группы. 40 После насыщения раствором катализатора ионообменник промывают разбавленной минеральной кислотой, преимущественно 1-10Ъ HCl, и находящийся после этого в концентрированной 4 форме раствор катализатора возвращают в циркуляцию. В случае присутствия фосфорной кислоты в выводимом растворе катализатора, обработку катионообменника минеральной кислотой производят лишь после предварительной обработки веществом, обладающим щелочной реакцией. Это важно для того случая, когда в качестве реакционного компонента применяют жидкий цианистый водород, стабилизированный фосфорной кислотой. При осуществлении способа желательно поддерживать рН 0,1-0,5, предпочтительно 0,25-0,35, при 40-60 С. 60 Цианистый водород применяют в газообразной или жидкой форме, хлористый водород — в газообразной или в виде водного раствора 0,5-36 вес.Ъ, предпочтительно 8-20 вес. -.:. Пере- 65 кись водорода применяют предпочтительно в виде 30-50Ъ-ного раствора. Реакционные компоненты должны применяться примерно в стехиометрическом количестве. Пример 1. 1,6 кг/ч цианистого водорода подают в 40 л реакционного раствора, содержащего ,13,0 г/л СиС 1 . 2H О и 3,35 г/л FeC1>. 6Н20, вводят 34 (301 кг/ч) 50Ъ-ного раствора перекиси водорода (10Ъ избыток) и 21,6 кг/ч 10Ъ-ного раствора соляной кислоты. рН поддерживается 0,25-0,35. Создается давление 4 бар, с 50 С. Средний выход хлорциана 96,2Ъ. Хлорциан содержит 0,1-0,3 вес.Ъ дициана, 0,5 вес.Ъ цианистого водорода и менее 0,5Ъ двуокиси углерода и азота вместе. Кислород н обнаружен. Отработанную воду и образовавшийся после отгонки раствор катализатора подают в ионообменник аппарата, где ионы меди и железа задерживаются и их вымывают 10 вес.Ъ раствором соляной кислоты. Пример 2. В 40 л раствора, содержащего 13 г/л СиС1 2Н О и 6,7г/л FeCl3 6Н<0, вводят 1,6 кг/ч жидкого цианистого водорода, стабилизированного 0,1 вес.Ъ фосфорной кислоты, 4,3 кг/ч 50Ъ-ного раствора перекиси водорода и 27 кг 8Ъ-ной соляной кислоты. рН 0,25-0,35, t 50 С. Количество выходящей сточной воды 30 л. Связанную в ионообменнике фосфорную кислоту вымывают 0,5Ъ-ным раствором гидроокиси натрия, а затем элюируют ионы меди и железа. Выход продукта 96Ъ, чистота, как и в примере 1. Формула изобретения 1. Способ получения хлорциана путем взаимодействия цианистого водорода с хлористым водородом в водной среде при 40-60 С в присутствии перекиси водорода и циркулирующего раствора катализатора, содержащего ионы меди (!I) и железа (!i!) при регенерации последнего с одновременным удалением вводимой и образующейся в результате реакции воды, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чистоты и выхода хлорциана, взаимодействие ведут под давлением с последующим выделением хлорциана декомпрессией жидкой фракции и промывкой газообразной фракции под давлением циркулирующим раствором катализатора. 2; Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что процесс ведут под давлением 1,5-16 бар, предпочтительно 2-4 бара. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводимую и обраэую810075 Составитель Т.Власова редактор E. Дичинская Жехред Н.Граб Корректор М. Вигула Заказ 476/84 Тираж 516 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щуюся в результате реакции воду совместно с раствором катализатора выводят из циркуляции через слабокис.-. лотный катионообменник. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ Р 2131383, кл. 12 К 3/00, 1973.
