Способ приготовления растворов или суспензий хлористого цианура в водосодержащих органических растворителях Советский патент 1978 года по МПК C07D251/28 

ристого цианура и позволяющее вводить хлористый цианур в водно-органический рас твори гель в жидком виде. Это достигаетчзя согласно описываем му способу приготовления растворов или суспенвий хлористого цианура в водосодержащем органическом растворителе пу гем Введения хлористого иианура в жидком виде с температурой от температур плавления до 200 С со скоростью 9сч кгЛч, Р-Р где- илл т где Р - желаемая концентрация хлористого цианура в растворе или суспензий, вес. %, UM концентрация хлористого циакура в используемом растворителе, вес. %, которая включает и значение, равное О, 9i JL. - скорость вводимого раствори теля, кг/ч, причемР| 1,,д W температура вводимого растворителя выбираются такими , чтобы выражение ; су СрСсу) Ср(ЬМ) Ср(су) с „(им) ЬДЛ р не, превышало значения температуры кипения {а С) j используемого растворите ля, где Ср(1М)1 ср (Су) -удельные теплоемк сти (кол. ) растворителя и хлористого цианура, в водный ацетон или смесь, ацетона, тсхлуола и воды и последующего затем не более чем через 3 мин посде введения в контакт хлористого цианура с рас ворителем охлаждения до желаемой тем ратуры. Отличительные признаки способа использование хлористого цианура в жид ком виде с температурой от температур плавления до 2ОО С, введение его со скоростью jy и температурой Т цд вводимрго растворителя, в водный ацето ИЛЕ смесь ацетона, , толуола и воды и последующее затем охлаждение не более чем через 3 мин после введения в конT6UCT хлористого цианура с растворителе до желаемой температуры. Предлагаемый способ предпочтительн осуществляют, когда Т)( 50 или Ту в 4О. В качестве растворителя предпочтительно используют технический ацетон или смесь КПЗ 29,1 вес. % ацетона, 70 вес.% толуола и О,9 вес. % воды, В качестве водно-органических растворителей могут быть применены бинарные, тройные четвертичные системы или систе.мы более вьющего порядка из воды и алифатических, циклоалифатических или ароматических, жидких прн температурах около 20 С, алифатических или ароматических галоидуглеводородов, такие как линейные или разветвленные алканы в с С-атомами; циклоалкань, например циклопентан,.аиклогексан; декалин, бензол, толуол, ксилол, эт yIбeнзoл, хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод, моно-, ди-, три- и тетрахлорэтилены, трихлорэтан; хлорфторалканы, такие ка:: трихлортрифторэтан; хлорбензолы, хлорфторбензоль; такие как м-хлорбензотрифторид; Жетоны, такие как ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон, метилизобутилкетон, циклогексанон; сложные эфиры, такие как этилацетат,, или простые эфиры, такие как дИэтиловый эфир, диизопропиловый эфир; спирты, такие как изопропиловый спирт, или растворы (суспензии{Хлористого цианура в упомянутых системах с Р|;/|д в вес.%). Применимы также смеси указанных веществ, Обычно используют растворитель с температурой кипения ниже 120 С, Хлористый цианур, как и растворитель, может смещиваться как в ламинарном, так и турбулентном потоке. Для смещения пригодны любые смещивающие устройства, которые позволяют реализовать указанные соотношения скоростей потоков. Если полученные раствор или суспензии не подлежат немедленной переработке, то их охлаждают до температурь пр которой гидролиз протекает незначительно. Эти температуры соответствуют температурам, до которых охлаждают растворы или суспензии тех же концентраций, что и получаемые растворением порощкообразного хлористого цианура. Охлаждение можно осуществлять или с помощью теплообменника, или путем теплоотдачи за счет частичного испарения летучих компонентов растворителя. Температура, до которой нужно охлаждать раствор или суспеЕ13ию хлористого цианура путем испарения растворителя или с помощью подключенного теплообменника, зависит от того, как должен далее применяться раствор или суспензия хлористого цианура, соответственно как высоко содержание воды или хлористого цианура в этих растворах или суспензиях. Например, (вес) раствор хлористого цианура, приготовленный из жидкого хлористого цианура HI ацетона с 5 вес. % воды, достаточно охладить только до 25 С, если этот раст вор хлооистого цианура для последующего процесса ооработки может показыват степень гидролиза не более 0,5%, и переработать в течение 10 мин после его приготовления. Если же готовится 9%-ный (вес) раствор зоюристого цианура из жидкого хлористого цианура в ацетоне, который еодержит 20 вес. % воды, то необходимо чтобы степень гидролиза не превышала Of5%, охлаждать раствор до 5 С и этот раствор перерабатывать также за 1О ми Если этот раствор перерабатывают cnjстя 20 мин, то его необходимо охлаждать до -1О С. Необходимый теплосъем, который определяется конечной температурой, можн легко определить из теплоты испарения , растворителя, имеющегося количества раствора или суспензии и теплоемкости смеси, если этот теплосъем происходит за счет охлаждения испарением. П р IJ м е р 1. (сравнительный). В стеклянную колбу емкостью 4 л с 2 л технического ацетона, содержанием воды 0,2% и температурой 20 С при перемешивании в течение 10 мин вносят 184 M жидкого Цианурхлорида с темгтературой 16О С. При ЭТ1УМ температура смеси повышается до 30 С, причем смесь становится также мутной, что указавыет на выпавшую в осадок циануровую кислоту. Анализ смеси через 10 мин после окончания добавления цианурхлорида показывает степень гидролиза 3,5%. П р и м е р 2 (сравнительный). В стаклянную колбу объемом 4 л, снабженную обратным холодильником, с 2 л технического ацетона, содержанием воды 5% и температурой 2О С при перемешивании в течение 10 мин прибавляют по каплям 184 мл жидкого цианурхлорида с температурой 160 С. Температура смеси сначала повышается, до 30 С, а в течение последующих 10 мин смесь нагревается в результате выделяющегося тепла реакции гидролиза настолько сильно, что смесь сильно закипает. Несмотря на сильное охлаждение смеси с помощью бани, уже в течение Ю мин по окончании добавления цианурхлорида наступает практически полный гидролиз в циануровую кислоту (аналитически определенная степень гидрсшиза 98%). Повторение этого сравнительного опыта (при удлинении продолжительности прибавления по каплям циакурхлорида до 25 мин) приводит к моменту окончания временя прибавления к взрывному течению реакции. ПримерЗ. В циркулируюший поток, содержащий 1О68 мл технического ацетона с одержанием воды 0,2%, при скорости циркуляции 284 кг ацетона /ч при 25 С с помощью смесительного сопл1з в поток ацетона дозируется жидкий цианурхлорид с температурой 160 С и скоростью 4,2 кг/ч. Введение 90,5 мл жидкого цианурхлорида должно обеспечить концентрацию 14,5% по цианурхлориду. Затем из этого потока отводят раствор и одновременно непрерывно вводят свежий растворитель(ацетон) и цианурхлорид при таком же соотношении компонентов, как и при отборе в виде раствора из кругооборота. Скорость отбора цианурхлоридного раствора составляет 567 мл в минуту и соответствует среднему времени пребывания в кругообороте 2,8 мин. Получаемый прозрачный раствор цианурхлорида еще через 10 мин после отбора и хранения при 25 С показывает степень гидролиза лищь 0,2%, а после 90 ч при степень гидролиза 2%. П р и м е р 4. Процесс ведут аналогично примеру 3, но отбираемый из кругооборота раствор цианурхлорида дозируется прямо в стеклянную-колбу емкостью 4 л с мещалкой, выдерживаемую с помощью маностата и вакуумнасоса при давлении 60 мм рт.ст., из которой соответственно давлению паров ацетонового растдора отгоняется ацетон, так что благодаря этому достигается охлаждение и концентрирование раствора цианурхлорида. Через ЗО мин работы установки для получения цианурхлоридных растворов (соответствующих суспензий) в вакуумированном приемнике достигается стационарная температура О С. Проба полученного раствора (смеси) показывает, что при этом получают 19,8%-ную (вес) ацетоновую суспензию цианурхлорида, б которой цианурхлорид после отбора через 1О мин гидролизуют лишь на 0,1%. При нагревании до 15 С ( т.е. температуры насыщения 90, ацетонового раствора цианурхлорида) эта суспенаия обнаруживает пллнсютью прозрачный раствор, даже поело 18-часового xp«iiotinsi при iiu С при аналитическом определении степень гидролиза равна всего 0,7% П р и м е р 5. В полученную с помо щью стеклянного сопла с внутренним диа метром 5 мм струю технического ацетон с 5%-ным содержанием воды ) и скоростью 285 кг смеси ацетон-во«а/ через обогреваемое у верхушки боковое сопло впрыскивают жидкий цианурхлорид с температурой 180 С и скоростью 50,3 кг/ч. Выходящая из сопла струя смеси ниже сопла сразу .же собирается в манрстатированный на 80 мм рт.ст. сосуд, из которого с помощью вакуума водосодержаший ацетон непрерывно испаряют из собранной смеси. Испаряемую смесь ацетон - вода конденсируют с помощью холодильника и собирают в отдельном приемнике. Благодаря этому в приемнике для ацетонового раствора дианурхлорида устанавливается температура 15 С. С помощью регулятора уровня (поплавкового) в пр(емнике устанавливается режим работы последовательно включенного насоса, с помощью которого Ойлажденный до 15 С раствор цианурхлорида подается из приемника в резервуар для хранения (с мешалкой). Благо даря этому уровень ацетонового раствора цианурхлорида в приемнике остается практически постоянным. Всего в резервуар для хранения поступает 280 кг/ч 1в%-ного (вес.) раствора пианутзхл ори да с температурой 15 С. При аналитическом определении степень .гидролиза у пробы, взятой через 10 мин после получения - 0,5%; у пробы, взятой после ЗО-мивутного хранения при 1б°С, 1,5%; у пробч взятой после 2;5- часового хранения при 15 С, С, - 4,4 %{ у пробы, взятой после 22-чассвог6 хранения при 15 С, - 17,4%. Пример 6. С помощью стеклянlaoro сопла с внутренним диаметром 5 м получают струю водосодержащего ацётона 120 С{ технический ацетон с 20вес.9 вооы) со скоростью 15О кг/ч. В струю через обогреваемое у верщины добавочное сопло впрыскивают жидкий цианурхлорид с температурой 160 С и скоростью 13 кг/ч. Поток смеси сразу же подают jf в последовательно включенный приемник, в котором с помощью вакуумного насоса с маностатом удерживается давление 5 мм рт. ст. Приемник последовательно соединен с холодильником дл отгонка растворителя. Через управляемы регулятором уровня насос из этого прие ника раствор цианурхлорида, охлажденны спарением рястворигеля, подают в соуд для хранения со скоростью 150кг/ч. аким образом, в сосуде для хранения олучают 9%-ный (вес.) раствор цианурлорида с температурой 5 С Аналитическое определение степени гидроли;за показывает 0,5% непосредственно после сбора в сосуд для хранения, 1,5% гидролиза после 30 мин хранения при 5 С, 12% при гидролиза после часового хранения после 10-часового 50% гид g ОЛИ за хранения при 5 С. Пример7.С помощью сопла с внутренним диаметром 5 мм получают струю водосодержащего ацетона (15 С; технический ацетон с 2% воды) со сксьростью 280 кг/ч. Через обогреваемое у верщины добавочное сопло- в эту струю впрыскивают жидкий цианурхлорид с температурой 190 С и скоростью 93 кг/ч при повышенном давлении (около 1,5 атм). Смесь после смешивающего сопла, снова, подают в вакуумированный (до 7 О мм PT.CT.V маностатированный приемник, из которого испаряют растворитель, и остающийся продукт, т.е. суспензию цианурхлорида, можно передавливать управляемо по уровню. В приемнике с помощью испарения растворителя устанавливают температуру 1О°С. Из приемника непрерывно с производительностью 300 кг/ч в сосуд для хранения передавливают готовую (вес.) Суспензию цианурхлорида с температурой 10 С. Анализ полученной сус.пензии цианурхлорида через 10 мин после ее получения показывает степень гидролиза 0,25%. После 4-часового хранения при 10 С степень гидролиза - 2,4%, после 20-часового хранения при 10 С. - 4,0%. П р и м е р 8. С помощью стеклянного сопла с внутренним диаметром 5мм получают поток водосодержащего ацетона (25с; технический ацетон с 1% воды) со скоростью 290 кг/ч. Через обогреваемое у вершины дополнительное сопло в поток впрыскивают жидкий цианурхлорид с температурой 160 С со скоростью 118,4 кг/ч. Выходящий из смесительного сопла поток смеси подают-; в вакуумированный с помощью вакуум.ного насоса и маностата на давление 30мм рт.ст. приемник, из которого можно испарять растворитель. Остающаяся сконцентрированная суспензия цианурхлорида может отбираться через управляемый по уровню насос. Таким образом, в сосуд для хранения из п эиемника.собирают 275 кг/ч 43%-ную (вес.) суспензию цианурхлоридя