Способ получения хлорциана Советский патент 1981 года по МПК C01C3/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРЦИАНА

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способам получения хлорциана. Наиболее близким к изобретению является способ получения хлорциана путем взаимодействия цианистого вод рода с хлористым водородом в присут ствии перекиси водорода и водного раствора катализатора, содержащего ионы меди и железа, при 40-60 С, с выходом 90-92% в расчете на цианистый водород 1. . Недостатки способа - малая степень разложения перекиси водорода и окислительное омыление цианистого водорода, что является причиной при сутствия в газообразном хлорциане кис лорода и двуокиси углерода до 5 вес каждого. Цель изобретения - повышение чистоты и выхода хлорциана. Поставленная цель достигается способом получения хлорциана путем взаимодействия цианистого водорода с хлористым водородом в водной среде при 4О-6 в присутствии перекиси водорода и циркулирующего раствора катализатора, содержащего ионы меди и железа, под давлением 1,5-16 бар, предпочтительно 2-4 бар, с регене-рацией- катализатора и одновременньм удалением вводимой и образузосдейоя в результате реакции воды, которую совместно с раствором катализатора выводят из циркуляции через слабокислый катионообменник, а выделение хлорциана осуществляют декомпрессией жидкой фракции под давлением цирку- лирующим 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 HCN+HCl+HnOo ClCN+2H,0-53,5 моль должно ожидаться противоположное явление, так как хлорциан при давлении 1 бар, улетучивается из реакцион-: ного раствора и таким образом может влиять на равновесие. . При применении иного д авления хлорциан полностью растворяется в реакционном растворе и поэтому значи-. тельно повышается степень превращения цианистого водорода, а, следовательно, и выход.

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, о.бразующиеся 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 компонентами и образующуюся в течени реакции воды выводят из циркуляции совместно с раствором катализатора через ионообменник. При этом ионы меди и железа связываются с ионообменником, 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 уровтак как он не связывается с иононя ,

обменником и выводится с водой. В качестве катионообменника преимущественно используют макропористый ионообменник на основе полистирола, соде жащий слабокислотные обменноактивные группы.

После насыщения раствором катализатора ионообменник промывают разбавленной минеральной кислотой, преимущественно 1-10% НС1, и находящийся после этого в концентрированной 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-бО°С..

Цианистый водород применяют в газообразной или жидкой форме, хлористый водород.- в газообразной или в виде водного раствора 0,5-36 вес.% предпочтительно 8-20 вес.;. Перекись- водорода применяют предпочтително в виде 30-50%-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 CuCl,,- и 3,35 г/л FeCl. , вводят 34 (301 кг/ч) 50%-ного раствора перекиси водорода (10% избыток) и 21,6 кг/ч 10%-ного раствора соляной кислоты. рН поддерживается 0,25-0,35. Создается давление 4 бар, t 50°С. Средний выход хлорциана 96,2%.

Хлорциан содержит 0,1-0,3 вес.% дициана, 0,5 вес.% цианистого водорода и менее 0,5% двуокиси углерода и азота вместе. Кислород не обнаруже

Отработанную воду и образовавшийся после отгонки раствор катализатора подают в ионообменник аппарата, где ионы меди и железа задерживаются и их вымывают 10 вес.% раствором соляной кислоты.

Пример 2. В 40 л раствора, содержащего 13 г/л CuCl22H20 и б,7г/л FeClg- , вводят 1,6 кг/ч жидкого цианистого водорода, стабилизированного 0,1 вес.% фосфорной кислоты, 4,3 кг/ч 50%-ного раствора перекиси водорода и .27 кг 8%-ной соляной кислоты. рН 0,25-0,35, t . Количество выходящей сточной воды 30 л. Связанную в ионообменнике фосфорную кислоту вымывают 0,5%-ным раствором гидроокиси натрия, а затем элюируют ионы меди и железа. Выход продукта 96%, чистота, как и в примере 1.

Формула изобретения

2; Способ по П.1, отличающийся тем, что процесс ведут под давлением 1,5-16 бар, предпочтительно 2-4 бара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 1 2131383, 1КЛ. 12 К 3/00, 1973.