Способ приготовления растворов или суспензий хлористого цианура в водосодержащих органических растворителях - SU621318A3

Описание

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

Реферат

Формула