SU1085933A1 - Способ получени цианатов щелочных металлов - Google Patents

Abstract

1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИАНАТОВ ИЩЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов, нагрев и вьщержку при 130-180 С, добавление карбамида и повторную вьщержку при температуре не ниже 130С, отличающийс   тем, что, с целью повьлшени  .выхода чистого цианата, смешение карбамида производ т Со смесью карбонатов кали  и натри , вз тых в соотно . тении (о, 6-6, о) : 1 . 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что смещение карб-: амида и карбонатов щелочных металлов производ т в мол рном соотношении

Description

00

ел

:о

Од z Изобретение относитс  к способам получени  цианатов щелочных металлов используемых дл  7кидкостного азотировани  стальных изделий в расплавах сЪлевых ванн, Известен способ получени  1|ианатов щелочных металлов включающий смешение карбамида с карбонатами в мольном соотношении (1 ) : 1 , на гревание смеси при температуре, близкой к температуре плавлени  кар гшеда, преимущественно при в результате чего смесь сначала переходит в состо ние суспензии карбо натов в расплаве карбамида, а затем затвердевает, измельчение смеси дал нейшее ее нагревание при , 150-300 С дл  завершени  реакции pj . Недостатком известного способа  вл етс  сложность процесса, обусловленна  двукратным изменением агрегатного состо ни  реакционной мас сы. То обсто тельство, что реакционна  смесь на определенном этапе содержит жидкую фазу, обуславливает е высокую агрессивность по отношению o6bi4Hfeuvj конструкщюнным материалам и требует изготовлени  аппаратуры и специальных коррозионно-стойких материалов . В дальнейшем смесь переходит в твердое состо ние, что требует ее измельчени  перед завершаю (Щей обработкой. Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату  вл етс  способ получени  цианатов щелочньзх металлов, вкл чающий смешение карбамида и карбона та щелочного металла в мол рном соотношении (О5 2-0.,7) г; 5 нагрев и выдержку при ,, дoбaвJ eннe карбамида до соотношени  карбамида карбонату щепочного металла (iэ5 1,9);1 и повторную выдержку при тем пературе вьапе 120° С 2 . Однако при обработке по известно способу выход чистого цианата соста л ет от до 95,8%. Целью изобретени   вл етс  дальнейшее повьппенне выхода чистогО циа ната, Поставленн{1Я цель-достигаетс  те что согласно способу получени  циан тов щелочных метаплов;, включающему смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов, нахрев и вьщержку при 130-180 С, добавление карбамида повторную выдерласу при температур 3 выше 130°С смешение карбамида производ т со смесью карбонатов кали  и натри , вз тых в соотношении (0,6 6 ,0):1. При этом, смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов производ т в мол рном соотношении (0,450 ,80);1, а добавление карбамида производ т в количестве (0,3-1,2)моль на 1 моль первоначально присутствующих карбонатов. Повторную выдержку производ т при 130-290°С. Процесс в соответствии с кзобретением можно проводить периодически или непрерывно. В любом случае сначала смешивают карбамид с карбонатами в мольном соотношении (о,45-0,8): и нагревают смесь при 130-180 С в течение времени, достаточного дл  превращени  всего введенного карбамида. При введении на этой стадии более, чем 0,8 моль карбамида на 1 моль карбонатов не удаетс  избежать образовани  макроскопических количеств шедкой фазы. При введении на первой стадии менее, чем 0,45 мол  карбамида на 1 моль карбонатов приходитс  на второй стадии вводить большее количество карбамида, что приводит к образованию жидкой фазы на этой стадии Нагревание на первой стадии при температуре ниже }30°С нецелесообразно из-за слишком малой скорости превращени ; при температуре выше 180 с скорость химического превращени  перестает лимитировать общую Скорость процесса, что делает нецелесообразным дальнейшее повышение температуры . На второй стадии к продукту, полученному на первой стадии, добавл ют еще 0,3-1,2 мол  карбамида в расчете на моль первоначально присутствовавших карбонатов и продолжают нагревание . При этом нагревание полученной смеси следует проводить при температурах 180-290 С, необходимых дл  завершени  процесса. Можно, однако, осуш;ествл ть вторую стадию иначе: сначала нагревать смесь в течение некоторого времени при температурах, существенно не отличакщихс  от тем-, ператур первой стадии (130-18ос)., а затем завершать процесс кратковременным нагреванием до более высоких температур, вплоть до . Количество карбамнца, вводимого на этой стадии, определ етс  заданным соотно шением между цианатами и карбонатами в целевом продукте. Так, например, дл  получени  наиболее распространен ных составов, содержащих (в пересчет на KCNO и Na2CO) 62-75% цианатов и 25-38% карбонатов, предпочтительно вводить на первой и второй стади х соответственно 0,5-0,6 и 0,4-0,6 мол карбамида на I моль карбонатов. Дл  получени  составов, более богатых или более бедных цианатами, на второ стадии количество карбамида соответс венно .увеличивают до 1,2 или уменьшают до 0,3 мол . Пример 1. Смесь 0,43 мол  карбамида, 0,43 мол  поташа и 0,38 мол  соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,53:1) нагревают в стальном стакане при 130 С в течение 6ч, затем добавл ют еще 0,43 мол  карбамида и нагревают еще 6 ч при , а затем в течение 30 мин повышают температуру до и выдерживают при этой температуре 1 ч. Продукт сохран ет сыпучесть как в течение всего процесса получени , так и по его окончании. Полученный продукт содержит 0,85 мол  KCNO и 0,35 мол  Na2COg (соответственно 65 и-35 мас.%). Выход KCNO по карбамиду составл ет 99%. Пример 2. Смесь .0,44 мол  карбамида, 0,37 мол  поташа и 0,38 мол  соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,57:1) на гревают в стальном стакане при 170. в течение 2 ч, затем добавл ют еще 0,32 мол  карбамида (0,43 мол  на . 1 моль первоначально присутствовавших карбонатов), нагревают еще 2 ч при 170с, а затем повьшают темпера туру до и вьодерживают при это температуре 1 ч. Продукт, сохран ющий сыпучесть на всех стади х получени , содержит 0,73 мол  KCNO и 0,36 мол  Na-CO (соответственно 61 и 39 мас.%). Выход цианата кали  по карбамиду 99%. I Пример 3. 10 кг/ч смеси . карбамида, поташа и соды (мольное отношение карбамид:поташ:сода равно 1,68:1,8:1; мольное отношение карба мид: карбонаты равно 0,60:1 подают первый реактор (пшекового типа , в котором поддерживают температуру . Полученный сьтучий продукт непрерьшно поступает во второй реак тор (также шнекового типа), где поддерживают , температуру 280-290°С и куда подают также 3 кг/ч карбамида (0,55 мол  на 1 моль первоначально присутствовавших карбонатов). Получают 8 кг/ч сухого порошкообразного продукта, содержащего 73% KCNO и 27% . Пример 4. Смесь .0,45 мол  карбамида, 0,56 мол  поташа и 0,1 мол  соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,68:1) нагревают в стальном стакане при в течение 3 ч затем добавл ют еще 0,66 мол  карбамида (1 моль на 1 моль первоначально присутствовавших карбонатов), повышают температуру до 280 С и вьщерживают при этой температуре 1 ч. Продукт, сохран ющий сыпучесть на всех стади х получени , содержит 1 ,1 мол  KCNO и 0,1 мол  Na2CO (соответственно 89 и П мас.%). Выход цианата кали  по карбамиду 99%. Пример 5. Смесь 0,37 мол  карбамида, 0,3 мол  поташа и 0,47 мол  соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,48:1) нагревают в стальном стакане при 160°С в течение 3ч, затем добавл ют еще 0,25 мол  карбамида (0,32 мол  на 1 моль первоначально присутствовавших карбонатов) , повьшгают температуру до 180°С и вьщерживают при этой температуре 4 ч. Продукт, сохран ющий сыпучесть на всех стади х получени , содержит 0,61 мол  KCNO и 0,45 мол  NaoCO (.соответственно 51 и и 49 мас.%). Выход цианата кали  по карбамиду 98%. Пример 6. Смесь 0,8 мол  карбамида и I мол  соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,8: 1) нагревают в стальном стакане при 180 С в течение 1 ч. К продукту реакции добавл ют I,2 мол  карбамида и продолжают нагрев реакционной смеси при этой же температуре еще в течение 1 ч. Затем температуру в стакане повышают до 280 С и поддерживают на этом уровне в течение 1 ч. Продукт, сохран ющий сыпучестьна всех стади х получени , содержит 1,8 мол  NaCNO и 0,18 мол  соды.(соответственно 86 и 14 мас.%). Выход цианата натри  по карбамиду 90%. Пример 7. Смесь 0,8 мол  карбамида и 1 мол  поташа (мольное I 108593 соотношение карбамид .карбонат равно 0,8;1) нагревают в стальном стакане: при 180 С в течение 1 ч. К продукту реакции добавл ют 1,2 мол  карбамида и продолжают нагрев реакционной сме-5 си при этой же температуре еще в течение 1 ч. Затем температуру в стакане повьшают до 280 С и поддерживают на этом уровне в течение 1ч. Продукт, сохран ющий сыпучесть на всех стади зГ получени , содержит 1,15 мол  цианата кали  и О,16 мол  потаиа (соответственноj 79% и 36 21 мас,%). Выход цианата кали  по карбамиду 71,5%, Примеры 6 и 7  вл ютс  сравиительными , показывающими, что при выходе за указанное согласно предложенному способу соотношение карбоната кали  и натри  выход чистого цианата снижаетс , Таким образом, обработка по предложенному способу обеспечивает выход чистого цианата по карбамиду до 9899% .

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИАНАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов, нагрев и выдержку при 130-180 С, добавление карбамида и повторную выдержку при температуре не ниже 130°С, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода чистого цианата, смешение карбамида производят Со смесью карбонатов калия и натрия, взятых в соотношении (0,6-6,0) : 1 .

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов производят в молярном соотношении (0,45-0,80):1, а добавление карбамида производят в количестве 0,3т1,2моль на 1 моль первоначально присутствующих карбонатов.

fi

3. Способ поп. 1, отличающийся тем, что повторную выдержку производят при 130-290°С.

rnmr’Tis >