SU914500A1 - Process for producing sodium cyanate - Google Patents

Description

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к способам получения цианата натрия., и используется в производстве которана - гербицида для хлопчатника, в производстве органических изоцианатов и диизоцианатов, применяемых в химикофармацевтической промышленности и для изготовления полиуретанов, кроме того, цианат натрия в смесях с различными добавками используется для закалки сталей в машиностроении.The invention relates to the technology of inorganic substances, in particular to methods for producing sodium cyanate, and is used in the production of which is a herbicide for cotton, in the production of organic isocyanates and diisocyanates used in the chemical-pharmaceutical industry and for the manufacture of polyurethanes, in addition, sodium cyanate in mixtures with various additives used for hardening steels in mechanical engineering.

Известен способ получения цианата натрия реакцией карбамида с нитритом натрия в присутствии воды при 220240° С [1]. ’A method of obtaining sodium cyanate by the reaction of urea with sodium nitrite in the presence of water at 220-240 ° C [1]. ’

Однако этот продукт содержит значительное количество нитрита натрия (до 8%), в связи с чем не может быть использован в некоторых органических синтезах без дополнительной очистки.However, this product contains significant amounts of sodium nitrite (up to 8%), and therefore cannot be used in some organic syntheses without additional purification.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получе2The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a way to get 2

ния цианата натрия взаимодействием карбамида с гидроксидом натрия при мольном соотношении последних (0,81,4) : 1.sodium cyanate by the interaction of carbamide with sodium hydroxide at a molar ratio of the latter (0.81.4): 1.

Согласно одному из вариантов этого способа сме'сь исходных компонентов в безводном состоянии или в виде водного раствора контактируют с натре той металлической поверхностью, и в результате получают цианат натрия с содержанием основного вещества 95~According to one of the variants of this method, the mixture of the initial components in an anhydrous state or in the form of an aqueous solution is contacted with a rubbed metal surface, and the result is sodium cyanate with the content of the main substance 95 ~

98% [2].98% [2].

Однако предлагаемый способ обладает нестабильностью качества целевого продукта, проявляющейся в том, что в одинаковых условиях синтеза получается цианат натрия с различным содержанием примесей и основного вещества. Такая нестабильность может быть обусловлена протеканием гидролиза карбамида в щелочном растворе, что приводит к постепенному изменению состава смеси, подаваемой в зону реакции.However, the proposed method has the instability of the quality of the target product, manifested in the fact that under the same synthesis conditions, sodium cyanate is obtained with a different content of impurities and the main substance. Such instability may be due to the occurrence of carbamide hydrolysis in an alkaline solution, which leads to a gradual change in the composition of the mixture fed to the reaction zone.

914500914500

Цель изобретения - снижение содержания примесей и стабилизация качества продукта.The purpose of the invention is to reduce the content of impurities and stabilize the quality of the product.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения цианата натрия, включающему смешение раствора гидроксида натрия с карбамидом, производят кристаллизацию полученной смеси перед контактированием ез с. нагретой металлической поверхностью.This goal is achieved by the fact that according to the method of producing sodium cyanate, which includes mixing sodium hydroxide solution with urea, the resulting mixture crystallizes before contacting with c. heated metal surface.

Этот прием позволяет практически остановить реакцию гидролиза карбамида в щелочном растворе и стабилизировать состав сырья, подаваемого в зону реакции.This technique makes it possible to practically stop the reaction of carbamide hydrolysis in an alkaline solution and stabilize the composition of the raw material fed to the reaction zone.

«О"ABOUT

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Готовят водную смесь карбамида и гидроксида натрия. Для этого предпочтительно используют товарный водный едкий натр - натр едкий очищенный (по ГОСТ 11078-78), содержащий от 42 до 46% гидроксида натрия. В раствор всыпают твердый сухой карбамид, взятый в таком количестве, чтобы мольное соотношение карбамид: гидроксид натрия составляло предпочтительно (1,2-1,4):1.Смесь нагревают и перемешивают до полного растворения карбамида, после чего полученный раствор возможно быстрее сливают в кристаллизатор барабанного типа, охла>:<даемый водой, где смесь застывает на поверхности барабанов и срезается ножом в виде тонкой корки.Prepare an aqueous mixture of urea and sodium hydroxide. For this purpose, preferably use commercial aqueous caustic soda - purified caustic soda (according to GOST 11078-78), containing from 42 to 46% sodium hydroxide. Solid dry carbamide is added to the solution, taken in such an amount that the molar ratio of urea: sodium hydroxide is preferably (1.2-1.4): 1. The mixture is heated and stirred until the carbamide is completely dissolved, after which the resulting solution is as quickly as possible drained into Drum-type mold, cooled>: <given by water, where the mixture hardens on the surface of the drums and is cut off with a knife in the form of a thin peel.

Куски этой корки по наклонному лотку попадают в реактор, который также представляет собой двухбарабанный кристаллизатор, снабженный внутренним электрообогревом. Реакция проходит на поверхности барабанов: в первый момент, кристаллы плавятся, затем в жидкой фазе проходит взаимодействие, сопровождающееся интенсивным газовыделением, после чего жидкость вновь ⁴⁵ превращается в твердый продукт - цианат натрия, срезаемый ножом с поверхности барабанов.Pieces of this crust on an inclined tray fall into the reactor, which is also a double-drum mold, equipped with an internal electrical heating. The reaction takes place at the surfaces of the drums: at first, the crystals are melted, then the liquid phase passes interaction accompanied by intensive gas release, whereupon liquid ⁴⁵ again turns into a solid - sodium cyanate, cut with a knife drum surface.

Пример 1..2,4 л 46,3%-ногоExample 1..2.4 L, 46.3%

растоора гидроксида натрия нагревают карбамид до 60 С в аппарате с мешалкой и водяной· рубашкой. В течение .15 мин всы.пают в раствор 2880 г измельченного твердого карбамида (товарный продукт по ГОСТ'2081-75) при постоянном перемешивании. и перемешивают еще 5 мин.In sodium hydroxide solution, carbamide is heated to 60 ° C in an apparatus with a stirrer and water jacket. Within .15 minutes, the whole product is filled into a solution of 2880 g of crushed solid carbamide (commercial product according to GOST 2071-75) with constant stirring. and stirred for another 5 min.

Содержание воды в смеси 29,74%, мольное соотношение карбамид : гидроксидThe water content in the mixture 29,74%, the molar ratio of urea: hydroxide

2020

2525

30thirty

натрия 1,16:1. После этого открывают подачу раствора в барабанный кристаллизатор, охлаждаемый водой с температурой 12°С. Время кристаллизации всей массы раствора 30 мин. Толщина пластин затвердевшего сырья, получаемых в кристаллизаторе, 1-2 мм. Пластины по наклонному лотку непрерывно ссыпают в реактор. Реактор также представляет собой двухбарабанный кристаллизатор. Барабаны из спецстали диаметром 210 и длиной 350 мм вращаются в противоположные стороны с регулируемой скоростью. Скорость вращения барабанов 1 об/мин. Обогрев барабанов осуществляется тремя электронагревателями мощностью 1,5 кВт в каждом барабане. Температура поверхности барабанов - 300 С за 3 ⁴ работы. Получено 25Ю г продукта, содержащего цианата натрия 96,2%, гидроксида натрия 0,81%. Выход цианата натрия по гидроксиду 88,7%.sodium 1.16: 1. After that, open the supply of the solution in a drum mold, cooled with water with a temperature of 12 ° C. The crystallization time of the entire mass of the solution is 30 minutes. The thickness of the plates of hardened raw materials obtained in the mold, 1-2 mm. The plates on the inclined tray are continuously poured into the reactor. The reactor is also a double-drum mold. Drums from special steel with a diameter of 210 and a length of 350 mm rotate in opposite directions with adjustable speed. The rotation speed of the drums is 1 rpm. The drum is heated by three 1.5 kW electric heaters in each drum. The surface temperature of the drums - 300 C for 3 ⁴ work. Received 25Ü g of the product containing sodium cyanate 96.2%, sodium hydroxide 0.81%. The output of sodium cyanate hydroxide at 88.7%.

Проведено еще четыре опыта в условиях, указанных в примере. Полученные результаты приведены в табл.1.Four more experiments were carried out under the conditions specified in the example. The results are shown in table 1.

Таблица 1Table 1

3535

«О"ABOUT

Опыт, № Experience, No Содержание компонентов, °/ •Ό Content of components ° / • Ό ЦаОСИ CAOSI | Ма₇С0_э | Ma ₇ S0 _u I ИаОН I Jaon 1 one 95,2 95.2 - - 0,60 0.60 2 2 95,9 95.9 1,05 1.05 - - 3 3 94,75 94.75 0,7 0.7 - - 4 four 95,55 95.55 - - 0,45 0.45 При With мер measures 2. 2 л 44,7 2. 2 l 44.7 /-ного раст rn

вора гидроксида натрия смешивают с 2770 г карбамида. Содержание воды в смеси 28,52%, мольное отношениеthief sodium hydroxide is mixed with 2770 g of urea. The water content in the mixture of 28.52%, the molar ratio

гидроксид натрия 1,4 : 1. Максимальная температура при смешении компонентов 65°С, время кристаллизации всей массы раствора 27 мин. Температура поверхности барабанов ⁵⁵ 300°С. Получено 2027 г продукта, содержание цианата натрия 94,9%, карбоната 1,2%. Результаты опытов приведены в табл. 2.Sodium hydroxide 1.4: 1. The maximum temperature when mixing the components is 65 ° C, the time of crystallization of the whole mass of the solution is 27 minutes The surface temperature of the drum ⁵⁵ 300 ° C. Received 2027 g of the product, the content of sodium cyanate 94.9%, carbonate 1.2%. The results of the experiments are given in table. 2

5 914500 65 914500 6

Таблица 2table 2

Опыт, № Experience, No Содержание компонентов, '0 Content of components '0 ИаОСН IaOSN | Ма_гГ.0_ь || Ma _r g.0 _b | МаОН Maon 1 one 95,7 95.7 0,94 0.94 - - 2 2 94,15 94.15 - - 0,75 0.75 3 3 94,0 94.0 - - . ι,ο . ι, ο Пример Example 3. 3 Л 42,8%- 3. 3 L 42.8% - ного foot

раствора гидроксида натрия смешивают с 3650 г карбамида, при *58-б2°С. Смесь закрис.таллизовывают и разделяют на 3 порции. Каждую порцию подают в ре- ₂₀ актор отдельно, выбирая после каждой операции полученный продукт. Во всех трех опытах температура на барабанах ЗЗО°С, скорость вращения 1 об/sodium hydroxide solution is mixed with 3650 g of urea, at * 58-B2 ° C. The mixture zakris.tallizovy and divided into 3 portions. Each portion serves a PE ₂₀ actor separately after selecting each operation resulting product. In all three experiments, the temperature on the drums ZZO ° C, the rotation speed of 1 rev /

/мин. Содержание воды в растворе ₂₅ 31,16%, мольное соотношение карбамид:/ min The water content in the solution is ₂₅ 31.16%, the molar ratio of urea:

:гидроксид натрия 1,3:1.Sodium hydroxide 1.3: 1.

Результаты опытов приведены в табл. 3.The results of the experiments are given in table. 3

30thirty

Таблица 3Table 3

Опыт, № . Experience, No. Содержание компонентов, Content of components % % 35 35 НаОСИ · | NaOSI · | ИадСОз IadSO3 1 one 93,7 93.7 ’ .''5 ' .0 ' .''50 2 2 94,4 94.4 1,20 1.20 3 3 93,25 93.25 1,63 1.63

4545

Пример 4. 1,5 л 48,4%-ного > раствора гидроксида натрия смешивают · с 2044 г твердого карбамида при 65-70°С. _м Example 4. 1.5 l of 48.4%> solution of sodium hydroxide is mixed · with 2044 g of solid urea at 65-70 ° C. _m

Содержание воды в растворе 27,06%, мольное соотношение карбамид : гид- > роксид натрия 1,25:1· Смесь закристаллизовывают,делят на две порции и проводят реакцию в обоих случаях при температуре на барабанах 280°С и скорости вращения 1 об/мин. Результаты опытов приведены в табл. 4.The water content in the solution is 27.06%, the molar ratio carbamide: hydro-> sodium oxide is 1.25: 1 · The mixture is crystallized, divided into two portions, and the reaction is carried out in both cases at a drum temperature of 280 ° C and a rotation speed of 1 r / min The results of the experiments are given in table. four.

Т а б T a b лица 4 persons 4 Опыт, Experience, Содержание Content компонентов, components № No % % НаОСН | NaOCH | МаОН Maon 1 one 95,85 95.85 0,37 0.37 2 2 96,4 96.4 0,46 0.46 Пример 5 · 2 л Example 5 · 2 L 45,1%-ного 45.1%

раствора гидроксида натрия смешивают при 6О°С с 2440 г твердого карбамида. Содержание воды в растворе 30,08%, мольное соотношение карбамид:гидроксид натрия 1,22:1. Раствор закристаллизовывают за 25 мин и делят на 3 порции , каждую из которых подают в реактор отдельно. Температура на поверхности барабанов 290°, скорость вращения барабанов 0,7 об/мин, 8 трех опытах получено соответственно 641,Sodium hydroxide solution is mixed at 6 ° C with 2440 g of solid carbamide. The water content in the solution is 30.08%, the molar ratio of urea: sodium hydroxide is 1.22: 1. The solution is crystallized in 25 minutes and divided into 3 portions, each of which is fed to the reactor separately. The temperature on the surface of the drums is 290 °, the speed of rotation of the drums is 0.7 rpm, 8 three experiments were obtained, respectively, 641,

669 и 647 г цианата натрия. Содержание основных компонентов в каждой669 and 647 g of sodium cyanate. The content of the main components in each

порции приведены в табл. portions are given in table. 5. лица 5 five. persons 5 Т а б T a b Опыт, № Experience, No Содержание компонентов, 9- Content of components 9- МаОСИ | На_гСО_г MAOSI | On _g CO _g | ИаОН | Iaon 1 one 96,52 0,93 96.52 0.93 - - 2 2 95,64 1,15 95.64 1.15 - - 3 3 96,17 96.17 0,44 0.44

Суммарный выход продукта 86,75%·The total yield of the product 86,75% ·

Предлагаемый способ обеспечивает получение целевого продукта достаточно высокого и стабильного качества. Продукт может быть использован в органических синтезах без дополнительной Очиётки.The proposed method provides for obtaining the target product of a sufficiently high and stable quality. The product can be used in organic syntheses without additional purification.

По сравнению с известным, в пред-, лагаемом способе исключается возможность протекания реакции з исходной смеси реагентов вне реактора, что способствует улучшению качества продукта.Compared with the known method, the method proposed precludes the possibility of a reaction proceeding from the initial mixture of reagents outside the reactor, which contributes to an improvement in the quality of the product.

Для сравнения приведены результаты опытов известного и предлагаемого способов.For comparison, the results of experiments known and proposed methods.

Проведено три опыта по синтезу цианата натрия при температуре в реакторе 270°С и скорости подачи раствора 4 л/ч. Исходный раствор во всех опытах один и тот же и содержит 3296 г гидроксида натрия, 6435 г карбамида и 20 л воды. Полученные результаты приведены в табл. 6.Three experiments were carried out on the synthesis of sodium cyanate at a reactor temperature of 270 ° C and a solution feed rate of 4 l / h. The initial solution in all experiments is the same and contains 3296 g of sodium hydroxide, 6435 g of urea and 20 l of water. The results are shown in Table. 6

914500914500

Таблица 6Table 6

Опыт, Г Experience, R ---------------------Содержание продукта из реактора, % --------------------- Content of the product from the reactor,% Состав продукта из циклона, % The composition of the product from the cyclone,% МаОСМ MaOSM Ма_гСО_э> Ma _{g so e>} ИаОСМ | IaOSM | На^СО^ Na ^ soo ^ 1 one 75,9 75.9 9,6 9.6 69,5 69.5 14,8 14.8 2 2 78,4 78.4 9,0 9.0 70,1 70.1 12,5 12.5 3 3 71,2 71.2 11,6 11.6 65,7 65.7 18,8 18,8

Результаты опытов проведения при Скорости подачи раствора 1 л/ч приведены в табл. 7.The results of the experiments at the feed rate of a solution of 1 l / h are given in table. 7

' Т С л'T C l

Табл Tabl и ц а 7 and c a 7 Опыт, 1Г Experience, 1G Состав продукта из реактора, % The composition of the product from the reactor,% Состав продукта из циклона, % The composition of the product from the cyclone,% 20 20 ИаОСИ Iaoshi I «а*со_а I "a * with _a ИаОСИ | Iaoxi | ^Ма1^со3 ^Ma 1 ^co 3 1 one 83,7 83.7 6,4 6.4 77,5 77.5 0,9 0.9 25 25 2 2 76,8 76,8 8,7 8.7 72,1 72.1 11,1 11.1 3 3 73,6 73.6 14,4 14.4 74,3 74.3 12,5 12.5 30 thirty

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить содержание примесей и стабилизировать качество продукта.Thus, the proposed method allows to reduce the content of impurities and stabilize the quality of the product.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ получения цианата натрия, включающий смешение раствора гидроксида натрия с карбамидом и контактирование полученной смеси с нагретой металлической поверхностью при 280-350^0, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания примесей и стабилизации качества продукта, полученную смесь перед контактированием с нагретой металлической поверхностью кристаллизуют.The method of obtaining sodium cyanate, including mixing sodium hydroxide solution with urea and contacting the mixture with a heated metal surface at 280-350 ^ 0, characterized in that, in order to reduce the impurity content and stabilize the quality of the product, the mixture obtained before contacting with a heated metal surface crystallize.