DE1291745B - Verfahren zur Herstellung von Cyanurchlorid - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur lassen sich durch einfache Destillation oder Subli-Herstellung von Cyanurchlorid durch Polymerisation mation vom Cyanurchlorid trennen, von Chlorcyan in flüssigem Cyanurchlorid bei 200 Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl

bis 38O⁰C, vorzugsweise 270 bis 340° C, unter Druck kontinuierlich wie auch diskontinuierlich durchgein einer ersten Verfahrensstufe und durch thermische 5 führt werden. Als besonders günstig erwies es sich, Nachbehandlung in einer zweiten Verfahrensstufe. in zwei hintereinandergeschalteten Reaktoren zu ar-

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art beiten, derart, daß im ersten Reaktor die Trimerisie-(deutsche Patentschrift 890 645) erfolgt die ther- rung des Halogencyans und im zweiten Reaktor die mische Nachbehandlung in der zweiten Verfahrens- thermische Nachbehandlung erfolgt, ohne daß zwistufe bei Temperaturen, in der Größenordnung von « schendurch der Druck verringert wird. Bei geeigneter nur 150 bis 200° C, weshalb durch die zweite Verfah- Anordnung der-Temperaturzonen können die beiden rensstufe nur eine geringe Verbesserung der Ausbeute Stufen auch in einem einzigen Reaktor durchgeführt und Reinheit des Gyanurchlorids erzielt wird. werden. Es ist möglich, die Temperaturen der beiden

Die Erfindung besteht demgegenüber bei einem Stufen unabhängig voneinander einzustellen, wobei Verfahren der eingangs genannten Art darin, die 15 eine definierte Verweilzeit in der zweiten Stufe von zweite Verfahrensstufe,, bei 300 bis 450° C, Vorzugs- ausschlaggebender Bedeutung ist. weise 350 bis 38O⁰C, durchzuführen. Die Anwen- Bei Einhaltung der optimalen Bedingungen wurden

dung derartiger Temperaturen bewirkt, daß Produkte bei der Herstellung von Cyanurchlorid Ausbeuten aus in der ersten Verfahrensstufe neben der Haupt- an reinem Cyanurchlorid von etwa 97%, berechnet reaktion, der Umsetzung von Clorcyan zu Cyanur- 20 auf Clorcyan, erhalten.

chlorid, stattfindenden Nebenreaktionen teils unmit- Die folgenden Beispiele sollen das erfindungs-

telbar zu Cyanurchlorid, teils zu Chlorcyan und des- gemäße Verfahren naher erläutern. Es wurden bei sen Polymeren, die wieder der Bildung von Cyanur- den Versuchen gemäß Beispiel 1 und 3 Ausbeutebechlorid dienen, und teils zu Bestandteilen eines leicht Stimmungen nach der ersten Verfahrensstufe, also abtrennbaren Rückstandes umgesetzt werden. Da- as ohne anschließende thermische Nachbehandlung, durch entsteht bei dem zweistufigen Verfahren nach gemacht, die bei einem Vergleich deutlich die Überder Erfindung eine wesentlich höhere Ausbeute an legenheit des Zweistufenverfahrens zeigen. In allen Cyanurchlorid bei größerer Reinheit des Produktes. Fällen wurde Cyanurchlorid hergestellt.

Die Anwendung von Temperaturen über 300⁰C,

insbesondere von 350 bis 420° C, ist zwar bei einem 30 Beispiel 1

bekannten einstufigen Verfahren zur Herstellung von

Cyanurchlorid aus tetramerem Chlocyan bereits a) In einem Druckbehälter aus rostfreiem Stahl von

vorgesehen (deutsche'AMegeschrift 1 098 518), doch ; 50 mm Durchmesser und 1000 mm Länge wurden dienen diese Temperaturen dabei nicht der Umset- 600 g Cyanurchlorid vorgelegt. Dann wurden 1,4 kg zung von Nebenprodukten aus einer ersten Verfah- 35 Chlorcyan mit einem Zusatz von 0,4% konzentrierrensstufe zur Erhöhung von Ausbeute und Reinheit, ter Salzsäure bei einer Temperatur von 250° C und sondern ausschließlich der Umsetzung tetrameren einem Druck von 15 bis 25 atü mit Hilfe einer Mem- und polymeren Chlorcyans zu Cyanurchlorid, und brandosierpumpe eingespeist. Die Polymerisation des zwar in Gegenwart von Katalysatoren. im flüssigen Cyanurchlorid gelösten Chlorcyans er-

Da auch bei dem zweistufigen Verfahren nach der 40 folgte augenblicklich. Die Einspeisungsgeschwindig-Erfindung die Nebenprodukte in der zweiten Verfah- . keit wurde ausschließlich durch die Wärmeabführung rensstufe nicht restlos in Cyanurchlorid übergeführt bestimmt. Das Reaktionsprodukt ließ sich durch frakwerden können, ist es wesentlich, die Bildung solcher tionierte Destillation aufteilen in 2% Vorlauf, 63% Nebenprodukte schon in der ersten Verfahrensstufe Cyanurchlorid, 22% tetrameres Chlorcyan und 13% möglichst weitgehend zu unterdrücken. Allerdings 45 Destillationsrückstand (davon 31% in Aceton unlössollen die Reaktionsgeschwindigkeit und der Reak- lieh).

tionsdruck in technisch tragbaren Größen gehalten b) Dem in a) beschriebenen Versuch wurde nach

werden; hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, die der Trimesierung eine thermische Nachbehandlung erste Verfahrensstufe bei den eingangs genannten von 1 Stunde bei 350° C angeschlossen. Das hierbei Temperaturen undr bei' Drücken durchzuführen, die so erhaltene Reaktionsprodukt enthielt keinen Vorlauf für die jeweilige Temperatur ausreichend sind, und und kein tetrameres Chlorcyan mehr, sondern 92% zwar beispielsweise über 20 atü bis 340° C und über Cyanurchlorid und 8<>/o Destillationsrückstand (da-10 atü bei 270° C. von 16% in Aceton unlöslich).

Die Dauer der thermischen Nachbehandlung hängt

von der Temperatur und dem Katalysator ab. In gün-55 Beispiel2

stigen Fällen genügen wenige Minuten, in anderen

Fällen benötigt man mehrere Stunden. a) Die im Beispiel 1 a) beschriebene Polymerisation

In der Regel enthält das Reaktionsprodukt aus der wurde bei 33O⁰C mit 0,05% konzentrierter Salzsäure ersten Stufe so viel Katalysator, daß ein erneuter als Katalysator durchgeführt. Das Reaktionsprodukt Zusatz in der zweiten Stufe nicht erforderlich ist. 60 ließ sich aufteilen in 84% Cyanurchlorid, 8% tetra-Ganz allgemein können die Katalysatoren, die in der meres Chlorcyan und 8% Destillationsrückstand (daersten Stufe wirksam sind, auch in der zweiten Stufe von 20% in Aceton unlöslich). Verwendung finden. Die thermische Nachbehandlung b) der in a) beschriebenen Polymerisation wurde

läßt sich sogar ganz ohne Katalysator durchführen. unmittelbar nach Beendigung der Reaktion eine Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn eine 65 lstündige Erhitzung des Rohproduktes auf 360° C ausreichende Menge eines Katalysators zugegen ist. angeschlossen. Es wurden neben 96% Cyanurchlorid Die nach dem Erhitzen im Reaktionsprodukt ver- nur noch 4% Destillationsrückstand gefunden (davon bleibenden Nebenprodukte sind nicht flüchtig und 10% in Aceton unlöslich).

Beispiel 3

Der im Beispiel 2 a) beschriebenen Polymerisation wurde unmittelbar nach Beendigung der Reaktion eine 2stündige Erhitzung des Rohproduktes auf 38O⁰C angeschlossen. Es wurden neben 97% Cyanurchlorid nur noch 3% Destillationsrückstand gefunden (davon 13 % in Aceton unlöslich).

Beispiel 4

In einer kontinuierlich arbeitenden Apparatur mit zwei nacheinandergeschalteten Reaktoren wurden stündlich 6 kg Chlorcyan mit einem Wassergehalt von 0,1 bis 0,2% eingespeist. Die Temperatur im ersten Reaktor betrug 300° C und der Druck 23 atü. Im zweiten Reaktor wurde das Produkt auf 350° C aufgeheizt und blieb mit einer mittleren Verweilzeit von 0,5 Stunden auf dieser Temperatur, bevor es in einem Kratzkühler auf 17O⁰C abgekühlt und entspannt wurde. Das Rohprodukt ergab bei der frak- ao tionierten Destillation 5,5% Destillationsrückstand und 94,5% Cyanurchlorid. Die Umsetzung des Chlorcyans war vollständig.

Bei den Versuchen wurde als Ausgangsprodukt stets Chlorcyan verwendet. Es kann aber auch an. Stelle von Halogencyan ein ungefähr äquimolekulares Gemisch von Halogen und Cyanwasserstoff eingesetzt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Cyanurchlorid durch Polymerisation von Chlorcyan in flüssigem Cyanurchlorid bei 200 bis 380° C, vorzugsweise 270 bis 340° C, unter Druck in einer ersten Verfahrensstufe und durch thermische Nachbehandlung in einer zweiten Verfahrensstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verfahrensstufe bei 300 bis 450° C, vorzugsweise 350 bis 380° C, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Chlorcyan ein ungefähr äquimolekulares Gemisch von Chlor und Cyanwasserstoff eingesetzt wird.