DE1211649B

DE1211649B - Verfahren zur Trennung von Cyanursaeure und Ammelid

Info

Publication number: DE1211649B
Application number: DEB73975A
Authority: DE
Inventors: Dr Klaus Juergen Fust; Dr Otto Bernd Claren
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1963-10-23
Filing date: 1963-10-23
Publication date: 1966-03-03

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C07d

Deutsche KL: 12 ρ-10/05

Nummer: 1 211 649

Aktenzeichen: B 73975IV d/12 ρ

Anmeldetag: 23. Oktober 1963

Auslegetag: 3. März 1966

Bei der Herstellung von Cyanursäure durch thermische Zersetzung von Harnstoff bei Temperaturen über 190° C erhält man ein Produkt, das zur Hauptsache aus Cyanursäure und Ammelid besteht. Die Trennung der beiden Substanzen bereitete bisher Schwierigkeiten, da sie beide in Wasser oder organischen Lösungsmitteln schwer- bis unlöslich sind.

Es ist bekannt, für die Gewinnung der Cyanursäure die Reaktionsmasse mit kochendem Wasser auszulaugen und nach dem Filtrieren diese anschließend durch Kühlen auszukristallisieren. Hierbei werden auf Grund der geringen Löslichkeit der Cyanursäure erhebliche Mengen Wasser benötigt. Da ferner Ammelid zur Peptisierung neigt, wird die Filtration erheblich erschwert.

Es ist ferner bekannt, die Cyanursäure aus dem Reaktionsgemisch dadurch abzutrennen, daß man dieses mit Ν,Ν-Dimethylformamid behandelt. Aus diesem wird die Cyanursäure durch Kühlen gewonnen. Das Verfahren hat den Nachteil, daß erhebliehe Mengen Lösungsmittel eingesetzt werden müssen, wobei die Ausbeute an Cyanursäure zu wünschen übrigläßt.

Es wurde nun gefunden, daß man auf einfache Weise Cyanursäure und Ammelid aus diese Substanzen enthaltenden Gemischen, wie sie beispielsweise bei der thermischen Zersetzung von Harnstoff bei Temperaturen oberhalb 190° C anfallen, trennen kann, wenn man das Gemisch mit einer wässerigen Formaldehydlösung behandelt und die ungelöste Methylolverbindung des Ammelids von der gelösten Methylolverbindung der Cyanursäure abtrennt und aus diesen Verbindungen durch Abspaltung der Methylolgruppe die Cyanursäure bzw. deren Salze durch Behandlung mit wässerigen Lösungen von Natriumhydrosulfit bzw. von Ammoniak oder Kaliumcyanid und gegebenenfalls das Ammelid durch Behandlung mit wässerigen Lösungen von Alkalihydroxyden und anschließendes Ansäuern in Freiheit setzt.

Für die Behandlung des Gemisches wählt man vorteilhaft eine handelsübliche, etwa 30- bis 35gewichtsprozentige Formaldehydlösung in etwa der doppelten bis vierfachen Gewichtsmenge. Selbstverständlich kann man auch verdünntere oder konzentriertere Lösungen einsetzen. Man kann die Behandlung bei Raumtemperatur oder auch beim Siedepunkt der Formaldehydlösung vornehmen. Vorteilhaft wählt man Temperaturen von etwa 40 bis 70° C.

Die Methylolverbindung der Cyanursäure ist nicht so sehr beständig und kann beispielsweise durch Behandeln mit einer wässerigen Lösung von Natrium-Verfahren zur Trennung von Cyanursäure
und Ammelid

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Als Erfinder benannt:

Dr. Klaus Jürgen Fust, Ludwigshafen/Rhein;

Dr. Otto Bernd Ciaren, Mannheim

hydrosulfit (NaHSO₈) zersetzt werden. Die bei dieser Behandlung ausfallende Cyanursäure besitzt eine Reinheit von 98 bis 100 °/o. Aus der wässerigen Lösung der Methylolverbindung der Cyanursäure kann man beispielsweise durch Zugabe von wässerigem Ammoniak oder Kaliumcyanid die entsprechenden Salze der Cyanursäure ausfällen.

Das Methylolammelid läßt sich durch eine wässerige Lösung eines Alkalihydroxydes unter Bildung von Alkalisalzen des Ammelids zersetzen. Trägt man z. B. das Methylolammelid in eine auf 80 bis 100° C erhitzte, 2O°/oige wässerige Lösung von Natriumhydroxyd ein, so bildet sich unter exothermer Reaktion das Natriumammelid, das sich nach dem Abkühlen der Lösung kristallin ausscheidet. Dieses Natriumammelid ist in Wasser löslich. Durch Ansäuern seiner wässerigen Lösung wird etwa 92 bis 100⁰/oiges Ammelid in Freiheit gesetzt.

Beispiel

Zu einer Mischung von 150 g Cyanursäure und 50 g Ammelid werden unter Rühren 400 g einer 33-gewichtsprozentigen wässerigen Lösung von Formaldehyd gegeben; hierauf wird eine Stunde lang auf 40 bis 60° C erwärmt. Der pH-Wert der Suspension beträgt 6,2. Die Suspension wird dann auf etwa 20° C abgekühlt, filtriert und der Rückstand auf dem Filter mit 150 ml Wasser gewaschen. Zu dem Filtrat wird eine etwa 80° C heiße Lösung von 480 Teilen Natriumhydrosulfit in 480 Teile Wasser gegeben. Die ausgefallene Cyanursäure wird nach dem Abkühlen auf 15° C abfiltriert, mit 300 ml Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält 136 g einer 99%>igen Cyanursäure.

Der in der wässerigen Formaldehydlösung unlösliche Rückstand besteht aus 54 g Methylolammelid. 27 g dieser Verbindung werden in 200 ml einer auf

609 510/409

80° C erwärmten 2O°/oigen Natronlauge gelöst. Nach dem Erkalten scheidet sich der größte Teil des entstandenen, in Wasser löslichen Natriumammelids kristallin ab. Durch Auflösen dieser Kristalle in Wasser und Ansäuern der Lösung mit Ameisensäure werden 18 g Ammelid erhalten, das eine Reinheit von 96°/o besitzt.

In der folgenden Tabelle sind unter 1 die gemäß Beispiel 2 der USA.-Patentschrift 2 905 671 und unter 2 die gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung benötigten Hilfsstoffe aufgeführt.

Einsatzstoffe	1 kg	2 kg
Dimethylformamid Tetrachlorkohlenstoff Formaldehyd ber. 100 % Natriumhydrogensulfit ...	2250 1500	620 2240
Verbrauchte Einsatzstoffe bzw. Verluste	1 kg	2 kg
Dimethylformamid Tetrachlorkohlenstoff Formaldehyd ber. 100% Natriumhydrogensulfit ...	338 225	620 2240

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Außer diesen in der obigen Tabelle aufgeführten Hilfsstoffen müssen für die Trennung des Ammelids von der Cyanursäure Energien aufgewendet werden. Für die Extraktion der Cyanursäure müssen etwa 20 000 kg Dimethylformamid verdampft und wieder kondensiert werden. Hieraus errechnet sich ein Energieaufwand von 2,59 · 10⁶ kcal, wobei 246 m³ Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 20° C, das um etwa 10° C angewärmt wird, benötigt werden. Für das unter 2 aufgeführte Verfahren müssen demgegenüber jedoch lediglich 0,3 · 10⁶ kcal und 40 m^s Kühlwasser aufgewendet werden. Bei der Festlegung des Energieaufwandes ist die Isolierung der Cyanursäure sowie deren Trocknung sowie auch die nur im Fall 1 erforderliche fraktionierte Destillation des Lösungsmittelgemisches unberücksichtigt geblieben. Hieraus ergibt sich, daß bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der USA.-Patentschrift 2 905 671 mindestens die zehnfachen Energiemengen benötigt werden, als sie für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlich sind. Wesentlich ist ferner,

ίο daß der Zeitaufwand für die Reinigung des Rohproduktes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nur etwa 5 bis 10% des für die Durchführung des bekannten Verfahrens benötigten Zeitaufwandes beträgt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß für seine Durchführung nur sehr einfache Apparaturen erforderlich sind, während demgegenüber die technische Durchführung des bekannten Verfahrens mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist.

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Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Trenung von Cyanursäure und Ammelid aus cyanursäure- und ammelidhaltigen Gemischen, wie sie beispielsweise bei der thermischen Zersetzung von Harnstoff bei Temperaturen oberhalb 190° C anfallen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch mit einer wässerigen Formaldehydlösung behandelt und die ungelöste Methylolverbindung des Ammelids von der gelösten Methylolverbindung der Cyanursäure abtrennt und aus diesen Verbindungen durch Abspaltung der Methylolgruppe die Cyanursäure bzw. deren Salze durch Behandlung mit wässerigen Lösungen von Natriumhydrosulfit bzw. von Ammoniak oder Kaliumcyanid und gegebenenfalls das Ammelid durch Behandlung mit wässerigen Lösungen von Alkalihydroxyden und anschließendes Ansäuern in Freiheit setzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 905 671.

609 510/409 2.66 © Bundesdruckerei Berlin