DE2119980B2 - Verfahren zur Behandlung von mit Säure digeriertem Cyanursäurepulver - Google Patents

Description

Cyanursäure wird üblicherweise technisch durch Pyrolyse von Harnstoff hergestellt. Unerfreulicherweise werden dabei zahlreiche unerwünschte Nebenprodukte zusammen mit Cyanursäure gebildet. Diese können jedoch durch Digerieren mit Säure entweder von der Cyanursäure abgetrennt oder in Cyanursäure mit Wasser verbunden, wobei die Menge davon abhängt, wie wirksam das Cyanursäurepulver gewaschen wurde, was jedoch wegen der Löslichkeit zu erheblichen Verlusten führt. Die Menge an Digeriersäure, die üblicherweise verbleibt, beträgt ungefähr 0,15%. Diese restliche Digeriersäure verursacht die Fließ- und Zusammenklebprobleme, die bei Cyanursäurepulver, das mit Säure digeriert wurde, auftreten. Die nachteiligen Wirkungen der restlichen Digeriersäure in dem Cyanursäurepulver werden vermieden, indem man die entsprechende Menge einer geeigneten, gasförmigen oder flüssigen Stickstoff enthaltenden Base mit dem Cyanursäurepulver, das mit Säure digeriert wurde, vermischt, ohne daß im wesentlichen ein Teil der Base mit der Cyanursäure reagiert.

Die geringste Menge an Base, die verbraucht werden muß, um das Cyanursäurepulver frei fließend zu machen, beträgt mindestens die Menge an Base, die

überführt werden (vgl. USA.-Patentschrift2943 088).

Jedoch liegt die so erhaltene Cyanursäure in Form 4° bewirkt, daß eine 25%ige Aufschlämmung des be-

eines feinen Pulvers vor, das beim Lagern zusammenbackt bzw. klumpig wird und das nicht frei fließend ist.

Um dieses Cyanursäurepulver frei fließend zu machen, wird nach bekannten Verfahren das Pulver mit Walzen mechanisch agglomeriert. Dieses Verfahren wird in der USA.-Patentschrift 3 380 667 beschrieben. Der Hauptnachteil dieses mechanischen Agglomerierens besteht darin, daß teure Vorrichtungen erhandelten Pulvers in Wasser einen pH-Wert von ungefähr 3,0 besitzt.

Eine Hauptverwendung gepulverter Cyanursäure besteht in der Weiterverarbeitung in chlorierte Derivate. Die Anwesenheit von Stickstoff enthaltenden Verbindungen während der Chlorierung von Cyanursäure kann zu der Bildung von Stickstofftrichlorid führen; das sehr explosiv ist. Es wurde gefunden, daß die Menge an Stickstoff enthaltender Base, die bei

forderlich sind, was hohe Betriebskosten mit sich 50 der vorliegenden Behandlung verwendet wird, nicht

bringt. Die Energie, die erforderlich ist, um Cyanursäure mechanisch zu agglomerieren, ist ebenfalls teuer.

Bei einigen Anwendungen aber muß die Cyanursäure frei fließend sein und in feiner Pulverform vorliegen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von mit Säure digeriertem Cyanursäurepulver, um es frei fließend zu machen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man dieses mit einer solchen Menge Ammoniak oder einer gasförmigen oder flüssigen stickstoffhaltigen Base behandelt, daß eine 25°/oige Aufschlämmung eines solchen Produktes mit Wasser im Falle der Ammoniakbehandlung einen pH-Wert von 3,0 bis 5,0 und im Falle der Behandlung mit den anderen Basen einen pH-Wert von 3,0 bis 7,0 besitzt.

Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Amine sind Pyridin, Piperidin, Dibenzylamin, Diphenylso viel Stickstoff einführt, daß die Chlorierung gefährlichwird. Wenn die Rest-Digeriersäure nach dem Waschen der Cyanursäure geringer als ungefähr 0,25 0/0 ist, dann ist der pH-Wert einer 25%igenAufschlämmung des behandelten Pulvers in Wasser geringer als ungefähr 7,0, wenn Alkyl- oder Arylamine verwendet werden, und geringer als ungefähr 5,0, wenn Ammoniak verwendet ist. Dieses ist ein gutes Anzeichen dafür, daß kein Überschuß an Stickstoff enthaltender Base verwendet wurde, und die behandelte Cyanursäure kann sicher chloriert werden. Jedoch ist die bevorzugte Basenmenge die kleinste oben definierte Menge.

Cyanursäurepulver, das mit einer Basenmenge behandelt wurde, die bewirkt, daß eine 25%ige Aufschlämmung in Wasser einen pH-Wert besitzt, der größer als ungefähr 7,0 (5,0, wenn Ammoniak verwendet wurde) ist, ist für die Weiterverarbeitung in

chlorierte Derivate der Cyanursäure ungeeignet. Wenn nach der Behandlung mit der Stickstoff enthaltenden Base eine 25%ige Aufschlämmung des behandelten Pulvers in Wasser einen pH-Wert von größer als ungefähr 7,0 (5,0, wenn Ammoniak verwendet wurde), besitzt, dann kann das Pulver mit einer Menge an nicht behandeltem oder teilweise behandeltem Pulver vermischt werden, so daß der pH-Wert einer 25%igen Aufschlämmung der entstehenkönnen auch Lösungen von Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Arylamin in Lösungsmitteln, wie in Wasser, Alkohol oder ähnlichen niedrig siedenden Lösungsmitteln, für die Base verwendet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle in den Beispielen verwendeten Prozentgehalte sind Gewichtsprozentgehalte. Die in den Beispielen 1, 2 und 3 als Ausgangsmaterial verwendete Cyanursäure wurde durch Pyrolyse von Harnstoff und anWasser gewaschen und getrocknet. Eine Bestimmung ergab, daß das Cyanursäurepulver, das in allen Beispielen als Ausgangsmaterial verwendet wurde,_: 0,18 °/o restliche Schwefelsäure enthielt.

Beispiel 1

den Mischung in Wasser zwischen den pH-Werten io schließende Säuredigestion in heißer Schwefelsäure der Aufschlämmungen, die vermischt wurden, liegt. hergestellt. Das Cyanursäurepulver wurde mit Durch dieses Verfahren können Mischungen, deren
25%ige Aufschlämmungen pH-Werte innerhalb der
gewünschten Bereiche von ungefähr 3,0 bis 7,0 besitzen, hergestellt werden, ohne das man große Men- 15
gen an säuredigeriertem Cyanursäurepulver behandeln muß. Diese entstehende Mischung oder die Gemische sind ebenfalls frei fließend wie das Pulver,
das mit einem Überschuß an Base behandelt wurde, 100 g Cyanursäure wurden in einen 350-ml-Büch-

und die Mischung ist für die Weiterverarbeitung in 20 ner-Trichter gegeben und mit einem großen Uhrglas chlorierte Derivate von Cyanursäure geeignet. bedeckt. Die Cyanursäure war klumpig und nicht frei

Nach dem Waschen des gereinigten säuredigerier- fließend. Trockenes Ammoniakgas wurde aufwärts ten Cyanursäurepulvers wird das Pulver getrocknet. während 30 Sekunden durch die Cyanursäure gelei-Es ist zweckdienlich, das erfindungsgemäße Verfah- tet. Nach der Behandlung mit dem Ammoniakgas ren während dieses Trocknens des feuchten, gereinig- 25 war die Cyanursäure frei fließend und wurde beim ten Cyanursäurepulvers anzuwenden, indem man die Lagern nicht klumpig. Eine 25%ige Aufschlämmung

Stickstoff enthaltende Base direkt kontrolliert in die heißen Gase injiziert, die man verwendet, um das feuchte, gereinigte Cyanursäurepulver zu trocknen. Dies ist die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform, wobei gasförmiges Ammoniak die bevorzugte Stickstoff enthaltende Base ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder ansatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden, sowohl mit einer gasförmigen Stickstoff enthaltenden Base, einer Lösung oder Mischungen davon.

Ist die Stickstoff enthaltende Base gasförmig, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Vorrichtung erforderlich, die geeignet ist, um Gase und Feststoffe miteinander zu kontaktieren. Die Wirksamkeit, mit der das Gas in Kontakt mit der gepulverten Cyanursäure gebracht wird, wird durch Bewegung des Cyanursäurepulvers in der Gas-Feststoff-Behandlungsvorrichtung erhöht. Die Wirksamkeit wird ebenfalls durch feine Dispersion des Gases erhöht. ^;

Wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer flüssigen Stickstoff enthaltenden Base oder einer Lösung durchgeführt, so ist eine Vorrichtung erforderlich, um eine Flüssigkeit und einen Feststoff zu kontaktieren.

Die Temperatur, bei der die erfindungsgemäße Behandlung durchgeführt wird, ist nicht kritisch, und im allgemeinen ist es bevorzugt, bei üblicher Zimmertemperatur zu arbeiten, ausgenommen, wenn die Behandlung mit dem Trocknen des Pulvers verbunden wird, wobei in einem solchen Fall die Durchführung des Verfahrens bei einer erhöhten Temperatur, beispielsweise über ungefähr 100° C, bevorzugt ist.

Der normale atmosphärische Druck ist der zweckdienlichste Druck, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Um jedoch die Dispersion von Gas oder das Verdampfen der Feuchtigkeit zu unterstützen, kann man bei der Vorrichtung zum Kontaktieren von Gas und Feststoff ein Partialvakuum verwenden.

Gasförmiges

Ammoniak ist bevorzugt, jedoch der behandelten Cyanursäure in Wasser besaß einen pH-Wert von 6,7, und die Analyse zeigte an, daß das behandelte Pulver 0,18% freies Ammoniak enthielt, was anzeigt, daß die Schwefelsäure neutralisiert war.

Beispiel 2

Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 wurde verwendet, mit der Ausnahme, daß man während ungefähr 25 Sekunden durch die Cyanursäure Ammoniakgas leitete. Nach der Behandlung mit dem Ammoniakgas war das Cyanursäurepulver frei fließend und klebte beim Lagern nicht. Eine 25%ige Aufschlämmung des behandelten Pulvers in Wasser hatte einen pH-Wert von 5,6, und die Analyse zeigte an, daß das behandelte Pulver 0,014% freies Ammoniak enthielt; dies war ein Anzeichen dafür, daß die Schwefelsäure neutralisiert war.

Beispiel 3

Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Ammoniakgas durch das Cyanursäurepulver während ungefähr 20 Sekunden geleitet wurde. Nach der Behandlung mit Ammoniakgas war die Cyanursäure frei fließend und wurde beim Lagern nicht klumpig. Eine 25%ige Aufschlämmung des behandelten Pulvers in Wasser hatte einen pH-Wert von 3,45. Die Analyse zeigte an, daß in der behandelten Cyanursäure kein freies Ammoniak vorhanden war und daß der Gehalt an Schwefelsäure von 0,18 auf 0,015% abgenommen hatte.

Bereitung der Cyanursäure

Eine große Probe aus roher Cyanursäure, die 80 % Cyanursäure und 20% Ammelid enthielt, wurde gereinigt, indem man in 15%iger Schwefelsäure mehrere Stunden bei Rückflußtemperatur (103° C) erhitzte. Die Mischung wurde zentrifugiert, um die Feststoffe von der Schwefelsäurelösung abzutrennen, und die Feststoffe wurden mit Wasser gewaschen. Nach dem Waschen wurden die Feststoffe analysiert,

um ihre Wasser- und Schwefelsäuregehalte festzustellen. Diese betrugen 7,0% Wasser und 0,15% Schwefelsäure.

A. Vergleichsbeispiel

Die Hälfte der feuchten Cyanursäure in fester Form wurde getrocknet, wobei man ein Produkt erhielt, das 0,1% Wasser und 0,16% Schwefelsäure enthielt und das zu Beginn frei fließend war, das aber nach einer Lagerung von ungefähr 2 Wochen stark klumpig war bzw. zusammenbackte.

B. Erfindungsgemäß

Die andere Hälfte der feuchten Feststoffe wurde mit heißem Gas getrocknet, wobei man 3 g Ammoniak/kg Cyanursäure, die getrocknet werden sollte, in das heiße Gas injizierte. Die getrocknete Cyanursäure war selbst nach Lagerung während 6 Monaten unter den gleichen Bedingungen, unter denen man das Material des Vergleichsbeispiels A gelagert hatte,

ίο gut frei fließend. Eine 25%ige Aufschlämmung der behandelten Cyanursäure in Wasser hatte einen pH-Wert von 3,7.

Claims (3)

Patentansprüche: methylamin, Triäthanolamin, Monomethylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Monoäthylamin, Diäthylamin, Triäthylamin, n-Butylamin und Dioctylamin, allgemein Alkylamine, die unter normalen Bedingungen gasförmig oder flüssig sind und 1 bis 16 Kohlenstoff atome enthalten, oder Arylamine, die unter normalen Bedingungen flüssig sind und 6 bis 14 Kohlenstoff atome enthalten. Verwendet man eine Lösung der obengenannten

1. Verfahren zur Behandlung von mit Säure digeriertem Cyanursäurepulver, um es frei fließend zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß man dieses mit einer solchen Menge Ammoniak oder einer anderen gasförmigen oder flüssigen stickstoffhaltigen Base behandelt, daß

eine 25%ige Aufschlämmung eines solchen Pro- io Basen, muß das behandelte Cyanursäurepulver nach duktes mit Wasser im Falle der Ammoniak- der Behandlung getrocknet werden. Gasförmiges behandlung einen pH-Wert von 3,0 bis 5,0 und Ammoniak ist die bevorzugte Stickstoff enthaltende im Falle der Behandlung mit den anderen Basen Base,
einen pH-Wert von" 3,0 bis 7,0 besitzt. Wird Cyanursäure durch Pyrolyse von Harnstoff

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- 15 und nachfolgende Behandlung mit Säure hergestellt, kennzeichnet, daß die mit Säure digerierte Cyanur- so bleibt ein Teil der Säure, die man zum Digerieren

verwendete, im allgemeinen Schwefel- oder Chlorwasserstoffsäure, mit dem Cyanursäurepulver verbunden. Ein Teil der Digeriersäure bleibt mit dem

säure mit einem erwärmten Gas getrocknet wird und daß das Behandeln des mit Säure digerierten Cyanursäurepulvers mit der Stickstoff enthalten

den Base während des Trocknens der säure- 20 Cyanursäurepulver selbst nach mehrmaligem Waschen

digerierten Cyanursäure durchgeführt wird, indem man die Stickstoff enthaltende Base mit den erwärmten Gasen, die man zum Trocknen verwendet, einführt.

3. Verfahren gemäß Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man gasförmiges Ammoniak verwendet.