DE2119980C3 - 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 überfuhrt werden (vgl.USA.-Patentschrift2943088). Jedoch liegt die so erhaltene Cyanursäure in Form 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.-Patentechrift 3 380 667 beschrieben. Der Hauptnachteil dieses mechanischen Agglomerierens besteht darin, daß teure Vorrichtungen erforderlich sind, was hohe Betriebskosten mit sich 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%ige 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, Diphenylmethylamin, Triethanolamin, Monomethylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Monoethylamin, Diethylamin, Triethylamin, n-Butylamin und Dioctylamin, allgemein Arylamine, die unter normalen Be-S dingungen gasförmig oder flüssig s:nd und 1 bis 16 Kohlenstoffatome enthalten, oder Arylamine, die unter normalen Bedingungen flüssig sind und 6 bis 14 Kohlenstoffatome enthalten.

Verwendet man eine Lösung der obengenannten

ίο Basen, muß das behandelte Cyanursäure!., 'ver nach der Behandlung getrocknet werden. ( "inniges

Ammoniak ist die bevorzugte Stickstoff einhaltende

Base.

Wird Cyanursäure durch Pyrolyse von Harnstoff is und nachfolgende Behandlung mit Säure hergestellt, 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 so Cyanursäurepulver selbst nach mehrmaligem Waschen 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 Digerier- »5 säure, die üblicherweise verbleibt, beträgt ungefähr O,i5°/o. 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 Cyanursäurepuiver 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 bewirkt, daß eine 25°/oige Aufschlämmung des behandelten 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 5» der vorliegenden Behandlung verwendet wird, nicht so viel Stickstoff einführt, daß die Chlorierung gefährlich wird. Wenn die Rest-Digeriersäure nach dem Waschen der Cyanursäure geringer als ungefähr 0,25 »/o ist, dann ist der pH-Wert einer 25%igen Auf-SS schlämmung 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 bees handelt 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*/iage 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 beliandeltem oder teilweise behandeltem Pulver vermischt werden, so daß der pH-Wert einer 25°/aigen Aufschlämmung der entstehen-

können 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. Alte 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 an-

den Mischung hf Wasser zwischen Ilen pH-Werten i° schließende Säuredigestion in heißer Schwefelsäure der Aufschlämmungen, die vermischt wurden, liegt hergestellt Das Cyanursäurepulver wurde mit Durch dieses Verfahren können Mischungen, deren Wasser gewaschen und getrocknet Eine Bestimmung 25°/oige Aufschlämmungen pH-Werte innerhalb der ergab, daß das Cyanursäurepulver, das in allen Beigewiinschtec Bereiche von ungefähr 3,0 bis 7,0 be- spielen als Ausgangsmaterial verwendet wurde, sitzen, hergestellt werden, ohne das man große Men- ts 0,18°/o restliche Schwefelsäure enthielt, gen an säuredigeriertem Cyanursäurepulver behandeln muß. Diese entstehende Mischung oder die Ge- Beispiel 1 mische sind ebenfalls frei fließend wie das Pulver,

das mil einem Überschuß an Base behandelt wurde, 100 g Cyanursäure wurden in einen 350-ml-Büch-

und die Mischung ist für die Weiterverarbeitung in ao 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- as war die Cyanursäure frei fließend und wurde beim ten Cyanursäurepulvers anzuwenden, indem man die Lagern nicht klumpig. Eine 25°/oige Aufschlämmung Stickstoff enthaltende Base direkt kontrolliert in die der behandelten Cyanursäure in Wasser besaß einen heißen Gase injiziert, die man verwendet, um das pH-Wert von 6,7, und die Analyse zeigte an, daß das feuchte, gereinigte Cyanursäurepulver zu trocknen. behandelte Pulver 0,18Vo freies Ammoniak enthielt, Dies ist die bevorzugte erfindungsgemäße Ausfüh- 30 was anzeigt, daß die Schwefelsäure neutralisiert war. rungsform, wobei gasförmiges Ammoniak die bevorzugte Stickstoff enthaltende Base ist. B e i s ρ i e 1 2

Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder

ansatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden, Das gleiche Verfahren wie im Beispiel 1 wurde

sowohl mit einer gasförmigen Stickstoff enthaltenden 35 verwendet mit der Ausnahme, daß man während unBase, einer Lösung oder Mischungen davon. gefahr 25 Sekunden durch die Cyanursäure Ammo-Ist die Stickstoff enthaltende Base gasförmig, ist niakgas leitete. Nach der Behandlung mit dem Amzur Durchführung des erfindimgsgemäßen Verfah- moniakgas war das Cyanursäurepulver frei fließend rens eine Vorrichtung erforderlich, die geeignet ist, und klebte beim Lagern nicht. Eine 25°/oige Aufum Gase und Feststoffe miteinander zu kontaktieren. 40 schlämmung des behandelten Pulvers in Wasser hatte Die Wirksamkeit mit der das Gas in Kontakt mit der einen pH-Wert von ^,6, und die Analyse zeigte an, 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 kon- 5» 20 Sekunden geleitet wurde. Nach der Behandlung taktieren. mit Ammoniakgas war die Cyanursäure frei fließend

Die Temperatur, bei der die erfindungsgemäße Be- und wurde beim Lagern nicht klumpig. Eine 25^e/oige handlung durchgeführt wird, ist nicht kritisch, und Aufschlämmiiug des behandelten Pulvers in Wasser im allgemeinen ist es bevorzugt, bei üblicher Zim- hatte einen pH-Wert von 3,45. Die Analyse zeigte mertemperatur zu arbeiten, ausgenommen, wenn die 55 an, daß in der behandelten Cyanursäure kein freies Bhl i d Ai hd d dß d Ghlt

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

p g

Behandlung mit dem Trocknen des Pulvers verbunden wird, wobei in einem solchen Fall die Durchführung des Verfahrens bei einer erhöhten Temperatur, beispielsweise über ungefähr 100⁰C, 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 unter-

Ammoniak vorhanden war und daß der Gehalt an Schwefelsäure von 0,18 auf 0,015 °/o 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) ef-

stützen, kann man bei der Vorrichtung zum Kontak- 63 hitzte. Die Mischung wurde zentrifugiert, um die tieren von Gas und Feststoff ein Partialvakuum ver- Feststoffe von der Schwefelsäurelösung abzutrennen, wenden. und die Feststoffe wurden mit Wasser gewaschen.

Gasförmiges Ammoniak ist bevorzugt, jedoch Nach dem Waschen wurden die Feststoffe analysiert

um ihre Wasser- und Schwefelsäuregehalte festzustehen. Diese betrogen 7,0 Vo 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. Erfinüungsgemäß

Die andere Hälfte der feuchten Beststoffe wurde mit heißem Gas getrocknet, wobei man 3 g Ammoiiiak/kg Cyanursäure, die getrocknet werden sollte, hi 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*/iige Aufschlämmung der behandelten Cyanursäure in Wasser hatte einen pH-Wert von 3,7.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ^ 1. Verfahren zur Behandlung von mit Säure digeriertem Cyanursäurepulver, um es frei fBe-

   IBend zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß man dieses mit einer solchen Menge Ammoniak oder einer anderen gasförmigen oder flüssigen stickstoffhaltigen Base behandelt, daß erne 25°/«ige 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
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Säure digerierte Cyanursäure mit einem erwärmten Gas getrocknet wird und daß das Behändem des mit Säure digerierten Cyanursäurepulvers mit der Stickstoff enthaltenden Base während des Trocknens der säuredigerierten Cyanursäure durchgeführt wird, indem man die Stickstoff enthaltende Base mit den erwärmten Gasen, die man zum Trocknen verwendet, einführt.
3. 3. Verfahren gemäß Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man gasförmiges Ammoniak ve.-wendet.