Способ получения цианатов щелочных металлов

Способ получения цианатов щелочных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИАНАТОВ ИЩЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов, нагрев и вьщержку при 130-180 С, добавление карбамида и повторную вьщержку при температуре не ниже 130С, отличающийс я тем, что, с целью повьлшения .выхода чистого цианата, смешение карбамида производят Со смесью карбонатов калия и натрия, взятых в соотно . тении (о, 6-6, о) : 1 . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смещение карб-: амида и карбонатов щелочных металлов производят в молярном соотношении

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(ц С 01 С 3/14: С 23 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3440056/22-02 (22) 18.05.82 (46) 15,04.84. Бюл, Ф 14 (72) Е. Н. Бойцов, В. И. Заграничный, Ц. Н. Рогинская, О ° С. Рукевич, Л. А, Симкина, Е. С. Захарова, Г. Г, Казарян и А. A. Аракелян (53) 541.49(088.8) (56) 1, Патент Японии Р 45-2655, кл. 15М5, 1970.

2. Патент С(цА Ф 4000249, кл. С О1 С 3/14, 1976. (54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИАНАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов, нагрев и выдержку при 130-180 С, добавление карбамида и повторную выдержку при температуре не ниже 130оС, о т л и ч а ю щ и.йс я тем, что, с целью повышения выхода чистого цианата, смешение карбамида производят Со смесью карбонатов калия и натрия, взятых в соотно. шении(0,6-6,0}:1.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что смешение карб-. амида и карбонатов щелочных металлов производят в молярном соотношении (0,45-0,80):1, а добавление карбамида производят в количестве 0,3-.1,2моль на 1 моль первоначально присутствующих карбонатов.

3, Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что повторную выдержку производят при 130-290 С.

С:."

Изобретение относится к способам получения цианатов щелочных металлов, используемых для жидкостного аэотирования стальных изделий в распланах солевых ванн. 5

Известен способ получения цианаl тав щелочных металлов, включающий смешение карбамида с карбонатами в мольном соотношении (1,7."3,01:I, нагревание смеси при температуре, I0 близкой к температуре плавления карбамида, преимущественно при 130-150 С, о в результате чего смесь сначала переходит в состояние суспензии карбонатан v расплаве карбамида, а затем эатверцевает, измельчение смеси дальнейшее ее нагревание при .150-300 С для завершения реакции Ц .

Недостатком известного способа является сложность процесса, обус- 2О ловленная двукратным- изменением агрегатного состояния реакциоьной массы. То обстоятельство, что реакцион— ная смесь на определенном этапе содержит жидкую фазу, обуславливает ее высокую à-рессивность пс отношению к обычным конструкгп!онньм материалам и требует изготовления аппаратуры иэ специальных корроэионно-стойких материапог,. В дальнейшем смесь переходит в тзерцое состояние, что требует ее измельчения перед завершаю;щей обработкой„

Наиболее близким к предложенному пс технической сути и достигаемому

35 результату является способ получения цианатов щелочных металлов, включающий смешение карбамида и карбона;а:ùåëo÷Hoãî металла в молярном соотношении (0,2-0,7):i чагрев и вьтдержку при 127-200 С, добавление с карбамцца дс соотношения карбамида к карбонату щелочного ме !алла (1,51,9):1 и повторную выдержку при температуре выше 120 С 12).

Однако при обработке ""î известному способу выход чистого циьг!ата составляет от 90,7 до 95,8Х.

Целью изобретения является дальнейшее повышение выхода чистого цианата.

Поставленная цель достигается тем, -то согласно способу получения цианатов щелочных меты лов, включающему смешение карбамида и карбонатов ще- 55 лочных металлов, нагрев и выдержку при 130-!80 С, добавление карбамида и повторную выдержку при температуре

33 2 выше 130ОС, смешение карбамида производят со смесью карбонатов калия и натрия, взятых в соотношении (O,б

6,0): 1.

11ри этом, смешение карбам!!да и карбонатов щелочных металлов производят в малярном соотношении (0,450,80):1, а добавление карбамида про— изводят в количестве (0,3-1„2)моль на I моль первоначально присутствующих карбонатов.

Повторную выдержку производят при

130-290 С.

Процесс в соответствии с изобрете,нием можно проводить периодически или непрерывно. В любом случае сначала смешивают карбамид с карбонатами в мольном соотношении (0,45-0,8):1 и на"ревают смесь при 130-180 С в течео ние времени, достаточного для превращения всего введенного карбамида.

При введении на этой стадии более, чем 0 8 моль карбамида на 1 моль карбонатов не удается избежать образования макроскопических количеств жидкой фазы. При введении на первой стадии менее, чем 0,45 моля карбамида на 1 моль карбонатов приходится на второй стадии вводить большее количество карбамида, что приводит к образованию жидкой фазы на этой стадии. Нагревание на первой стадии при температуре ниже 130 С нецелесоо образно из-за слишком малой скорости превращения; при температуре выше о

180 С скорость химического превращения перес. тает лимитировать общую скорость процесса, что делает нецелесообразным дальнейшее г!овышение температуры.

На второй стадии к продукту, полученному на первой стадии, добавляют еще 0,3-1,2 моля карбамида в расчете на 1 моль первоначально присутствовавших карбонатов и продолжают нагревание, При этом нагревание полученной смеси следует проводить при темо пературах 180-290 С, необходи!ых для завершения процесса. Иожнс, однако, ссушествлять вторую стадию иначе: сначала нагревать смесь в течение некоторого времени при температурах, существенно не отличакнцихся от тем ператур первой стадии (130-180 С), а

Я эат м завершать процесс кратковременным нагреванием до более высоких температур, вплоть до 290 С. Количео ство карбамида, вводимого на этой

3 10859 стадии, определяется заданным соотно" шением между цианатами и карбонатами в целевом продукте. Так, например, цля получения наиболее распространенных составов, содержащих (в пересчете на KCNO и Na2CO ) 62-75Х цианатов и

25-38Х карбонатов, предпочтительно вводить на первой и второй стадиях соответственно 0 5-0,6 и 0,4-0,6 моля карбамида на I моль карбонатов. Для Ip получения составов, более богатых или более бедных цианатами, на второй стадии количество карбамида соответственно увеличивают до 1,2 или уменьшают до 0,3 моля, 15

Пример I. Смесь 0 43 моля карбамида, 0,43 моля поташа и

0,38 моля соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,53:1) нагревают в стальном стакане при 130 С

Г в течение 6 ч, затем добавляют еще

0,43 моля карбамида и нагревают еще

6 ч при !30 С, а затем в течение о

30 мин повышают температуру до 280 С о и выдерживают при этой температуре

1 ч, Продукт сохраняет сыпучесть как в течение всего процесса получения, так и по его окончании. Полученный продукт содержит 0,85 моля KCN0 и 0,35 моля Иа2С03 (соответственно

65 и.35 мас.Х). Выход KCNO no карбамиду составляет 99 .

Пример 2. Смесь,0,44 моля карбамида, 0,37 моля поташа и

0,38 моля соды (мольное отношение

35 карбамид:карбонаты равно 0,57:1) нагревают в стальном стакане при 170 С в течение 2 ч, затем добавляют еще

0,32 моля карбамида (0,43 моля на

1 моль первоначально присутствовав- 4О ших карбонатов), нагревают еще 2 ч при 170 С, а затем повышают темперао туру до 250 С и выдерживают при этой температуре 1 ч, Продукт, сохраняющий сыпучесть на всех стадиях полу- 45 чения, содержит 0,73 моля KCNO u

0,36 моля Na CO3 (соответственно 61 и 39 мас.Х). Выход цианата калия по карбамиду 99Х.

Пример 3. !О кг/ч смеси . карбамида, поташа и соды (мольное

GTHoEeHuB карбамид:поташ:сода равно

1,68:1,8:1; мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,60:1 подают в первый реактор (шнекового типа), в котором поддерживают температуру

180оС, Полученный сыпучий продукт непрерывно поступает во второй реак33

4 тор (также шнекового типа), где под" о держинают температуру 280-290 С и куда подают также 3 кг/ч карбамида (0,55 моля íà i моль первоначально присутствовавших карбонатов). Получают 8 кг/ч сухого порошкообразного продукта, содержащего 73Х KCNO u

ГС03

II р и м е р 4. Смесь 0,45 моля карбамида, 0,56 моля поташа и

0,1 моля соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,68:1) нагревают в стальном стакане при 160 С в течение 3 ч затем добавляют еще

0,66 моля карбамнда (1 моль на

l моль первоначально присутствовавших карбонатов), повышают температу. ру до 280 С и выдерживают при этой температуре 1 ч. Продукт, сохраняющий сыпучесть на всех стадиях получения, содержит 1,1 моля KCNO u

О,I моля Иа2С03 (соответственно 89 и 11 мас.X). Выход цианата калия по карбамиду 99Х.

Пример 5, Смесь 0 37 моля карбамида, 0,3 моля поташа и

0,47 моля соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,48:1) нагревают в стальном стакане при

160 С в течение 3 ч, затем добавляют еще 0,25 моля карбамида (0,32 моля на 1 моль первоначально присутствовавших карбонатов), повышают температуру до 180 С и выдерживают при этой температуре 4 ч, Продукт, сохраняющий сыпучесть на всех стадиях получения, содержит 0,61 моля KCNO u

0,45 моля Иа2С03 (соответственно 51 и и 49 мас.Х). Выход цианата калия по ,карбамиду 98Х.

Пример 6, Смесь 0,8 моля карбамида и 1 моля соды (мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,8:

1) нагревают в стальном стакане при

180 С в течение 1 ч. К продукту реакции добавляют 1,2 моля карбамида и продолжают нагрев реакционной смеси при этой же температуре еще в течение

1 ч. Затем температуру в стакане повышают до 280 С и поддерживают на о этом уровне в течение 1 ч, Продукт, сохраняющий.сыпучесть.на всех стадиях получения, содержит 1,8 моля NaCNO u

0,18 моля соды.(соответственно 86 и 14 мас,Х), Выход цианата натрия по карбамиду 90Х.

Пример 7. Смесь 0,8 моля карбамида и 1 моля поташа (мольное

1085933

Составитель P. Клыкова

Техред N. Гергель Корректор И. Эрдейи

Редактор Т. Колб

Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб,, д, 4/S

Заказ 2160j21

Филиал ППП чПатент 1, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 соотношение карбамид:карбонат равно

0,8:1) нагревают в стальном стакане при 180 С в течение l ч, К продукту б реакции добавляют 1,2 моля карбамида и продолжают нагрев реакционной сме-си при этой же температуре еще в течение 1 ч. Затем температуру в стакане повьппают до 280 С и поддерживао ют на этом уровне в течение 1 ч.

Продукт, сохраняющий сыпучесть на всех стадиях получения, содержит

1,15 моля цианата калия и 0,16 моля поташа (соответственно, 79Х и

21 мас,7). Выход цианата калия по карбамиду 71,5Х, Примеры 6 и 7 являются сравнительными, показывающими, что при вьжоде за указанное соглас.о предложенному способу соотношение карбоната калия и натрия выход чистого цианата снижается.

Таким образом, обработка по предложенному способу обеспечив.. ет выход чистого цианата по карбамиду "...о -98997.