Способ получения оксамида

Способ получения оксамида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается производства замещенных амидов, в частности получения оксамида, используемого для синтеза медленнодействующего азотного удобрения. Цель изобретения - упрощение процесса. Последний ведут совмещенным окислением и гидролизом цианида водорода в растворе катализатора при 50-90°С кислородом воздуха. Катализатор содержит, мас.%: нитрат меди 0,3-5

CH<SB POS="POST">3</SB>C(O)OH 60-96

H<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">2</SB> 0,5-10

воду до 100. Цианид водорода содержится в отходах коксохимического производства, что позволяет обеспечить их квалифицированное использование. Также достигается снижение индукционного периода в 2,5 раза (до 2-4 мин) и соответственно времени синтеза в 1,5-1,7 раза при достижении высокой чистоты целевого оксамида. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 С 07 С 103/14

Ф f ";1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4342597/23-04 (22) 23,09.87 (46) 30.09.89. Бюл. № 36 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э, Дэержинского (72) В.Д. Пархоменко, В.К. Стеба, E.Ñ. Смиронова, Я.В. Целинко, Г,П. Проня, С,И. Зоря, И.Г. Крьппень, А.М. Данилович, Г.Д. Соловьев и Ю.Д. Тимофеев (53) 547.461.2.07(088,8) (56) Патент ФРГ ¹ 2402352, кл. С 07 С 103/14, 1962. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ OKCAMHÄÀ (57) Изобретение касается производства замещенных амидов, в частности получения оксамида, используемого

Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения оксамида иэ цианида водорода— с отхода коксохимического производства, и может быть использовано для получения высокоэффективного медленнодействующего азотного удобрения и продукта для спеццелей, а также для рекуперации цианида водорода из оборотной воды коксохимических предприятий °

Цель изобретения — упрощение процесса.

Пример 1. В реактор — стеклянную трубу диаметром 0 05 м и длиной 1,5 м, содержащую в нижней части рцва барботера для подачи кислорода (воздуха) и реакционной газовой

„„SU„„1511258 А 1 для синтеза медленнодействующего азотного удобрения, Цель изобретения — упрощение процесса. Последний ведут совмещенным окислением и гидролиэом цианида водорода в растворе катализатора при 50-90 С кислородом воздуха. Катализатор содержит,мас,%: нитрат меди 0,3-5; СН С(О)ОН 60-96;

Н 0 0,5-10; вода до 100, Цианид водорода содержит в отходах коксохимического производства, что позволяет обеспечить их квалифицированное использование. Также достигается снижение индукционного периода в 2,5 раза (до 2-4 мин)и соответственно времени синтеза в 1,5-1,7 раза при достижении высокой чистоты целевого оксамида. 1 табл. смеси, — загружают 2,5 л катализатора. — 5%-ного раствора Cu(N0>)< 3Н 0 в 70%-ной уксусной кислоте с добавкой 0,5% Н 0 . Через барботеры в течение 1О мин подают кислород и газовую смесь, содержащую 98% HCN и 2% Н Б,со

1 скоростью 4 5 10 л/мин. Раствор выd держивают в течение 39 мин при 70 С.

Время синтеза 35 мин, время индукции

4 мин.

Образовавшиеся кристаллы окса,мида отфильтровывают от раствора катализатора, промывают водой и сушат при 110 С до постоянного веса.

Выход оксамида 8,3 г (96% в пересчете на цианид водорода), Элементный анализ показал, что продукт со1511258 держит,%: с 27,2, H 4,6 N 31, б (рассчитано, %: С 27,3; Н 4,6; N

31,8). Содержание основного вещества в продукте 99,6%, содержание меди 0,04%.

Hp и м е р 2. В реактор по примеру 1 загружают 2,5 л катализато- ра — 5%-ного раствора Cu(NA 1 - 3Н 0

2 в 90%-ной уксусной кислоте с добав- 10 кой 0,5% Н О . При помощи центробежного насоса устанавливают циркуляцию раствора -8 л/мин. В нижнюю часть реактора подают кислород со скоростью 4,5 10 л/мин и газовую смесь, содержащую 1% H S, со скоростью 4,5 10 л/мин. Кристаллы оксамида непрерывно отделяют от раствора катализатора на фильтре иа полипропиленовой ткани ПТФ-1, 20

В таблице (примеры 1 — 12) предсуавлены результаты осуществления синтеза оксамида на основе коксохимического цианида водорода в условиях периодического и непрерывного

25 режимов.

Экспериментальные данные показывают что использование в качестве ката- 30 лизатора растворов, содержащих менее

0,5% пероксида водорода (пример 5), из-эа снижения скорости регенерации приводит к загрязнению целевого продукта сульфидом меди, а также увеличению времени синтеза и индукционного периода, предшествующего образованию кристаллов оксамида из пересыщенного раствора.

Вводить в катализатор более 10% пероксида водорода нецелесообразно из-за увеличения продолжительности синтеза (пример 4), Осуществление процесса при температурах ниже 50@С А5 способствует загрязнению целевого продукта сульфидом меди, увеличению продолжительности синтеза и индукционного периода (пример 8). При тем- пературах выше 90 С проводить процесс нецелесообразно из-эа значительных потерь основных компонентов катализаторов (воды и уксусной кислоты) в результате их испарения (при t 100 С и давлении 1 ат дав55 ление паров над раствором катали-! заторов достигает 0,71 ат, при t

1!2®С . раствор катализации кипит) (примеры 2-7), Использование в качестве катализатора растворов, содержащих более

51 Cu(Nn i-., приводит к потерям ка— тализатора из-эа адсорбции нитрата меди поверхйостью оксямидя,пример l21.

Синтез оксямида в растворе KRTR лизятора, содержащем менее 0,3%, Сц(МО ), требует значительного времени и протекает с большим индукционным периодом (пример 11).

Использование в качестве катализатора растворов, содержащих менее 60%

НОАС (пример 9), приводит к увеличению продолжительности синтеза и загрязнению целевого продукта примесями

CUS иэ-за низкой скорости регенерации последнего.

Проведение синтеза в растворах, содержащих более 96% уксусной кислоты (НОАС), приводит к низкому выходу целевого продукта и требует значительного времени иэ-за дефицита воды на проведение скорости имитирующей стадии — гидролиза промежуточного продукта — дициана {пример 10)

Таким образом поставленная цель может быть достигнута только в интервале параметров, укаэанных в формуле изобретения.

После разделения диоксида углерода, водяного пара и сульфида водорода, используемого на коксохимических заводах в производстве серы или серной кислоты, образуется газовая смесь, содержащая 95-99% HCN,1-3% H S. Дальнейшая тонкая очистка от Н S затруднительна.

Получение оксамида из цианида водорода — отхода коксохимического производства, содержащего 1-3 об,% H S выделение которого представляет слож-. ную техническую задачу, н словиях известного способа неизбежно приводит к потере активности катализатора в результате осаждения нерастворимых в каталитическом растворе сульфидов меди (ХХ), магния (ХХ), никеля (Ir), железа (III) и тяллия (ГЛ и загрязнению ими целевого продукта.

Образующиеся по реакции (I) пересыщенные растворы (С011Н ) достаточно устойчивы и индукционный период, предшествующий образованию кристаллов оксамида н условиях известного способа, составляет 5-10 мин. Это требует необоснованно завышенного

15112 (н 1,15-1,1? раза) времени пребывания раствора B реакторе и, как следствие, уве— личения его объема, что приводит к кристаллизации оксамида в трубопро5 водах и их закупорке и не обеспечивает плавного протекания процесса.

Введение в катализатор, 5-107 пероксида водорода приводит к получению чистого (не содержащего примесей

СиЯ) оксамида и длительному сохранеf нию высокой активности катализатора, снижению времени синтеза оксамида в 1,5-1,? раза в сравнении с данными прототипа, снижению индукционного периода, предшествующего образованию кристаллов оксамида из пересыщенных растворов, в 2,5 раза.

Установлено, что добавки пероксида водорода не только ускоряют процесс регенерации катализатора,но ,и снижают время образования оксамида в сравнении с данными известного способа.

В предлагаемом способе получения

25 оксамида из цианида водорода — отхода коксохимического проиэводства— из-эа образования на первых стадиях процесса мельчайших зародышей сульФида меди, выполняющих роль центров кристаллизации оксамида, индукционный период удалось снизить в 2,5 раза до 2-4 мин.

Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет перерабатывать в оксамид цианид водорода из отходов коксохимического производства, снизить в i 5-1,? раза .;ндукционный период, предшествующий образованию кристаллического оксамида.

Формула изобретения

Способ получения оксамида из газообраэного цианида водорода, включающий совмещенное оксиление — гидролиз цианида водорода в растворе катализатора, содержащего нитраты меди, уксусную кислоту и воду, при

50-90 С и при использовании кислоd рода воздуха в качестве окислителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, используют цианид водорода, содержащийся в отходе коксохимического производства, включающий 1-3 об.Х сульфида водорода, а в раствор катализатора дополнительно вводят пероксид водорода при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Нитрат меди 0,3-5,0

Уксусная кислота 60-96

Пероксид водорода 0 5-10 0

Вода Остальное!

51!253

I Й

K а

1 43

1 о

D (1 о

C 1 с с ! f о н ( о

z:

О („3

1

:4 о

О 1 а о о о о

С 3

o o о о (1

Ю I о

С1 tdt

o o о о

С 1

С 1

СЗ о (4 (о

Ю о

If1

Ю

Сг с 4

ОЗ

СЗ

O D

I I

1 га ! Id а а

1 о и !

tË

О с 3 с 4

1 (О г (1

Cl

D а ю

Ю Са

Сг М

СЧ

З

Cl

Сг

О1

If3

Ю о

ОЗ

1

1 I

1 о х а((m а(х о х х о а v ихо (\

О1

О

СЗ

О

СЗ(3"

cd

Ql а3

fa о

О Qf

EI аз

С 4

З (3 с с а3 О

dh O

О

О

О

О( л о л

СО

Ю (З1

О1 (Г1

О3 (3

О

О

o o

О (О

О О

D (7 а

cd (3 о (З

Y X о

C f

If3

О.

Il3

Z d3

» o

v x с л

1 .З

f ! ((3 а!

1 !

1

f. x

1»

1 Х

D с 4

Ю ча (1 (\ (\ л с 4

С 1

СЧ

ОЗ г

О аc л (1 о

I о х !

" о са

R3 х с

О 1

О \ л

1 1

1 х I

1 (4 3

1 Ql I

О I

1 х

Р3 о

Ц о

C

О

З

С3

О

С:3 о . 1 С 3 чз о

ОЗ СЗ

С 3

О с

CC а

IQ д о

td lO а3 о о о а о

О О

a v о

Qt o

Х ttl

Ц а! х

1 о с ч.О

ЗЗ

Ю

С3

Сг о

Ю с 4

Г\ о л а1 о

О1

СЗ (С(Cl в

О3 и

If1

Сг

О3

D и

lf1 (. 1

Сг с о о

Сг

З

CG сч

ЗЗ

О

If1 сЧ

О \

З а

Ю

О \ З с 4

Cl

С3

-З

СЧ

Сг

QO

С 1 ((3

С3 (: с

О1 с 4 с 4

С 1

Ch о

Ю и ! ! ! !

С3

ОЗ О1 (О а..

1 о, O D О О л аз (з со

Г

1 ! ! с (3

1 с

ОЗ

Ю

СЧ

Ю

О3 о а

I4 о о л г

Ю

o

IC3 1

D л о (D л

Ю л о л о л

1 ! !

1 а3 а . t а z

О

1 !

О. э о х (3

О (3 аг а( (" о (О

3 о о а а о

T (4 х Ео о о(ЗИ

Х Х О, о а (з х Qt о х о ! ( о о о х

1 о

1 и х (Е а 3О е а

1

cd а

m а

Ql

1 а3

5 f аг х

О Х х

v о аг

z (З а а (U х х

k3 (Е а хх и х

v (О

33 (о

Ф г Зг,i е а йg

3 а

1

3

1

1

1 5

:3 о

55 х ао

Qt о х о

Е щ

Х О, g, Х а о сх 43

О=Ха х (Ql .Т

Е

I (о о

v о

Ql, И вЂ” Ф о а а я х х

О. со н х о х г.! (1

1 х а о о в (1 dl

О (3 а х о

dl

С 4

1 о х

1 ((3

1

1

1

I

1

t

1

1 Х

1 Z

1 ! !

I d3 а ! аа !

1

1 !

1

l

1

f

I

I

1

3

1 (а а о

I td

С( х !

I ! cd х

I д !

1 V о

2 o—

I cd 44 R

1 а 3 ° В

I & I C R

Qf o

1 а

ОС 11

I cc о о и

4 t(! З

I Ю Е

1 1

1 1!

1 . 31

О о З на

x. z

Г= 11! (4 11!

1 о ас

1 v I

1 О (3 1

u z

1 Е I!

О О О O О О О О О (О О л а со л (Rt чз аз л ОЗ а г

I

1!

Ю!!

I! (О

1!! чЗ I

С I

1!!!.З

СЧ !!

t!

I

1 о

1 о

I!

О 1 1!!