Способ разложения азида щелочного металла

Способ разложения азида щелочного металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПNCAHИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н11.98 1 2О9 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 10. 80 (21) 2995687/23-26 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет—

Опубликовано 151282. Бюллетень HP 46

Дата опубликования описания 15.12.82

Р Р, К з

С 01 В 21/02

С 01 В 21/08

/C 02 F 1/72

Государственный комитет

СССР по делам изобретениИ н открытий ($3j УДК 661. 938 (088. 8) А.Б. Кошоков, О. A. Никитин, Е. В. Осадчая и И. В. Целинский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ РАЗЛОЖЕНИЯ АЗИДА ЩЕЛОЧНОГО

МЕТАЛЛА

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу уничтожения водных отходов, содержащих неорганические азиды, которые образуются при производстве азидосоединений, применяющихся в ка. честве промышленных полуфабрикатов в органической химии, при производстве фармацевтических препаратов и .взрывчатых веществ

Известен способ разложения азида щелочного металла путем окисления нитритом в присутствии сильных кис-, лот. При этом в реальных условиях чаще всего эту реакцию проводят, сливая избыток серной или азотной кислоты в нейтральный раствор азида натрия, содержащий избыток нитрита . натрия (1).

Недостатки этого способа заключаются в следующем: опасность процесса в связи с возможностью появления в газовой фазе азотистоводородной кислоты, которая обладает большой чувствительностью к механическим воэдействиягл (по своей природе это инициирующее взрывчатое вещество); в ходе реакции выделяется закись азота-, которая является токсичным веществом, процесс сложен технологически и имеет сложное аппаратурное оформление.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ разложения аэида, согласно которому азид обрабатывают персульфатом кальция и процесс ведут в нейтральной или кислой среде при 45-50 С Г2).

Однако по известному способу реакция не проходит.до конца (т.е. не происходит полное разложение азида) при очень малых концентрациях реагирующих компонентов при низких температурах, при которых распад протекает с очень малой скоростью. Проведение реакции в нейтральной или кислой среде может привести к образованию аэотистоводородной кислоты, что нежелательно в связи с большой возможностью ее взрыва, а следовательно;опасйостью проведения процесса.

Целью изобретения является ускорение и безопасность ведения процесã5 „.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разложения аэида щелочного металла, обработку

I ведут персульфатом калия при 7090 С в присутствии щелочи.

981209

Избыток

К gSz Оь от стехиометрического, мол. 4

Избыток

Na0H моль. Ъ

Присутствие хлора в продуктах реакции

Время реакции, Г, мин

Темпер атура опыта, С рН в конце реакции

Опыт

Более 300 1

70

10

300

6-7

- 70

280

7-8

40

55

6-7

20

7-8

10

3-4

20

20

Аэид щелочного металла, персульфат калия и щелочь иапольэуют в мбльном соотношении, соответственно равном 1s (0,55-0,60):(0,1-0,2).

Ведение процесса в слабощелочных растворах исключает возможность выделения аэотистоводородной кислоты.

При проведении процесса исключается также образование газообразных токсичных продуктов. Основными продуктами реакции являются газообразный азот и небольшие количества кисло1рода. Выбор температуры проведения процесса обусловлен следующим: при температуре ниже +70 C распад азида протекает очень медленно (более 6 ч),>5 а при температуре выше 900С образующиеся газообразные продукты реакции приводят к резкому вспениванию реак-. ционной массы и возможности ее выброса из аппарата. Введение 20% иэ- Я бытка персульфата калия (от стехиометрического) необходимо для полного завершения процесса окисления.

Введение щелочи осуществляют для нейтрализации серной кислоты, получающейся при побочной реакции взаимодействия персульфата калия с водой.

Кроме того, при окислении отработанных водных растворов (после получения органических аэидов), содеРЖа- 0 щих в своем составе хлористый натрий, возможно взаимодействие хлорис" того натрия с персульфатом калия с образованием свободного хлора, который в присутствии едкого натра сВНзывается до хлорида или хлората натрия.

H p и м е р, В реактор загружают

500 мп 1,5%-ного водного раствора азида натрия, содержащего 12% хлористого натрия (7 5 г йа11 и 60 r NaC1), засыпают 18,7 r персульфата калия и добавляют 1,1 r едкого натра. Нагревают смесь до 90 С При этом происходит выделение газообразных продуктов. Время реакции 28 мин. рН раствора после окончания процесса 7-8, Отсутствие азид-иона подтверждено качественной реакцией с FeC!3 .

Основные данные последующих экспериментов, выполненных аналогично примеру, представлены в табл. 1.

Данные, полученные при проведении процесса с использованием раствора, содержащего 1,5Ъ На11. и 15% йаМО представлены в табл. 2.

Данные, полученные при проведении проЦесса с использованием раствора, содержащего 0,5-1,5Ъ NaN беэ

„примеси других солей, приведены в табл. 3.

Использование предлагае ) ого технического решения в сравнении с известными способами разложения неорганических аэидов обеспечивает более полное и безопасное разложение ((уничтожение) отходов неорганических азидов. Во всех опытах не обнаружено следов азотистоводородной кислоты и других вредных выбросов.

Осуществление предложенного способа в условиях пилотной установки показывает его высокую эффективность, надежность, безопасность и простоту.

Таблица 1

981209

Таблица 2

Время реакции и, мин >.Избыток к;„5 0 от стехиометрическоro, мол.Ъ

Опыт

Температура опыта, OC

Избыток

NaOH моль В рН в конце реакции

70

9-10

325

70

240

8-9

195

25

195

90

7-8

25 во

90

Таблица 3

Температура опыта, OC

Опыт

Избыток

КSO от стехиометрического, мол. Ъ

Избыток

Na0H, моль. Ъ

Время реакции, г,, мин рН в конце реакции

7О

240

90

10

10

80

20

7-8

50 во

20

9-10

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9595/29 Тираж 509 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

1. Способ разложения аэида щелочного металла путем обработки его пер.сульфатом калия при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью ускорения и безопасности ведения процесса, обработку ведут при 70-90 С в присутствии щелочи.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— (шийся тем, что азид щелочного металла, персульфат калия и щелочь ц используют в мольном соотношении, соответственно равном 1:(0,55-0,60):

:(0,1-0,2).

Источники информации, ггринятые во внимание при экспертизе у 1. Вагал Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ.

М., "Машиностроение", 1975, с. 198.

2. Bulletin of The Chemi ca l Sac iet v o f Japan. V. 51, 9 2, 1978, р р. 460-462.(прототип).