Способ получения цианатов щелочных и щелочноземельных металлов

-л 1 о слв"н: нч 1 с о п и Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 100177 (21) 2443037,23-26с присоединением заявки йо(23) Приоритет С 01 С 3/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 05.12.79, Бюллетень М 45 Дата опубликования описания 0512.7 о(72) АатсрЫ С,М, Алиев, )З,С. 1 Л э" ИЗобрЕтвнмй Н,П, Нагиеь и .:, " Свер. -Ордена Трудового Красного Знамени .1 с:"кту и(54 ) С 1 ИСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦНМИТОБ ЩЕЛзЧ) р-.И ЩЕЛОЧНО - ЗЕМЕЛЬН:.Е 4 ЕТАЛЛОН)О Изобретение относится к областиполучения солей циановой кислоты иможет быть использовано в химической технологии.Известен способ получения цианатовщелочных металлов путем взаимодействия гидроксида металла с мочевинойв присутствии Фенола при 110-112 Св водной среде 111,Для этого способа характернымногостадийность синтеза и сложность технологии, обусловленныепредварительным приготовлением фенолята натрия с применением дорогостоящего фенола и гидроокиси натрия, 15токснчностью применяемого фенола инеобходимостью регенерации отработанных Фенола и спирта,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ получения цианатов щелочных металловпутем взаимодействия мочевины с карбонатами металлов при нагревании до50 600 оС (21.Однако при этом выход цианатовкалия и натрия не превышает 70-80д полученные соли загрязнены продуктами термического разложения моче 30рины,Кром тсгосущегт,зленню способамешают высокая температура сплавления моч;вны и карбоната,. трудность подвода тепла и неравномерный нагревнз-за высокой вязкости реакционной смеси связанная с этим трудность перемеш 1 эання реакционной сме"и ирудоемксс ть сп ерацнй пО в 1 нэк е со лн в виде расплава, ее окз 1 ажденнк, дроблению и размельчению, проводимых с применением ручного труда,Цель изобретения - повышение выхода и чистоты целевого продукта,Это достигается тем, что при получении цианатов щелочных и щелочноземельных металлов путем взаимодействия мочевины с карбонатами металлов при повышенной температуре это взаимодействие ведут при 130- 320 С в среде инертного органического апротонного раэбавителя при соотношении последнего и смеси мочевины с карбонатом (0,3-30):1. При этом, в качестве органического апротонного разбавителя используют нефть и нефтяные фракции, содержащие ароматические, нафтеновые,парафннсвые углеводороды, их смеси, а также вязкие растворы олигомерных и полимерных продуктов.От лиИ 1 е:1111 м пгизнаком.11(;,собаявл 11 ет( я 111(ве 11 ение проце са в среде ин("тн 1 О 01 панического апротонного разбавителя при опр(деленном соотношении и ходных компонентов, а такжетемпературный режим процесса.Способ Осуществляют следующимОбразом.Порошкообраэнук мочевину и карбонат смешивают с органическим разбавителем и при интенсивном перемешивании )Онагревают до тех пор, пока не прекратится выделение летучих продуктов иэреакционной смеси,Реакцию между;:очевиной и карбонатом начинают при температуре началаразложения мочевины (120-132,С) и интенсивно проводят при температуре 150200 С.К моменту завершения реакции вреакторе периодического действия температура реакционной смеси доходит до220-300 С.Время реакции при этом составляет 2-5 ч (в зависимости от применяемого карбоната) .Летучие продукты через Обогреваемую при температуре 65-100 С линиюотводят в приемник, охлажденный водой. В приемнике летучие продукты входе охлаждения образуют карбонатаммония и углекислый аммоний, которыепериодически выгружают из приемника.Водные растворы аммонийных ;солеймОГут быть пол 51 ены и при Орошенииводой отходящих из реактора летучихпродуктов. Мочевину по отношению ккарбонату берут в соответствии состехиометриеи реакции, 11 еболььой 35избыток (0,05-0,2 молл) мочевиныобеспечивает практически полную конверсию карбоната, тем самым исключая трудоемкий процесс очистки полученной соли циановой кислоты, 41Весовые соотношения органического разбавителяи смсси мочевины скарбонатом составляют (0,330),1,После завершения реакции с 5 спенэиополученного цианата в органическомразбавителе выгружают из реакторав отстойник, либо подают в Фильтрили центрифугу, Отделенную соль промывают небольшой порцией легкокипящего растворителя, например, петролейного эФира, и сушат при обычной температуре, или в печи при температуре 40-100 С. Полученну 1 о сольможно транспортировать по трубопроводу в виде ее суспензии в раэбавителе и использовать в реакциях синтеза иэоцианатов в виде суспеязииВ качестве органического.разбавителя используют как индивидуальные углеводороды, так и нефтяныеФракции, содержащие ароматические, 60алкил-, циклоалкилароматические,нафтеновые, алкилнафтеновые, параФиновые, нафтеноароматические, ал,килнафтеноароматические углеводороды, их смеси, а также нефть, ее 65 Фракции и продукты их переработки. Галоидаромати 1 еские соединения,нитропроизводные углеводороцов, эфиры и другие органические соединения,не содержащие подвижных атомов водорода.В качестве высокоэффективного органического раэбавителя можно использовать также вязкие растворы олигомерных и полимерных продуктов (например, полистирола полиолефинов и т.д,)В качестве исходной соли используют карбонаты элементов первой (литий, натрий,кс.лий рубидий, цезий,Франций) и второй (бериллий, магний,кальций, стронций, барий, родий)группы периодической системы д.М. Менделеева.П р и м е р 1. Смесь 65 г тонкоизмельченного безводного карбонатакалия 72 г мочевины и 400 г нефтянойфракции с температурой начала кипения 350 С загружают в мешалку и в течение 3 ч при интенсивном перемешивании ггеют до т(мператуоы 235 С. ПОзавершении реакции кОГда выделе -1 ие летучих продуктов прекращается, реак 1 ионнук смесь охлаждают докомнатной температуры,и полу 1 енныйцьанат Отделя 10." От Органическогоразбаз 1 т(-:ля фильтрОванием. Соль промывают последовательно 50 г петролейного эфира, этиловым спиртом,гидролизным спиртом (для удалениявозможных примесей мочевины) и сушат при температуре 100 С в течение 2 ч.Выход цианата калия - 79,4 г(98 от теоретического), Содержание Основного вещества в полученнойОли - 99,П р и и е р 2. Смесь 50 г сухого углекислого кальция, 72 г мочевины,300 г алкилароматического разбавителя(предел кипения 450-540 С 3полу -ченного алкилированием флегмы каталити.ческого крекинга пропиленом, загружаютв мешалку и при интенсивном перемео,шивании греют до температурь 1 300 Св течение 4 ч. По завершении реакции реакционную смесь охлаждают ивыделяют кальциевую соль циановойкислоты по метоцике, приведенной впримере 1,Выход цианата кальция - 60 г (97 от теоретического), Содержание основного вещества - 95.П р и м е р 3, Смесь 69 г тонкоизмельченного безводного углекислого калия, 66 г мочевины и 150 г разбавителя, состоящего из 97 метилнафталиновой Фракции (235-280 С) продуктов пиролиза и 3 полистирола, нагревают при перемешивании до температуры 220 С в течение 5 ч и после обработки реакционной смеси по методике, приведенной в примере 1, получают78,9 г (выход - 97,5501941от теоретического) цианата калия с содержанием основного вещества 99.П р и м е р 4. Смесь 50 г углекислого кальция, 63 г мочевины и 500 г разбавителя, состоящего из 20бензола, 20 ксилоачов и 60 ма"- 5 ляной фракции (450-550 С) нефти, нагревают до температуры ЗОООС в течение 5 ч и после соответствующей обработки получают 61 г цианата кальция (выход - 98,5от теоретичес-О кого) с содержанием основного вещества 97.П р и м е р 5 Смесь 53 г тонкоизмельченного безводного углекислого натрия, 66 г мочевины и 200 г нефтяной фракции с температурой кипения15о300-450 С нагревают при перемешиванииодо 300 С и из охлажденной реакционной смеси выделяют 63 г цианата натрия с содержанием основного вещества 92 ,(выход - 97,от теоретического). 20Формула изобретения1. Способ получения цианатов щелочных и щелочно-земельных металлов путем взаимодействия мочевины с карбонатами металлов при повьп 3 сннойтемпературе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьпвениявыхода и чистоты целевого продуктавзаимодействие карбонатов и мочевиныведут при 130-320 ОС в среде инертного органического апротонного,разбавителя при соотношении последнегок смеси мочевины: с карбонатом (0,330):1,2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве органического апротонного разбавителяиспользуют нефть, нефтяные фракции,содержащие ароматические, нафтеновые,парафиновые углеводороды, их смеси,а также вязкие растворы олигомерныхи полимерных продуктов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР533 196044, кл. С 01 С 3/14, 1967.2. Губен И. 51 еорганические синтезы, Сб. 1, М 1951, с. 86 (прототипСоставитель М. СавельеваРедактор Ф, Серебрянский Техред Н.Бабурка Корректор Г. НазароваПодписноенаказ 7525/22 Тираж 591 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, мсскна, -35 Ра 3 шская нас д, 435 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4