Способ разложения азида щелочного металла

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 20. 10. 80 (2 ) 2995687/23-26с присоединением заявки Ио -(23) Приоритет -Опубликовано 151282. Бюллетень М 46Дата опубликования описания 15.12,82 С 01 В 21/02 С 01 В 21/08 С 021/72 Государственный комитет СССР по делам изобретениИ н открытий(54 ) СПОСОБ РАЗЛОЖЕНИЯ АЗИДА ЩЕЛОЧНОГОМЕТАЛЛА 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 аппаратурноеоформление.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ разложения аэида, согласно которомуазид обрабатывают персульфатом кальция и процесс ведут в нейтральнойили кислой среде при 45-50 С Г 21.Однако по известному способу реакция не проходит.до конца (т.е. непроисходит 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, чтонежелательно в связи с большой возможностью ее взрыва, а следовательно;опасностью проведения процесса.Целью изобретения является ускорение и безопасность ведения процесса.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу разложенияаэида щелочного металла, обработку3ведут персульфатом калия при 70- З 0 90 фС в присутствии щелочи.981209 Избыток от сте- хиомет- рического, мол,Ъ ИзбытокНаОН,моль.Ъ Присутствиехлора впродуктах реакции Время реакции,Г, мин Температура опыта,рН вконцереакции Опыт Более 300 1 10 70 10 10 300 70 20 280 20 7-8 70 40 80 55 10 6-7 80 20 50 7-8 80 10 60 3-4 90 20 35 20 Аэид щелочного металла, персульфаткалия и щелочь иапольэуют в молиномсоотношении,соответственно равном 1(0,55-0,60)е(0,1-0,2),Ведение процесса в слабощелочныхрастворах исключает возможность выделения аэотистоводородной кислоты.При проведении процесса исключаетсятакже образование газообразных токсичных продуктов. Основными продуктами реакции являются газообразныйазот и небольшие количества кисло 1 рода. Выбор температуры проведенияпроцесса обусловлен следующим: притемпературе ниже +70 С распад азидапротекает очень медленно (более 6 ч),15а при температуре выше 900 С образуй .щиеся газообразные продукты реакцииприводят к резкому вспениванию реакционной массы и возможности ее выброса из аппарата. Введение 20 иэбытка персульфата калия ( от стехиометрического) необходимо для полного завершения процесса окисления.Введение щелочи осуществляют длянейтрализации серной кислоты, получающейся при побочной реакции взаимодействия персульфата калия с водой.Кроме того, при окислении отработанных водных растворов ( после получения органических аэидов), содеРЖа щих в своем составе хлористый натрий, возможно взаимодействие хлорис"того натрия с персульфатом калия собразованием свободного хлора, который в присутствии едкого натра связывается до хлорида или хлората натрия,П р и м е р, В реактор загружают500 мп 1,5-ного водного раствораазида натрия, содержащего 12 хлористого натрия (7,5 г йайи 60 г йаС 1),засыпают 18,7 г персульфата калия идобавляют 1,1 г 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 ГеС 1 З .Основные данные последующих экспериментов, выполненных аналогично примеру, представлены в табл. 1,Данные, полученные при проведениипроцесса с использованием раствора,содержащего 1,5 о. НВН. и 15% НаМОпредставлены в табл. 2,Данные, полученные при проведении проЦесса с использованием раствора, содержащего 0,5-1,5 На 11 беэпримеси других солей, приведены втабл. 3. Использование предлагае)юго 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 1981209 Таблица 2 Время реакции й,мин ИзбытокК 50от стехиометрического, мол.% Опыт Температура опыта,фС ИзбытокйаОНмоль В рН в конце реакции 25 70 9-10 25 325 25 70 240 80 8-9 25 195 25 25 195 80 90 7-8 25 8 О 25 90 50 Таблица 3 Температура опыта,Опыт Иэ быто кК 5 06от стехиометрического,мол, Ъ ИзбытокйаОН,моль.Ъ Время реакции, ,мин рН вконцереакции 7 О 240 80 90 20 10 90 10 25 80 20 20 7-8 50 50 80 10 20 9-10 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 9595/29 Тираж 509 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 1. Способ разложения аэида щелочного металла путем обработки его пер.сульфатом калия при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения и безопасности ведения процесса, обработку ведут при 70-90 аС в присутствии щелочи.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю - 1 щ и й с я тем, что азид щелочного металла, персульфат калия и щелочьр используют в мольном соотношении, соответственно равном 1:(0,55-060)::(0,1-0,2),Источники информации,принятые во внимание при экспертизеу 1. Вагал Л.И, Химия и технологияинициирующих взрывчатых веществ.М "Машиностроение", 1975, с. 198.2, Вц 11 ей 1 п о Г ТЬе СЬеа 1 са 5 о"с 1 ес ч о Г .)арап. Ч. 51, Р 2, 1978,р. 460-462,(прототип).