Способ получения цианатов щелочных металлов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН И 9 1 СЗ/14: С 23 САН РЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТ ю оль АОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ(54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЯАНТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающийсмешение карбамида и карбонатов щелочных металлов, нагрев и выдержкупри 130-180 С, добавление карбамидаи повторную выдержку при температуре не ниже 130 оС, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода чистого цианата, смешение карбамида производят Йо смесью карбонатов калия и натрия, взятых в соотношении(0,6-6,0):1.2. Способ по п. 1, о т л и ч ащ и й с я тем, что смешение карбамида и карбонатов щелочных металлов производят в молярном соотношении (0,45-0,80):1, а добавление карбамида производят в количестве 0,3-.1,2 м на 1 моль первоначально присутствующих карбонатов. 3, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что повторню выдержку производят при 130-290 С, Изобретение относится к способамполучения цианатов щелочных металлов,используемых для жидкостного аэотирования стальных изделий з распланахсолевых ванн, 5Известен способ получения цианатав щелочных металлов, включающийсмешение карбамида с карбонатами вмольном соотношении 1,7."З,О);1, нагрезание смеси при температуре, 10близкой к температуре плавления карбамида, преимушестзенно при 130-150 С,ов результате чего смесь сначала переходит в состояние суспензии карбонатов в расплаве карбамида, а затемэатверцевает, измельчение смеси дальнейшее ее нагрезание при 150-300 Сдля завершения реакции Ц .Недостатком известного способаявляется сложность процесса, обусловленная двукратным изменением агрегатного состояния реакциоьной массы. То обстоятельство, что реакционная смесь на определенном этапе содержит жидкую фазу, обуславливает ее 25высокую агрессивность по отношению кобычным конструкционным материалами требует изготовления аппаратуры иэспециальных корроэионно-стойких материапог,. В дальнейшем смесь переходит в тзерцое состояние, что требует ее измельчения перед завершаю,щей обработкой.,Наиболее близким к предложенномупо технической сути и достигаемому35результату является способ получения цианатов щелочных металлов, включающий смешение карбамида и карбоната щелочного металла в молярном соотношении (0,2-0,7):, нагрев и выдержку при 127-200 С, добавлениеокарбамида до соотношения карбамида ккарбонату щелочного ме"галла (1,51,9):1 и повторную выдержку при температуре выше 120 С 121.Однако при обработке по известному способу выход чистого циьната составляет от 90,7 до 95,87.Целью изобретения является дальнейшее повышение выхода чистого циа ната.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения цианатов щелочных металлов, включающему смешение карбамнда и карбонатов ще дочных металлов, нагрев и выдержку при 130-БО С, добавление карбамида и повторную выдержку при температуре 33 2выше 1300 С, смешение карбамида произ. водят со смесью карбонатов калия и натрия, взятых в соотношении О,б 6,0): 1.11 ри этом, смешение карбгмнда и карбонатов щелочных металлов производят в малярном соотношении (0,45- 0,80):1, а добавление карбамида производят з количестве 0,3-12)моль намоль первоначально присутствующих карбонатов.Повторную выдержку производят при 1302900(Процесс з 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 вышео180 С скорость химического превращения перес. тает лимитировать общую скорость процесса, что делает нецелесообразным дальнейшее гговышение 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 нагрезание, При этом нагревание полученной смеси следует проводить при темопературах 180-290 С, необходимых для завершения процесса, Иожно, однако, осуаествлять вторую стадию иначе: сначала нагревать смесь в течение некоторого времени при температурах, существенно не отличающихся от темйератур первой стадии (130-180 С), аЯ эат м завершать процесс кратковременным нагреванием до более высоких температур, вплоть до 290 С. Количеоство карбамида, вводимого на этой50 3 10859стадии, определяется заданным соотно"шением между цианатами и карбонатамив целевом продукте. Так, например,цля получения наиболее распространенных составов, содержащих (в пересчетена КСЕРО и Иа 2 СО ) 62-753 цианатов и325-387 карбонатов, предпочтительновводить на первой и второй стадияхсоответственно 0,5-0,6 и 0,4-0,6 молякарбамида намоль карбонатов. Для 10получения составов, более богатыхили более бедных цианатами, на второйстадии количество карбамида соответственно увеличивают до 1,2 или уменьшают до 03 моля15П р и м е р 1. Смесь 0,43 молякарбамида, 0,43 моля поташа и0,38 моля соды (мольное отношениекарбамид:карбонаты равно 0,53:1) нагревают в стальном стакане при 130 СОв течение 6 ч, затем добавляют еще0,43 моля карбамида и нагревают еще6 ч при 30 С, а затем в течениео30 мин повышают температуру до 280 Сои выдерживают при этой температуре1 ч, Продукт сохраняет сыпучесть какв течение всего процесса получения,так и по его окончании. Полученныйпродукт содержит 0,85 моля КСИОи 0,35 моля ИаС 03 (соответственно З 065 и 35 мас.7). Выход КСЕРО покарбамиду составляет 99 ,П р и м е р 2. Смесь,0,44 молякарбамида, 0,37 моля поташа и0,38 моля соды (мольное отношение35карбамид:карбонаты равно 0,57:1) нагревают в стальном стакане при 1 О Св течение 2 ч, затем добавляют еще0,32 моля карбамида (0,43 моля на1 моль первоначально присутствовавших карбонатов), нагревают еще 2 чпри 170 С, а затем повышают темпераотуру до 250 С и выдерживают при этойтемпературе 1 ч, Продукт, сохраняющий сыпучесть на всех стадиях получения, содержит 0,73 моля КС 110 и0,36 моля Юа СО 3 (соответственно 61и 39 мас.7). Выход цианата калия покарбамиду 997.П р и м е р 3, )О кг/ч смеси .карбамида, поташа и соды (мольноеотношение карбамид:поташ:сода равно1,68:1,8;1; мольное отношение карбамид:карбонаты равно 0,60:1 подают впервый реактор шнекового типа), в 55котором поддерживают температуру180 оС, Полученный сыпучий продуктнепрерывно поступает во второй реак 334тор (также шнекового типа), где под"о держинают температуру 280-290 С и куда подают также 3 кг/ч карбамида (0,55 моля намоль первоначально присутствовавших карбонатов). Получают 8 кг/ч сухого порошкообразного продукта, содержащего 733 КСЮ и 273 Ма 2 С 03.П 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 1 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 КСЮ и 0,1 моля Иа 2 С 03 (соответственно 89 и 11 мас.7). Выход цианата калия по карбамиду 992.П р и м е р 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 КСЕРО и 0,45 моля Иа 2 С 03 (соответственно 51 и и 49 мас,Ж). Выход цианата калия по ,карбамиду 987.1П р и м е р 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 наоэтом уровне в течение 1 ч, Продукт, сохраняющий.сыпучесть на всех стадиях получения, содержит 1,8 моля ИаСИО и 0,18 моля соды.(соответственно 86 и 14 мас,7), Выход цианата натрия по карбамиду 907.П р и м е р 7. Смесь 0,8 моля карбамида и 1 моля поташа (мольное1085933 Составитель Р. КлыковаТехреду.Гергель КорректорИ. Эрдейи Редактор Т, Колб Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 6-35, Раушская наб д. 4/5Заказ 260/2 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 соотношение карбамид:карбонат равно 0,8:1) нагревают в стальном стакане при 180 С в течение 1 ч, К продуктубреакции добавляют 1,2 моля карбамида и продолжают нагрев реакционной смеси при этой же температуре еще в течение 1 ч. Затем температуру в стакане повьппают до 280 С и поддерживаоют на этом уровне в течениеч.Продукт, сохраняющий сыпучесть на всех стадиях получения, содержит 1,15 моля цианата калия и 0,16 моля поташа (соответственно, 792 и 21 мас,7). Выход цианата калия покарбамиду 71,5 Х,Примеры 6 и 7 являются сравнительными, показывающими, что привьжоде за указанное согласно предложенному способу соотношение карбоната калия и натрия выход чистого цианата снижается,Таким образом, обработка по предложенному способу обеспечивет выход чистого цианата по карбамиду до 98- 997,