DE1283815B - Verfahren zur Herstellung von Dicyan - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung beträft ein Verfahren zur Ähnlich vorteilhaft gestaltet sich das Verfahren der

Herstellung von Dicyan. Dicyan ist wegen seiner vorliegenden Erfindung auch, wenn man Aluminium

hohen Verbrennungswärme in neuerer Zeit für die oder Titan als Ausgangsstoff verwendet.

Verwendung als Raketentreibstoff in Erwägung ge- Neben den reinen Metallen, zu denen im Sinne vorzogen worde. Weiterhin wurden Dicyanflammen zum 5 liegender Erfindung das Silicium gerechnet wird,

Schweißen und Schneiden von Metallen und in der kommen als Ausgangsmaterial für die erfindungs-

Flammenphotometrie zum Anregen von Elementen gemäße Umsetzung des Dicyans auch deren Legie-

benutzt. Bekannt ist auch die Verwendung des Dicyans rungen untereinander oder solche Legierungen, die

als Vergasungsmittel zur Vernichtung von Insekten. diese Elemente als Hauptbestandteile enthalten, in Diese Anwendungen haben jedoch bisher zu einer io Betracht. Als Beispiel werden hier genannt: Ferro-

breiteren praktischen Anwendung nicht geführt; der silicium, die Eisenlegierungen des Chroms, Mangans,

Grund dafür ist einerseits das Fehlen eines in großem Titans, Vanadiums und Wolframs, Zinklegierungen

Maßstab wirtschaftlich arbeitenden Herstellungspro- mit Aluminium oder Mangan, Aluminiumlegierungen

zesses, andererseits die schwierige Handhabung der mit Mangan und/oder Zink, Magnesiumlegierungen Substanz wegen der speziellen physikalischen Eigen- 15 mit Zink, Mangan, Aluminium u. a. Ferner Legie-

schaften und der Giftigkeit des Dicyans. rungen mit folgenden Bestandteilen: 87% Al, 13%

Von Interesse ist das Dicyan wegen der bemerkens- Si; >80%Al zusammen mit Cu, Mg, Mn, Si;

werten Vielfalt der Umsetzungsmöglichkeiten, die zur > 85% Mg, 0 bis 11% Al, 0 bis 5% Zn, 1 bis 2,5%

Gewinnung einer Vielzahl wertvoller Verbindungen Mn und 0,5 bis 2% Si.

führen können. Genannt sei hier als Beispiel die Über- ao Die Temperatur der Umsetzung soil 300° C und mehr führung des Dicyans in Oxamid oder Äthylendiamin. betragen, vorzugsweise wird man in einem Bereich von Das Oxamid ist als Düngemittel, insbesondere in der 500 und 1000°C arbeiten. Da die Reaktion von Chlor-Pflege von Rasenkulturen, besonders geeignet, während cyan mit den erfindungsgemäßen Elementen exotherm Äthylendiamin bekanntlich als Ausgangsmaterial für verläuft, ist nach Einleiten der Reaktion durch Wärmeeine Reihe von wertvollen Schädlingsbekämpfungs- as zufuhr von außen bei ausreichender Isolierung im allmitteln, Chelatbildnern, Detergentien und Textilhilfs- gemeinen keine weitere Wärmezuleitung erforderlich. mitteln dienen kann. Als besonderer Vorteil kann angesehen werden, daß

Voraussetzung für eine Verwendung des Dicyans der Reaktionsablauf temperaturempfindlich ist, was

in größerem Maßstab ist ein wirtschaftlich arbeitendes die technische Durchführung des Verfahrens außer-Herstellungsverfahren. Die bekannten Methoden der 30 ordentlich erleichtert, da sich der Umsetzungsprozeß

Gewinnung von Dicyan aus Quecksilber-, Kupfer- innerhalb einer breiten Temperaturspanne steuern

oder Silbercyanid befriedigen in dieser Beziehung läßt, ohne daß eine Ausbeuteverminderung durch

nicht. Auch zahlreiche Versuche, Blausäure mit Luft Bildung unerwünschter Nebenprodukte zu befürchten

oder Stickstoffdioxyd zu Dicyan zu oxydieren (vgl. wäre.

britische Patentschrift 932 520), haben bisher nicht zu 35 Wie schon erwähnt, kann es als ein besonderer Voreinem durchgreifenden Erfolg geführt. Abgesehen von teil des Verfahrens gemäß Erfindung angesehen werden, den teilweise unzulänglichen Ausbeuten ist hier immer daß sowohl Dicyankomponente als auch die Chloreine verfahrenstechnisch aufwendige Abtrennung des komponente des Ausgangsmaterials Chlorcyan zur Dicyangases von permanenten Restgasen erforderlich. Gewinnung wertvoller Zwischenprodukte praktisch

Es wurde nun gefunden, daß sich Dicyan in prak- 4° quantitativ ausgewertet werden können. Ein weiterer

tisch quantitativer Ausbeute auf einfachem Wege Vorzug, z. B. gegenüber den Gewinnungsmethoden

gewinnen läßt, wenn man Chlorcyan in der Gasphase durch Oxydation von Blausäure, liegt darin, daß die

mit Metallen, bei denen die Bildungsenthalpie der Aufarbeitung des Reaktionsproduktes Dicyan nicht

Chloride mehr als 97, vorzugsweise mehr als 105 kcal · durch die Anwesenheit von Fremdgasen erschwert und

Mol"¹ beträgt, mit Silicium, mit deren Legierungen 45 gestört wird. Die Abtrennung des gebildeten Dicyans

untereinander oder solchen Legierungen, die diese kann in einfacher Weise durch eine fraktionierte

Elemente als Hauptbestandteil enthalten, bei Tempe- Destillation erfolgen, da in allen Fällen gegenüber

raturen von 300 bis 1000⁰C umsetzt. etwa nicht umgesetztem Chlorcyan und den gebildeten

Zu den Elementen, die für die erfindungsgemäße Halogeniden eine ausreichend große Siededifferenz Umsetzung in Betracht kommen, gehören unter 50 besteht. Verfahrenstechnisch aufwendige Extraktionsanderem die Alkalimetalle, die Erdalkalimetalle, maßnahmen unter Verwendung von Hilfsstoffen Magnesium, Zink, Zirkon, Thorium, Vanadium, erübrigen sich daher bei dem Verfahren gemäß der Chrom, Wolfram, Mangan. Vorteilhaft wird das Di- Erfindung,
cyan mit Si, Al, Ti oder deren Legierungen umgesetzt. Das Verfahren wird in den nachstehenden Beispielen

Da bei der erfindungsgemäßen Umsetzung neben 55 weiterhin erläutert. Für die dort angegebenen Tempe-Dicyan die entsprechenden flüchtigen, meist leicht raturen genügt im allgemeinen eine Verweilzeit von kondensierbaren Chloride der betreffenden metal- __ S bis 5 Sekunden, um den Umsatz quantitativ zu gelischen oder metalloidischen Elemente entstehen, kann'"" stalten. Im übrigen ist naturgemäß der Umsatz von man innerhalb der genannten Gruppen von Elementen Temperatur und Verweilzeit abhängig,
eine Auswahl auch nach dem Gesichtspunkt der gleich- 60 . .
zeitigen Gewinnung technisch interessanter Chloride Beispiel
treffen, da diese praktisch quantitativ in sehr reiner Durch ein Reaktionsrohr aus Quarz von 20 mm Form anfallen. Zum Beispiel empfiehlt sich besonders lichter Weite, das mit Silicium (Korngröße 0,5 bis die Umsetzung von Chlorcyan mit Silicium oder im 5 mm) gefüllt ist, werden bei 81O⁰C 91 g Chlorcyan wesentlichen Silicium enthaltenden Ausgangsstoffen, 65 geleitet, wobei die Strömungsgeschwindigkeit so reguda das gleichzeitig gebildete Siliciumtetrachlorid in liert wird, daß die Verweilzeit im Reaktionsraum großem Umfang für die pyrogene Gewinnung von 0,9 Sekunden beträgt. Die Reaktionsgase werden in hochdispersem Siliciumdioxyd verwendet werden kann. Kühlfallen, die auf -7O⁰C gekühlt sind, kondensiert.

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Durch Rektifikation des so erhaltenen Produktes gewinnt man 24 g Chlorcyan (Umsatz des eingesetzten Chlorcyans also 67 g = 73,7%), 28 g Dicyan (Ausbeute, berechnet auf umgesetztes Chlorcyan, 99%) und 45,8 g Siliciumtetrachlorid (Ausbeute 99 %). Die Abnahme des Silieiums beträgt 7,3 g (98 % der Theorie).

Beispiel 2

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch wird die Verweilzeit auf 4,5 Sekunden erhöht. Nach Aufarbeitung der Reaktionsprodukte werden erhalten:

38 g Dicyan = 98,5% der Theorie

61 g Siliciumtetrachlorid = 97% der Theorie.

Das Chlorcyan hat sich vollständig umgesetzt. Die Abnahme des Silieiums beträgt 10,2 g = 98,5% der Theorie.

Beispiel 3

Ein Reaktionsrohr aus Quarz mit einer lichten Weite von 20 mm wird mit Ferrosilicium mit einem Eisengehalt von 8% gefüllt und auf 760⁰C geheizt. 84 g Chlorcyan werden bei dieser Temperatur so durch das Rohr geleitet, daß die Verweilzeit 4 Sekunden beträgt. Nach dem Aufarbeiten der Reaktionsprodukte wurden erhalten:

35 g Dicyan = 98,5% der Theorie

51 g Siliciumtetrachlorid = 88 °/₀ der Theorie.

Außerdem bildete sich Eisenchlorid, das sich auf dem Ferrosilicium absetzte und zum Teil in die Kühlfallen sublimierte. Verwendete man das Ferrosilicium ein zweites Mal, steigt die Ausbeute an Siliciumtetrachiorid ebenfalls auf 98% der Theorie. Bildung von Eisenchlorid kann dann nicht mehr beobachtet werden.

Beispiel 4

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch wird an Stelle des Silieiums Aluminium in Form grober Drehspäne verwendet. Bei 500° C werden 50 g Chlorcyan mit einer Verweilzeit von 3,3 Sekunden über das Metall geleitet. Die Reaktionsprodukte werden zunächst durch einen Kolben, dann durch eine mit Raschig-Ringen gefüllte Kolonne geleitet, um das Aluminiumchlorid abzuscheiden, und dann in Kühlfallen bei —70⁰C kondensiert. Nach der Aufarbeitung wurden erhalten:

35 g Aluminiumchlorid = 96,7% der Theorie
20 g Dicyan = 95 % der Theorie.

Beispiel 5

Über metallisches Titan werden bei 800⁰C 68 g Chlorcyan mit einer Verweilzeit von 3,0 Sekunden geleitet. Die dem Reaktionsrohr entströmenden Gase werden kondensiert und dann rektifiziert. Es werden erhalten:

28 g Dicyan = 97,3% der Theorie

50,5 g Titantetrachlorid --= 96,3% der Theorie.

Außerdem konnten noch 2 g Titantrichlorid isoliert werden.

Beispiel 6

Es wird wie im Beispiel 4 verfahren, jedoch wird das Aluminiumin in Pulverform eingesetzt. Bei 300⁰C werden 50 g Chlorcyan mit einer Verweilzeit von 3,3 Sekunden über das Metall geleitet. Die Reaktionsprodukte werden zunächst durch einen Kolben, dann durch eine mit Raschig-Ringen gefüllte Kolonne geleitet, um das Aluminiumchlorid abzuscheiden. Die restlichen Reaktionsprodukte werden in Kühlfallen bei —70⁰C kondensiert. Nach der Aufarbeitung wurden erhalten:

34 g Aluminiumchlorid = 94% der Theorie
19 g Dicyan = 90,1% der Theorie.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Dicyan, dadurch gekennzeichnet, daß man Chlorcyan in der Gasphase mit Metallen, bei denen die Bildungsenthalpie der Chloride mehr als 97, vorzugsweise mehr als 105 kcal · mol^-1 beträgt, mit Silicium, mit deren Legierungen untereinander oder mit solchen Legierungen, die diese Elemente als Hauptbestandteil enthalten, bei Temperaturen von 300 bis 1000° C umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Chlorcyan mit Silicium, Aluminium, Titan oder deren Legierungen umgesetzt wird.