[go: up one dir, main page]

RU2598434C2 - Method of decontaminating liquid wastes of process of producing organic azides containing azides of alkali metals - Google Patents

Method of decontaminating liquid wastes of process of producing organic azides containing azides of alkali metals Download PDF

Info

Publication number
RU2598434C2
RU2598434C2 RU2014118094/05A RU2014118094A RU2598434C2 RU 2598434 C2 RU2598434 C2 RU 2598434C2 RU 2014118094/05 A RU2014118094/05 A RU 2014118094/05A RU 2014118094 A RU2014118094 A RU 2014118094A RU 2598434 C2 RU2598434 C2 RU 2598434C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
azide
azides
organic
organic azides
chloride
Prior art date
Application number
RU2014118094/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014118094A (en
Inventor
Иван Куприянович Кукушкин
Владимир Александрович Злобин
Александр Михайлович Пыжов
Елена Леонидовна Викулина
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2014118094/05A priority Critical patent/RU2598434C2/en
Publication of RU2014118094A publication Critical patent/RU2014118094A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2598434C2 publication Critical patent/RU2598434C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemistry and can be used in production of organic azides. Proposed method of decontaminating azide ions in a liquid wastes of process of producing organic azides by switching to ammonium four-substituted azide and subsequent removal from reaction mass. For this purpose shortly before completion of four-substituted chloride azidation process is added to the reaction mass of ammonia. Obtained four-substituted ammonium azide further can be effectively used to produce organic azides.
EFFECT: technical result is increased safety of process of decontaminating and recycling azide ions in waste production of organic azides with simultaneous increase of efficiency of their production.
1 cl, 4 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области химии и может найти применение в производстве органических азидов.The present invention relates to the field of chemistry and may find application in the production of organic azides.

Органические азиды получают действием азида натрия на алифатические и ароматические галогенсодержащие соединения (Азиды органические. Химическая энциклопедия. Т.1. М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1998. - С.74):Organic azides are obtained by the action of sodium azide on aliphatic and aromatic halogen-containing compounds (Organic azides. Chemical encyclopedia. T.1. M: Publishing house "Soviet Encyclopedia", 1998. - P.74):

RHal+NaN3→RN3+NaHalRHal + NaN 3 → RN 3 + NaHal

В связи с этим органические азиды можно получить, например, путем взаимодействия хлорорганического соединения с азидом натрия в среде органического растворителя по реакцииIn this regard, organic azides can be obtained, for example, by reacting organochlorine compounds with sodium azide in an organic solvent by reaction

RCl+NaN3→RN3+NaClRCl + NaN 3 → RN 3 + NaCl

При проведении процесса, с целью повышения его эффективности, азид натрия берется с определенным избытком (10…100% от теоретически необходимого). По окончании реакции в осадке образуется смесь солей, состоящая из кристаллического хлорида натрия и раствора избыточного азида натрия, которая не может быть сброшена в канализацию в составе сточных вод без предварительного разложения азида натрия ввиду его высокой токсичности.During the process, in order to increase its efficiency, sodium azide is taken with a certain excess (10 ... 100% of theoretically necessary). At the end of the reaction, a mixture of salts is formed in the precipitate, consisting of crystalline sodium chloride and a solution of excess sodium azide, which cannot be discharged into the sewer as a part of wastewater without preliminary decomposition of sodium azide due to its high toxicity.

Существуют различные способы обезвреживания азид-иона. Как правило, все способы основаны на разложении азид-иона. Так, например, в патенте РФ №2123211 от 20.12.1996 г. разрушение азид-иона проводят с помощью электрохимической обработки жидких отходов, а в патенте РФ №2194320 от 28.11.2000 г. азид-ион разрушают с помощью перманганатов, и/или бихроматов, и/или ферратов щелочных металлов в кислой среде. К недостаткам этих способов относятся токсичность применяемых реагентов и потеря азид-иона при его разрушении.There are various methods for neutralizing the azide ion. As a rule, all methods are based on the decomposition of the azide ion. So, for example, in the RF patent №2123211 of 12/20/1996, the destruction of the azide ion is carried out using the electrochemical treatment of liquid waste, and in the RF patent No. 2194320 of 11/28/2000, the azide ion is destroyed using permanganates, and / or dichromates and / or alkali metal ferrates in an acidic environment. The disadvantages of these methods include the toxicity of the reagents used and the loss of the azide ion during its destruction.

Наиболее близким способом обезвреживания азид-ионов в растворах по своей простоте и надежности является способ, основанный на обработке жидких отходов раствором азотной или серной кислот в присутствии нитрита натрия (Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. Багал Л.И. - М.: Машиностроение, 1975. С.224-225). Однако этот способ обезвреживания, подобно другим, основан на разрушении азид-иона, т.е. его безвозвратной потере, что экономически невыгодно ввиду высокой стоимости азидов щелочных металлов. Для разрушения азид-иона в данном способе применяются достаточно токсичные и вредные реагенты - азотная кислота и нитрит натрия. Кроме того, в процессе разрушения азид-иона существует опасность выделения чрезвычайно взрывчатой и токсичной азотистоводородной кислоты, что повышает опасность самого процесса обезвреживания жидких отходов.The closest method of neutralizing azide ions in solutions, in its simplicity and reliability, is a method based on the treatment of liquid waste with a solution of nitric or sulfuric acid in the presence of sodium nitrite (Chemistry and technology of initiating explosives. Bagal LI - M.: Engineering, 1975. S. 224-225). However, this method of neutralization, like others, is based on the destruction of the azide ion, i.e. its irretrievable loss, which is economically unprofitable due to the high cost of alkali metal azides. To destroy the azide ion in this method, fairly toxic and harmful reagents are used - nitric acid and sodium nitrite. In addition, during the destruction of the azide ion, there is a danger of the release of extremely explosive and toxic nitric acid, which increases the risk of the process of neutralizing liquid waste.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в повышении безопасности процесса обезвреживания и утилизации азид-ионов в отходах производства органических азидов с одновременным повышением экономической эффективности их производства.The technical result, the solution of which the invention is directed, is to increase the safety of the process of neutralization and utilization of azide ions in organic azide production wastes while increasing the economic efficiency of their production.

Технический результат достигается тем, что в способе обезвреживания жидких отходов процесса получения органических азидов, содержащих азиды щелочных металлов, путем удаления азид-ионов перед окончанием процесса азидирования органического хлорида азидом щелочного металла в органическом растворителе в реакционную массу вводят хлорид четырехзамещенного аммония, после чего реакционную массу выдерживают при температуре 95…99°С в течение 2,5…3,5 часов, а затем охлаждают до 25…30°С и отфильтровывают образовавшийся осадок хлорида щелочного металла, а из фильтрата отгоняют 2/3…3/4 органического растворителя и добавляют толуол или бензол в соотношении к оставшемуся органическому растворителю 3:5…5:1, при этом из раствора выпадает осадок азида четырехзамещенного аммония, который отфильтровывают и используют в процессе азидирования, а раствор органического азида направляют на выделение целевого продукта.The technical result is achieved by the fact that in the method of neutralizing liquid waste from the process of producing organic azides containing alkali metal azides by removing azide ions before the end of the process of azidation of the organic chloride with alkali metal azide in an organic solvent, tetra-substituted ammonium chloride is introduced into the reaction mass, after which the reaction mass incubated at a temperature of 95 ... 99 ° C for 2.5 ... 3.5 hours, and then cooled to 25 ... 30 ° C and the precipitate of alkaline chloride formed is filtered off talla, and 2/3 ... 3/4 of the organic solvent is distilled off from the filtrate and toluene or benzene is added in proportion to the remaining organic solvent 3: 5 ... 5: 1, and a tetra-substituted ammonium azide precipitate from the solution, which is filtered off and used in the process azidation, and a solution of organic azide is directed to the selection of the target product.

В качестве примеров приводится методика обезвреживания азид-иона в процессе азидирования различных алифатических и ароматического галогенсодержащих соединений азидами натрия и калия.As an example, the method of neutralizing the azide ion in the process of azidation of various aliphatic and aromatic halogen-containing compounds with sodium and potassium azides is given.

Пример 1Example 1

В раствор 0,1 моль (27 г) формаля дихлоргидрина глицерина в 108 мл диметилформамида загружают 0,44 моль (28,6 г) азида натрия (избыток азида натрия 10%). Затем добавляют 0,04 моль (6,06 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 97…99°С в течение трех часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида натрия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 81 мл диметилформамида, добавляют 108 мл толуола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 5,688 г (0,036 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 97…99%. Выделенный азид метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.In a solution of 0.1 mol (27 g) of formaldehyde dichlorohydrin glycerol in 108 ml of dimethylformamide, 0.44 mol (28.6 g) of sodium azide (excess sodium azide 10%) is charged. Then, 0.04 mol (6.06 g) of methyltriethylammonium chloride is added, after which the reaction mass is maintained at a temperature of 97 ... 99 ° С for three hours, cooled to 25 ... 30 ° С, the precipitate of sodium chloride is filtered off from the filtrate 81 ml of dimethylformamide are distilled off under vacuum, 108 ml of toluene are added and the precipitated precipitate of methyltriethylammonium azide is filtered off. The yield of methyltriethylammonium azide is 5.688 g (0.036 mol), and the content of the main substance in it is 97 ... 99%. The isolated methyltriethylammonium azide is used in the next step to obtain organic azides.

Пример 2Example 2

В раствор 0,1 моль (27 г) формаля дихлоргидрина глицерина в 118 мл диметилформамида загружают 0,48 моль (38,9 г) азида калия (избыток азида калия 20%). Затем добавляют 0,08 моль (12,12 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 95…98°С в течение трех часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида калия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 90 мл диметилформамида, добавляют 108 мл бензола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 5,688 г (0,036 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 98…99%. Выделенный азид метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.0.48 mol (38.9 g) of potassium azide (excess potassium azide 20%) is charged into a solution of 0.1 mol (27 g) of formaldehyde of glycerol dichlorohydrin in 118 ml of dimethylformamide. Then, 0.08 mol (12.12 g) of methyltriethylammonium chloride is added, after which, to complete the process, the reaction mass is kept at a temperature of 95 ... 98 ° С for three hours, cooled to 25 ... 30 ° С, the precipitate of potassium chloride is filtered off from the filtrate 90 ml of dimethylformamide are distilled off under vacuum, 108 ml of benzene are added and the precipitated precipitate of methyltriethylammonium azide is filtered off. The yield of methyltriethylammonium azide is 5.688 g (0.036 mol), and the content of the main substance in it is 98 ... 99%. The isolated methyltriethylammonium azide is used in the next step to obtain organic azides.

Пример 3Example 3

В раствор 0,027 моль (5 г) бис-(β-хлорэтил)-нитрамина в 25 мл диметилсульфоксида загружают 0,0594 моль (3,86 г) азида натрия (избыток азида натрия 10%). Затем добавляют 0,0054 моль (0,813 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 97…99°С в течение 2,5 часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида натрия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 16 мл диметилсульфоксида, добавляют 36 мл толуола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 0,851 г (0,0054 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 97…98%. Выделенный азида метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.0.0594 mol (3.86 g) of sodium azide (excess of sodium azide 10%) is charged into a solution of 0.027 mol (5 g) of bis- (β-chloroethyl) nitramine in 25 ml of dimethyl sulfoxide. Then, 0.0054 mol (0.813 g) of methyltriethylammonium chloride is added, after which the reaction mixture is kept at a temperature of 97 ... 99 ° С for 2.5 hours, cooled to 25 ... 30 ° С, the precipitate of sodium chloride is filtered off from the filtrate 16 ml of dimethyl sulfoxide are distilled off under vacuum, 36 ml of toluene are added and the precipitated precipitate of methyltriethylammonium azide is filtered off. The yield of methyltriethylammonium azide is 0.851 g (0.0054 mol), and the content of the main substance in it is 97 ... 98%. The isolated methyltriethylammonium azide is used in the next step to obtain organic azides.

Пример 4Example 4

В раствор 0,1 моль (17,66 г) бензолсульфохлорида в 75 мл ацетонитрила загружают 0,11 моль (7,128 г) азида натрия (избыток азида натрия 10%). Затем добавляют 0,0099 моль (1,505 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 96…99°С в течение трех часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида натрия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 56 мл ацетонитрила, добавляют 76 мл бензола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 1,575 г (0,01 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 98…99%. Выделенный азид метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.In a solution of 0.1 mol (17.66 g) of benzenesulfonyl chloride in 75 ml of acetonitrile, 0.11 mol (7.128 g) of sodium azide (10% excess sodium azide) was charged. Then, 0.0099 mol (1.505 g) of methyltriethylammonium chloride is added, after which the reaction mass is maintained at a temperature of 96 ... 99 ° С for three hours, cooled to 25 ... 30 ° С, the precipitate of sodium chloride is filtered off from the filtrate under vacuum 56 ml of acetonitrile are distilled off, 76 ml of benzene is added and the precipitated precipitate of methyltriethylammonium azide is filtered off. The yield of methyltriethylammonium azide is 1.575 g (0.01 mol), and the content of the main substance in it is 98 ... 99%. The isolated methyltriethylammonium azide is used in the next step to obtain organic azides.

Важно отметить, что удаляемый из отходов азид-ион в виде азида четырехзамещенного аммония ускоряет процесс азидирования при получении органических азидов, поскольку азиды четырехзамещенного аммония более реакционно-способны, чем, например, азиды натрия или калия (Влияние катиона соли азотистоводородной кислоты и типа растворителя на скорость реакции азидирования / И.К. Кукушкин, В.Т. Косолапов, В.А. Злобин // Известия вузов: Химия и химическая технология - Т. XVIII. - 1975. - Вып. 7.- С. 1043-1047).It is important to note that the azide ion removed from the waste in the form of tetra-substituted ammonium azide accelerates the azidation process in the production of organic azides, since tetra-substituted ammonium azides are more reactive than, for example, sodium or potassium azides (The effect of the cation of the nitric acid salt and the type of solvent on the rate of the azidation reaction / I.K. Kukushkin, V.T. Kosolapov, V.A. Zlobin // University proceedings: Chemistry and chemical technology - T. XVIII. - 1975. - Issue 7.- S. 1043-1047) .

Claims (1)

Способ обезвреживания жидких отходов процесса получения органических азидов, содержащих азиды щелочных металлов, путем удаления азид-ионов, отличающийся тем, что перед окончанием процесса азидирования органического хлорида азидом щелочного металла в органическом растворителе в реакционную массу вводят хлорид четырехзамещенного аммония, после чего реакционную массу выдерживают при температуре 95-99°C в течение 2,5-3,5 часов, а затем охлаждают до 25-30°C и отфильтровывают образовавшийся осадок хлорида щелочного металла, а из фильтрата отгоняют 2/3-3/4 органического растворителя и добавляют толуол или бензол в соотношении к оставшемуся органическому растворителю 3:5-5:1, при этом из раствора выпадает осадок азида четырехзамещенного аммония, который отфильтровывают и используют в процессе азидирования, а раствор органического азида направляют на выделение целевого продукта. The method of neutralizing liquid waste from the process of producing organic azides containing alkali metal azides by removing azide ions, characterized in that before the end of the process of azidation of the organic chloride with alkali metal azide in an organic solvent, tetra-substituted ammonium chloride is introduced into the reaction mass, after which the reaction mass is maintained at at a temperature of 95-99 ° C for 2.5-3.5 hours, and then cooled to 25-30 ° C and the precipitate of alkali metal chloride formed is filtered off and distilled off from the filtrate t of 2 / 3-3 / 4 organic solvent and toluene or benzene is added in the ratio of the remaining organic solvent 3: 5-5: 1, while a precipitate of tetra-substituted ammonium azide precipitates, which is filtered and used in the process of azidation, and the organic solution azide is directed to the selection of the target product.
RU2014118094/05A 2014-05-05 2014-05-05 Method of decontaminating liquid wastes of process of producing organic azides containing azides of alkali metals RU2598434C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118094/05A RU2598434C2 (en) 2014-05-05 2014-05-05 Method of decontaminating liquid wastes of process of producing organic azides containing azides of alkali metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118094/05A RU2598434C2 (en) 2014-05-05 2014-05-05 Method of decontaminating liquid wastes of process of producing organic azides containing azides of alkali metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014118094A RU2014118094A (en) 2015-11-10
RU2598434C2 true RU2598434C2 (en) 2016-09-27

Family

ID=54536266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014118094/05A RU2598434C2 (en) 2014-05-05 2014-05-05 Method of decontaminating liquid wastes of process of producing organic azides containing azides of alkali metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2598434C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU981209A1 (en) * 1980-10-20 1982-12-15 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Технолог" Ленинградского Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологического Института Им.Ленсовета Process for decomposizing alkali metal azide
US4439326A (en) * 1980-12-19 1984-03-27 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh Process for removing ammonium nitrate from aqueous solutions
FR2666441A1 (en) * 1990-08-31 1992-03-06 Jgc Corp Method for treating nitric acid recovered from nuclear fuel reprocessing steps
RU2123211C1 (en) * 1996-12-20 1998-12-10 Производственное объединение "МАЯК" Method for recovering liquid wastes containing hydrazoic acid
RU2194320C2 (en) * 2000-11-28 2002-12-10 Производственное объединение "МАЯК" Method for recovering liquid wastes incorporating metal azides and hydronitric acid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU981209A1 (en) * 1980-10-20 1982-12-15 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Технолог" Ленинградского Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологического Института Им.Ленсовета Process for decomposizing alkali metal azide
US4439326A (en) * 1980-12-19 1984-03-27 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh Process for removing ammonium nitrate from aqueous solutions
FR2666441A1 (en) * 1990-08-31 1992-03-06 Jgc Corp Method for treating nitric acid recovered from nuclear fuel reprocessing steps
RU2123211C1 (en) * 1996-12-20 1998-12-10 Производственное объединение "МАЯК" Method for recovering liquid wastes containing hydrazoic acid
RU2194320C2 (en) * 2000-11-28 2002-12-10 Производственное объединение "МАЯК" Method for recovering liquid wastes incorporating metal azides and hydronitric acid

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014118094A (en) 2015-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012505814A5 (en)
JP4593985B2 (en) Removal of by-products formed during the nitration of toluene
RU2598434C2 (en) Method of decontaminating liquid wastes of process of producing organic azides containing azides of alkali metals
Coburn et al. Scale-up and waste-minimization of the Los Alamos process for 1, 3, 3-trinitroazetidine (TNAZ)
JP4901883B2 (en) Method of distillatively removing dinitrotoluene in process wastewater from the process of producing dinitrotoluene by nitrating toluene with nitration acid
Joshi et al. Environmentally and economically feasibility manufacturing process of potassium nitrate for small scale industries: a review
US10822241B2 (en) Recycling of nuclear liquid waste with boron control
IL176722A (en) Method of producing salts of dinitramidic acid
CN106865573A8 (en) A kind of method that utilization lithium salts by-product nitration mixture prepares commercial fluorided sodium and industrial ammonium chloride
JP5515164B2 (en) Method for recovering ammonium nitrate from wastewater
RS14904A (en) Process for the production of dinitrotoluene by two stage nitration of toluene
US5449835A (en) Synthesis of bis(2,2-dinitropropyl) formal (BDNPF)
WO2015022707A2 (en) Process for the synthesis of trifluoromethanesulfonic acid
PL181256B1 (en) Nitrates recovering system
WO2017023153A2 (en) Method for manufacturing an ammonium phosphate fertilizer having low cadmium content
US7345208B2 (en) Method for making an energetic material
RU2821134C1 (en) Method of producing purified calcium nitrate solution
RU2567313C1 (en) Method for recycling composition of organoarsenic substances containing 10-chlor-5,10-dihydrophenarsazine
RU2780562C1 (en) Method for preparing potassium iodate from potassium iodide
JP7402065B2 (en) Low chlorine waste manufacturing method and low chlorine waste manufacturing equipment
SU981209A1 (en) Process for decomposizing alkali metal azide
RU2572136C1 (en) Method for precipitating chromium (vi)
Shamhal et al. Utilization of rocket fuel oxidizers based on nitric acids
RU2577888C1 (en) Method for recycling on ammophos waste phosphoric acid after anticorrosive treatment of ferrous metals
RU2523472C1 (en) Method of obtaining nitrocellulose

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170506