Brevet FR2565959A1 — publié le 19851220

"Procédé pour la fabrication de cyanamide sodique hydrogénée solide" L'invention concerne la fabrication de cyanamide sodique hydrogénée (cyanimide monosodique). Il est connu que l'on peut fabriquer l'hydrogènecyanamide sodique par réaction de cyanamide avec du méthylate ou de l'éthylate de sodium dans des alcools. (voir E.Drechsel, J.prakt.Chemie 11 284/53, page 31,1875). Suivant le document DE-OS 25 58 903, il est aussi possi- ble d'utiliser comme base, à la place des alcoolats, de l'hydroxyde de sodium déshydraté, en utilisant comme sol- vants des alcools aliphatiques à 3 à 6 atomes de carbone. Ces procédé de fabrication donnent sans doute la cyanamide monosodique avec une pureté élevée, toutefois, dans ces procédés, on doit partir de cyanmide solide et d'alcoolats sodiques ou d'hyroxyde de sodium solide et en outre, opérer dans des alcools le plus possi- ble exempts d'eau. Par suite, ces procédés'sont assez onéreux et coûteux et présentent peu d'intérêt à l'échelle industrielle. On a essayé, pour cette raison de faire réagir la cyanamide avec de la lessive de soude caustique, en solution aqueuse, ce qui se produit en principe. Les solutions aqueuses de cyanamide sodique hydrogénée ainsi obtenues ne sont toutefois pas très stables et se -2- décomposent lentement, déjà à la température ambiante, pendant qu'il se forme entre autres, de l'urée, de l'ammo- niac, du carbonate de sodium et de la dicyandiamide. Il faut en conséquence concentrer les solutions aqueuses, sous vide, dans des conditions,extrème- ment délicates pour isoler la cyanamide monosodique formée, qui d'autre part est très bien soluble à l'eau. Ces condi- tions délicates ne se réalisent qu'à peine à l'échelle du laboratoire à l'aide d'un évaporateur à rotation. Si l'on transfère le procédé à l'échelle technique, on rencontre ici toutefois d'importantes difficultés. L'invention a en conséquence pour objet de réaliser un procédé pour la fabrication de cyanamide sodique hydrogénéequi ne présente pas les inconvénients connus dans l'état de la technique, mais qui permet au con- traire de fabriquer -la cyanamide sodique hydrogénée avec une bonne pureté par des moyens techniques relativement simples. A cet effet, l'invention propose de concentrer jusqu'à siccité, et éventuellement de sécher exclusivement, la solution contenant ou la suspension conte- nant la cyanamide sodique hydrogénée à l'aide d'un atomiseur ou d'un sécheur par pulvérisation. On a été surpris de constater qu'à l'aide du procédé suivant l'invention, on obtient un produit pul- vérulent et s'écoulant bien dont la finesse et la réactivité sont très grandes, qui se prête en conséquence, remarqua- blement à d'autres réactions, et qui ne prend pas en masse même après une longue durée de stockage. On surmonte ainsi le préjugé d'après le- quel on obtient toujours la cyanmide sodique hydrogénée sous la forme d'une substance sensible à l'humidité (voir Angew Chem.86.S 390,1974). Dans le procédé suivant l'invention, la solution aqueuse ou la suspension de cyanamride sodique hydrogénée est envoyée, immédiatement après la réaction -3- de la solution aqueuse de cyananide avec la lessive de soude caustique, à un séchoir courant par atomisation ou pulvérisation, la teneur en matière solide de ces solu- tions ou suspensions se situant en règle générale entre 20 et 70% en poids. Bien que la cyanamide sodique hydrogénée soit une base forte, on peut procéder au séchage suivant l'invention par atomisation ou pulvérisation même avec de l'air contenant du dioxyde de carbone. Les produits séchés de cette façon contiennent en moyenne de 3 à 10 % de carbo- nate de sodium. Si l'on veut donc obtenir un produit à peu près exempt de carbonate de sodium, on doit en consé- quence opérer avec de l'air exempt de dioxyde de carbone. L'élfmination du dioxyde de carbone de l'air peut se faire par les procédés habituels, tels que par exemple à l'aide de tamis moléculaires, de lessive de soude caustique, d'oxy- de ou d'hydroxyde de calcium. Au lieu d'air, on peut aussi utiliser, comme gaz chauffant, un gaz inerte, tel que l'azote par exemple. Les séchoirs par atomisation ou pulvérisa- tion doivent fonctionner de façon telle que la température d'entrée du gaz chaud se situe entre 110 et 200 C, et la température de sortie, entre 40 & 120 C. De cette façon, on est assuré que le produit est concentré et séché rela- tivement vite et cependant sans décomposition sensible. Comme séchoir par atomisation ou pulvé- risation, on peut utiliser tous les appareils courants dans la technique: Les pulvérisateurs à disques pour cons- truction suspendue ou verticale se sont montrés ici parti- culièrementavantageux. On peut mettre en oeuvre, sans pro- blème, comme appareils de pulvérisation, des buses à un ou deux produits. La cyanamide sodique hydrogénée est obte- nue, après concentration de la solution, sous la forme d'une -4- poudre fine avec une pureté d'environ 82 à-94 % et une humi- dité résiduelle d'environ 1 à 3 %. Si nécessaire, le pro- duit peut être ensuite soumis à un complément de séchage. Le procédé suivant l'invention peut être transféré sans difficulté à l'échelle industrielle, car il demande une faible dépense et donne un produit dont la pureté est très bonne, et l'aptitude à l'écoule- ment et la stabilité au stockage remarquables. Les exemples ci-après doivent faire mieux comprendre l'invention sans toutefois la limiter au- cunement. Exemples: Dans les exemples 1 & 2 ci-après, on a utilisé une installation de pulvérisation centrifuge: Niro Atomiser, type M-02-B, Transportabler Minor: la tour de pulvérisation a un diamètre de 80 mm, une hauteur cy- lindrique de 600 mm, et est pourvue d'une partie inférieure conique à 60 . Exemple 1: Dans un ballon à trois cols de 10 litres, on met en place 5 196 g (63 moles) de lessive de soude caustique à 48,5 %, technique, puis 5096 g (60 moles) d'une solution de cyanamide à 49,5 % aqueuse (cyanamide L-500 SKW), en agitant bien et avec refroidissement extérieur, en l'es- pace de 4,5 heures, de façon que la température ne s'élève pas au-dessus de 25 C. Ensuite, on envoie la solution réac- tionnelle ainsi obtenue, pendant 4 heures et 20 min (2 375g/h) dans le pulvérisateur centrifuge décrit ci-dessus. La tempé- rature d'entrée de l'air normal se monte ici à 158 C (85 kg d'air/h), la température de sortie de l'air se monte à 98 à 99 C. Le disque du pulvérisateur marche ici à une vitesse de rotation d'environ 34 000 tours/min.Après achèvement de l'atomisation on a procédé au pesage: - 5 a) Produit séparé dans le collecteur(dans le verre à poudre) 3 758 g (97, 8 %) cyanamide sodique hydrogénée Teneur 87 % calculée N 43,76 % trouvé N 41,20% trouvé: dicyandiamide 2,9 % urée 2,6% carbonate de sodium 5,3 % Eau (suivant Karl Fischer) 2,3 % b) Produit déposé sur la paroi du séchoir et qui a été retiré après achèvement de 1' essai g (5,4 %) de cyanamide sodique hydrogénée Teneur 83,9 % calculé N 43,76% trouvé N 40, 63 % trouvé: dicyandiamide 2,9 % urée 2,4 % carbonate de sodium 9,2 % eau (suivant Karl Fischer) 1,8% Exemple 2: L'essai 1 a été répété en utilisant toutefois de l'azote au lieu d'air normal. Dans ce cas, on a-trouvé dans le produit séparé dans le récipient seulement 0,4 % de carbonate de sodium, et il avait une teneur de 91,6 % en cyanamide sodique hydrogène. Dans le produit déposé sur la paroi du séchoir, on a trouvé 0,6 % de carbonate de sodium et 90,4 % de cyanamide sodique hydrogénée. -6- R E V E N D I C A T I 0 N S 1 / Procédé pour la fabrication de cyanamide sodique hydrogénée par réaction de cyanamide avec de l'hy- droxyde de sodium en solution aqueuse, caractérisé en ce que l'on concentre, et éventuellement sèche exclusivement, la solution ou la suspension aqueuse contenant la cyanamide sodique hydrogénée, à l'aide d'un séchoir par atomisation ou pulvérisation jusqu'à siccité. 2 / Procédé suivant la revendicationl, carac- térisé en ce que la solution ou suspension aqueuse présente une teneur en matière de 20 à 70 % en poids. 3 / Procédé suivant l'une des revendications 1 & 2, caractérisé en ce que, comme gaz chauffant, on uti- lise de l'air exempt de dioxyde de carbone. 4 / Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise, comme gaz chauffant, de l'azote. / Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que la température d'entrée du gaz chauffant se monte à 110 à 200 C. 6 / Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que la température de sortie du gaz chauffant se monte à 40 à 120 C. 7 / Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise comme installation de pulvérisation, un pulvérisateur à disque pour construction suspendue ou verticale. 8 / Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise comme installation de pulvérisation, un appareil à une ou deux buses de produit.