Способ получения меламина

 

180152

ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскиз

Социалистические

Республик

Зависимый от патента М

Кл. 12р, 10

3 а явл епо 05.l.1963 (№ 812341/23-4) с присоединением заявки М

Приоритет

Ч11К С 076

Номитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДK 547.491.8.05 (088.8) Оп бл и ковано 28. l l.1966. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 26.1 .1966

Авторы изобретения

Иностранцы

Марис Фогагноло, Джузеппе Ринаудо, Енрико Бонди, Умберто Солдано и Массимо Тардани

Иностранная фирма «Монтекатини» (Италия) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛАМИНА

Известен способ получения меламина пиролизом мочевины, по которому расплавленную смесь, содержащую меламин, редуцируют до атмосферного давления и при 165 С обрабатывают водой. Полученной смеси дают охладиться до 20=С. Закристалли",oâàâøèéñÿ меламин отделяют фильтрованием. Полученный продукт содержит до 2,6з/, примесей (аммелин и аммелид).

Для повышения выхода целевого продукта предложен способ получения меламина пиролизом мочевины, согласно которому реакционную смесь после пиролиза редуцируют до давления 15 — 30 ата и подвергают резкому охлаждению обработкой водным раствором, содержащим смесь аммиака, двуокиси углерода и продукты их взаимодействия, а именно карбонат и карбамат аммония.

На фиг. 1, 2, 3 приведены варианты схем осуществления способа.

Вариант 1 (см. фиг. 1).

Реакционная смесь, полученная пиролизом мочевины, поступает в аппарат заглушения (мгновенного охлаждения) 1 через трубку 2.

Раствор меламина выводят из аппарата 1 через трубку 8, фильтруют на фильтре 4, затем пропускают через поплавковый клапан 5, подвергают расширению и охлаждают в танке б для кристаллизации меламина.

Меламип отделяют от маточных растворов в центрифуге 7, кристаллы удаляют в аппарате 8. Маточные и промывочные растворы направляют через насос 9 и трубопровод 10 в головную часть десорбируюшей колонки II, в донную часть которой вдувают пар.

Аммиак и двуокись углерода из головной части колонки 11 удаляют через трубопровод 12 и снова абсорбируют водой в аппара10 те 13, Раствор, насыщенный аммиаком и двуокисью углерода, рецпклируют через трубопровод 11 в колонку заглушенпя (мгновенного охлаждения) насосом 15.

15 В донной части десорбирующей колонки 11 собирается суспензия, состоящая пз аммелина и аммелида, которая в дальнейшем может быть подвергнута обработке для отгонки упомянутых сопродуктов.

20 Потеря меламина при выходе через клапан Iб сравнительно мала благодаря высокой концентрации меламина в растворе, выходящем пз аппарата заглушения.

В колонке 11 и аппарате 18 давление пахо25 дится в пределах от до 20 пти (предпочтительно от 1 до 5 птз) при соответствующих температурах.

Установлено, что низкое давление ускоряет десорбирующее действие, а высокое — позвоЗО ляет достичь более высокой температуры

3 !

ЭСфЛЮКСсl ДЛ51 МЯТО IttbiX PBCTPÎP013, P(ЦИКЛИруемых через трубопрово.i 14.

П р и ы с р 1 (и пер)30мху 13сlрисlпту ) . Смссь, c0cTn»Hty1o из 46 вес. <,р ХН,), 28 вес. р1р СО, 26 В с с. ) jp Р Я с l I;I Я В )1 0111101 0 м ел Я м и и сl и «Р ез трубку 2 прп 380 С и дяп i«Hiiii 100 ат,и рас)пиря!от В аппарате 1 до 20 ат:11 и затем npo5IhlI3it)OT 130ДИ Ы М j)ñl ÑÒÁOPOÌ, ))OCT/I)сl!ОIЦИМ Срсз трубопровод 14 и содержащим 20р/р аммиака )I бр/р СО. В пропорции 0,8 кг раствора на кг меламина.

Ме:tel%it!I)013biII !Эя створ, собир )!ОщHHC51 донной части колонки 11, нагревают до 150"С и зат«м отстаивают в течение 30 лин. В этих

УСЛОВИЯХ ВСС КОЛИЧЕСТВО сl ММ ИЯ 1" Я И ДВУ OKÈÑ И углсрОдя, сопровождающсc расплавленный

МСЛЯМИП, ОТГОНЯСТС5! 11 ОТ!30ДИТСЯ ИЗ 13«P);))C)I ! асти десорбирующей колонки через систему 17, И для автомат)гческогO регулирования да 13л(н)151. Мс, 1 ям и по!3ый рястВОр выВодят из аппарата через трубку 8, фильтруют на ф и л b T !э с 4, j) сl с 1!! и р 51 10T и с р с 3 к i я и я I I б 1 i О хЛЯЖ 1ЯIОТ В ТсlПКЕ О.

ПОСЛС ЦЕ!1Т!ЭИ(!)Х ИРОI)сlпИЯ )IO»3 lсl IOT МСЛс! мин следукицсго состава (13 13«с. р/p): мелами))я 99,1; ))Oj)acTI)op»iitt В воде 0,3; изотриазипов 0,6.

Мсlточ ны(P HcTBOP1>I, со IcjýæH II) He .\ Н, и

COp, iiH tl p 313 I5tIOT tI0 Tp) OO))pOI30>) 10 t3 г0ловную часть десорбирующсй колонки ll, где

ХН) и СО удаляют вдуванием пара В донную часть колонки при à .ìîñôåðíîì давлсHHH и !00 С, и затем снова абсорбируют 13 воде ири 30 С в аппарат« 18 для маточных

P3CTi30jЭО13 j) t) CIICIñ1t3ËCItI)0ÃO МЕЛЯ МИНЯ, В РСзультяте чего получя!От раствор. имеющий

Описанньш выше состав.

Раствор рециклируют на этап зяглушения насосом lб через автоматическую систему 19 20 lля регули1эовяпия у!эОвня

Содержание меламина определяется в каждом случае потенциометрическим титрованием с Н SO) в соответствии со способом Дохлеманна.

Процент изотриазина определяется ультрафиолетовой адсорбцией.

В а р и а н т II (см. фиг. 2).

При этом цикле двуокись углерода удаля)от до кристаллизации путем десорбирования с аммиаком. Последующую кристаллизаци)о меламина осуществляют в присутствии только аммиака с тем, чтобы сохранить в растворе гидроксилированные сопродукты.

Раствор меламина, выходящий из аппарата заглушения (мгновенного охлаждения) 21, пропускают через трубку 22 В головную часть десорбирующей колонки 28, в которой поддерживается такое )ке или более низкое давление, чем на этапе зяглушения (мгновенного охлаждения) .

Для удаления растворенной двуокиси углерода в нижнюю часть колонки 28 вдувается аммиак.

Газообразную смесь, состоящую из аммиака, двуокиси углерода и пара, подают 13 го180152

Io)3IiyI0 часть колонки через трубопровод 24.

Суспенз!Ио мелямина В воде и аммиаке выводят из донной части колонки 28 и фильтруют на фильтре 25, подверга!от расширению через клапан 2б и кристаллпзуют путем охлаждения в аппарате 27.

Суспепзшо центрп()уг)!ру!От па центрифуге 28, Маточные растворы, содержащие ам )ияк, c)to!31) под13ергают сжатию при помощи

>0 насоса 29, я затем через трубку 80 направляют в адсорбирующий аппарат 81 для удаления ХН;3, СО и пара, освобожденных из гOловной части дссорбпрующей колонки -8.

15 Присутствующие в Восстановленных посл« центрифугирования маточных растворах оксиаминотриазипы ввиду растворенного в )IHx

СО. легко осаждаются; пх удаляют фильтроВанием па фильтре 82.

20 Регулиро!)янисм дав.!ен)35! и температуры в ядсорбирующсм аппарат« 81 мож)ю получить

l3 сго дошюй части раствор, насыщенный аммиаком и двуокисью углерода в условиях десорбирования, который после фильтрования

25 подвергается рециклированию через трубопровод 88.

В головной части аппарата 81 отгоняют чистый аммиак и затем его рециклируют в десорбирующую колонку 28.

30 Колонка 28 и аппарат 81 могут функционировать при 100 — 200"С (предпочтительно 120 и 170 С). Концентрация аммиака, находяще. гося в этих аппаратах, может меняться от 2 до 30р/р (предпочтительно 5--20pjp).

35 Рабочую температуру выбирают 13 зависимости от давления и процента растворенного аммиака.

Пример 2 (ко второму варианту).

Смесь, состоящую из NH), CO-» и расплав40 ленного меламина (состав аналогичен примеру 1) и выходящую при 380" С и давлении

100 ат,)1 из реактора, расширяют до 15 атс)1 и промывают вводимым через трубопровод 88

Водным РаствоРом, котоРый содеР>кит 8,0)1р

45 . Н,) и 2,0% СО. и насьпцеп при 25 С меламином, в соотношении 7 кг раствора на 1 кг рас!)лавленного меламина.

Суспензию меламина собирают В донной части аппарата заглушения (мгновенного ох50 лаждения) 21, нагревают до 170 С и выдержива!от в течение 20 ))цн.

Также удаляют из головной части колонки через клапан 84 и смесь !Х!Н;, и СО>, которая сопровождает расплавленный меламин.

55 Меламиновый раствор направляют в десорОирующую колонку 28, заполненную кольцами Рашига, и выдержива!от при тех же давлениях и температуре, которые няолюдаются в аппарате заглушения.

60 В донну)о часть десорбирующсй колонки 28 вдувают аммиак в соотношении 0,1 кг 1)a

1 кг раствора. .г)мм5)ач5!ый раствор мслямина, собирающийся В донной части колонки, фильтруют че65 рез фильтр 25, расширяют через клапан 2б и

180152 охлаждают в аппарате 27 для выкристаллизовывания меламина.

В рабочих условиях установки мела lnii, выходящий из центрифуги 28, содержит (в вес. »/»): меламииа 99,2; иеряспюримых в воде 0,3; изотриазинов 0,5.

Лммиа гньге маточные рг)створ!.! рсциклируют в поглотительную колонку 81 насосом "9 при давлении 16 ат.)г для . имического соединения с двуокисью углерода, поступающей через трубопровод 24 из десорбирующей колонки 28, путем реакции с аммиаком, растворенПЪ|М В Мято гНЫХ PBCTIIOP3 X.

Из донной части колонки получают раствор аммиака и двуокиси углерода, содержаLIlHII в суспепзированном состоянии оксиамп)ютриязины, осажденные из аммиачных ilaточных растворов дейcTulic» СО..

PяствОр, пасhtгцсгnil>IЙ ям м и я еом I;I ву— окисью углеро;га, фильтруют через фильтр 82 для удаления этих сопродуктов и зятем возвращают ия этап заглушения.

Аммиак, собрапныи в головной части аппарата 81. снова направляют в десорбирующую колонку 23 при помогци воздуходувки (на

)ертегке не показана).

В я р и а и т II I (см. фиг. 3) .

Мсламиповую массу из аш!арата заглушения (мгновенного охлаждения) 86 расширяют через клапан 86 и направляют и десорбирующую колош у 87, в которую Ilo трубопроВОду и ЦОступяет пг1р для ОтгОнеи г)»1мивея и двуокиси углерода.

Смесь, состоящую из амм и а ка, двуокиси углерода и воды, выделяюпгуюся в головной части десорбирующей колонки, пропускают через трубку 89 в аппарат 40, где вновь абсорбируют водой и затем снова направляют в аппарат заглушения 85.

Сусиепзию, вышедшую из донной части колонки, направляют в диссольвер 41, в которой через трубопровод 42 рециклируют в определенном количестве щелочные маточные растворы, содержащие NaOH, для получения меламинового раствора, насыщенного при

100" С.

1Целочной меламиновый раствор, выходящий через трубку 48, фильтруют в аппарате 44 при 100 С и затем направляют в кристаллизатор 45. Меламин отделяют от щелочных маточных растворов в центрифуге 46.

Маточные растворы рециклируют в диссольвер 41 после достаточной очистки и после восстановления или пополнения NaOH.

Колонка 87 и аппарат 40 могут функционировать при давлении в диапазоне между 1 ат>я и давлением фазы заглушения (предпочтительно 1 — 6 ат>)г) .

Содержание NaOH в маточных растворах, рециклированных через трубопровод 42, составляет 0,1 — 0,4»/,.

При выборе конструктивных материалов следует учитывать, что смесь, состоящая из воды, аммиака, двуокиси углерода и меламина, o!lent коррозиеактивна при температурах

ci)I>iLLtc 100 С, в cn:I), !Ii. c!) I)t)i>!!IIIO ttcnoctt>ç>t! л! ыс )iåðæ!! всгоiiгис стя;! )! Оыстро изняшilвяются. Однако добавление небольших процентHых количеств кислорода или воздуха к

5 этим растворам предотвращает коррозшо.

Более дорогие материалы, такие как Ti, Та, ZI, А ). очень хорошо противостоят коррозирующей среде даже при отсутствии О .

Пример 3 (к третьему варианту).

10 Смесь, состоящую из аммиака, двуокиси углерода и расплавленного меламина, поступающую из реактора (на чертеже не показан) при тех же условиях и с тем же составом, что и в примерах 1 и 2. расширяют до

15 30 атгя и заглушают (резко охлаждают) во;Н Ы М P3CTBOPOit Я М МИ Я КЯ И ДВУОЕИСИ УГ. гЕРОда, содержащим 25)i» ХН» и 8"„СО., в соотношении 9 кг раствора на 1 кг мелямииа.

Суспензию меламина собира!от в донной

20 части аппарата заглушения 35, нагревают при

150 С и выдерживают в течение 1 часа.

Газы, иервои» Iaëüno поступившие из реактора вместе с расплав tenn!lit мелам ином. удаля)от nç головной части колонки через Яв25 томатическую систему 47, 43 для контролирования давления.

Меламиновый раствор пропускают ири атмосферном давлении через клапан 86 и направляют в десорбирующую колонку 87, в

30 донную часть которой через трубопровод 38 вдувают tlap в соотношении 0,25 кг пара на

1 кг суспензии, для удаления аммиака и растворенной двуокиси углерода.

1 Iз донн!) )! IclcTII l»0100 KH 8г >дя IDIOT c)!c35 пензию, свободную от ХН) и СО., которую паиравля)от в zttccoльвер 41, причем в этои сусиеизии находятся )целочные маточные растворы, рециклированные через трубопровод

42, насыщенные мелямином при 25 С и содср40 жящие 0,2»j<) ХаОН. Этот процесс продолжается, пока не получится насыщенный раствор при 100 C. содержащий примерно 5»,» мелямина.

В рабочих условиях установки меламии со45 держит (в вес. »/,): меламиня 99.0; нерастворимых в воде 0,2; изотриазинов 0,7.

Маточные растворы вместе с промывочными растворами, очищенные и укрепленные щелочью до содержания 20»/» ХаОН, рециклиру50 ют в диссольвер 41.

Смесь аммиака, двуокиси углерода и воды, выходящую из десорбиругоще)1 колонки 37, адсорбируют водой в аппарате 40. В результате. получают насьпценный раствор, состоя55 щий из аммиака и двуокиси углерода, который рециклиругот в колонку зяглушения.

Предмет изобретения

Способ получения меламина пиролизом мо60 чевины с последующим редуцировянием реакционной смеси, охлаждением ее до 150—

170=С, фильтрованием, кристаллизацией ири атмосферном давлении и центрифугированием, от.гггчаю цаг1ся тем, что, с цель)о повыше65 иия выхода целевого продукта. реакционную

180152

4Ь2 Z

28 Zg

Составитель Казанская

Редактор Л. Л. Утехина Техред Л. К. Ткаченко Корректоры: В. П. Федулова и Л. В. Тюняева

Заказ 819, 17 Тираж 600 Формат бум. 60X90 /8 Объем 0,44 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС1

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2 смесь редуцируют до давления 15 — ЗО ати и подвергают резкому охлаждению обработкой водным раствором, содержащим смесь аммиака, двуокиси углерода и продукты их взаимодействия, а именно кароопат н карбамат аммони я.