Способ получения концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов

 

Изобретение относится к способам получения концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов, применимых в различных отраслях промышленности, в том числе в качестве источника концентрированного формальдегида. Способ получения концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов, по которому водный раствор формальдегида, содержащий метанол при молярном соотношении формальдегида и метанола не менее 2 : 1, концентрируют дистилляцией, пар со стадии дистилляции подают на абсорбцию раствором карбамида, осуществляемую при pH 3 - 10, верхний продукт абсорбции отводят, а нижний продукт смешивают с концентрированным раствором формальдегида со стадии дистилляции при 20 - 110^oC и pH 3 - 10 до получения стабильного раствора концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов. В одном из вариантов предлагаемого способа часть раствора карбамида смешивают с концентрированным раствором формальдегида со стадии дистилляции и с нижним продуктом абсорбции. В другом варианте предлагаемого способа раствор карбамида готовят, используя верхний продукт абсорбции. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам получения карбамидоформальдегидных продуктов, в том числе смол, которые применяются в качестве источника концентрированного формальдегида в различных отраслях промышленности.

Формальдегид широко используется в промышленности и может применяться в виде газа, водно-метанольного раствора (формалина) и различных концентратов. Водные концентраты формальдегида, стабилизированные карбамидом, удобны тем, что карбамид, входящий в их состав, является одновременно стабилизатором и компонентом сырья при применении концентратов в производстве карбамид- и меламинкарбамидоформальдегидных смол, других продуктов на основе формальдегида и карбамида.

Известен способ [1] получения карбамидоформальдегидных клеев или смол, отличающийся тем, что растворы, полученные путем конденсации и абсорбции газов каталитического окисления метанола воздухом, дистиллируют в двух дистилляционных колоннах с получением концентрированного водного раствора формальдегида и метанола, причем концентрированный водный раствор формальдегида смешивают с карбамидом с получением карбамидоформальдегидных продуктов клеев или смол. Для получения концентрированного водного раствора формальдегида приходится применять две дистилляционные колонны, работать в режиме дистилляции с высокими флегмовыми числами, что ведет к удорожанию процесса.

Таким способом удается сконцентрировать формальдегид до такой степени, которую позволяет достигнуть удаление метанола в процессе дистилляции. При попытке сконцентрировать формальдегид с дальнейшим удалением воды после удаления метанола формальдегид появляется в дистиллате, т.к. вода образует с формальдегидом псевдоазеотроп [2] Этого недостатка лишен способ [3] получения концентрированного карбамидоформальдегидного раствора антислеживающей добавки, предусматривающий совместную дистилляцию карбамида с формальдегидом и метанолом, причем в результате взаимодействия формальдегида с карбамидом в паровую фазу и соответственно в дистиллат попадает незначительное количество формальдегида.

Но в этом случае в дистиллате присутствует метанол, загрязненный примесями, образующимися при разложении карбамида и взаимодействии его с метанолом, а карбамид попадает в куб колонны, где при высокой температуре происходит образование продуктов, присутствие которых в карбамидоформальдегидном концентрате нежелательно для некоторых способов его применения, например, замедляющих отверждение карбамидоформальдегидных смол, применяемых в деревообработке. В частности, образуются соединения, содержащие уроновый цикл [4] Технической задачей изобретения является получение стабильных карбамидоформальдегидных продуктов, пригодных, в числе прочих способов применения, в качестве сырья для производства карбамидоформальдегидных смол. Для этого указанные карбамидоформальдегидные продукты должны содержать общий формальдегид в концентрации не менее 50 мас. причем в уроновые циклы должно быть связано не более 0,5% от общего карбамида.

Предлагаемый нами способ сочетает преимущества связывания формальдегида из паров при помощи абсорбции карбамидсодержащим раствором с преимуществами получения карбамидформальдегидных продуктов в регулируемых условиях взаимодействия карбамида и формальдегида, причем образуется дистиллат, не содержащий существенных количеств формальдегида и примесей, образующихся в результате взаимодействия карбамида с метанолом, в связи с чем не требуется дорогостоящей утилизации дистиллата. Часть этого дистиллата по одному из вариантов предлагаемого способа может быть вновь использована для приготовления раствора карбамида.

Сущность предлагаемого способа состоит в концентрировании формальдегида при помощи дистилляции с последующей стабилизацией полученного концентрированного формальдегидсодержащего раствора продуктом, получающимся в результате абсорбции формальдегида из пара дистиллата раствором карбамида.

В результате стабилизации нижнего продукта дистилляции - концентрированного формальдегидсодержащего раствора, нижним продуктом абсорбции карбамидформальдегидным раствором, получается концентрированный карбамидформальдегидный продукт, содержащий малое количество уроновых циклов (не более 0,5% в пересчете на карбамид).

По предлагаемому способу используется раствор формальдегида с молярным соотношением формальдегида к метанолу не менее 2 1, т.к. использование раствора формальдегида с соотношением формальдегида и метанола более 2 1 (как, например, по указанному выше способу [3]) ведет к загрязнению дистиллата продуктами взаимодействия карбамида с метанолом.

Получение формальдегидсодержащего раствора с молярным соотношением формальдегида и метанола не менее 2 1 проводится любым из доступных методов.

Водный раствор формальдегида, содержащий метанол при молярном соотношении формальдегида и метанола не менее 2 1, концентрируют дистилляцией, пар со стадии дистилляции подают на абсорбцию раствором карбамида, осуществляемую при pH 3 10, верхний продукт абсорбции отводят, а нижний продукт смешивают с концентрированным раствором формальдегида со стадии дистилляции при 20 110^oC и pH 3 10 до получения стабильного раствора концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов.

В одном из вариантов предлагаемого способа часть раствора карбамида смешивают с концентрированным раствором формальдегида со стадии дистилляции и с нижним продуктом абсорбции.

В другом варианте предлагаемого способа раствор карбамида готовят, используя верхний продукт абсорбции.

Качественный состав карбамидоформальдегидного раствора, образующегося в абсорбционном аппарате, также можно регулировать при помощи подачи различных количеств абсорбционного раствора и/или возврата сконденсированных после абсорбции паров.

Пример 1. 910 кг раствора формальдегида, содержание формальдегида 55% мас. метанола 0,5% мас. молярное отношение формальдегида и метанола 103,1, направляют на дистилляцию, 300 кг пара дистиллата с содержанием 25% формальдегида, 1,3% метанола, 73,7% воды направляют на абсорбцию при pH 8, куда в качестве абсорбционного раствора подают 214 кг раствора карбамида с содержанием 70% карбамида, со стадии абсорбции отводят 124 кг верхнего продукта состава 0,1% мас. формальдегида, 2,9% мас. метанола, 97,0% мас. воды, а нижний продукт абсорбции в количестве 291 кг подают на смешение при pH 8 и температуре 80^oC с 610 кг кубового продукта дистилляции состава 69,9% формальдегида, 0,1% метанола и 30% воды, и со 100 кг 70% раствора карбамида, при этом после смешения получают 1000 кг раствора концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов, содержащих 50% общего формальдегида и 15% общего карбамида, причем 0,2% от общего количества карбамида связано в уроновые циклы.

Пример 2. 1121 кг раствора формальдегида, содержащего формальдегида 45% мас. метанола 20% мас. молярное отношение формальдегида и метанола 2,1, направляют на дистилляцию, 500 кг пара дистиллата с содержанием 20% формальдегида, 43% метанола, 37% воды направляют на абсорбцию при pH 10, куда в качестве абсорбционного раствора подают 314 кг раствора карбамида с содержанием 70% карбамида, приготовленного с использованием 94 кг верхнего продукта абсорбции, со стадии абсорбции отводят 435 кг верхнего продукта состава 1% мас. формальдегида, 49% мас. метанола, 50% мас. воды, а нижний продукт абсорбции в количестве 279 кг подают на смешение при pH 10 и температуре 40^oC с 621 кг кубового продукта дистилляции состава 65% формальдегида, 1,4% метанола и 33,5% воды, при этом после смешения получают 1000 кг раствора концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов, содержащих 50% общего формальдегида и 22% общего карбамида, причем 0,1% от общего количества карбамида связано в уроновые циклы.

Пример 3. 1510 кг раствора формальдегида, содержание формальдегида 37% мас. метанола 5% мас. молярное отношение формальдегида и метанола 6,9, направляют на дистилляцию, 1100 кг пара дистиллата с содержанием 25% формальдегида, 6,7% метанола, 68,3% воды направляют на абсорбцию при pH 3, куда в качестве абсорбционного раствора подают 314 кг раствора карбамида с содержанием 70% карбамида, со стадии абсорбции отводят 823 кг верхнего продукта состава 1% мас. формальдегида, 8% мас. метанола, 91% мас. воды, а нижний продукт абсорбции в количестве 591 кг подают на смешение при pH 10 и температуре 40^oC с 409 кг кубового продукта дистилляции состава 69,5% формальдегида, 0,5% метанола и 30% воды, при этом после смешения получают 1000 кг раствора концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов, содержащих 55% общего формальдегида и 22% общего карбамида, причем 0,1% от общего количества карбамида связано в уроновые циклы.

Формула изобретения

1. Способ получения концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов путем дистилляции водного раствора формальдегида, содержащего метанол, и абсорбции формальдегида раствором карбамида, отличающийся тем, что сначала водный раствор формальдегида, содержащий метанол при молярном соотношении формальдегида и метанола не менее 2 1, концентрируют дистилляцией, пар со стадии дистилляции подают на абсорбцию раствором карбамида, осуществляемую при pH 3 10, верхний продукт абсорбции отводят, затем нижний продукт смешивают с концентрированным раствором формальдегида со стадии дистилляции при 20 110^oС и pH 3 10 до получения стабильного раствора концентрированных карбамидоформальдегидных продуктов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть раствора карбамида смешивают с концентрированным раствором формальдегида со стадии дистилляции и с нижним продуктом абсорбции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор карбамида готовят, используя верхний продукт абсорбции.