Способ получения карбамидоформальдегидного концентрата


 


Владельцы патента RU 2481359:

Открытое акционерное общество "Тольяттиазот" (RU)

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата. Способ включает окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа, а также хемосорбцию и абсорбцию формальдегидсодержащего газа в двух последовательно расположенных колонных аппаратах. Для хемосорбции в первом колонном аппарате используют 50-65%-ный водный раствор карбамида. Выходящий из хемосорбционной колонны газ делят на две части, меньшую подают на каталитический дожиг, а большую в нижнюю секцию второго колонного аппарата для абсорбции формальдегида деминерализованной водой. При этом образующийся во втором колонном аппарате раствор метиленгликоля поступает на смешение с раствором карбамида в прямоточный смеситель с получением форконденсата, подаваемого в верхнюю секцию первого колонного аппарата. Изобретение позволяет повысить эффективность производства и предотвратить образование труднорастворимых продуктов. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к способам получения карбамидоформальдегидного концентрата с улучшенными свойствами и фракционным составом, применяемого в качестве сырья в производстве высококачественных малотоксичных смол, используемых для склеивания древесины, при получении ДСП, ДВП и МДФ класса эмиссии Е-0, Е-1 по формальдегиду, при синтезе антипиренов, а также как антислеживающей добавки к карбамиду и других целей.

Интерес к данному продукту обусловлен возросшими требованиями к охране окружающей среды на предприятиях деревообработки, производящих карбамидоформальдегидные смолы. По указанной причине наиболее перспективными являются технологические процессы, предусматривающие применение карбамидоформальдегидного концентрата с суммарным содержанием карбамида и формальдегида более 80% мас. (КФК-85). Его применение позволяет исключить образование более 200 тысяч т/год высокотоксичных надсмольных вод, формирующихся на стадии получения клеевых композиций с использованием метанолсодержащего формалина [см. В.Н.Махлай. С.В.Афанасьев. Химия и технология карбамидоформальдегидного концентрата. Самара. Изд. Сам. научного центра РАН. 2007. - 234 с.].

Известен [GB 1517366, кл. C08G 12/12, C07G 45/24, 47/04] метод получения карбамидоформальдегидного концентрата, включающий в себя четыре стадии хемосорбции формальдегидсодержащих газов, полученных на серебряном катализаторе, водным раствором карбамида.

Рассматриваемый технологический процесс предусматривает использование на первой ступени хемосорбции подачу карбамидоформальдегидного концентрата с разных колонн.

К недостаткам данного каскадного способа синтеза карбамидоформальдегидного концентрата необходимо отнести трудность поддержания в абсорберах необходимых мольных соотношений формальдегида и карбамида, что в свою очередь не гарантирует стабильность качества вырабатываемого продукта. Более того, из-за низких значений рН в первых трех колоннах каскада, наряду с метилолмочевинами в карбамидоформальдегидном концентрате образуются различающиеся по строению метиленмочевины, ответственные за его повышенную вязкость и образование осадка на внутренней поверхности абсорбционных колонн.

С другой стороны, использование серебряного катализатора окислительного дегидрирования метанола в формальдегид приводит к существенному возрастанию концентрации метилового спирта в товарном продукте. Это снижает реакционную способность карбамидоформальдегидных смол на его основе и способствует загазованности помещений на стадии прессования древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит.

Известен [RU №2142964, кл. C08G 12/12] способ получения карбамидоформальдегидного концентрата, включающий окислительное дегидрирование метанола на железомолибденовом катализаторе в реакторе трубчатого или полочного типа и стадию хемосорбции формальдегидсодержащего газа в трехсекционной колонне 50-65%-ным водным раствором карбамида с добавкой 0,05-2,0 мас.% амина, подаваемого на одну из тарелок абсорбционной колонны одновременно с раствором щелочи 12-24%-ной концентрации, и поддержание на нижней и средней секциях колонны мольного соотношения формальдегид: карбамид 4,2-6,2 и 2,2-4,4 и рН 7,5-9,3 и 7,4-9,4, соответственно.

Варьирование содержания уроновых и триазиноновых производных в готовом продукте достигается изменением значений рН среды, содержания аминного компонента в растворе карбамида на нижней и средней секциях абсорбционной колонны и мольного соотношения карбамид:формальдегид в готовом продукте.

К недостаткам рассматриваемого способа могут быть отнесены значительные колебания рН по секциям колонны, обусловленные изменением активности и селективности железомолибденового катализатора, режимов ведения процесса абсорбции, нестабильностью качества применяемого карбамида по буферной емкости.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения карбамидоформальдегидного концентрата, описанный в [RU №2418008. кл. C08G 12/00, C08G 12/12, С07С 47/052, С07С 47/055]. Он включает окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на железомолибденовом или серебряном катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа, а также хемосорбцию и абсорбцию формальдегидсодержащего газа в двух последовательно расположенных колонных аппаратах, причем при хемосорбции в первом колонном аппарате в качестве абсорбента используется 50-65%-ный водный раствор карбамида с получением при хемосорбции карбамидоформальдегидного концентрата, выходящий из хемосорбционной колонны неабсорбированный газ делится на две части, меньшая направляется на каталитический дожиг, а большая - в нижнюю секцию абсорбера; при абсорбции во втором колонном аппарате используется деминерализованная вода с подачей образующегося раствора метиленгликоля в верхнюю секцию первого колонного аппарата.

Применительно к известному решению можно отметить недостаточно высокую эффективность смешения растворов метиленгликоля и карбамида в верхней секции абсорбера в случае их раздельной подачи на хемосорбцию, что способствует отложению олигомеров метиленмочевин внутри аппарата.

Технической задачей изобретения является оптимизация схемы получения карбамидоформальдегидного концентрата с целью повышения эффективности производства и предотвращения образования труднорастворимых продуктов.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе хемосорбцию и абсорбцию формальдегидсодержащего газа проводят в двух последовательно расположенных колонных аппаратах, вначале 50-65%-ным водным раствором карбамида, а затем деминерализованной водой с последующим смешением образующегося раствора метиленгликоля с раствором карбамида в прямоточном смесителе и подачей полученного форконденсата в верхнюю секцию первого колонного аппарата.

Таким образом, сущностью предлагаемого технического решения является способ получения карбамидоформальдегидного концентрата, включающий окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа, а также хемосорбцию и абсорбцию формальдегидсодержащего газа в двух последовательно расположенных колонных аппаратах с использованием для хемосорбции в первом колонном аппарате 50-65%-ного водного раствора карбамида и получением карбамидоформальдегидного концентрата, с делением выходящего из хемосорбционной колонны газа на две части и подачей меньшей на каталитический дожиг, а большей в нижнюю секцию второго колонного аппарата для абсорбции формальдегида деминерализованной водой, причем образующийся во втором колонном аппарате раствор метиленгликоля поступает на смешение с раствором карбамида в прямоточный смеситель с получением форконденсата, подаваемого в верхнюю секцию первого колонного аппарата.

Данное техническое решение интересно тем, что при контакте водных растворов карбамида и метиленгликоля в прямоточном жидкостном смесителе происходит полное связывание формальдегида в метилольные производные карбамида. Тем самым снижается содержание формальдегида в абгазе, направляемого на каталитическую очистку.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером (см. фиг.).

Пример

В два последовательно расположенных испарителя 3.1 и 3.2 непрерывно подается метанол, который переходит в парообразном состоянии, смешивается с воздухом и абгазом и в виде спиртовоздушной смеси направляется в реакторы трубчатого типа 1.2 и 2.2.

Подача компонентов спиртовоздушной смеси в каждый из двух реакторов осуществляется в следующих количествах, кг/ч:

азот 38000-43000
кислород 5500-6150
оксид углерода 440-480
метанол 5800-6400
диметиловый эфир 170-190
формальдегид 6-7
вода 750-820.

Тепло экзотермических реакций снимается даутермом, циркулирующим по принципу термосифона в межтрубном пространстве аппаратов 1.2 и 2.2, и используется для получения пара с давлением 1,2 МПа в котлах-утилизаторах 1.1 и 2.1.

Выходящие из реакторов реакционные газы охлаждаются в испарителях 3.1 и 3.2 до необходимой температуры и в виде объединенного потока поступают в хемосорбционную колонну 4, кг/ч:

азот 77200-85800
кислород 5250-5800
оксид углерода 1260-1400
метанол 170-190
диметиловый эфир 500-570
формальдегид 10000-11100
вода 8060-8960.

Одновременно на одну из тарелок колонного аппарата 4 подают 50%-ный водный раствор карбамида в количестве, достаточном для поддержания мольного отношения формальдегид:карбамид в карбамидоформальдегидном концентрате, равном (4,9-5):1, а на верхнюю часть тарельчатой секции - форконденсат, полученный смешением раствора метиленгликоля с абсорбера 8 с 50%-ным водным раствором карбамида в прямоточном смесителе 11. Температура по секциям хемосорбера 4 поддерживается на требуемых уровнях за счет циркуляции жидкостей насосами 5 и 6 и включения в технологическую схему теплообменника 7.

Абгаз с верха хемосорбционной колонны делится на две части в соотношении 1:4 по объему. Меньшая направляется на проведение каталитического дожига, а большая в нижнюю секцию абсорбера 8. Он представляет цельносварной корпус с размещенными в нем 6-12 колпачковыми тарелками, распределитель жидкостного потока и насадочную секцию, причем необходимый температурный режим в колонне обеспечивается циркуляционным насосом 9, подогревателем куба 10, пластинчатым теплообменником средней части колонны и охлаждающими элементами, установленными между колпачками тарелок (не показаны).

При контакте формальдегида с водой в абсорбере 8 образуется 0,4%-ный раствор метиленгликоля СН2(ОН)2, что подтверждено данными ЯМР-спектроскопии. Выходящий сверху колонного аппарата абгаз смешивается с воздухом и используется далее при получении спиртовоздушной смеси.

С целью орошения колпачковых тарелок предусмотрена подача деминерализованной воды с температурой не более 25°С в количестве 280 кг/ч.

Для синтеза карбамидоформальдегидного концентрата использовали карбамид, отвечающий требованиям ГОСТ 2081 марки Б, с содержанием биурета в нем не более 1,0 мас.%.

Буферная емкость карбамида, оцениваемая но объему 0.5 N раствора НС1, пошедшего на титрование 75 см3 1%-ного водного раствора мочевины, варьировалась от 1.7 до 2.0.

Получаемый карбамидоформальдегидный концентрат характеризовался следующими показателями качества.

Массовая доля общего карбамида. % мас. 24,9
Массовая доля общего формальдегида. % мас. 60,0
Массовая доля метанола. % мас. 0,1
Массовая доля метилольных групп, % мас. 30,0
рН 8,0

При его синтезе сточные воды не образуются, а содержание труднорастворимых метиленмочевин находится на низком уровне.

Таким образом, из описания и формулы изобретения видно, что по заявленному техническому решению удается оптимизировать технологическую схему получения карбамидоформальдегидного концентрата путем смешения растворов метиленгликоля и карбамида перед подачей на хемосорбцию формальдегидсодержащего газа.

Способ получения карбамидоформальдегидного концентрата, включающий окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа, а также хемосорбцию и абсорбцию формальдегидсодержащего газа в двух последовательно расположенных колонных аппаратах с использованием для хемосорбции в первом колонном аппарате 50-65%-ного водного раствора карбамида и получением карбамидоформальдегидного концентрата, с делением выходящего из хемосорбционной колонны газа на две части и подачей меньшей на каталитический дожиг, а большей - в нижнюю секцию второго колонного аппарата для абсорбции формальдегида деминерализованной водой, отличающийся тем, что образующийся во втором колонном аппарате раствор метиленгликоля поступает на смешение с раствором карбамида в прямоточный смеситель с получением форконденсата, подаваемого в верхнюю секцию первого колонного аппарата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы. .
Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы, которая может быть использована в деревообрабатывающей промышленности в производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, фанеры, клееных деревянных конструкций.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству карбамидоформальдегидных смол, применяемых в качестве связующих при изготовлении древесных плит, древесно-волокнистых плит, фанеры, деталей мебели и столярно-строительных изделий.

Изобретение относится к способам получения карбамидоформальдегидного концентрата с улучшенными свойствами и фракционным составом, применяемого в качестве сырья в производстве высококачественных малотоксичных смол, используемых для склеивания древесины, при получении ДСП, ДВП и МДФ класса эмиссии Е-1 по формальдегиду, а также в качестве антислеживающей добавки к карбамиду и других целей.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для снижения содержания в материалах, получаемых на основе формальдегидосодержащих смол, несвязанного формальдегида.

Изобретение относится к области производства панелей на основе воспроизводимого древесного материала, например, древесно-стружечных плит для внутренней отделки помещений, древесно-волокнистых плит средней плотности и фанеры.

Изобретение относится к области получения синтетических полимерных материалов, в частности к способам получения карбамидоформальдегидных смол (КФС), применяемых в производстве минераловатных теплоизоляционных материалов.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения суммарного содержания карбамида и формальдегида в карбамидоформальдегидном концентрате.
Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата, применяемого в качестве сырья в производстве высококачественных малотоксичных смол, используемых для склеивания древесины, при получении ДСП, ДВП и МДФ класса эмиссии Е-1 по формальдегиду, а также как антислеживающей добавки к карбамиду.

Изобретение относится к способу непрерывного получения формалина и карбамидоформальдегидного концентрата. .

Изобретение относится к способу непрерывного производства водных растворов аминоформальдегидных смол, предпочтительно, меламиноформальдегидной смолы (MF) или мочевиноформальдегидной смолы (UF), включающему в себя этапы приготовления реакционной смеси аминосоединения и водного раствора формальдегида, добавления катализатора к реакционной смеси и проведения реакции с участием реакционной смеси в присутствии катализатора
Изобретение относится к полимерной химии и к получению компонентов аминопластов для изготовления пленок и других полимерных изделий с особыми свойствами. Способ получения водной дисперсии аминопластов заключается в том, что дисперсию получают путем приготовления концентрированного 50-70%-ного раствора мочевины или смеси мочевины и меламина с формальдегидом при мольном соотношении 1:2,0-2,2. После этого проводят выдержку реакционного раствора при перемешивании в течение 50-60 мин при 50-70°C и pH 7,0-8,0. Добавляют новую порцию мочевины до конечного соотношения 1:0,8-1,3. Выдерживают в течение 10-20 мин, добавляют 0,01-0,5 мас.% стабилизатора в виде водных растворов метилцеллюлозы или ее производных, подкисляют до pH 5,0-6,0. Проводят перемешивание при 50-70°C в течение 10-30 мин до потери растворимости, охлаждение и нейтрализацию системы. Для получения дисперсий в виде твердых частиц отвержденного полимера продолжают перемешивание дисперсной системы при 40-50°C и pH 3,0-4,0 в течение 1-2 часов до получения сыпучего порошка. Технический результат - снижение экзотермического эффекта реакционной смеси, обеспечение стабильности при хранении, разбавляемость водой и совместимость с водными растворами или дисперсиями других полимеров, получение водных дисперсий аминопластов в виде жидких (эмульсии), гелеобразных или твердых (суспензий) продуктов конденсации. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению карбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для изготовления древесно-стружечных плит. Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера включает загрузку формалина, его нейтрализацию до pH 7,0-7,5 модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты, введение карбамида, после растворения карбамида, при необходимости, снижение pH до 6,8-7,2 хлористым аммонием с последующим нагревом до 90-92°C и выдержкой в течение 30 мин. Далее проводят снижение pH смеси раствором хлористого аммония до 4,2-4,5 и выдерживают при 90-92°C при перемешивании в течение 30 мин, охлаждают до 60-65°C, доводят pH до 6,7-7,0, добавляют при перемешивании катализатор-модификатор на основе соли полифункциональной кислоты, вводят карбамид и выдерживают при 60-65°C при перемешивании в течение 30 мин с получением олигомера, нейтрализуют модификатором-катализатором на основе соли полифункциональной кислоты до pH 8,0-8,5. В качестве катализатора-модификатора на основе соли полифункциональной кислоты используют модификатор, получаемый путем смешивания едкого натра или калия, молочной или винной кислоты и воды, при соотношении компонентов, мас.ч.: едкий натр или калий 13-15, кислота молочная или винная 16-19, вода 68-69. Технический результат - снижение токсичности при улучшении физико-механических показателей плит, получаемых с использованием карбамидоформальдегидного олигомера по изобретению. 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении карбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для изготовления древесно-стружечных плит. Способ изготовления карбамидоформальдегидного олигомера включает загрузку формальдегида, его нейтрализацию до рН 8,0-9,0 с последующей загрузкой первой порции карбамида до полного его растворения и введением параформальдегида при нагревании с выдержкой до рН не ниже 6,5, введение второй порции карбамида с выдержкой на данной стадии до рН не ниже 6,5, затем для снижения значения рН смеси до 4,5-5,0 добавляют при нагревании раствор хлорида аммония и окончание стадии проверяют по смешиваемости с водой при достижении смешиваемости 1:2-1:3, после чего рН смеси повышают до 8,0-8,5 со снижением температуры до 70-75°C и вводят третью порцию карбамида, после растворения которой олигомер подвергают вакуум-сушке и вводят четвертую порцию карбамида до мольного соотношения карбамида к формальдегиду 1:1,4 с последующим охлаждением олигомера, что позволит снизить содержание свободного формальдегида в карбамидоформальдегидных олигомерах и уменьшит токсичность древесно-стружечных плит, полученных на их основе. 2 табл., 4 пр.
Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы, используемой для изготовления древесностружечных плит. Способ проводят в несколько стадий в среде с переменной кислотностью. Способ заключается в том, что проводят слабощелочную конденсацию карбамида и карбамидоформальдегидного концентрата в водном растворе в температурном диапазоне 20-95°C и при pH 7,2-9,2. При этом мольное соотношение формальдегида и карбамида составляет (1,8-2,2):1. Далее выдерживают конденсационный раствор в течение 10-20 мин при температуре 85-99°C. Затем подкисляют конденсационный раствор до pH 4,7-5,5. Подкисление проводят водным раствором глиоксаля с концентрацией основного вещества не более 50 мас.% в количестве 1-20% в пересчете на формальдегид. Далее поликонденсацию реакционной массы проводят в кислой среде, нейтрализуют до pH 7,5-8,5 и одновременно охлаждают до 70-75°C. Доконденсацию реакционной массы проводят с дополнительным вводом карбамида до конечного мольного соотношения формальдегида к карбамиду (1,0-1,25):1. Готовую смолу охлаждают и фасуют. Изобретение позволяет снизить содержание свободного формальдегида в готовой карбамидоформальдегидной смоле и древесностружечной плите на ее основе. 2 пр.

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата с мольным отношением карбамид:формальдегид 1:(4,9-5). Способ включает окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа и хемосорбцию формальдегидсодержащего газа в двух последовательно расположенных колонных аппаратах. При этом абгаз из первого колонного аппарата делится на две части в соотношении 1:4 с подачей меньшей на каталитический дожиг, а большей во второй колонный аппарат на хемосорбцию 15-25%-ным раствором карбамида с образованием в нем форконденсата с мольным отношением карбамид:формальдегид, равным (0,1-0,5):1, смешиваемого с 50-65%-ным водным раствором карбамида в прямоточном смесителе и подаваемого далее на хемосорбцию формальдегидсодержащего газа в верхнюю секцию первого колонного аппарата. Изобретение позволяет оптимизировать схему получения карбамидоформальдегидного концентрата с целью повышения эффективности производства и снижения содержания формальдегида в абгазе, направляемом в реактор окислительного дегидрирования метанола. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способу получения карбамидомеламиноформальдегидной смолы, карбамидомеламиноформальдегидной смоле, полученной таким способом, применению такой смолы, композиционному материалу, содержащему указанную смолу, и изделию, содержащему такой композиционный материал. Способ характеризуется ступенчатой конденсацией карбамида и формальдегида и последующей соконденсацией полученного форполимера с меламином. Карбамидоформальдегидный концентрат может быть использован как формальдегидное сырье для получения карбамидомеламиноформальде-гидной смолы. Конденсацию с карбамидом осуществляют в три этапа, проводя порционное введение карбамида. Процесс проводят в средах с переменной кислотностью и при нагревании. Деионизированная вода может использоваться как регулятор вязкости. Бура может добавляться в реакционную смесь на стадии соконденсации с меламином. Технический результат - получение смолы, имеющей высокий сухой остаток, незначительное содержание свободного формальдегида. Смола стабильна при хранении, имеет короткий период желатинизации и отличные физические и механические свойства, может использоваться как химический отвердитель, т.е. для производства древесностружечных и древесноволокнистых плит и других композиционных материалов. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.
Наверх