СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛАМИНА Советский патент 1966 года по МПК C07D251/60 

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. Закристаллизовавшийся меламин отделяют фильтрованием. Полученный продукт содержит до 2,6-Vo 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 атм и подвергают резкому охлаждению обработкой водным раствором, содержаш,им 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 I (см. фиг. 1).

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

Меламин отделяют от маточных растворов в центрифуге 7, кристаллы удаляют в аппарате 8. Маточные ц промывочные растворы направляют через насос 9 и трубопровод 10

в головную часть десорбируюп1ей колонки //, в донную часть которой вдувают пар.

Аммиак и двуокись углерода из головной части колонки // удаляют через трубопровод 12 и снова абсорбируют водой в аппарате 13.

Раствор, насыщенпый аммиаком и двуокисью углерода, рециклируют через трубопровод 14 в колонку заглушения (мгновенного охлаждения) насосом 15.

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

Потеря меламина при выходе через клапан 16 сравнительно мала благодаря высокой концентрации меламина в растворе, выходящем из аппарата заглушения. В колонке //и аипарате 13 давление находится в пределах от 1 до 20 атм (предпочтительно от 1 до 5 cr.,ii) при еоответствуюпи1Х температурах.

рефлюкса для маточных pacTBopois, рециклируемых через трубопровод 14.

Пример -1 (к первому варианту). Смесь, состоя1ду1о нз 46 вес. J/o NH.-j, 28 вес. и/о СОо, 26 вес. /о расн.тавлениого меламнна через трубку 2 нри и давлении 100 атм расН1иряют в аппарате / до 20 атм и затем промывают водным раствором, ностунающнм через трубопровод 14 и содержан нм аммиака н BI/O COi в нронорцни 0,8 кг раствора на 1 кг меламипа.

Меламнновый раствор, собираюп ийся в донной части колонки 11, нагревают до н затем отстанвают в течение 30 мин. В эти.х условиях все количество аммиака и двуокиси углерода, соировожда1ои|,ее расплавленный меламнн, отгоняется н отводится из верхней части десорбиру1ои1,ей колонки через систему 17, 18 для автоматического регулирования давлении. Меламиновый раетвор выводят из аннарата через трубку 3, фнльтруют на фильтре 4, расн1ирягот через кланан 5 и охлаждают в танке 6.

После центрифугирования нолучают мела.мин следу он|его состава (в вес. /о): меламина 99,1; иераетворимых в воде 0,3; изотриазиHOi 0,6.

Маточнь е растворы, содержаидие .H:s и СОа, направляют но трубопроводу 10 в Ioловпую часть десорбируюи1ей колонки 11, где NH:j и СОа удаляют вдуванием пара в донную часть колонки нри атмосферном давлении и 100-С, и затем сиова абсорбируют в воде нри ЗОС в аппарате 13 для маточных растворов раснлавленного меламнна, в результате чего нолучают раствор, имеюндий описанный выше состав.

Раствор рециклируют на этаи заглун ения насосом 15 через авто.матическую систему 19, 20 для регулирования уровня.

Содержание меламина онределяется в каждом случае нотенциометричееким титрованием с HaSO, в соответствии со способом Дохлеманна.

Процент изотриазина онределяется ультрафиолетовой адсорбцией.

Вариант II (см. фиг. 2).

При это.м цикле двуокись углерода удаляют до кристаллизации путем десорбнрования с аммиаком. Последующую кристаллизацию меламина осуи1ествляют в присутствии только аммиака с тем, чтобы сохранить в растворе гидроксилированные сонродукты.

Раствор меламина, выходящий из аппарата заглушения (мгновенного охлаждения) 2/, пропускают через трубку 22 в головную часть десорбирующей колонки 23, в которой ноддерживается такое же или более низкое давление, чем на этапе заглушения (мгновенного охлаждения).

Для удаления растворенной двуокиси углерода в нижнюю часть колонки 23 вдувается аммиак.

ловную часть колонки через трубопровод 24. Суспензию меламипа в воде и аммиаке выводят из донной части колонки 23 н фильтруют па фильтре 25, нодвергают расширению через клапан 26 и кристаллизуют нутем охлаждения в аппарате 27.

Суспепзию центрифугируют на центрифуге 28. Маточные растворы, содержащие аммиак, сиова нодвергают сжатию при номощи

насоса 29, а затем через трубку 30 направляют в адсорбирующий аппарат 31 для удаления NH.-j, СО и пара, освобожденных из голов)1ой части десорбирующей колонки 23.

Присутствующие в восстановленных иосле |дептрифугирования маточных растворах оксиаминотриазины ввиду растворенного в них СОо легко осаждаются; их удаляют фильтрованием на фильтре 32.

Регулированием давления и темнературы в адсорбирующем аннарате 31 можно получить в его донной части раствор, насьнценпый аммиаком н двуокисью углерода в условиях десорбирования, который после фильтрования

подвергается рециклированию через трубопровод .

В головной части аннарата 31 отгоняют чистый аммиак и зате.м его рецпклируют в десорбирующую колоику 23.

Колонка 23 и аппарат 31 могут фупкциоЕ1ировать при 100-200 С (предпочтительно 120 и 170С). Концентрация а.ммиака, находящегося в этих аппаратах, может меняться от 2 до (предночтительио 5--20«/о).

Рабочую температуру выбирают в зависимости от давления и нроцента растворенного аммиака.

Пример 2 (ко второ.му варнаиту). Смесь, состоящую из NH.-j, СО-2 и расилавленного меламина (состав аналогичен примеру 1) и выходящую нри 380°С и давлении 100 атм из реактора, расширяют до 15 атм и нромывают вводимым через трубопровод J.3 водным раствором, который содержит 8,

NH.-j и 2, СОа и насыидеп нри 25С .меламппом, в соотношении 7 кг раствора на I кг раснлавленного меламина.

Сусиензию меламина собирают в дойной части аниарата заглушения (мгновенного охлаждения) 21, нагревают до и выдерживают в течение 20 мин.

Также удаляют из головной части колонкн через кланан 34 и смесь NHs и СОо, которая сонровождает раснлавлеиный меламнн.

Меламиновый раствор направляют в десорбирующую колонку 23, заполнепную кольцами Рашига, и выдерживают нри тех же давлениях и темнературе, которые наблюдаются в агтарате заглушения.

В донную часть десорбируюн;ей колонки 23 вдувают аммиак в соотношении 0,1 кг па 1 кг раствора.

охлаждают в аппарате 27 для выкрпсталлпзовываиия меламина.

В рабочих условиях установки мелампн. выходящий из цептрифуги 28, содержит (в вес. /о): меламина 99,2; нерастворимых в г,оде 0,3; изотриазипов 0,5.

Ам1мпачные маточиые растворы рецпклируют в поглотительную коло1П у 31 насосом 29 нри давлении 16 атм для химического соединения с двуокисью углерода, ностунающей через трубопровод 24 из десорбируюпдей колонки 23, путем реакции с аммиаком, растворенным в маточных растворах.

Из доипой части колонки получают раствор аммиака н двуокиси у)перода, содержаН1ИЙ в сусие 1зированном состоянии оксиамипотриазииы, осажденные из аммиачиых маточных растворов действнем CO-j.

Раствор, насыщенный аммиаком и двуокисью углерода, фильтруют через фильтр 32 для удаления этих сонродуктов и затем воз1 ращают на этан заглушения.

Аммиак, собранный в головной части аннарата 31, снова нанравляют в десорбнрующую колонку 23 при помощи воздуходувки (на чертеже не ноказапа).

В а р и а н т III (см. фиг. 3).

Меламнпову о массу из аппарата заглушения (мгновенного охлаждения) 55 расширяют через клана 36 и направляют в десорбирующую колонку 37, в которую но трубопроводу 38 поступает пар для отгонки аммиака и двуокиси углерода.

Смесь, состоящую из аммиака, двуокиси углерода и воды, выделяюн уюся в головной части десорбируюн1,ей колонки, иронускают через трубку 39 в аппарат 40, где вновь абсорбируют водой и затем снова направляют в аппарат заглушения 55.

Суспензию, 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, нас1 ш енного нри .

Щелочной меламиноБый раствор, выходящий через трубку 43, фильтруют в анпарате 44 при 100С и затем нанрав.тяют 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 37 и аппарат 40 могут функционировать нрн давлении в диапазоне между 1 атм и давлением фазы заглушения (предпочтительно 1-6 ат.ч ).

Содержание NaOH в маточных растворах, рециклированньтх через трубонровод 42, составляет 0,1-0,40/0сг ь ше 100С, в снлу чего об;з чио используемые нержавеющие стали быстро изнашиваются. Однако добавление небольших процентных ко.шчеств кислорода или воздуха к этим растворам предотвращает коррозию.

Более дорогие материалы, такие как Ti, Та, Zr, Ag, очень хорошо противостоят корроэируюп1,ей среде даже при отсутствии О. Пример 3 (к третьему вариапту).

Смесь, состоящую из аммпака, двуокиси углерода и раснлавлеппого мелампна, поступающую из реактора (на чертеже не ноказап) при тех же условиях и с тем составом, что и в иримерах 1 и 2. расширяют до

30 ат: н заглушают (резко охлаждают) водным раствором аммнака и двуокиси углерода, содержащим NH.-i и 8% СОо, в соотношении 9 кг раствора на 1 кг меламииа. Сусиензию меламииа собирают в донной

части аппарата заглушения 55, нагревают при и выдержива от в течепие 1 часа.

Газы, иервоначальио поступив1Г1ие из реактора вместе с расплавлеиным меламином, удаляют из головной части колонки через автоматическую систему 47, 48 .ля коитролирования давления.

Меламииовый раствор пропускают при атмосферном давлении через клапан 5 и нанравляют в десорбирующую колонку 37, в

донную часть которой через трубонровод 56 вдувают пар в соотношен1Н1 0,25 .ч пара на 1 кг суспепзии, для удалення аммиака и растворенной двуокиси углерода.

Из донной части колонки 57 удаляют сусиензию, свободную от NH.-; и СО, которую нанравляют в диссолы ер 41, причем в этой сусиензии находятся Н1елочные маточиые растворы, рециклированные через трубопровод 42, насыщенные меламином при 25-С и содержаи1.ие 0,2э/(| NaOH. Этот ироцесс продолл ается, пока не получится насыщенный раствор при 100С, содержапип примерно м ел амина.

В рабочих условиях установки меотамин содержит (в вес. о/ц); меламина 99,0; нерастворимых в воде 0,2; изотриазинов 0,7.

Маточные растворы вместе с нромывочными растворами, очищенные и укреиленные И1.елочью до содержания NaOH, рециклируют в диссольвер 41.

Смесь аммиака, двуокиси углерода и воды, выходящую из десорбируюпхей колонки 57, адсорбируют водой в аппарате 40. В результате получают насыщенный раствор, состоящий из аммиака и двуокиси уг,терода, который репиклируют в колонку заглун1ения.

Предмет изобретения

Способ получения меламина ниролизом мочевины с последующим редуцированием реакционной смеси, охлаждением ее до 150- , фильтрованием, кристаллизацией ири атмосферном давлении и центрифугированием, отличающийся тем, что, с целью повышеПИЯ выхода целевого продукта, реакционную