BRPI0909420B1 - Processo para produção de melamina de alta pureza a partir de uréia. - Google Patents

Processo para produção de melamina de alta pureza a partir de uréia. Download PDF

Info

Publication number
BRPI0909420B1
BRPI0909420B1 BRPI0909420-2A BRPI0909420A BRPI0909420B1 BR PI0909420 B1 BRPI0909420 B1 BR PI0909420B1 BR PI0909420 A BRPI0909420 A BR PI0909420A BR PI0909420 B1 BRPI0909420 B1 BR PI0909420B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
melamine
mother liquor
ammonia
ammelide
solution
Prior art date
Application number
BRPI0909420-2A
Other languages
English (en)
Inventor
Giancarlo Sioli
Original Assignee
Casale Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39473225&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BRPI0909420(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Casale Sa filed Critical Casale Sa
Publication of BRPI0909420A2 publication Critical patent/BRPI0909420A2/pt
Publication of BRPI0909420B1 publication Critical patent/BRPI0909420B1/pt

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40—Nitrogen atoms
    • C07D251/54—Three nitrogen atoms
    • C07D251/62—Purification of melamine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0004—Crystallisation cooling by heat exchange
    • B01D9/0013—Crystallisation cooling by heat exchange by indirect heat exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/006—Baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1862—Stationary reactors having moving elements inside placed in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1868—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement
    • B01J19/1881—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40—Nitrogen atoms
    • C07D251/54—Three nitrogen atoms
    • C07D251/56—Preparation of melamine
    • C07D251/60—Preparation of melamine from urea or from carbon dioxide and ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B01J2219/00083—Coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761—Details of the reactor
    • B01J2219/00763—Baffles
    • B01J2219/00765—Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00768—Baffles attached to the reactor wall vertical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40—Nitrogen atoms
    • C07D251/42—One nitrogen atom
    • C07D251/46—One nitrogen atom with oxygen or sulfur atoms attached to the two other ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40—Nitrogen atoms
    • C07D251/48—Two nitrogen atoms
    • C07D251/52—Two nitrogen atoms with an oxygen or sulfur atom attached to the third ring carbon atom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

processo para produção de melamina de alta pureza a partir de uréia" a presente invenção está correlacionada a um processo para obtenção de melamina de alta pureza, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - esfriar rapidamente (choque térmico) um material fundido de melamina, isento de gases de exaustão da síntese da 10 melamina e contendo impurezas de melamina, tais como, ammeline, ammelide e policondensados, com uma solução aquosa compreendendo amônia sob determinadas condições, de modo a substancialmente converter os policondensados em melamina, obtendo-se uma solução de melamina 15 substancialmente livre de policondensados; - recuperar melamina da dita solução de melamina mediante cristalização, obtendo-se cristais de melamina e um licor mãe de cristalização de melamina; - tratar o dito licor mãe de cristalização de melamina sob determinadas condições, de modo a converter pelo menos uma porção de seu teor de ammeline em ammelide e melamina, obtendo-se um líquido mãe tratado tendo pelo menos um reduzido teor de ammeline. a invenção também se refere a uma unidade de produção não-catalítica de alta pressão para produção de melamina de alta pureza, implementando o processo acima e um adequado equipamento para ser usado em tal unidade de produção.

Description

PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MELAMINA DE ALTA PUREZA A PARTIR DE URÉIA
Campo da Invenção
Em seu aspecto geral, a presente invenção se refere a um processo nao-catalítico de alta pressão para produção de melamina de alta pureza, a partir de uréia.
Em particular, a presente invenção se refere a um processo para purificação de impurezas de melamina, tais como, ureído-melamina, oxotriazinas, melame, meleme, por meio de um apropriado tratamento físico-químico.
A presente invenção também se refere a uma unidade de produção não-catalítica de alta pressão, para a produção de melamina de alta pureza.
Estado da Técnica
O processo moderno de síntese de melamina pode ser classificado em duas categorias; os processos catalíticos de baixa pressão e os processos não-catalíticos de alta pressão. Todos os processos são caracterizados por três estágios de processo:
a) síntese da melamina por pirólise de uréia;
b) purificação e recuperação da melamina;
c) tratamento dos gases de exaustão,
Um panorama geral do estado da técnica é encontrado na Enciclopédia de Química Industrial Ullmann, Volume A16, páginas 171-181, (1990).
Em um processo não-catalítico de alta pressão, um material de uréia fundido proveniente do purificador de gás de exaustão é alimentado a um reator de alta pressão, operado sob uma pressão na faixa de 7 0 bar a 200 bar, e a uma temperatura na faixa de 360-420°C, A uréia é pirolisada para produzir melamina, de acordo com a seguinte equação: 6 Uréia -> Melamina + 6 NH3 + 3CO2
2/24 produto da reaçao e uma melamina bruta na fase líquida, chamado de fundido de melamina, contendo impurezas de diversos tipos, as quais sao, normalmente, precursores ou derivados da própria molécula de melamina, ou uma uréia 5 não reagida. Dependendo do processo de produção, a melamina bruta apresenta uma concentração de impurezas na faixa de 6 a 12% em peso. Essas impurezas incluem as oxi-aminotriazinas (isto e, ammeline, ammelide), os policondensados de melamina (isto é, melame, meleme, melone), ureído10 melamina, uréia, amônia dissolvida e dióxido de carbono.
No entanto, os usuários de melamina exigem um produto comercial de pureza bastante alta, normalmente, não inferior a 99,8%. Portanto, a melamina bruta tem de ser purificada, mediante separação das ditas impurezas, até se 15 alcançar o nível de pureza desejado.
Esse problema tem provocado um intenso trabalho nesse campo técnico, com o objetivo de encontrar adequadas soluções para a obtenção de melamina de alta pureza, de um modo simples e com razoáveis custos de investimento e 20 operação.
Nesse contexto, de acordo com a tecnologia principalmente usada nos processos de produção de melamina não-catalíticos de alta pressão, a purificação/recuperação de melamina pura ocorre através da dissolução do material 25 fundido de melamina, obtido pelo reator de alta pressão, e a subsequente cristalização da melamina, a partir da solução aquosa.
Um processo de purificação básico do tipo acima é divulgado na Patente U.S. No. 3.161.638 (Allied Chemical Corporation). Esse documento divulga um processo para produção de melamina de alta pureza, no qual todos os efluentes do reator de síntese da melamina (fases líquida e gasosa) são despressurizados e resfriados para a temperatura de aproximadamente 160°C, na presença de uma
3/24 solução aquosa (licor mãe aquoso reciclado, descrito mais adiante} , de modo a que toda a melamina, a uréia não reagida e as diversas impurezas, passem na solução a ser processada a jusante.
O efluente resfriado (solução) é primeiro passado dentro de um separador de baixa pressão para remover uma fase gasosa, consistindo, substancialmente, de amônia saturada de agua e dioxido de carbono, mediante contato direto com vapor, a fase gasosa sendo reciclada para a 10 unidade de produção de síntese de uréia, depois, para um digestor no qual a dita solução é aquecida para a temperatura de aproximadamente 170°C, na presença de amônia anidra, que é adicionada à solução aquecida até que seja alcançado o nível de 12-15% em peso. Durante a permanência 15 no digestor sob essas condições, os policondensados são quase que totalmente transformados em melamina e, numa menor proporção, em oxi-amino-triazinas (OAT).
A solução amoniacal purificada do digestor é filtrada e depois alimentada a um cristalizador, onde a 20 temperatura é abaixada para 40-50aC, desse modo, permitindo a cristalização da maior parte da melamina. A presença de amônia no cristalizador serve para manter os compostos de OAT em solução e, assim, separar um produto caracterizado por um alto grau de pureza (superior a 99,9% em peso). A 25 melamina cristalizada e então separada em um separador de líquido/sólido de uma corrente aquosa contendo os compostos de OAT formados na reação e nos diversos equipamentos do circui to aquoso, devido à hidrólise da τπαΊ amina,
Essa corrente aquosa (chamada de licor mãe), que diferentemente dos compostos de OAT ainda contém melamina residual (cerca de 0,8-1% em peso) e grande quantidade de amônia, não pode ser reciclada diretamente para o equipamento de resfriamento rápido, por que, de outro modo, o teor dos compostos de OAT poderia continuar a aumentar e
4/24 uma vez alcançada a concentração de saturação, iria precipitar no cristalizador, o que contaminaria o produto.
Portanto, o processo de acordo com a Patente u.S. No. 3.161.368, se destina à purificação do licor mãe, antes reciclagem do mesmo para o dispositivo de resfriamento rápido, primeiro, separando a amônia em uma seção de recuperação de amônia e, posteriormente, resfriando a solução resultante 1ivre de amônia, de modo a proporcionar a precipitação e separação dos compostos de OAT, que são então eliminados do ciclo aquoso.
Entretanto, o processo ilustrado acima, embora seja no momento utilizado industrialmente em diversas unidades de produção, exige um alto consumo de energia e equipamentos de alto custo, em particular, para separação dos compostos de OAT do licor mãe.
Um aperfeiçoamento do processo ilustrado acima é divulgado no documento de patente U.S. No. 2004/0162429 (Eurotecnica). Em particular, esse Pedido de Patente divulga um processo para a produção de melamina de alta pureza, no qual a saída da fase líquida do reator de pirólise contendo melamina, uréia não reagida, OAT e policondensados é alimentada para um reator a jusante (reator posterior), que opera nas mesmas condições de temperatura e pressão que o reator de pirólise, onde a dita fase líquida entra em contato íntimo com amônia gasosa anidra superaquecida, adicionada em quantidades iguais à proporção de 1:10 a 1:1 por peso, na melamina bruta líquida.
A amônia superaquecida que passa através da massa de líquido da melamina bruta permite a transformação dos compostos de OAT em melamina, reduzindo assim o seu teor para um valor inferior a 6.000 ppm, enquanto o teor dos policondensados é reduzido para menos de 1% em peso.
5/24
A melamina líquida purificada é depois tratada em um equipamento de resfriamento rápido, sob a temperatura de 16 0-170°C, na presença de no mínimo 10% em peso de uma solução aquosa de amônia, para remover os policondensados. A solução aquosa resultante na saída do equipamento de resf riamento rápido contendo 7-8% em peso de τηαΊ amina θ resfriada, proporcionando uma melamina de alta pureza para ser separada por cristalização de um licor mãe.
Desse modo, é possível a reciclagem de uma principal porção do líquido mae (cerca de 80%) diretamente P^ra o equipamento de resfriamento rápido, sem contaminar os cristais do produto.
Entretanto, o processo ilustrado no documento de pstente U.S. No. 2004/0162429 ainda exige um pós—reator de alto custo, o que afeta de modo significativo os custos de investimento e operação das unidades de produção de melamina de alta pressão. Além disso, a concentração relativamente baixa de melamina traz como conseqüência a manipulaçao de grandes volumes do licor mãe.
Resumo da Invenção problema técnico que fundamenta a presente invenção, portanto, é de proporcionar um processo para obtenção de melamina de alta pureza, de um modo simples e confiável, assim como, com um baixo consumo de energia e com baixos custos de investimento, de modo a superar os inconvenientes acima mencionados do estado da técnica.
Esse problema é solucionado mediante um processo pcira obtenção de melamina de alta pureza, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas:
- esfriar rapidamente (choque térmico) um material fundido de melamina, isento de gases de exaustão da síntese da melamina e contendo impurezas de melamina, tais como, ammeline, ammelide e policondensados, com uma solução
6/24 aquosa compreendendo amonia sob determinadas condições, de modo a substancialmente converter os policondensados em melamina, obtendo-se uma solução de melamina substancialmente livre de policondensados;
~ recuperar melamina da dita solução de melamina mediante cristalização, obtendo-se cristais de melamina e um licor mãe de cristalização de melamina;
tratar o dito licor mãe de cristalização de melamina sob determinadas condições, de modo a converter pelo menos uma porção de seu teor de ammeline em ammelide e melamina, obtendo-se um líquido mae tratado, tendo pelo menos um reduzido teor de ammeline.
No processo da presente invenção, a etapa de resfriamento rápido é preferivelmente realizada a uma temperatura na faixa de 150°C a 190°C com uma solução aquosa compreendendo amônia, numa concentração na faixa de 20% a 35%, durante um período de tempo de 10 a 30 minutos, para se obter um produto de melamina no qual a concentração de melamina se situa na faixa de 8 a 16% em peso.
Mais preferivelmente, o dito material fundido de melamina e resfriado de modo rápido a uma temperatura na faixa de 160° a 180°C e sob uma pressão de 15-80 bar, conforme determinado pela pressão de vapor total da solução na temperatura selecionada e pela concentração de amônia.
Mais preferivelmente, a concentração de melamina na solução está compreendida na faixa de 9-13% em peso.
De acordo com uma modalidade da invenção, amônia gasosa é também adicionada à dita solução aquosa compreendendo amônia, na etapa de resfriamento rápido.
Foi descoberto que sob condições selecionadas de operação do dispositivo de resfriamento rápido do fundido de melamina, de acordo com a presente invenção, as impurezas associadas a melamina, notadamente, os policondensados formados durante a síntese da melamina, são
7/24 totalmente convertidos em melamina mediante reação com amônia. Ao mesmo tempo, as condições selecionadas de operaçao sao escolhidas de modo a evitar uma adicional formação dos compostos de OAT.
De acordo com a presente invenção, a solução de melamina e amônia, contendo compostos de OAT substancialmente na forma de ammeline e ammelide, obtida na etapa de resfriamento rápido, é passada para uma etapa de cristalização, onde é resfriada para uma temperatura na faixa de 30-60aC, preferivelmente, 40-50aC, provocando a separação de cristais de melamina, de pureza bastante alta. A pressão de cristalizaçao resulta como sendo ligeiramente acima da pressão atmosférica, conforme determinado pela pressão de vapor da solução contendo amônia na temperatura selecionada. Nas condições selecionadas, a ammeline (C3N3 (NH2)2(OH) ) e a ammelide (C3N3 (NH2) (0H)2) , permanecem na solução.
De acordo com a presente invenção, foi descoberto que após a separaçao de cristais de melamina, o licor mãe resultante pode ser tratado de tal modo a se obter a conversão da maior parte da ammeline presente em melamina, e de uma menor parte da mesma em ammelide. Isso tem a dupla vantagem de se recuperar uma maior quantidade de melamina, e de transformar a ammeline, fracamente solúvel na amônia aquosa, numa quantidade muito maior de ammelide solúvel, permitindo a reciclagem do licor mãe para a etapa de resfriamento rápido, sem o risco de ocorrer a precipitação de ammeline na seguinte etapa de cristalização.
De acordo com a invenção, esse vantajoso tratamento do licor mae compreende a etapa de aquecimento do licor mãe para uma temperatura na faixa de 150 a 190eC, em um período de tempo variando de 1 a 4 horas, antes da reciclagem do mesmo, com a finalidade de rápido resfriamento e diluição do fundido de melamina liberado
8/24 como produto do reator.
A amônia gasosa pode também ser adicionada na etapa de tratamento do licor mãe, para compensar as perdas de amônia na etapa de cristalização ou durante a remoção da ammelide, conforme explicado acima.
Essa etapa de tratamento, que se processa no fluxo total do licor mãe, antes de sua reciclagem para a etapa de resfriamento rápido e diluição, difere, substancialmente, do tratamento provido pela Patente U.S. No. 3.161.638, na qual a amônia é separada da solução com ÇT^ande despesa de energia, fazendo com que a precipitação da ammeline e ammelide na forma sólida seja filtrada, devido a fraca solubilidade das mesmas na solução de água isenta de amônia.
Além disso, foi descoberto que a etapa de aquecimento acima descrita permite, não apenas a conversão de arnmel ine em melamina e anime 1 ide, como também é capaz de hidrolisar, na forma de NH3 e CO2, a uréia não convertida na reação principal da síntese da melamina, que é acompanhada do fundido de melamina e que passa a jusante da etapa de re s f r i amento rápido.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, p^ra se evitar uma formaçao de ammelide no circuito fechado do licor mãe até o alcance de seu limite de sol ubi 1 i dade, correndo o risco de precipitação da ammelide durante a cristalização da melamina, o processo compreende ainda as etapas de:
- separar uma porção de licor mãe do fluxo de licor mãe, obtido após a dita etapa de aquecimento;
- remover, de forma substancial, a arnmelide da dita porção de licor mãe; e
- retornar a dita porção de licor mãe, substancialmente isenta de ammelide, para o dito fluxo de líquido mãe.
De acordo com a invenção, a porção de licor mãe
9/24 separada do fluxo de licor mãe, obtida após a dita etapa de aquecimento e bastante pequeno, e e preferivelmente compreendido na faixa de 5 a 20% em peso.
Preferivelmente, a remoção de ammelide é realizada através da separação da amônia da dita porção separada do licor mãe, fazendo com que a ammelide se precipite e se separe esta ammelide na forma sólida, através de fi1traçao. Após a remoção do sólido por filtraçao, o filtrado é retornado como tal, para o circuito principal de licor mãe.
Adicionais características e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição não-limitativa de algumas modalidades do método para obtenção de melamina de alta pureza, de acordo com a invenção, feita com referência aos desenhos anexos.
Breve Descrição dos Desenhos
Nos desenhos apresentados:
a figura 1 mostra um f luxograma de uma unidade de produção de melamina, de acordo com a presente invenção;
- a figura 2 mostra um equipamento de resfriamento rápido da unidade de produção de melamina mostrada na figura 1, de acordo com uma modalidade da presente invenção;
- a figura 3 mostra um equipamento de resfriamento rápido da unidade de produção de melamina mostrada na figura 1, de acordo com outra modalidade da presente invenção;
a figura 4 mostra um dispositivo de acordo com uma modalidade da presente invenção, para tratar um licor mãe de melamina por cristalizaçao, a fim de converter ammeline em ammelide e melamina; e
- a figura 5 mostra um dispositivo de acordo com outra modalidade da presente invenção, para tratar um licor mãe de melamina por cristalizaçao, a fim de converter ammeline em ammelide e melamina.
10/24
Descrição Detalhada de Modalidades Preferidas
Com referência à figura 1, é mostrado um
fluxograma de um sistema de unidade de produção para a
fabricação de melamina a partir de uréia, mediante um
processo de alta pressão.
Nessa unidade de produção de melamina, a qual é
indicada integralmente pela referência numérica (1), o bloco (2) indica um reator de alta pressão para síntese de melamina, o bloco (3) indica uma seção de resfriamento rápido para um material fundido de melamina obtido no reator (2), o bloco (4) indica uma seção de cristalização de melamina, o bloco (5) indica um separador de fase líquida/sólida para recuperação de cristais de melamina de alta pureza e o bloco (6) indica uma seção de tratamento de licor mãe para conversão de ammeline.
De modo geral, na presente descrição e nas reivindicações anexas, e onde não é de outro modo indicado, os termos dispositivo de alimentação ou conexão ou linha de fluxo são idealizados de significar tubulações, linhas de conexão ou dutos, bombas, compressores, ejetores ou outros dispositivos de tipo conhecido, que são usados para transportar um fluxo liquido ou gasoso de uma localização para outra, na unidade de produção.
A linha de fluxo (7) indica um fluxo de uréia líquida, alimentado ao reator (2) , no qual é convertido em melamina através de pirólise. 0 reator (2) , normalmente, opera a uma pressão na faixa de 70-2 00 bar, e sob uma temperatura na faixa de 360-420°C.
A massa reagida é descarregada do reator na forma de duas saídas separadas, a saber, um fluxo gasoso (8), compreendendo amônia, dióxido de carbono e vapores de melamina, e um fluxo (9) de melamina bruta na fase Ί τ gui da ou no estado fundido, também contendo algumas impurezas, tais como, compostos de OAT e policondensados.
11/24
O fluxo gasoso (8) é normalmente reciclado para a unidade de produção de síntese de uréia, após a separação dos vapores de melamina (que, por sua vez, retornaram para o reator (2) ) em uma convencional unidade de purificação de gás (não mostrado).
De modo contrário, o fluxo (9) de melamina bruta é alimentado à seção de resfriamento rápido (3), onde é disposto em contato íntimo com um fluxo (10) de licor mãe, este, vindo da seçao de tratamento (6) para conversão de ammeline, da maneira que sera melhor divulgada na descrição que se apresenta adiante, obtendo-se uma solução de melamina na água concentrada de amônia, em que os policondensados presentes são substancialmente convertidos em melamina.
A seção de resfriamento rápido (3) é mantida a uma temperatura de 150-190°C, sob pressão autógena, sendo atravessada por um pequeno fluxo de amônia gasosa, injetado através da linha (11), enquanto o excesso é aliviado através da linha (12).
A solução de melamina descarregada da seção de
resfriamento rápido (3) é alimentada através da linha de
fluxo (13) para a seção de cristalização (4) , onde a
temperatura é abaixada para 30-60°C, sob pressão autógena, provocando a precipitação de cristais de melamina de pureza bastante alta, enquanto as impurezas residuais e a melamina residual permanecem na solução.
A corrente de líquido contendo as impurezas residuais e a melamina residual (o chamado licor mãe), e a melamina cristalizada são descarregadas da seção de cristalização (4) e, depois, alimentadas através da linha de fluxo (14) para a seção de separação de fase líquida/sólida (5), onde a melamina cristalizada é separada do licor mãe.
Os cristais de melamina, quando descarregados
12/24 pela linha de fluxo (15), são molhados com o licor mãe, que é removido pela técnica usual de lavagem da torta de cristais com água, obtendo-se um filtrado (contendo melamina dissolvida) , que é retornado para o circuito de licor mãe. Os cristais são secos e liberados para a embalagem final.
Da seção de separação (5) , o licor mãe é transferido através da linha de fluxo (16) para a seção de tratamento (6) , onde o líquido é aquecido para a temperatura na faixa de 150-190°C, sob pressão autógena, sendo mantido nessa condição por um período de 1 a 4 horas, dependendo da temperatura de operação (quanto mais alta for a temperatura, mais curto será o tempo de residência). Desse modo, a ammeline na solução se converte princ ipalmente em melamina, e numa menor proporção, em ammelide.
Finalmente, o licor mãe tratado fecha o circuito, mediante reciclagem através da linha de fluxo (10) para a seção de resfriamento rápido (3).
Uma parte acentuadamente menor do licor mãe proveniente da seção (6) é purgada através da linha de fluxo (17), para evitar um excessivo acúmulo de ammelide no interior do circuito de licor mãe e, portanto, correndo o risco de precipitação de ammelide durante a etapa de cristalização da melamina. Essa corrente é destituída ou separada da amônia e, possivelmente, neutralizada em uma seção de remoção de ammelide (18), obtendo-se a precipitação da ammelide, a qual é separada mediante filtração e descarregada através da linha de fluxo (19), enquanto o filtrado contendo melamina é retornado para o circuito de licor mãe, através da linha de fluxo (20).
A figura 2 mostra um dispositivo, de acordo com uma modalidade da presente invenção, para resfriamento rápido de melamina, adequado para ser usado na seção de
13/24 resfriamento rápido (3) da unidade de produção de melamina, mostrada na figura 1. Esse dispositivo de resfriamento rápido é indicado na sua integridade pela referência numérica (20).
dispositivo (20) compreende um vaso de pressão (21) do tipo vertical cilíndrico, que é projetado e construído de modo a ser efetivamente operado a uma pressão substancialmente igual ou abaixo da pressão operacional do reator (2), por exemplo, uma pressão na faixa de 20-100 bar, preferivelmente, na faixa de 3 0-70 bar, e sob uma temperatura de operação de resfriamento rápido de melamina na faixa de 150-190EC.
O vaso (21) é provido internamente de um agitador mecânico, indicado na sua integridade pela referência (26), e chicanas (23) que se estendem verticalmente da carcaça do vaso (21), para transferir para □ líquido sob agitação um significante teor de força, o dispositivo agitador (26) inclui um eixo vertical (27), estendido ao longo do eixo vertical do vaso (21), a partir do seu topo para a porção inferior do dito vaso (21) e um propulsor (22) na extremidade inferior do eixo (27). o propulsor (22) do dispositivo agitador pode ser do tipo turbina ou do tipo rotor, preferivelmente, é do tipo de turbina de hélices planas. 0 dispositivo agitador (26) é controlado por um adequado motor (28), situado externamente ao vaso (21)
O vaso (21) é também internamente provido de serpentinas de transferência de calor (24), que podem ser imaginadas como tubos internamente cruzados por um fΊ vido de transferência de calor, como, por exemplo, por uma corrente de óleo diatérmico ou de água em ebulição pressurizada- Em particular, o fluido de transferência de calor entra no vaso (21) e nas serpentinas (24) através de um tubo de entrada (29) e é descarregado dos mesmos através de um tubo de saída (30).
14/24
O vaso (21) também compreende adequadas aberturas (não mostrado) para a entrada do licor mãe proveniente da seção de tratamento (6), para a entrada do material fundido de melamina proveniente do reator (2), para a entrada e saída de amônia gasosa e para a saída de solução de melamina.
Em particular, de acordo com a presente invenção, o licor mãe é introduzido no vaso (21) através do tubo (10) . 0 material fundido de melamina é admitido através do tubo (9), o qual, preferivelmente, se estende no interior do vaso (21) , a partir do seu topo para a proximidade de uma parte superior do propulsor (22) do dispositivo agitador. Desse modo, vantajosamente, tão logo o material fundido alcance a parte superior do propulsor (22) do dispositivo agitador, ele é imediatamente disperso no interior da fase líquida presente no vaso (21).
Amônia gasosa é alimentada ao vaso pelo tubo (11) , o qual é vantajosamente estendido no interior do vaso (21) , a partir de sua base para uma parte inferior do propulsor (22} do dispositivo agitador. Desse modo, tão logo a amônia alcance a parte inferior do propulsor (22) do dispositivo agitador, ela é imediatamente subdividida em gotículas bastante finas e dispersada no interior da fase líquida presente no vaso (21). o excesso de amônia é aliviado através do tubo (12).
De acordo com a invenção, no vaso (21), o material fundido de melamina é contatado com o licor mãe e resfriado rapidamente para uma temperatura na faixa de 150190a, preferivelmente, 160-180aC, enquanto a solução resultante é mantida em contato íntimo com a amônia gasosa, por um período de tempo na faixa de 15 a 90 minutos.
Desse modo, a melamina passa dentro da solução numa concentração de, preferivelmente, 8 a 16% em peso, enquanto, ao mesmo tempo, algumas das impurezas, como, por
15/24 exemplo, os policondensados, quando formados no reator (2), são convertidos em melamina mediante reação com amônia, obtendo-se o prático desaparecimento do teor de policondensados na solução resultante de melamina.
Nesse contexto, de acordo com a invenção, a amonia presente no licor mae e a amonia gasosa, são, preferivelmente, introduzidas no vaso (21), de modo a manter uma concentração na dita solução na faixa de 20-35% em peso, na faixa indicada de temperatura, sob a pressão de equilíbrio alcançada pelo vaso de resfriamento rápido. Além disso, a amonia gasosa, vantajosamente, é altamente dispersa e distribuída na massa de líquido, graças ao propulsor (22) do dispositivo agitador, o qual realiza um sistema de contato de gás/líquido altamente eficiente.
No vaso (21), as condições de temperatura são controladas pelo fluido de troca de calor que circula nas serpentinas (24), o qual remove o calor do vaso (21) para manter a massa total de líquido na desejada temperatura.
A fase líquida descarregada do vaso (21) é transferida para a sucessiva seção de cristalização (4) da unidade de produção (1), onde é imediatamente resfriada para a temperatura final de cristalização, na faixa de 3 060SC, sob pressão autógena. A transferência pode ser feita de modo simples, por meio do diferencial de pressão através do tubo (13), mediante um dispositivo de controle de nível ou mediante uma bomba.
A figura 3 mostra um dispositivo de acordo com outra modalidade da presente invenção, para resfriamento rápido de melamina, adequado para ser usado na seção de resfriamento rápido (3) da unidade de produção de melamina, mostrada na figura 1. Esse dispositivo de resfriamento vapido e indicado na sua integridade pela referência numérica (40).
Para os elementos do dispositivo (40) mostrados
16/24 na figura 3 que são estruturalmente ou funcionaImente equivalentes aos correspondentes elementos do dispositivo (20) mostrado na figura 2, as mesmas referências numéricas desses últimos elementos são atribuídas, dispositivo (40) inclui um vaso (41) e um circuito fechado, indicado na sua integridade pela referência numérica (42), exteriormente ao vaso (41), O circuito fechado (42) inclui uma bomba de sucção (44), um trocador de calor (45), um tubo (43) conectando o fundo do vaso (41) à bomba (44), um tubo (46) conectando a bomba (44) ao trocador de calor (45) e um tubo (47) conectando o trocador de calor (45) ao vaso (41).
Nessa modalidade, todos os fluidos a serem intimamente misturados, a saber, o licor mãe proveniente da linha de fluxo (tubo) (10), o material fundido de melamina proveniente da linha de fluxo (tubo) (9), e a amônia gasosa proveniente da linha de fluxo (tubo) (11), são misturados no tubo (43) e a resultante fase líquida/gasosa é permitida de circular continuamente no circuito fechado (42) e no vaso (41) através da bomba (44), Isso permite que a amônia seja finamente distribuída na massa de líquido,
O controle da temperatura do líquido é realizado pelo trocador de calor (45), oposto no lado do processo pela fase líquida/gasosa, a partir da qual o calor é removido, caso necessário, por meio de um fluido de troca de calor.
Um fluxo de solução de melamina é continuamente descarregado do vaso (41) através do tubo (13) e enviado para a etapa de cristalização na seção (4), conforme indicado acima.
A figura 4 mostra um dispositivo de acordo com uma modalidade da presente invenção, para tratamento de licor mãe de melamina por cristalização, a fim de converter ammeline em ammelide e melamina. Esse dispositivo é
17/24 indicado na sua integridade pela referência numérica (60), sendo adequado para ser usado na seção de tratamento (6) da unidade de produção de melamina, conforme mostrado na figura 1.
O dispositivo (60) compreende um único vaso de pressão (61), de volume total suficiente para permitir ao fluxo do líquido mãe o desejado tempo de residência na temperatura selecionada. 0 vaso de pressão (61) é provido internamente de um agitador mecânico (66) e chicanas (63) que se estendem verticalmente, auxiliando o líquido sob agitação a ter o calor transferido da serpentina (64), internamente atravessada por um fluido de aquecimento, como, por exemplo, vapor de condensação. Em particular, o fluido de transferência de calor entra no vaso (61) e nas serpentinas (64) através de um tubo de entrada (69), sendo descarregado dos mesmos através de um tubo de saída (65) dispositivo agitador (66) inclui um eixo vertical (67), estendido ao longo do eixo vertical do vaso (61), a partir do seu topo para a posição inferior do vaso (61), e um propulsor (62) na extremidade inferior do eixo (67). 0 propulsor (62) do dispositivo agitador pode ser do tipo turbina ou do tipo rotor, preferivelmente, é do tipo de turbina de hélices planas. 0 dispositivo agitador (66) é controlado por um adequado motor (68), situado externamente ao vaso (61).
vaso (61) é também internamente provido de serpentinas de transferência de calor (24), que podem ser imaginadas como tubos internamente cruzados por um fluido de transferência de calor, como, por exemplo, por uma corrente de óleo diatérmico ou vapor. Em particular, o fluido de transferência de calor entra no vaso (21) e nas serpentinas (24) através de um tubo de entrada (29) e é descarregado dos mesmos através de um tubo de saída (30).
licor mãe é introduzido no vaso (61) através do
18/24 tubo (16), enquanto o líquido tratado sai através do tubo (10) .
A figura 5 mostra um dispositivo de acordo com outra modalidade da presente invenção, para tratamento de licor mãe de melamina por cristalização, a fim de converter ammeline em ammelide e melamina. Esse dispositivo é indicado na sua integridade pela referência numérica (70), sendo adequado para ser usado na seção de tratamento (6) da unidade de produção de melamina, conforme mostrado na figura 1.
O dispositivo (70) compreende dois vasos de pressão (71A) e (71B), da mesma configuração que o vaso (61) descrito acima, estabelecidos em série no fluxo de líquido. Essa configuração tem a vantagem de utilizar vasos bem menores, isto é, tendo um volume inferior que no caso do vaso único (61).
De acordo com outra modalidade da invenção (não mostrada), o licor mãe proveniente da seção de separação (5) de fase sólida/líquida pode ser previamente aquecido na desejada temperatura, em um apropriado trocador de calor disposto a montante do vaso (61) do dispositivo (60), ou do vaso (71A) do dispositivo (70). Nesse caso, as serpentinas de transferência de calor (64) no vaso (61) ou nos vasos (71A) e (71B) não são mais exigidas.
No vaso (61) do dispositivo (60) e nos vasos (71A) e (71B) do dispositivo (70) , devido ao aumento de temperatura, a solução de amônia que constitui o licor mãe se eleva na pressão para uma pressão de 15-80 bar, dependendo da concentração de amônia usada.
O licor mãe tratado, isento de ammeline e enriquecido em melamina (e alguma ammelide) é transferido para a eção de resfriamento rápido (3), que opera, aproximadamente, na mesma temperatura e pressão da seção de conversão de ammeline (6).
19/24
Os exemplos seguintes têm a pretensão de melhor mostrar como a invenção pode ser praticada, além das suas vantagens, porém, não deverão ser interpretados como limitativos da mesma.
Exemplo 1
Uma amostra de 100 g de um material fundido de melamina, liberada por uma tecnologia de alta pressão após separação do gás de exaustão, e mantida em uma fase líquida à temperatura de 390°C, 80 bar de pressão, apresentou a seguinte composição (percentagens em peso):
- Melamina 89,7%
- OAT 1,0%
- Policondensados 2,2%
- Uréia não-convertida 5,0%
- NH3 dissolvida 1,3%
- CO2 dissolvido 0,8%
A amostra foi rapidamente transferida para um reator de tanque agitado, mantido à temperatura de 170°C, onde 80Og de solução aquosa de amônia a uma concentração de 31% foram anteriormente colocadas. 0 vaso alcançou uma pressão interna de 41 bar.
Após 10 minutos sob agitação, o conteúdo do reator foi rapidamente transferido para um adicional vaso agitado, equipado para rapidamente resfriar a solução de melamina obtida para cerca de 40°C. Após alcançar a desejada temperatura, a pressão interna do vaso foi de cerca de 1 bar.
Uma amostra de fase líquida submetida à análise mostrou uma concentração de melamina de 0,67%, ammeline 0,08%, que é menor que seu limite de solubilidade em uma concentração de amônia de 31%, ammelide 0,02%, bastante longe de seu limite de solubilidade (2%) . Os policondensados não puderam ser detectados. A uréia
20/24 resultou como sendo parcialmente hidrolisada. Os cristais separados de melamina foram de alta pureza.
Exemplo 2
Um licor mãe com a seguinte composição (percentagens em peso):
Melamina 0,84%
Ammeline 0,12%
Ammelide 0,15%
Amônia 30,4%
Balanço de água, p/ 100%
De modo similar à etapa de recuperação do Exemplo
1, a etapa de cristalização de melamina foi alimentada de modo contínuo, à velocidade de 800 g/h, dentro de um reator 15 de tanque agitado de volume de 1 litro, aquecido para manter a temperatura constante em 180«C. Amônia gasosa foi então injetada no mesmo reator para elevar a pressão para 66 bar. Ao manter constante o nível interno de líquido, o produto foi descarregado, resfriado e analisado. A ammeline 20 substancialmente desapareceu, tendo uma conversão de aproximadamente 80% em melamina, o balanço sendo ammelide.
mesmo experimento foi repetido em condições mais brandas, com a concentração da amônia pela metade, e operando à temperatura de 170*C e pressão de 24 bar. A fim 25 de observar uma substancial conversão de ammeline, a vazão teve de ser reduzida para 250 g/h. Entretanto, o produto principal da reação foi a ammelide.
Exemplo 3 30 0 Processo de acordo com a invenção para obtenção de melamina de alta pureza foi realizado em uma instalação piloto, de acordo com a figura 1.
Um material fundido de melamina tendo a mesma
21/24 composição descrita no Exemplo 1 foi liberado do reator de uréia de alta pressão (2).
Esse material fundido de melamina foi alimentado a uma velocidade de 100 kg/h a seção de resfriamento rápido (3) em um reator tipo tanque agitado (vaso (21)), equipado conforme descrito acima, com referência à figura 2, o reator (21) acomodando 150 litros de volume de líquido e o processo de resfriamento rápido e diluição ocorrendo no reator (21) sob uma temperatura de 170ac.
O mesmo reator (21) recebeu de modo contínuo 810 kg/h de uma solução aquosa de amônia reciclada, contendo 250 kg/h de amônia, e cerca de 550 kg/h de água, o balanço sendo principalmente melamina dissolvida e ammelide (licor mãe reciclado). A dita solução aquosa de amônia é proveniente da seção de conversão de ammeline (6), operando também à temperatura de 1702C, e do reator de resfriamento rápido (21) e seção de conversão de ammeline (6), operados aproximadamente na mesma pressão autogena interna de 44 bar.
A temperatura do reator de resfriamento rápido (21), que recebeu o material fundido de melamina à 3803 90°C e a solução de amônia à 170°C, foi uma temperatura controlada em 170°C através de adequado resfriamento.
excesso de líquido de modo contínuo do reator de resfriamento rápido se constituiu de uma solução de melamina de concentração de 10,7-10,9%, praticamente, livre de policondensados de melamina. Essa solução foi despressurizada e alimentada de modo contínuo à seção de cristalização (4) em um dispositivo de cristalização com resfriamento, de cerca de 1 m3 de volume, em que a temperatura da matéria do processo foi mantida em 45BC. A pressão no dispositivo cristalizador se estabilizou em 1,2 bar.
Os cristais de melamina se precipitaram, formando
22/24 com o licor mãe uma pasta fluida, que foi extraída de forma gradual do dispositivo cristalizador e alimentada a uma centrífuga, que proporcionou a separação dos cristais, e depois proporcionou a lavagem com água desmineralizada, enquanto o licor mãe filtrado foi coletado em um tanque, sob pressão atmosférica.
licor mãe, saturado com melamina a 0,84%, contendo ainda 0,12% de ammeline e 0,17% de ammelide, foi alimentado de modo contínuo, a uma velocidade de cerca de 940 L/h, à seção de conversão de ammeline (6), em um reator de tanque agitado (vaso (60)) , provido de uma serpentina interna de vapor que aquece o líquido e o mantém à temperatura de 170°C, conforme descrito acima com referência à figura 4. Uma pequena quantidade de amônia gasosa foi também introduzida, para compensar as perdas na separação dos cristais no reator (60), até alcançar uma pressão interna de 44 bar. O volume do reator foi de 2 m3, proporcionando então um tampo de residência de fase líquida de cerca de 2 horas.
Graças a essa operação, a ammeline fracamente solúvel foi convertida em melamina e ammelide, permitindo a recirculaçao da solução aquosa de amônia (licor mãe), sem o risco de precipitação de ammeline durante a etapa de cristalização da melamina. Além disso, alguma quantidade de uréia (0,45%) deixada na solução como resíduo do material fundido de melamina foi efetivamente hidrolisada nesse reator (60).
Um percentual de 80% da corrente de licor mãe tratado foi novamente enviado diretamente para a seção de resfriamento rápido (3), enquanto o percentual restante de 2 0% da corrente do líquido mae tratado foi purgado para remover a ammelide, na vazão média de cerca de 0,4 kg/h, para evitar sua excessiva formação no circuito do processo. A remoção foi feita na seção de remoção de ammelide (18),
23/24 mediante extraçao da amorna dissolvida, o que torna a ammelide insolúvel na água residual e seguinte separação da ammelide através de filtração. Depois, a corrente do líquido mãe, substancialmente despojada de ammelide e ainda 5 contendo alguma quantidade de ammeline, foi recuperada da seção de tratamento (18) e retornada para o circuito do processo na corrente do líquido mãe a ser reciclada para a seção de resfriamento rápido (3).
Desse modo, a concentração dos compostos de OAT 10 no circuito do processo nunca alcançou o limite de solubilidade, acima do qual poderia ocorrer a precipitação e contaminação da melamina produzida. Além disso, o rendimento do processo foi bastante alto, notadamente, mais que 98% de melamina tendo alta pureza (maior que 99,8%) foi 15 recuperada do material fundido original na forma de melamina ou sob a forma de policondensados e compostos de OAT.
Exemplo 4
Uni estudo foi realizado com o objetivo de reduzir o máximo possível a fração de licor mãe a ser purgado para a eliminação da ammelide, apos a sua geração a partir da ammeline, conforme mostrado nos exemplos anteriores, evitando, ao mesmo tempo, o risco de ocorrer precipitação 25 de ammeline ou ammelide na solução aquosa de amônia na etapa de cr is tali zaçao de melamina, na seção de cristalização (4).
De acordo com esse estudo, foi descoberto que a operação da unidade de produção conforme o Exemplo 3 30 descrito anteriormente, nas mesmas condições, porém, reduzindo a purga de 2 0% para 10% da solução aquosa de amônia de recirculação (líquido mãe reciclado), o risco de precipitação dos compostos de OAT na etapa de cristalização da melamina é evitado, mediante 5% de aumento da proporção
24/24 entre a solução aquosa de amônia e o material melamina na seção de resfriamento rápido (3),
Além disso, foi possível a redução da 5% do líquido mãe reciclado, mediante aumento 5 proporção de solução aquosa de amônia/material melamina, na seção de resfriamento rápido (3).
fundido de purga para de 2 0 % da fundido de

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Processo para obtenção de melamina de alta pureza de não menos de 99,8%, caracterizado por compreender as etapas de:
- esfriar rapidamente (choque térmico) um material fundido de melamina, isento de gases de exaustão da síntese da melamina e contendo impurezas de melamina, tais como, ammeline, ammelide e policondensados, com uma solução aquosa compreendendo amônia, de modo a converter os policondensados em melamina, obtendo-se uma solução de melamina;
- recuperar melamina da dita solução de melamina mediante cristalização, obtendo-se cristais de melamina e um licor mãe de cristalização de melamina;
- tratar o dito licor-mãe de cristalização de melamina pela conversão de pelo menos uma porção da ammeline contida no dito licor-mãe de cristalização de melamina em ammelide e melamina, obtendo-se um líquido mãe tratado, tendo um teor
de ammeline menor do que o referido licor-mãe de cristalização de melamina. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela dita etapa de resfriamento rápido ser realizada a uma temperatura na faixa de 150°C a 190°C com uma
solução aquosa compreendendo amônia, numa concentração na faixa de 20% a 35%, durante um período de tempo de 10 a 30 minutos, para se obter um produto de melamina no qual a concentração de melamina se situa na faixa de 8 a 16% em peso.
2/5 resfriamento rápido ser realizada a uma temperatura na faixa de 160 a 180°C, e a dita concentração de melamina na solução de melamina se situar na faixa de 9% a 13% em peso.
3/5 remoção de ammelide da dita porção separada de licor mãe compreender os estágios operacionais de:
- extrair a amônia da dita porção separada de licor mãe, desse modo, obrigando a ammelide a se precipitar; e
- separar a ammelide sólida através de filtração.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela amônia gasosa ser também adicionada à dita solução aquosa compreendendo amônia, na etapa de resfriamento rápido.
4/5 dispositivo (20, 40) para rápido resfriamento do dito material fundido de melamina, compreendendo um vaso (21, 41) provido de pelo menos uma abertura para a entrada de licor mãe de melamina, do fundido de melamina e de amônia gasosa, na forma de fluxo separado ou fluxo misturado, e com pelo menos uma abertura para a saída da dita solução de melamina, dispositivos para intimamente distribuir amônia na dita solução de melamina e dispositivos para controlar a temperatura da dita solução de melamina.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pela dita etapa de
Petição 870190075089, de 05/08/2019, pág. 6/10
5/5 na dita solução de melamina compreenderem uma bomba de sucção (44) provida exteriormente ao dito vaso (41), em comunicação de fluido com o mesmo, a dita bomba de sucção (44) sendo alimentada com o dito líquido mãe, dito material fundido de melamina e dita amônia gasosa na forma de um fluxo misturado.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela dita etapa de recuperação de melamina ser realizada através do resfriamento da dita solução de melamina para a temperatura de 30°C a 60°C, desse modo, provocando a separação dos cristais de melamina.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela dita etapa de tratamento compreender os estágios operacionais de aquecimento do dito licor mãe de cristalização de melamina, para uma temperatura na faixa de 150°C a 190°C, e a manutenção do licor mãe aquecido nessa temperatura por um período de tempo de 1 a 4 horas.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela dita solução aquosa contendo amônia compreender pelo menos uma porção do dito líquido mãe tratado, obtido na etapa de tratamento, e reciclado para a etapa de resfriamento rápido.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda as etapas de:
- separar uma porção de licor mãe do licor mãe tratado obtido na dita etapa de tratamento;
- remover ammelide da dita porção separada de licor mãe; e
- retornar a dita porção separada de licor mãe, isenta de ammelide, para o dito líquido mãe tratado.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela dita porção de licor mãe separada do licor mãe tratado estar compreendida na faixa de 5% a 20% de todo o líquido mãe tratado.
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pela dita etapa de
Petição 870190075089, de 05/08/2019, pág. 7/10
11. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão para produção de melamina de alta pureza de não menos de 99,8%, compreendendo um reator (2) para síntese da melamina, uma seção de resfriamento rápido (3) para obtenção de uma solução de melamina a partir de um material fundido de melamina descarregado do reator (2), uma seção de cristalização de melamina (4) e uma seção de separação de fase líquida/sólida (5) para separar os cristais de um licor mãe de melamina, o dito reator (2) e as ditas seções (3, 4, 5) se dispondo em por fato de compreender ainda:
- uma seção de tratamento (6) para a conversão de ammeline em ammelide e melamina;
- um dispositivo (16) para alimentação de um fluxo de licor mãe de cristalização de melamina, que sai da dita seção de separação de fase líquida/sólida (5) para a dita seção de tratamento (6);
- um dispositivo (10) para alimentação de um fluxo de licor mãe tratado que sai da dita seção de tratamento (6) para a dita seção de resfriamento rápido (3);
- uma seção de remoção de ammelide (18);
- um dispositivo para alimentação de uma porção do fluxo de licor mãe que sai da seção de tratamento (6) para a seção de remoção de ammelide (18); e
- dispositivos (10, 20) para reciclagem do licor mãe que sai da seção de remoção de ammelide (18) para a dita seção de resfriamento rápido (3).
12. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pela dita seção de resfriamento rápido (3) compreender um
Petição 870190075089, de 05/08/2019, pág. 8/10
13. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelos ditos dispositivos para intimamente distribuir amônia na dita solução de melamina serem providos no interior do dito vaso (21), e compreenderem um dispositivo agitador (26) tendo um eixo vertical (27) e um propulsor (22) na extremidade inferior do eixo (27).
14, caracterizada pela dita amônia e pelo dito material fundido de melamina serem alimentados no dito vaso (21), na proximidade do dito propulsor (22).
14. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo dito propulsor (22) ser uma turbina de hélices planas.
15, caracterizada pelos ditos dispositivos para controlar a temperatura da dita solução de melamina serem providos no interior do dito vaso (21) e compreenderem serpentinas de transferência de calor (24) internamente cruzadas por um fluido de troca de calor.
15. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou
16. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a
17. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelos ditos dispositivos para intimamente distribuir amônia
Petição 870190075089, de 05/08/2019, pág. 9/10
18. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 17, caracterizada pelos ditos dispositivos para controlar a temperatura da dita solução de melamina compreenderem um trocador de calor (45), provido exteriormente ao dito vaso (41), em comunicação de fluido com o mesmo, dito trocador de calor (45) sendo atravessado por um fluido de troca de calor, no lado do processo tendo o dito material fundido de melamina e a dita amônia gasosa na forma de um fluxo misturado.
19. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pela dita seção de tratamento (6) compreender um dispositivo (60, 70) para tratamento do dito licor mãe de cristalização de melamina, compreendendo pelo menos um vaso (61; 71A, 71B) provido de uma abertura para a entrada do líquido mãe de cristalização de melamina, e uma abertura para a saída do líquido mãe tratado, um dispositivo (66, 67) para agitação do dito licor mãe de cristalização de melamina e um dispositivo (64) para aquecimento do dito licor mãe de cristalização de melamina.
20. Unidade de produção não-catalítica de alta pressão, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por compreender dois vasos (71A, 71B) estabelecidos em série, em comunicação de fluido entre si.
BRPI0909420-2A 2008-03-04 2009-02-24 Processo para produção de melamina de alta pureza a partir de uréia. BRPI0909420B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08004013A EP2098516A1 (en) 2008-03-04 2008-03-04 Process for the production of high purity melamine from urea
EP08004013.2 2008-03-04
PCT/EP2009/001294 WO2009109314A1 (en) 2008-03-04 2009-02-24 Process for the production of high purity melamine from urea

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0909420A2 BRPI0909420A2 (pt) 2019-02-26
BRPI0909420B1 true BRPI0909420B1 (pt) 2019-10-15

Family

ID=39473225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0909420-2A BRPI0909420B1 (pt) 2008-03-04 2009-02-24 Processo para produção de melamina de alta pureza a partir de uréia.

Country Status (15)

Country Link
US (2) US9073877B2 (pt)
EP (2) EP2098516A1 (pt)
JP (1) JP5612488B2 (pt)
KR (1) KR101582307B1 (pt)
CN (2) CN102850286B (pt)
AT (1) ATE511504T1 (pt)
AU (1) AU2009221276B2 (pt)
BR (1) BRPI0909420B1 (pt)
CA (1) CA2716505C (pt)
DK (1) DK2254874T3 (pt)
ES (1) ES2367411T3 (pt)
PL (1) PL2254874T3 (pt)
RU (1) RU2515885C2 (pt)
SA (1) SA109300154B1 (pt)
WO (1) WO2009109314A1 (pt)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2308856A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-13 Borealis Agrolinz Melamine GmbH Water recycling in a melamine production process
CN103102319B (zh) * 2011-11-11 2016-02-24 北京勤邦生物技术有限公司 三聚氰胺半抗原及其制备方法和应用
CN102908802A (zh) * 2012-11-07 2013-02-06 袁哲 一种新型三聚氰胺干捕器
EP2907567A1 (en) * 2014-02-18 2015-08-19 Casale Sa Combined reactor for high-pressure synthesis of melamine
WO2016104446A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 旭硝子株式会社 ガラス及び化学強化ガラス
US20180072828A1 (en) * 2015-03-31 2018-03-15 Prime Polymer Co., Ltd. Polypropylene resin composition and production method thereof, biaxially stretched film and production method thereof, and capacitor film for film capacitor
CN105289721B (zh) * 2015-10-15 2018-01-02 广东工业大学 一种制备能降解多种染料的蜜勒胺的方法
EP3272743A1 (en) 2016-07-22 2018-01-24 Casale SA Process for melamine purification
IT201700014505A1 (it) * 2017-02-09 2018-08-09 Eurotecnica Melamine Luxemburg Zweigniederlassung In Ittigen Apparato di cristallizzazione di melammina e impianto di melammina impiegante lo stesso
CN111836679A (zh) 2018-01-26 2020-10-27 卡萨勒有限公司 将关联尿素设备中回收的废气合成三聚氰胺的设备
CN108465288A (zh) * 2018-05-07 2018-08-31 河南省中原大化集团有限责任公司 一种物料之间热能交换装置及应用方法
IT201800005382A1 (it) * 2018-05-15 2019-11-15 Procedimento e dispositivo per separare cristalli di melammina in un processo di produzione di melammina da urea
IT201800007367A1 (it) * 2018-07-20 2020-01-20 Procedimento a basso consumo energetico e ridotto consumo di ammoniaca per la produzione di melammina a elevata purezza tramite pirolisi dell’urea, e relativo impianto
CN113663606A (zh) * 2021-08-06 2021-11-19 四川金象赛瑞化工股份有限公司 一种单氰胺二聚反应器及其工艺
CN114100494B (zh) * 2021-11-08 2023-07-04 江西睿达新能源科技有限公司 一种三元前驱体的生产设备及生产工艺

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3161638A (en) 1964-12-15 Filter
US3161368A (en) 1962-10-18 1964-12-15 Inta Roto Machine Company Inc Butt splicer
US3637686A (en) * 1969-02-10 1972-01-25 Nissan Chemical Ind Ltd Process for recovering purified melamine
JPS5679678A (en) * 1979-12-04 1981-06-30 Mitsui Toatsu Chem Inc Utilization and recovery of ammelide and ammeline
NL8201479A (nl) * 1982-04-07 1983-11-01 Stamicarbon Werkwijze voor het bereiden van melamine.
IT1261841B (it) * 1993-08-23 1996-06-03 Conser Spa Procedimento per la produzione di melammina ad alta purezza.
AT402294B (de) * 1994-12-23 1997-03-25 Agrolinz Melamin Gmbh Verfahren zur herstellung von hochreinem melamin
CA2201224C (en) * 1997-03-27 2004-12-07 Annette Lynn Burke Dual shear mixing element
JPH11209353A (ja) * 1998-01-23 1999-08-03 Nissan Chem Ind Ltd メラミン工程廃液からのメラミン、アンメリン及びアンメリドの回収方法
EE200100262A (et) * 1998-11-13 2002-08-15 Agrolinz Melamin Gmbh Puhta melamiini valmistamismeetod
MXPA01006291A (es) * 1998-12-23 2002-04-17 Agrolinz Melamin Gmbh Metodo para purificar melamina.
IT1315255B1 (it) * 1999-11-16 2003-02-03 Eurotecnica Dev And Licensing Procedimento di purificazione della melammina.
EP1138676A1 (en) * 2000-03-27 2001-10-04 Casale Chemicals SA Process for producing melamine at high pureness
AT410210B (de) 2000-08-07 2003-03-25 Agrolinz Melamin Gmbh Verfahren zur herstellung von melamin
EP1188751A1 (en) * 2000-09-13 2002-03-20 Casale Chemicals SA Process for the production of high purity melamine from urea
ITMI20011216A1 (it) * 2001-06-08 2002-12-08 Eurotecnica Dev And Licensing Procedimento migliorato per la produzione con alte rese di melanina
AU2002351684B2 (en) * 2001-11-16 2008-02-07 Ami-Agrolinz Melamine International Gmbh Method for producing melem-free melamine and quenching agents
EP1716111B2 (en) * 2004-02-20 2022-06-08 Casale Sa Integrated process for urea and melamine production
DE102004018784A1 (de) * 2004-04-14 2005-11-03 Ami-Agrolinz Melamine International Gmbh Verfahren zur Herstellung von reinem Melamin
AT414239B (de) * 2004-07-29 2006-10-15 Ami Agrolinz Melamine Int Gmbh Hochdruckverfahren zur herstellung von reinem melamin

Also Published As

Publication number Publication date
US20110003990A1 (en) 2011-01-06
RU2515885C2 (ru) 2014-05-20
CN101959869B (zh) 2013-03-27
CN102850286A (zh) 2013-01-02
ES2367411T3 (es) 2011-11-03
US20130028800A1 (en) 2013-01-31
ATE511504T1 (de) 2011-06-15
RU2010140444A (ru) 2012-04-10
WO2009109314A1 (en) 2009-09-11
EP2098516A1 (en) 2009-09-09
JP5612488B2 (ja) 2014-10-22
AU2009221276B2 (en) 2012-11-15
BRPI0909420A2 (pt) 2019-02-26
EP2254874A1 (en) 2010-12-01
US9073877B2 (en) 2015-07-07
EP2254874B1 (en) 2011-06-01
CN102850286B (zh) 2015-01-14
JP2011513348A (ja) 2011-04-28
DK2254874T3 (da) 2011-09-19
KR20100123752A (ko) 2010-11-24
CA2716505A1 (en) 2009-09-11
AU2009221276A1 (en) 2009-09-11
KR101582307B1 (ko) 2016-01-04
SA109300154B1 (ar) 2012-01-24
CN101959869A (zh) 2011-01-26
CA2716505C (en) 2016-06-21
US9045439B2 (en) 2015-06-02
PL2254874T3 (pl) 2011-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0909420B1 (pt) Processo para produção de melamina de alta pureza a partir de uréia.
RU2552650C2 (ru) Способ получения высокочистого меламина с низким расходом энергии посредством пиролиза мочевины и оборудование для осуществления этого способа
US7125992B2 (en) Procedure for the production of high-purity melamine with high yields
JP2011513348A5 (pt)
KR860001569B1 (ko) 멜라민의 제조방법
AU2003249863B2 (en) Thermal water treatment device and method
EP3524597B1 (en) Method for revamping a high pressure melamine plant
RU2289578C2 (ru) Способ получения кристаллов меламина, установка для получения кристаллов меламина
ITMI20082294A1 (it) Procedimento migliorato per la produzione di melammina ad elevata purezza mediante pirolisi dell'urea
JPH0557984B2 (pt)
CN218357408U (zh) 一种水合肼精制除盐系统
JP4117516B2 (ja) 濃縮方法および濃縮装置
CA3212616A1 (en) Urea production process and plant
WO2024112196A1 (en) Coupled urea melamine plant

Legal Events

Date Code Title Description
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: CASALE SA (CH)

B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 15/10/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 15/10/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS