CN103724286B - 四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法及其系统 - Google Patents
四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法及其系统 Download PDFInfo
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Abstract
四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法和系统，向四羟甲基三聚氰胺反应釜中加入三聚氰胺、甲醛和水，反应后得第一上清液和第一晶浆；将第一上清液送入六羟甲基三聚氰胺反应釜中，将第一晶浆离心脱水干燥后得成品四羟甲基三聚氰胺；向六羟甲基三聚氰胺反应釜中按一定比例补加反应原料，反应后得第二上清液和第二晶浆；将第二上清液送入废液处理装置进行处理，将第二晶浆进行离心脱水干燥后得成品六羟甲基三聚氰胺。根据本发明的联产系统和方法，合成工艺简单、原料易得、分离纯化容易，大大降低了四羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺产品的生产成本，同时也节约了资源，减少了废水的产生。
Description
技术领域
本发明涉及四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺的生产方法及其系统。
背景技术
四羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺都可用作建筑涂料以及胶黏剂原料，是进一步生产醚化氨基树脂的重要原料。国内外现有的生产六羟甲基三聚氰胺的工艺通常都是用一定比例的甲醛与三聚氰胺反应制备，但几乎所有的工艺都存在相似的难题，即两种原料反应过程中会产生大量废水，而且废水中通常都含有少量甲醛，处理较难。如专利号为201010561762.0的中国发明专利“一种六羟甲基三聚氰胺的生产工艺”，公开了一种六羟甲基三聚氰胺生产工艺，包括混料、反应结晶、离心分离、蒸发等步骤，该工艺需通过与甲醛装置联产来解决废水问题。与六羟甲基三聚氰胺相比，四羟甲基三聚氰胺在水中的溶解度较大，三聚氰胺与甲醛反应生产四羟甲基三聚氰胺时，产品较多溶于反应残液，不易分离，损失较大，且废水中含有甲醛，处理困难，生产成本很高，因此这类工艺较为少见。
发明内容
本发明的目的是针对生产四羟甲基三聚氰胺及六羟甲基三聚氰胺技术的不足，提供一种四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产的新方法和系统。
根据本发明的一个方面，提供一种四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，包括以下步骤：
（a）按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶（3～5）∶（35～40）向四羟甲基三聚氰胺反应釜中投入上述计量的水，调节四羟甲基三聚氰胺反应釜搅拌器转速为50～120转/分钟，加入上述计量的甲醛，加碱调节pH值至7.0～10.0，调节温度为25～40℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌10～30分钟后升温至40～55℃；
（b）待三聚氰胺完全溶解，降低四羟甲基三聚氰胺反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为30～90转/分钟，反应3～4h，反应过程中加碱保持pH为7.0～9.0；
（c）停止搅拌，静置析晶1～3h，得上清液和晶浆，将上清液送入六羟甲基三聚氰胺反应釜，将晶浆通过离心机进行离心分离和干燥后即得成品四羟甲基三聚氰胺，离心所得的废水也送入六羟甲基三聚氰胺反应釜；
（d）向六羟甲基三聚氰胺反应釜中按一定比例补加原料，进行反应，然后经析晶、离心、干燥步骤生产六羟甲基三聚氰胺。
优选地，步骤（a）中所用甲醛为质量分数35%～55%的甲醛水溶液。
优选地，步骤（a）、（b）中所述碱为碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钠。
优选地，步骤（d）中补加原料为三聚氰胺、甲醛以及水，且使补加后反应体系中三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35。
优选地，步骤（d）中反应温度为40～55℃。
优选地，步骤（d）中用碱控制反应体系pH为7.0～9.0。
根据本发明的另一方面，提供一种四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产系统，该系统包括：
四羟甲基三聚氰胺反应釜，接收三聚氰胺、甲醛和水，加碱后发生反应得第一上清液和第一晶浆；
液体泵，将第一上清液送入六羟甲基三聚氰胺反应釜；
第一离心机，接收第一晶浆，将其离心后得四羟甲基三聚氰胺产品；
六羟甲基三聚氰胺反应釜，接收第一上清液以及第一离心机所得的废水，也接收补加的反应原料，反应后得第二上清液和第二晶浆；
废液处理装置，接收第二上清液；以及
第二离心机，接收第二晶浆，将其离心后得六羟甲基三聚氰胺产品。
在上述联产系统的优选实施例中，该系统还包括：物料返回装置，接收废液处理装置中出来的回收物，将其返回到四羟甲基三聚氰胺反应釜和/或六羟甲基三聚氰胺反应釜。
根据本发明的联产系统和方法，合成工艺简单、原料易得、分离纯化容易，大大降低了四羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺产品的生产成本，同时也节约了资源，减少了废水的产生。
附图说明
图1为根据本发明的四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产系统的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步进行描述。本领域技术人员应当理解，以下描述仅用于解释本发明而非用于对其作出任何限制。例如，下面描述的各步骤的顺序并非唯一和不可改变的，只要其符合正常的逻辑顺序而能够实施本发明即可。
如图1所示，根据本发明的四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产系统的总体工艺流程如下：
（a）向四羟甲基三聚氰胺反应釜中按一定比例分别加入三聚氰胺1、甲醛2和水3，并加碱调节pH值，升温并搅拌使发生反应，反应后静置一段时间，得第一上清液5和第一晶浆4；
（b）将第一上清液5通过液体泵送入六羟甲基三聚氰胺反应釜中，将第一晶浆4送入第一离心机进行离心脱水，干燥后得成品四羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体6，将离心所得的废水7也送入六羟甲基三聚氰胺反应釜中；
（c）向六羟甲基三聚氰胺反应釜中按一定比例补加三聚氰胺1、甲醛2以及水3，并加碱调节pH值，升温并搅拌使其发生反应，反应后静置一段时间，得第二上清液8和第二晶浆9；
（d）将第二上清液8送入废液处理装置进行处理，将第二晶浆9送入第二离心机进行离心脱水，干燥后得成品六羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体10。
废液处理装置中出来的回收物（固体物和废水）可以通过物料返回装置（物料泵）将其返回到四羟甲基三聚氰胺反应釜和/或六羟甲基三聚氰胺反应釜，作为反应原料继续进行反应，从而实现整个系统的废水零排放。
下面通过具体实施例来进一步描述本发明的方法和效果。
实施例1
一种四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产的方法，具体步骤如下：
（a）按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶4∶37向四羟甲基三聚氰胺反应釜中投入上述计量的水，调节四羟甲基三聚氰胺反应釜搅拌器转速为70转/分钟，加入上述计量的甲醛，所用甲醛为质量分数37%的甲醛水溶液，加30%氢氧化钠水溶液调节pH值至9.0，升温调节温度为30℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌30分钟后升温至45℃；
（b）待三聚氰胺完全溶解，降低四羟甲基三聚氰胺反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为50转/分钟，保持反应3h，反应过程中用30%氢氧化钠水溶液保持pH约为7.5；
（c）停止搅拌，静置析晶1h，离心分离，脱去废水，干燥即得成品四羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体，转化率为60%（以三聚氰胺计）；
（d）将步骤（c）所产生废水收集，与六羟甲基三聚氰胺生产装置联用，将所收废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按一定比例补加三聚氰胺、甲醛以及水，使反应体系中三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35，在40℃，pH为7.0的条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥等步骤生产六羟甲基三聚氰胺，转化率为85%（以三聚氰胺计）。
实施例2
一种四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产的方法，其具体步骤同实施例1，其中：
步骤（a）中，按三聚氰胺、甲醛及水摩尔比为1∶5∶37的摩尔比加料，所用甲醛为40%甲醛水溶液，碱为30%碳酸钾水溶液；
步骤（b）中，保持反应4h，碱为30%碳酸钾水溶液；
步骤（c）中，静置析晶3h，得成品四羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体，转化率为70%（以三聚氰胺计）；
步骤（d）中，将步骤（c）所产生的废水收集，与六羟甲基三聚氰胺生产装置联用，将所收废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按一定比例补加三聚氰胺、甲醛以及水，使反应体系中三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35，在55℃，用碱控制pH为8.0的条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥等步骤生产六羟甲基三聚氰胺，转化率为95%（以三聚氰胺计）。
实施例3
一种四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产的方法，其具体步骤同实施例1，其中：
步骤（a）中，按三聚氰胺、甲醛及水摩尔比为1∶3∶37的摩尔比加料，所用甲醛为50%甲醛水溶液，碱为30%碳酸钠水溶液；
步骤（b）中，保持反应3.5h，碱为30%碳酸钠水溶液；
步骤（c）中，静置析晶2h，得成品四羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体，转化率为50%（以三聚氰胺计）；
步骤（d）中，将步骤（c）所产生的废水收集，与六羟甲基三聚氰胺生产装置联用，将所收废水直接导入六羟甲基三聚氰胺反应釜并按一定比例补加三聚氰胺、甲醛以及水，使反应体系中三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35，在50℃，用碱控制pH为9.0的条件下进行反应，然后经析晶、离心、干燥等步骤生产六羟甲基三聚氰胺，转化率为90%（以三聚氰胺计）。
通过以上实施例可以看出，利用本发明的联产系统和方法，不仅得到了高收率的四羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺产品，同时也节约了资源，减少了废水的产生。
Claims (3)
1.一种四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)按三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比为1∶(3～5)∶(35～40)向四羟甲基三聚氰胺反应釜中投入上述计量的水，调节四羟甲基三聚氰胺反应釜搅拌器转速为50～120转/分钟，加入上述计量的甲醛，加碱调节pH值至7.0～10.0，调节温度为25～40℃后加入上述计量的三聚氰胺，搅拌10～30分钟后升温至40～55℃；
(b)待三聚氰胺完全溶解，降低四羟甲基三聚氰胺反应釜搅拌速度，调节搅拌器转速为30～90转/分钟，反应3～4h，反应过程中加碱保持pH为7.0～9.0；
(c)停止搅拌，静置析晶1～3h，得上清液和晶浆，将上清液送入六羟甲基三聚氰胺反应釜，将晶浆通过离心机进行离心分离和干燥后即得成品四羟甲基三聚氰胺，离心所得的废水也送入六羟甲基三聚氰胺反应釜；
(d)向六羟甲基三聚氰胺反应釜中按一定比例补加三聚氰胺、甲醛以及水，且使补加后反应体系中三聚氰胺∶甲醛∶水摩尔比达到1∶8∶35；并加碱调节pH值为7.0～9.0，升温至40～55℃并搅拌使其发生反应，反应后静置一段时间，得第二上清液和第二晶浆；将第二上清液送入废液处理装置进行处理，将第二晶浆送入第二离心机进行离心脱水，干燥后得成品六羟甲基三聚氰胺白色颗粒状固体。
2.根据权利要求1所述的四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其特征在于：步骤(a)中所用甲醛为质量分数35％～55％的甲醛水溶液。
3.根据权利要求1所述的四羟甲基三聚氰胺与六羟甲基三聚氰胺联产方法，其特征在于：步骤(a)、(b)中所述碱为碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钠。
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