CS248213B1 - Sposob výroby hexameíyléntetramínu - Google Patents

Description

248213

Vynález sa týika sposobu výroby hexame-tyléntetramínu z vodných formalínovýchroztokov a amoniaku. Výroba hexametyléntetramínu sa v prie-myselnom meradle uskutečňuje najčastejšiekondenzačnou reakciou formaldehydu a a-moniaku vo vodnom prostředí, z (ktoréhosa potom hexametyléntetramín izoluje. Prie-beh vzájomnej reakcie týchto zlúčenín mož-no vyjadriť nasledovnou rovnicou:

6 CH2O + 4 NH3--- C6H12N4 + 6 H2O ΔΗ = —400 kjmól-1

Vodný rožtok HMT získaný v procese kon-denzácie reakciou vodného roztoku formal-dehydu a amoniaku, najčastejšie v cirkulač-nom okruhu, kde sa chladením pri atmo-sférickom tlaku udržiava teplota 320 až340 K, je v závislosti od poměru a kvalita-tívnych parametrov privádzaných surovin,aiko aj zdržnej doby, v podstatě zmes hexa-metyléntetramínu, medziproduktov (najčas-tejšie frimetyléntriamín a trimetyloltrime-tyléntriamín) a nezreagovaného amoniakua formaldehydu. Uíkončenie reakcie medzi-produktov a nezreagovaného amoniaku aformaldehydu na hexametyléntetramín pre-bieha v procese dozrievania po dobu 2 až16 hodin pri 310 až 340 K.

Izoláciia hexametyléntetramínu sa usku-tečňuje postupné kryštalizačným odpařová-ním za zníženého tlaku, aby nebol vysta-vovaný, na jeho kvalitativně parametre ne-priaznivo posobiacej, zvýšenej tepelnej ex-pozícii, v ďalšom odfiltrováním hexamety-léntetramínu zo suspenzie, najčastejšieodstreďovaním a vysušením vlhkého hexa-metyléntetramínu na obsah vlhkosti pod0,3 % hmot. Takto získaný produkt sa fina-lizuje, pričom sa expeduje s atispekavouúpravou alebo bez nej.

Reakcia formaldehydu a amoniaku v plyn-nom stave, resp. v přítomnosti iných pře-vážné organických rozpúšťadiel, nie sú takběžnými sposobmi výroby hexametylénte-tramínu, pre zvýšenú náročnost: na odvodreakčného tepla kondenzácie, na strojno-technologické zariadenie, na dalšie pomoc-né látky a ich regeneráciu, na zachovanievysokých kvalitatívnych parametrov krys-talického hexametyléntetramínu, připadneďalšie vplyvy.

Vhodnou volbou technologických para-metrov v jednotlivých stupňoch výroby, t. j.teploty, tlaku, zdržnej doby v kondenzácii,poměru a kvalitatívnych parametrov nasa-dzovaných surovin a iných, možno dosiah-nuť vel'mi dobré technicko-ekonomické pa-rametre výroby, ako sú měrná spotřeba su-rovin, energií, maximálna výrobnosť jednot-ky, vysoké výtažky a iné. K najdoležitejším technologickým para-metrom patria poměrové relácie nasadzo-vaných surovin do procesu kondenzácie,ktoré rozhodujúcim spósobom ovplyvňujú už uvádzané technicko-ekonomické para-metre.

Doterajšie sposoby výroby hexametylén-tetramínu sú založené na použití vodnýchroztokov s poměrně nízkou koncentráciouformaldehydu, napr. sposob podl'a (Chmmi-tins F., Chem, Ztg. 52, 1 928/735) je prevá-dzaný tak, že do 180 kg vodného roztokuformaldehydu o konce,ntrácii 30 % hmot. skoncentráciou metanolu 1 až 2 % hmot., sazavádza 21 až 22 kg amoniaku, pričom vý-ťažok 96 % hexametyléntetramínu sa dosa-huje dodatečnou kryštalizáciou.

Podlá (Chem. Mat. Eng. 53 /1946/, 218)sa iku 2 kg roztoku s obsahom 30 % hmot.formaldehydu a 1 až 2 % hmot. metanolupřidává 1 kg vodného roztoku s obsahom27 % hmot. amoniaku. Z hradiska energetickej náročnosti, najmapri kryštalizačnom odpařovaní, ako aj mer-nej spotřeby surovin v procese výroby he-xametyléntetramínu je výhodnější spósobpodlá čs. AO č. 230 110, kde sa vodný roztokhexametyléntetramínu, z ktorého sa v ďal-šom krystalický produkt izoluje, připraví zvodného, roztoku formaldehydu s obsahom34 až 38 % hmot. formaldehydu, 0 až 3 %hmot. metanolu a amoniaku tak, aby obsa-hoval 1 až 6,8 kg nezreagovaného amoniakuv 1 m3 roztoku.

Napriek vyššej úrovni technicko-ekono-mických parametrov uvádzaného postupu jeenergetická náročnost výroby hexametylén-tetramínu týmto postupom vysoká, hlavněpri kryštalizačnom odpařovaní.

Tento, nedostatok riešia aj niektoré ďalšieznáme sposoby, ktoré sú charakteristickétým, že syntéza hexametyléntetramínu saprevádza v přítomnosti iných rozpúšťadiel,napr. podlá švédského pat. č. 195 829, kdesa vedie symtézna reakcia v roztoku s obsa-hom minimálně 5 % hmot. metanolu z do-vodil uíahčenia feryštalizácie a zníženiastrát.

Po)dl'a francúzskeho pat. č. 1 167 435 sareakcia vedle v přítomnosti málo rozpust-ných rozpúšťadiel vo vodě (butanol a nona-nol).

Azeotropické odvádzanie vody z reakčnejzmesi pri výrobě hexametyléntetramínu rie-ši americký pat. č. 3 061 608.

Nevýhodou týchto postupov je predovšet-kým zvýšená náročnost na strojno-techno-logické zariadenie, nevyhnutnosť regenerá-cie rozpúšťadiel, znečisťovanie odpadnýchvod z procesu dalšími organickými zlúče-ninami a připadne ďalšie.

Prevažnú část nevýhod všetkých uvádza-ných postupov rieši postup padla předmět-ného vynálezu.

Podstatou táhlo vynálezu je sposob výro-by hexametyléntetramínu z vodných rozto-kov formaldehydu a amoniaku, ktorý jecharakterizovaný tým, že na přípravu vod-ného roztoku hexametyléntetramínu s ob-sahom nezreagovaného amoniaku 1 až 6,8

Claims (3)

1. 248213 kilogramov na m3 sa použije vodný roztokformaldehydu s obsahom metanolu pod 3 %hmot. a formaldehydu 38,1 až 60 % hmot.,s výhodou 40 až 50 %hmot. Hexametylén-tetrámín sa z připraveného reakčného roz-toku, po jeho dozretí získá kryštalizačnýmodpařováním za zníženého tlaku, oddělenímkrystalického produktu z pripravenej sus-penzie a vysušením na obsah vlhkosti pod0,3 % hmot. Výhodou postupu podlá vynálezu je zní-ženie mernej spotřeby páry pri kryštalizač-nom odpařovaní, čím sa znižuje aj celkováenergetická náročnost procesu výroby he-xametyléntetramínu a změnou hmotovýchprietokov vyvolaných účinkom vynálezu,možno zvýšit kapacitu kryštalizačného od-parovania pri nezhoršenej ekonomike pro-cesu a tým aj celej výrobnej jednotky he-xametyléntetramínu, ako aj sa zníži pro-dukcia odpadných štiavnych Ikondenzátov,čím sa znížia aj náklady na čistenie odpad-ných vod z tejto výroby, čo vyplývá aj zuvedených príklaidov. Příklad 1 (porovnávací] Do 148 kg vodného roztoku s obsahom37 % hmot. formaldehydu a 0,5 °/o hmot.metanolu ,sa zavádza amoniak až do jehoobsahu 1,8 kg nezreagovaného amoniaku nain3 vzniknutého roztoku. Koncentrácia he-xametyléntetramínu v tomto roztoku je 25percent hmot. Ρο> šiestich hodinách sa kryš-talizačným odpařením za vákua, odstředě-ním a vysušením izoluje 40 kg kryštalické-ho hexametyléntetramínu s obsahom vlh-kosti 0,3 % hmot. Energetická náročnost přípravy tohto množstva finálneho produk-tu uvedeným postupom je 0,448 GJ. Příklad
2. 2 Do 121,6 kg vodného roztoku s obsahom45 % hmot. formaldehydu a 0,5 % hmot.metanolu sa zavádza amoniak až do jehoobsahu 1,8 kg nezreagovaného' amoniaku nam3 vzniknutého roztoku. Koncentrácia he-xametyléntetramínu v tomto roztoku je 29,8percent hmot. Po šiestich hodinách sa kryš-talizačným odpařením za vákua, odstředě-ním a vysušením získá 40 kg krystalickéhohexametyléntetramínu s obsahom max. 0,3percent hmot. vlhkosti. Energetická nároč-nost přípravy finálneho produktu týmtopostupom a toho istého množstva ako podl'apříkladu 1 je 0,394 GJ. Příklad
3. 3 Do 148 kg vodného roztoku s obsahom 45percent hmot. formaldehydu a 0,5 % hmot.metanolu sa zavádza amoniak až do jehoobsahu 1,8 kg nezreagovaného amoniakuna m3 vzniknutého roztoku s koncentráciou 29,8 % hmot. hexametyléntetramínu. Pošiestich hodinách sa kryštalizačným odpa-řením za vákua, odstředěním a vysušenímzíská 48,6 kg kryštalicikého hexametylén-tetramínu s obsahom max. 0,3 % hmot. vlh-kosti. Pri analogiokej energetickej nároč-nosti na jednotku vyrobeného hexametylén-tetramínu ako podlá příkladu 2 sa zvýšiprodukcia finálneho produktu o 12,1 % prizachovaní vstupného hmotového prietokuroztoku formaldehydu do stupňa kondénzá-cie, ako uvádza příklad 1. PREDMET Sposob výroby hexametyléntetramínu kon-denzačnou reakciou vodných roztoikov for-maldehydu s obsahom metanolu pod 3 %hmot. a amoniaku, ktorého nezreagovanýpřebytek vo vzniknutom roztoku je 1 až 6,8 ikg/m3, pričom hexametyléntetramín saz dozretéiho roztoku izoluje kryštalizačným Vynalezu odpařováním za zníženého tlaku, odstředě-ním a sušením, vyznačujúci sa tým, že ob-sah formaldehydu vo vstupujúcom roztokuformaldehydu do procesu kopdenzácie je 38,1 až 60 % hmot., s výhodou 40 až 50 %hmot.