DE102004014770A1 - Process to increase melamine yield from urea in fluidized-bed catalytic processes, comprises transferring process gas containing high molecular nitrogen compounds into a filter-reactor and reconverting the compounds to melamine - Google Patents

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Abstract

Process to increase melamine yield and to improve dust separation in the melamine production from urea in fluidized-bed catalytic processes. Process to increase melamine yield and to improve dust separation in the melamine production from urea in fluidized-bed catalytic processes comprises: transferring the process gas (containing melamine, non-converted isocyanic acid, melam, melem and other higher molecular nitrogen compounds) of the fluid-bed reactor into a filter-reactor (consisting of one or more ring-reactors filled with catalysts) to convert isocyanic acid to melamine; and reconverting higher molecular nitrogen compounds (especially melam and melem) to melamine by reaction with ammonia in the process gas (where the catalyst fines present in the process gas are removed).

Description

Ausgangsstoff für die Herstellung von Melamin ist heute ausschließlich Harnstoff, der sich bei Temperaturen > 350 °C zunächst nach Reaktion (1) in Ammoniak und Isocyansäure zersetzt. Die entstandene Isocyansäure reagiert in einer nachfolgenden Reaktion (2) weiter zu Melamin: 6 H2N-CO-NH2 → 6 HNCO + 6 NH3 (1) 6 HNCO → C3H6N6 + 3 CO2 (2) The starting material for the production of melamine today is exclusively urea, which decomposes at temperatures> 350 ° C, first after reaction (1) in ammonia and isocyanic acid. The resulting isocyanic acid reacts further in a subsequent reaction (2) to melamine: 6 H 2 N-CO-NH 2 → 6 HNCO + 6 NH 3 (1) 6 HNCO → C 3 H 6 N 6 + 3 CO 2 (2)

Technisch erfolgt die Durchführung dieser Reaktionen heute entweder in den nichtkatalytischen Hochdruckprozessen bei ca. 390 – 400 °C und Drucken oberhalb 8 MPa oder in katalytischen Niederdruckprozessen (0,1-1 MPa) in einem Wirbelbettreaktor bei Temperaturen > 380 °C. Beispiele für letztere Prozesse sind die Verfahren der DSM und der BASF AG. Eine ausführliche Beschreibung der genannten Verfahren findet sich in NITROGEN, Nr. 228, Seite 43-51, Juli/August 1997 und in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 16, 5th Edit., Seiten 171-185, (1990).Technically the implementation takes place These reactions today either in the non-catalytic high-pressure processes at about 390 - 400 ° C and printing above 8 MPa or in catalytic low-pressure processes (0.1-1 MPa) in a fluidized bed reactor at temperatures> 380 ° C. Examples for the latter Processes are the processes of DSM and BASF AG. A detailed Description of said processes can be found in NITROGEN, No. 228, pages 43-51, July / August 1997 and in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 16, 5th Ed., Pp. 171-185, (1990).

Es liegt in der Natur eine Wirbelbettreaktors, der hinsichtlich des Umsatzes die Charakteristik eines Rührkesselreaktors aufweist, dass der Umsatz des Harnstoffs bei einmaligem Durchgang nicht vollständig ist. Zwar wird der Harnstoff gemäß Reaktion (1) vollständig zersetzt, die gebildete Isocyansäure setzt sich jedoch nur unvollständig zu Melamin nach Reaktion (2) um. In der Praxis rechnet man mit Hamstoffumsätzen von 75-90 % zu Melamin, d.h. das Prozessgas aus dem Reaktor enthält je nach den Betriebsbedingungen des Reaktors mehr oder weniger hohe Anteile an Isocyansäure, das thermodynamisch mögliche Gleichgewicht wird nicht eingestellt.It is in nature a fluidized bed reactor, which in terms of Turnover has the characteristics of a stirred tank reactor, that the conversion of the urea is not complete in a single pass. Though the urea will react according to (1) completely decomposes the formed isocyanic acid is only incomplete to melamine after reaction (2). In practice, one expects urea sales of 75-90 % to melamine, i. the process gas from the reactor contains depending on the operating conditions of the reactor more or less high proportions of isocyanic acid, the thermodynamically possible Balance is not set.

Zum Verständnis der Erfindung ist in 1 der prinzipielle Aufbau eines katalytischen Herstellungsverfahrens für Melamin kurz beschrieben: Hamstoffschmelze (1) wird in einem Wirbelbettreaktor (2) bei 390-400 °C zu Melamin umgesetzt. Als Wirbelgas (4) dient entweder reines Ammoniak oder das bei der Reaktion anfallende NH3/CO2-Gemisch. Das gebildete Melamin wird zusammen mit nicht umgesetzter Isocyansäure und den gebildeten Nebenprodukten, insbesondere Melam (C6H9N11) und Melem (C6H6N10) durch das Prozessgas (= Wirbelgas + entstandenes Reaktionsgas) aus dem Reaktor ausgetragen. Daneben enthält das Prozessgas nach Katalysatorabrieb, der nicht in den Cyclonen des Wirbelbettreaktors abgeschieden wurde.To understand the invention is in 1 the basic structure of a catalytic production process for melamine briefly described: Hamstoffschmelze ( 1 ) is in a fluidized bed reactor ( 2 ) at 390-400 ° C converted to melamine. As fluidizing gas ( 4 ) serves either pure ammonia or the obtained during the reaction NH 3 / CO 2 mixture. The melamine formed is discharged out of the reactor together with unreacted isocyanic acid and the by-products formed, in particular melam (C 6 H 9 N 11 ) and melem (C 6 H 6 N 10 ) through the process gas (= fluidizing gas + resulting reaction gas). In addition, the process gas contains after catalyst abrasion, which was not deposited in the cyclones of the fluidized bed reactor.

Zur Gewinnung des Melamins aus dem heißen Prozessgas kann das Gas wie beim DSM--Verfahren direkt mit Wasser gequencht werden, Weg (5) in 1. Es entsteht eine wässrige Suspension aus Melamin, höheren Kondensationsprodukten des Melamins wie Melam und Melem, Hydrolyseprodukten des Melamins (Oxotriazine) und Katalysatorstaub. Aus dieser Suspension wird das Melamin durch Wiederauflösen, Abfiltrations der unlöslichen Bestandteile und Umkristallisation gewonnen. Details zu diesem Verfahren siehe 3 in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A16, Seite 176, (1990).To recover the melamine from the hot process gas, the gas can be quenched directly with water, as in the DSM process. 5 ) in 1 , The result is an aqueous suspension of melamine, higher condensation products of melamine such as melam and melem, hydrolysis products of melamine (oxotriazines) and catalyst dust. From this suspension, the melamine is recovered by re-dissolution, filtration of the insoluble constituents and recrystallization. For details on this procedure, see 3 in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A16, page 176, (1990).

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass beim Quenchen mit Wasser die nicht umgesetzte Isocyansäure zu NH3 und CO2 hydrolysiert wird und der Katalysatorstaub durch Filtration abgetrennt werden muß. Außerdem entstehen Oxotriazine durch Hydrolyse des Melamins.A disadvantage of this method is that when quenching with water, the unreacted isocyanic acid is hydrolyzed to NH 3 and CO 2 and the catalyst dust must be separated by filtration. In addition, oxotriazines are formed by hydrolysis of the melamine.

Diese Nachteile werden beim Verfahren der BASF vermieden, indem das heiße Prozessgas aus dem Reaktor zunächst in einem Kühler (6) soweit abgekühlt wird, das die höher kondensierten Nebenprodukte wie Melam und Melem desublimieren, das Melamin aber noch in der Gasphase verbleibt. Die desublimierenden Verbindungen schlagen sich größtenteils auf den noch im Gas enthaltenen Katalysatorfeinstaub nieder und werden zusammen mit diesem in den Filtern (7) abgetrennt.These disadvantages are avoided in the process of BASF by the hot process gas from the reactor first in a cooler ( 6 ) is cooled as far as the higher-condensed by-products such as melam and melem desublimate, but the melamine still remains in the gas phase. The desublimierenden connections are largely reflected on the catalyst fine dust still contained in the gas and are together with this in the filters ( 7 ) separated.

Aus dem so gereinigten Gasstrom wird das Melamin mittels eines Gasquenches (8) desublimiert und im Cyclon (9) vom Prozessgas abgetrennt. Letzteres wird durch eine Wäsche mit flüssigem Harnstoff im Wascher (10) abgekühlt und als Kühlgas für den Gasquench und als Wirbelgas in den Prozess zurückgeführt.From the thus purified gas stream, the melamine by means of a gas quench ( 8th ) and in the cyclone ( 9 ) separated from the process gas. The latter is done by washing with liquid urea in the washer ( 10 ) and recycled as cooling gas for the gas quench and as fluidizing gas in the process.

Im Harnstoffwäscher rekombiniert nicht umgesetzte Isocyansäure in Umkehrung der Wöhlerschen Hamstoffsynthese mit dem Ammoniak wieder zu Harnstoff: NH3 + HNCO → [NH4]NCO → H2N – CO – NH2 (3) In the urea scrubber, unreacted isocyanic acid recombines with urea in reversal of Wöhler's urea synthesis with ammonia: NH 3 + HNCO → [NH 4 ] NCO → H 2 N - CO - NH 2 (3)

Nachteile dieses Verfahrens sind:

  • a) Die nicht umgesetzte Isocyansäure reagiert zwar im Wascher (10) wieder zu Harnstoff, im Wirbelbettreaktor muss aber die Zersetzungsenergie für den insgesamt zugeführten Harnstoff aufgebracht werden, ohne dass dem eine entsprechende Melaminmehrausbeute entgegensteht.
  • b) Hohe Gehalte an nicht umgesetzter Isocyansäure im Prozessgas können zur Bildung unerwünschter Nebenprodukte bei der Desublimation des Melamins im Gasquench führen. Die Temperatur im Gasquench muss deshalb so hoch eingestellt werden, dass die Reaktion (3) nicht stattfindet, was wiederum einen Melaminverlust zur Folge hat, da es entsprechend seinem Dampfdruck mit dem Gas aus dem Zyklon (9) ausgetragen wird.
  • c) Die Austrittstemperatur aus dem Gaskühler (6) muss so niedrig gewählt werden, dass die höher kondensierten Stickstoffverbindungen wie Melem nahezu vollständig desublimieren. Sie würden sonst gasförmig durch die Filter (7) gehen und zusammen mit dem Melamin im Gasquench abgeschieden werden, was zu Qualitätsproblemen führt. Andererseits darf unter den Bedingungen des Gaskühlers noch kein Melamin auskristallisieren, d.h. der Partialdruck des Melamins im Prozessgas darf seinen Sättigungsdampfdruck bei der gewählten Kühleraustrittstemperatur nicht überschreiten.
Disadvantages of this method are:
  • a) The unreacted isocyanic acid reacts in the scrubber ( 10 ) again to urea, but in the fluidized bed reactor, the decomposition energy must be applied to the total urea supplied, without that opposes a corresponding Melaminmehrausbeute.
  • b) High levels of unreacted isocyanic acid in the process gas can lead to the formation of undesirable by-products in the desublimation of the melamine in the gas quench. The temperature in the gas quench must therefore be set so high that the reaction ( 3 ), which, in turn, results in loss of melamine, since it reacts with the gas from the cyclone, in accordance with its vapor pressure ( 9 ).
  • c) The outlet temperature from the gas cooler ( 6 ) must be chosen so low that the higher-condensed nitrogen compounds such as melem almost completely desublimate. Otherwise they would be gaseous through the filters ( 7 ) and are deposited together with the melamine in the gas quench, which leads to quality problems. On the other hand, under the conditions of the gas cooler no melamine must crystallize out, ie the partial pressure of the melamine in the process gas must not exceed its saturation vapor pressure at the selected cooler outlet temperature.

Durch diese physikalische Gesetzmäßigkeit ist die mit dem Wirbelgas austragbare Melaminmenge begrenzt, ein wirtschaftlicher Nachteil, da hohe Wirbelgasvolumina pro Tonne Melamin erforderlich sind.By this physical law the volume of melamine which can be discharged with the fluidizing gas is limited economic disadvantage, since high fluidizing gas volumes per ton of melamine required are.

Es wurde nun überraschend gefunden, dass sich die Nachteile eines direkten Wasserquenches oder der vorgehend beschriebenen Kombination von Gaskühler und Filter beim Verfahren der BASF AG vor dem Gasquench vermeiden lassen, wenn das heiße Prozessgas aus dem Wirbelbettreaktor vor dem Quenchen mit Wasser oder vor der Abkühlung im Gaskühler und anschließender Filtration direkt in einen sog. Filterreaktor geleitet wird, in dem sich die noch im Prozessgas enthaltene Isocyansäure weiter zu Melamin umsetzt und Katalysatorstaub zurückgehalten wird.It was now surprising found that the disadvantages of a direct water quench or the previously described combination of gas cooler and Avoid filters during the process of BASF AG before the gas quench, if that's hot Process gas from the fluidized bed reactor before quenching with water or before cooling off in the gas cooler and subsequently Filtration is passed directly into a so-called. Filter reactor, in continue the still contained in the process gas isocyanic acid converted to melamine and catalyst dust is retained.

Kennzeichen dieses Filterreaktors ist, dass er aus einem oder mehreren Ringreaktoren besteht, in denen der Katalysator in einem Ringraum zwischen zwei konzentrischen Zylindern mit perforierten Wänden angeordnet ist.Mark This filter reactor is that it consists of one or more ring reactors in which the catalyst in an annulus between two concentric cylinders with perforated walls is arranged.

2a zeigt schematisch den Aufbau eines solchen Ringreaktors als Element in einem Filterreaktor, 2b eine Aufsicht eines Filterreaktors (7) mit vier Ringreaktoren (2). Das heiße Prozessgas aus dem Wirbelbettreaktor tritt bei (1) tangential in den einen oder mehrere Ringreaktoren (2) enthaltenden Filterreaktor (7). Durch die äußere, perforierte Wand (3) der einzelnen Ringreaktoren strömt das Gas radial durch das Katalysatorbett (4) und verlässt über den ebenfalls perforierten inneren Zylinder bzw. das Zentralrohr (5) den Ringreaktor in Richtung Melaminabtrennung und -gewinnung. 2a shows schematically the structure of such a ring reactor as an element in a filter reactor, 2 B a top view of a filter reactor ( 7 ) with four ring reactors ( 2 ). The hot process gas from the fluidized bed reactor occurs ( 1 ) tangentially into the one or more ring reactors ( 2 ) containing filter reactor ( 7 ). Through the outer, perforated wall ( 3 ) of the individual ring reactors, the gas flows radially through the catalyst bed ( 4 ) and leaves via the likewise perforated inner cylinder or the central tube ( 5 ) the ring reactor towards melamine separation and recovery.

Die einzelnen Ringreaktoren sind an der oberen Halteplatte des Filterreaktors (6) gasdicht befestigt, und können bei Bedarf in einfacher Weise gewechselt werden. Zur Temperaturhaltung im Filterreaktor genügt es, die äußere Wand des Filterreaktors zu isolieren, da die Umsetzung der noch im Gas enthaltenen Isocyansäure nach Reaktion (2) exotherm verläuft.The individual ring reactors are at the upper holding plate of the filter reactor ( 6 ) gas-tight, and can be easily changed if necessary. For temperature maintenance in the filter reactor, it is sufficient to isolate the outer wall of the filter reactor, since the reaction of isocyanic acid still contained in the gas after reaction (2) is exothermic.

Zur Erleichterung des Anfahrvorganges sowie zur gelegentlichen Regeneration des Katalysatorbettes ist es jedoch sinnvoll, das Gehäuse (7) des Filterreaktors doppelwandig auszuführen um diesen beispielsweise durch zirkulierendes heißes Gas aufheizen zu können.To facilitate the starting process and for occasional regeneration of the catalyst bed, it is useful, the housing ( 7 ) of the filter reactor double-walled to be able to heat this example by circulating hot gas can.

Anzahl und Abmessungen der einzelnen Ringreaktoren im Filterreaktor richten sich naturgemäß nach der Kapazität und dem Umsatz im Wirbelbettreaktor sowie nach der Aktivität des Katalysators im Ringreaktor. Um Vibrationen zu vermeiden und die Aufhängung sowie das Auswechseln der Ringreaktoren zu erleichtern, ist eine Länge zwischen 1000 und 4000 mm optimal, obwohl in speziellen Fällen je nach Anforderungen diese Maße sowohl überschritten wie unterschritten werden können. Die Durchmesser des äußeren Zylinders des Ringreaktors werden aus praktischen Gründen vorzugsweise zwischen 200 und 900 mm gewählt, der des inneren Zylinders resp. des Zentralrohres zwischen 150 und 300 mm. Aber auch hier können aus räumlichen oder sonstigen Verfahrensbedingten Umständen andere Maße gewählt werden.number and dimensions of the individual ring reactors in the filter reactor naturally according to the capacity and the turnover in the fluidized bed reactor and after the activity of the catalyst in the ring reactor. To avoid vibration and suspension as well To facilitate the replacement of the ring reactors is a length between 1000 and 4000 mm optimal, although in special cases depending on requirements these measurements both exceeded how to fall below. The diameters of the outer cylinder of the ring reactor are preferably used for practical reasons 200 and 900 mm chosen, the inner cylinder resp. of the central tube between 150 and 300 mm. But here too from spatial or other procedural circumstances other dimensions are chosen.

Durch die großen, zylindrischen Anströmflächen und die radiale Durchströmung der Katalysatorfüllung über die Länge des gesamten Ringreaktors wird die Katalysatorfüllung optimal ausgenutzt Im Prozessgas noch enthaltener Katalysatorstaub wird bei Eintritt in das Katalysatorbett zurückgehalten, und kann durch periodisches Rückspülen mit heißem Ammoniak, Wirbelgas oder Wasserdampf wieder entfernt und über eine Austragseinrichtung am Boden des Filterreaktors ausgetragen werden.Due to the large, cylindrical flow surfaces and the radial flow through the catalyst filling over the length of the entire ring reactor, the catalyst filling is optimally utilized in the process gas catalyst dust still contained is retained upon entry into the catalyst bed, and can by pe Riodisch backwashing with hot ammonia, fluidizing gas or steam again removed and discharged through a discharge at the bottom of the filter reactor.

Die im Prozessgas noch enthaltene Isocyansäure setzt sich beim Durchströmen des Katalysatorbettes zu Melamin um. Melem und andere höhermolekulare Stickstoffverbindungen werden durch Reaktion mit Ammoniak teilweise wieder in Melamin umgewandelt C6H6N10 + 2 NH3 → 2 C3H6N6 (4) The isocyanic acid still contained in the process gas is converted to melamine as it flows through the catalyst bed. Melem and other higher molecular nitrogen compounds are partially converted back to melamine by reaction with ammonia C 6 H 6 N 10 + 2 NH 3 → 2 C 3 H 6 N 6 (4)

Das aus dem Ringreaktor austretende Gas enthält durch diese Nachreaktion deutlich weniger Isocyansäure und der Anteil an Melem ist soweit reduziert, dass sein Gehalt im Melamin unter 100 ppm beträgt.The from the ring reactor exiting gas contains by this reaction significantly less isocyanic acid and the proportion of melem is reduced so much that his salary in Melamine is below 100 ppm.

Als Katalysatoren für die im Filterreaktor installierten Ringreaktoren eignen sich alle für die Melaminherstellung bekannten Katalysatortypen, bestehend entweder aus reinem Gamma-Al2O3, Aluminiumsilikaten mit 10 bis 90 Gew.-% SiO2 oder reines SiO2. Besonders geeignet sind Katalysatoren, die in einer Matrix aus Aluminiumsilikat 20 bis 80 Gew.-% Molekularsiebe enthalten und deren mittlerer Porendurchmesser über 6-8 Angström liegt.Suitable catalysts for the ring reactors installed in the filter reactor are all types of catalysts known for melamine production, consisting of either pure gamma-Al 2 O 3 , aluminum silicates with 10 to 90% by weight SiO 2 or pure SiO 2 . Especially suitable are catalysts which contain from 20 to 80% by weight of molecular sieves in an aluminum silicate matrix and whose mean pore diameter is greater than 6-8 angstroms.

Wichtig ist, dass die Katalysatoren eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen, damit beim Durchströmen des Katalysatorbettes kein neuer Abrieb entsteht. Zur Erfüllung dieser Forderung und zur Verminderung des Druckverlustes eignen sich insbesondere geformte Katalysatoren in Kugel- oder Tablettenform oder grobkörnige Katalysatoren mit Durchmessern von 0,5 bis 5mm und darüber.Important is that the catalysts have a high abrasion resistance, so that when flowing through the Catalyst bed no new abrasion arises. To fulfill this Demand and to reduce the pressure loss are particularly suitable shaped catalysts in spherical or tablet form or coarse-grained catalysts with diameters of 0.5 to 5mm and above.

Die im Filter- bzw. Ringreaktor eingesetzten Katalysatoren können die gleiche chemische Zusammensetzung haben wie die im Wirbelbettreaktor eingesetzten. Es können aber auch völlig andere Katalysatoren verwendet werden, da im Filterreaktor kein Harnstoff mehr zersetzt werden muss, sondern nur die Reaktion der Isocyansäure zu Melamin und die Rückreaktion der höhermolekularen Verbindungen zu Melamin katalysiert werden müssen. Wenn beispielsweise der Wirbelbettreaktor einen Katalysator aus reinem Aluminiumoxid enthält, kann es vorteilhaft sein, im Nachreaktor einen Katalysator auf Aluminiumsilikat-Basis einzusetzen.The In the filter or ring reactor catalysts used can have the same chemical composition as in the fluidized bed reactor . used It can but also completely other catalysts are used, as in the filter reactor no Urea needs to be decomposed more, but only the reaction of isocyanic to melamine and the reverse reaction the higher molecular weight Compounds must be catalyzed to melamine. If, for example, the Fluidized bed reactor containing a catalyst of pure alumina can it may be advantageous in the after-reactor, a catalyst based on aluminum silicate use.

Anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels und 3 wird das Verfahren näher beschrieben.With reference to the following embodiment and 3 the procedure is described in more detail.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Im Reaktor (1) wird Harnstoff bei 400 °C und 3 bar in einem Wirbelbett aus Aluminiumoxid-Katalysator zu Melamin umgesetzt. Als Wirbelgas dient das bei der Reaktion anfallende Gasgemisch bestehend aus etwa 70 Vol.-% NH3 und 30 Vol.-% CO2. Das aus dem Reaktor austretende Prozessgas wird ohne Zwischenkühlung direkt in den Filterreaktor (2) geleitet, der vier Ringreaktoren (3) mit einem äußeren Durchmesser von 600 mm und einer Länge von 4000 mm enthält. Als Katalysator für die Ringreaktoren dient ein kugelförmiger (d = 4,5mm) Aluminiumsilikat- Katalysator, der 32 Gew.-% eines mit Re2O3 modifizierten Molekularsiebes enthält.In the reactor ( 1 ) urea is reacted at 400 ° C and 3 bar in a fluidized bed of alumina catalyst to melamine. As fluidizing gas is used in the reaction resulting gas mixture consisting of about 70 vol .-% NH 3 and 30 vol .-% CO 2 . The process gas leaving the reactor is fed directly into the filter reactor without intermediate cooling ( 2 ), the four ring reactors ( 3 ) having an outer diameter of 600 mm and a length of 4000 mm. The catalyst used for the ring reactors is a spherical (d = 4.5 mm) aluminum silicate catalyst containing 32 wt .-% of a molecular sieve modified with Re 2 O 3 .

Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung des Gases (ohne Inerte) vor und nach Eintritt in den Filterreaktor: TABELLE 1

Figure 00040001
Table 1 shows the composition of the gas (without inert) before and after entry into the filter reactor: TABLE 1
Figure 00040001

Von der noch im Prozessgas vorhandenen Isocyansäure wurden ca. 83 % zu Melamin umgesetzt, dies entspricht einer täglichen Mehrproduktion von 7,8 t Melamin. Melem und andere höhere Stickstoffverbindungen sind nicht mehr nachweisbar, ebenso war das Gas nach dem Filterreaktor frei von Katalysatorstaub.From 83% of the isocyanic acid still present in the process gas became melamine implemented, this corresponds to a daily increase of 7.8 t melamine. Melem and other higher nitrogen compounds are no longer detectable, as was the gas after the filter reactor free of catalyst dust.

Nach Verlassen des Filterreaktors und vor Eintritt in die Melaminabscheidung durch Wasser- oder Gasquench kann das Prozessgas im Kühler (4) unter Gewinnung von HD-Dampf abgekühlt werden. Die Kühleraustrittstemperatur wird allerdings durch den Sättigungsdampfdruck des Melamins beschränkt, der Partialdruck des Melamins im Prozessgas darf den Sättigungsdampfdruck nicht überschreiten.After leaving the filter reactor and before entering the melamine separation by water or gas quench, the process gas in the cooler ( 4 ) are cooled to obtain HD vapor. However, the cooler outlet temperature is limited by the saturation vapor pressure of the melamine, and the partial pressure of the melamine in the process gas must not exceed the saturation vapor pressure.

Claims (5)

Verfahren zur Erhöhung der Melaminausbeute und Verbesserung der Staubabscheidung bei katalytischen Verfahren zur Melaminherstellung aus Harnstoff in einem Wirbelbettreaktor dadurch gekennzeichnet, dass das den Wirbelbettreaktor nach Passieren interner oder externer Zyklone verlassende melaminhaltige Prozessgas, das neben nicht umgesetzter Isocyansäure, Melam, Melem und anderen höhermolekularen Stickstoffverbindungen noch Spuren an Katalysatorabrieb enthalten kann, direkt in einen sog. Filterreaktor geleitet wird, der ein oder mehrere mit Katalysator gefüllte Ringreaktoren enthält, wobei die noch im Prozessgas infolge unvollständigen Umsatzes im Wirbelbettreaktor enthaltene Isocyansäure am Katalysator weiter zu Melamin umgesetzt wird und die höhermolekularen im Prozessgas enthaltenen Stickstoffverbindungen, insbesondere Melam und Melem, durch Reaktion mit Ammoniak wieder in Melamin umgewandelt werden, sowie der im Gas enthaltene Feinstaub durch das Katalysatorbett aus dem Gas entfernt wird.Process for increasing the melamine yield and improving the separation of dust in catalytic processes for producing melamine from urea in a fluidized bed reactor, characterized in that the melamine-containing process gas leaving the fluidized bed reactor after passing internal or external cyclones, in addition to unreacted isocyanic acid, melam, melem and other high molecular weight nitrogen compounds May contain traces of catalyst abrasion, is passed directly into a so-called. Filter reactor containing one or more ring-reactors filled with catalyst, wherein the still contained in the process gas due to incomplete conversion in the fluidized bed reactor isocyanic acid is further reacted on the catalyst to melamine and the higher molecular weight contained in the process gas Nitrogen compounds, in particular melam and melem, are converted back into melamine by reaction with ammonia, and the particulate matter contained in the gas through the catalyst bed from the gas e is removed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundsubstanz für die im Filterreaktor eingesetzten Katalysatoren aus Aluminiumoxiden, Aluminiumsilikaten oder reinem Siliciumdioxid besteht und diese Katalysatoren zusätzlich Molekularsiebe im Bereich von 20-80 Gew.-% enthalten können, wobei der mittlere Porendurchmesser dieser Molekularsiebe über 6 Angström betragen soll.Method according to claim 1, characterized in that that the ground substance for the catalysts used in the filter reactor of aluminum oxides, Aluminum silicates or pure silica consists and these Catalysts additionally Molecular sieves may contain in the range of 20-80 wt .-%, wherein the mean pore diameter of these molecular sieves is greater than 6 angstroms should. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die im Filterreaktor eingebauten Ringreaktoren aus zwei konzentrisch angeordneten Zylindern unterschiedlichen Durchmessers bestehen, deren Wände perforiert sind, und der Katalysator in dem Ringraum zwischen beiden Zylindern angeordnet ist.Method according to claim 1, characterized in that that the one or more incorporated in the filter reactor ring reactors two concentrically arranged cylinders of different diameters exist whose walls perforated, and the catalyst in the annulus between the two Cylinders is arranged. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas tangential in den Filterreaktor eintritt und durch die perforierten Außenwände des oder der eingebauten Ringreaktoren radial das Katalysatorbett durchströmt und durch das vom inneren Zylinder gebildete Zentralrohr wieder aus dem Filterreaktor austrittMethod according to claim 1, characterized in that that the process gas enters tangentially into the filter reactor and through the perforated outer walls of the or the built-ring reactors radially through the catalyst bed and through the central tube formed by the inner cylinder again from the filter reactor exit Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass noch im Prozessgas enthaltener Feinstaub sich an der äußeren Eintrittschicht des Ringreaktors absetzt und durch periodisches Rückspülen mit Ammoniak oder Wasserdampf ganz oder teilweise wieder entfernt werden kann.Method according to claim 1, characterized in that that particulate matter still contained in the process gas is at the outer entry layer of the ring reactor settles and by periodic backwashing with Ammonia or water vapor can be completely or partially removed can.
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