DE1111639B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin aus Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin aus Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin aus Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin aus Harnstoff oder dessen thermischen Zersetzungsprodukten in Gegenwart geringer Mengen von Ammoniak.
  • Zur Umwandlung einer melaminbildenden Substanz in Melamin in einem Ammoniakstrom wurden bisher bereits kontinuierlich arbeitende röhrenförmige Reaktionsgefäße benutzt. Es ist daher ein Hauptziel der Erfindung, ein Reaktionsgefäß so auszubilden und das Verfahren so zu gestalten, daß man hohe Ausbeuten an Melamin von hoher Qualität erhält, indem man den Harnstoff bzw. dessen thermische Zersetzungsprodukte so rasch als möglich in kontinuierlicher Weise umformt. Ein notwendiges Merkmal für eine erfolgreiche Durchführung eines solchen Verfahrens besteht darin, daß das Verfahren in einem geschlossenen Behälter durchgeführt wird, der hohe Temperaturen und Drücke aushalten kann.
  • Unter solchen Verhältnissen hat die Konstruktion brauchbarer Hochdruckreaktionsgefäße, die die gebildeten Produkte vor ihrem Abzug in gasförmiger Form oder in einem anderen fließfähigen Zustand enthalten, große Schwierigkeiten gemacht. Diese Schwierigkeiten beruhen nicht zuletzt auf der Gefahr einer Verstopfung und Korrosion. Die Erfindung betrifft daher insbesondere die Konstruktion eines Reaktionsgefäßes, das nicht nur so hohe Drücke aushalten kann, sondern mit dem man auch in einer wirtschaftlich tragbaren Betriebszeit hohe Ausbeuten an Melamin erhält, ohne daß das Reaktionsgefäß verstopft.
  • Bei den bisher bekannten Verfahren glaubte man, daß man ein Gewichtsverhältnis von Ammoniak zu einem Melaminvorprodukt von wenigstens 6: 1 anwenden müsse, um dieses in Melamin umzuwandeln.
  • Bei der augenblicklichen Verfahrenstechnik konnten zwar Mischungsverhältnisse von 15: 1 angewandt werden, jedoch war es bereits schwierig, kleinere Verhältnisse, beispielsweise 10 1, anzuwenden; Verhältnisse von 6:1 waren praktisch nicht realisierbar.
  • Bei Anwendung der Erfindung können nunmehr sogar Mischungsverhältnisse von 0,95: 1 angewendet werden, und bei Benutzung von elf oder zwölf Einlaßstellen kann man sogar ein Verhältnis von 0,7:1 erreichen. Bei dieser Anordnung kann man sogar noch eine größere Ausbeute erzielen, als wenn man nur eine Einlaßstelle und Verhältnisse von 10: 1 anwendet. Bisher mußte man große Mengen von Ammoniakgas als Spül- oder Reaktionsmedium verwenden, um eine Verstopfung innerhalb des Reaktionsgefäßes nach Möglichkeit auszuschließen.
  • Vorzugsweise verwendete man ein Verhältnis von Ammoniak zu Harnstoff von wenigstens 10: 1. Da das Ammoniak nicht an der Reaktion teilnimmt, so besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, das Fassungsvermögen und die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung durch Herabsetzung des umlaufenden Ammoniakballastes zu erhöhen. Die Erfindung befaßt sich weiterhin mit einer Verminderung der Korrosion innerhalb des Reaktionsgefäßes durch momentane Umwandlung von Harnstoff oder seiner Zersetzungsprodukte in Melamin.
  • Bei den bisher bekannten Verfahren verwendete man üblicherweise einen autoklavartigen zylindrischen Druckbehälter mit verhältnismäßig großem Innendurchmesser. Diese Technik ist jedoch im allgemeinen nicht befriedigend, weil mit der Zunahme des Innendurchmessers des Reaktionsgefäßes die Schwierigkeit der Wärmeübertragung und die Höhe der örtlichen Temperaturschwankungen zunehmen.
  • Solche lokale Temperaturschwankungen haben die Bildung unlöslicher Stoffe zur Folge, die nicht mit Melamin identisch sind, wodurch die Ausbeute von Melamin unweigerlich absinkt, ebenso als wenn eine Verstopfung in der Apparatur auftritt. Diese Nachteile können durch eine sorgfältige Überwachung der Temperatur behoben werden. Eine solche Überwachung kann beim industriellen Betrieb im allgemeinen nur unter größten Schwierigkeiten und mit hohen Kosten vorgenommen werden. Zur Beseitigung dieser Nachteile hat man bereits versucht, Reaktionsgefäße mit hohem Durchsatz und kleinerem Durchmesser an Stelle von Reaktionsgefäßen vom Autoklavtyp zu verwenden, die nur langsam arbeiten. Unglücklicherweise traten jedoch bei Verwendung von Reaktionsgefäßen mit kleinem Durchmesser und hohem Durchsatz andere, größere Schwierigkeiten auf. So konnte man beispielsweise eine deutliche Erhöhung der Neigung des Reaktionsgefäßes zu Verstopfungen durch die darin gebildeten Feststoffe beobachten. Üblicherweise verwendete man daher als das kleinere Übel die obenerwähnten autoklavartigen Reaktionsgefäße mit größerem Innendurehmesser und nahm die damit verbundenen Nachteile in Kauf.
  • Es bestand also das Bedürfnis nach einem wirksamen und einfachen, kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden röhrenförmigen Reaktionsgefäß mit nur geringem Innendurchmesser, zu dessen Betrieb nur geringe Mengen an Ammoniakgas erforderlich sind. Gleichzeitig sollten bei einem solchen Verfahren auch die Verstopfungsschwierigkeiten erfolgreich vermindert werden, wie sie bei den bisher bekannten, zur Produktion von Melamin vorgesehenen Reaktionsgefäßen auftraten.
  • Die kontinuierliche Herstellung von Melamin aus Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten in Gegenwart von Ammoniak wird gemäß der Erfindung nun so vorgenommen, daß man in einem langen Reaktionsrohr mit geringem Innendurchmesser, vorzugsweise zwischen 18 und 100 mm, einen Ammoniakstrom von einer Temperatur zwischen 425 und 600- C, vorzugsweise zwischen 500 und 6000 C, und einem Druck von mindestens 52 atü herstellt, in diesen Ammoniakstrom kontinuierlich einen Strom von Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten, der auf eine Temperatur zwischen Schmelz- und Zersetzungspunkt des Harnstoffs vorerhitzt wurde, unter einem Druck von wenigstens 52 atü einleitet, wobei die Geschwindigkeiten der beiden Ströme so eingestellt werden, daß die Temperatur des resultierenden Hauptstroms 425 bis etwa 5500 C beträgt, anschließend wenigstens einen weiteren Strom von vorerhitztem Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten in den Hauptstrom einleitet, wobei die Temperatur des Hauptstroms und die Geschwindigkeiten und Temperaturen der zusätzlichen Ströme so eingestellt werden, daß ständig eine Temperatur von wenigstens 4250 C aufrechterhalten wird, und außerdem die Geschwindigkeiten und die Anzahl der zusätzlichen Ströme so bemessen sind, daß das Gewichtsverhältnis der ursprünglichen Menge des vorerwärmten Ammoniaks zur Gesamtmenge des zugesetzten Harnstoffs bzw. seiner thermischen Zersetzungsprodukte kleiner als etwa 5,5 : 1 ist und daß man kontinuierlich die entstandene Mischung aus Ammoniakgas und Melamin abzieht und das Melamin daraus gewinnt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren so durchgeführt, daß man die Temperatur im Reaktionsraum an der Einleitungsstelle des vorerwärmten Harnstoffs bzw. seiner thermischen Zersetzungsprodukte zwischen 425 und 4750 C hält.
  • Das vorerwärmte Ammoniakgas soll genügend Wärme mit sich führen, daß die vorerwärmten melaminbildenden Substanzen so schnell eingeleitet werden können, daß es wirtschaftlich tragbar ist, ohne daß sich gleich zu Beginn so viele unlösliche Stoffe bilden, daß das röhrenförmige Reaktionsgefäß an der Kontaktstelle verstopft. Wenn die Temperatur unter 4250 C, beispielsweise bis auf etwa 4000 C absinkt, dann kann das Reaktionsgefäß in weniger als 5 Minuten verstopft werden. Wird z. B. die Beschickungsgeschwindigkeit des Ammoniaks durch Erhöhung der Harnstoffzufuhr auf 80 kg pro Stunde verringert, dann fällt die Temperatur an der Kontaktstelle auf unter 4250 C. Der Druck der Harnstoffbeschickung steigt dabei auf über 88 atü, ein Zeichen dafür, daß innerhalb von 5 Minuten eine Verstopfung oder Klumpenbildung eintreten kann. Weiterhin wurde bei dem erfindungsgemäßen Verfahren überraschenderweise festgestellt, daß man nur unter Einhaltung dieser Bedingungen einen kontinuierlichen Betrieb erhält und dabei sowohl an den Kontaktstellen als auch im Reaktionsgefäß eine Verstopfung vermeidet.
  • Die abgezogene Melamin- und Ammoniakdampfmischung kann in beliebiger Weise zur Gewinnung von Melamin weiterbehandelt werden. Ein Teil der abgezogenen Mischung kann jedoch gewünschtenfalls in die Ammoniakgasleitung des Reaktionsgefäßes zurückgeleitet werden und an Stelle des vorerwärmten Ammoniakgases verwendet werden, jedoch stellt dies kein wesentliches Merkmal der Erfindung dar.
  • Bei dem eründungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, das melaminbildende Material an mehreren Stellen in das Ammoniakgas einzuleiten. Ein Reaktionsgefäß mit einem Zweikontaktbeschickungsstellensystem wird unten näher beschrieben, jedoch dient dieses System lediglich als Beispiel zur Erläuterung.
  • In dem Reaktionsgefäß kann eine geeignete Anzahl von Kontaktbeschickungsstellen oder Umwandlungszonen vorgesehen sein. Die Anzahl der Kontaktbeschickungsstellen ist nur durch praktische Erwägungen über die Größe des äußeren Mantels, in dem das Reaktionsgefäß angeordnet ist, begrenzt. So hat es sich z. B. als ausreichend erwiesen, zehn bis zwölf Kontaktbeschickungsstellen im Reaktionsgefäß vorzusehen, die die effektiven Umwandlungszonen bilden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise in einem Druckbereich von etwa 52 bis etwa 350 atü durchgeführt. Unter Betriebsbedingungen verwendet man vorzugsweise Drücke im Bereich von etwa 70 bis 140 atü.
  • Die an jeder Beschickungsstelle angewandte Reaktionstemperatur liegt nicht unter etwa 4250 C. Man kann jedoch auch Kontaktbeschi ckungstemperaturen bis herauf zu etwa 5500 C mit Vorteil verwenden.
  • Zur Verminderung der Neigung der Bildung von von Melamin verschiedenen Verbindungen bei höheren Temperaturen führt man das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise im Temperaturbereich von etwa 425 bis etwa 4750 C aus. Um die gewünschten Kontaktbeschickungstemperaturen zu erzielen und aufrechtzuerhalten, muß das Rohr zwischen hintereinanderliegenden Kontaktbeschickungsstellen so lang sein, daß sich die gebildete Melamin- und Ammoniak dampfmischung wieder auf eine Temperatur im Bereich von etwa 500 bis 6000 C erwärmen kann, bevor sie mit der an einer folgenden Zuführungsstelle zugegebenen vorerwärmten melaminbildenden Substanz in Berührung kommt.
  • Um die Grundgedanken der Erfindung klarer zum Ausdruck zu bringen, werden im folgenden Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform des Reaktionsgefäßes und des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht das Gehäuse des Reaktionsgefäßes, das röhrenförmige Reaktionsgefäß selbst, die verschiedenen Einlässe, die Kontaktbeschickungsstellen und den Produktauslaß darstellt und Fig. 2 in einem vergrößerten Querschnitt längs der Linie A-A eine der beiden Kontaktbeschickungsstellen darstellt und weiterhin erkennen läßt, wie die melaminbildende Verbindung in einen vorerwärmten Ammoniakstrom eingeleitet wird.
  • Aus der Fig. 1 ersieht man, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung ein horizontal angeordnetes, langgestrecktes, kastenartiges Gehäuse 1 oder einen Mantel hat, der das für kontinuierlichen Betrieb bestimmte Röhrenreaktionsgefäß enthält. Dieses Gehäuse ist vorzugsweise innen mit Ziegeln verkleidet oder, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, in anderer Weise zur Verringerung von Wärmeverlusten isoliert. Ein Einlaßrohr 2 von kleinem Innendurchmesser tritt am oberen Ende der rechten Seitenwand des Gehäuses 1 ein. Das Rohr 2 führt durch diese Seitenwand, und es liegt parallel zur Deckenwand des kastenartigen Gehäuses 1. Das Rohr 2, das z. B. aus rostfreiem Stahl oder aus Titan bestehen kann, führt durch eine Trennwand 3, die in Längsrichtung um etwa ein Achtel bis etwa ein Viertel der Kastenlänge von der linken Seitenwand des Gehäuses 1 entfernt ist. Diese Trennwand dient nicht nur zur Stützung der Rohre, sondern sie teilt auch den abgeschlossenen Raum des Gehäuses 1 in einen kleineren linken Raum und in einen größeren rechten Raum und wirkt gleichzeitig als Strahlungsabschirmung. An der Stelle, an der das Rohr 2 durch die Trennwand 3 führt, biegt das Rohr nach unten um, beschreibt einen U-Bogen und führt in horizontaler Richtung wieder durch die Trennwand 3 zurück und dann unterhalb des Einlaßrohres in horizontaler Richtung durch das Gehäuse 1.
  • In dem Gehäuse 1, in der Nähe der rechten Seitenwand, führt das Rohr wieder in einer U-Krümmung nach unten und dann in horizontaler Richtung zurück durch die Seitenwand 3. Dies wiederholt sich, und es entsteht so eine vertikale Reihe von parallelen Rohren in dem Gehäuse 1; das Rohr endet schließlich in der Auslaßleitung 4, die durch die rechte Seitenwand des Gehäuses 1 in der Nähe des unteren Teiles dieser Wand führt. Diese vertikale Reihe des endlosen horizontalen Rohres stellt den röhrenförmigen Reaktor dar.
  • Damit genügend Wärme für diesen röhrenförmigen Reaktor vorhanden ist, sind Gasbrenner oder andere geeignete wärme abgebende Elemente 5 an geeigneten Stellen längs der Rückwand des Gehäuses vorgesehen.
  • Diese Heizelemente liegen alle in dem größeren Raum rechts von der Trennwand oder Abschirmung 3. Dieser größere Raum bildet wenigstens etwa drei Viertel des Gehäuses.
  • Links von der Trennwand 3, wo die U-Krümmungen sichtbar sind, ist eine abgeänderte Ausführungs- form dieser U-Krümmung in zwei Fällen in Fig. 1 dargestellt. Diese Abänderungen bestehen in der Einfügung einer umgedrehten h-Verbindung, die allgemein mit den Bezugszeichen 6 und 7 bezeichnet ist.
  • Die Flansche dieser h-Verbindung 8, 9 und 10 ermöglichen eine leichtere Verbindung der verschiedenen Rohrabschnitte, als dies durch Verwendung von Schrauben möglich wäre. So ist beispielsweise das Rohr 11, das von dem umgedrehten »h« aus aus dem Gehäuse herausführt, mit dem Flansch 10 verbunden.
  • Weiterhin sind Rohre zur Einleitung eines vorerwärmten, melaminbildenden Stoffes vorgesehen, z. B. die außen angeordnete Leitung 12, die sich in mehrere Zweigleitungen 13 bzw. 14 aufspaltet. Vor ihrem Eintritt in das Gehäuse sind diese Zweigleitungen bei 15 und 16 angeflanscht. Eine solche Zweigleitung ist mit einem Abschnitt des Rohres 11 verbunden. Wie in Flg 2 im einzelnen gezeigt wird, ist eine Verteilerplatte 17 innerhalb der außen angeordneten Flansche 15 vorgesehen. Diese Verteilerplatte enthält eine einzelne Öffnung 18, durch die ein Teil der melaminbildenden Substanz durch die Leitung 11 in das röhrenförmige Reaktionsgefäß eintreten kann. Wie in Fig. 2 weiterhin dargestellt ist, tritt ein Teil der melaminbildenden Substanz durch das Rohr 11 in eine konische Verengung des Rohres 20 ein, die in einem Arm des umgedrehten »h« angeordnet, jedoch senkrecht zum Schenkel dieses »h« ist, so daß an der Verbindungsstelle zwischen den Leitungen 6 und 20 eine Strahlwirkung auftritt. Das Rohr 20, das bei 9 angeflanscht ist, verbindet sich mit dem Rohr 21, das durch die Trennwand 3 führt.
  • Die Temperaturverhältnisse innerhalb des röhrenförmigen Reaktionsgefäßes, das allgemein mit 22 bezeichnet ist, können am leichtesten durch geeignet angebrachte Thermoelemente verfolgt werden, die in entsprechenden Hülsen, wie z. B. 23, 24 und 25, untergebracht sind. Solche Themoelemente sind sowohl in der Fläche, in der die Heizelemente angeordnet sind, als auch in der Fläche, in der die h-Verbindungen vorgesehen sind, im Abstand voneinander untergebracht. Diese Thermoelemente sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, für das das oben beschriebene Reaktionsgefäß speziell entwickelt wurde, von besonderer Bedeutung.
  • Der Innendurchmesser der Rohre, aus denen das Reaktionsgefäß besteht. kann je nach der Gesamtausbildung des Reaktionsgefäßes innerhalb weiter Grenzen verändert werden. So kann der Innendurchmesser z. B. von 12 mm bei kleinen Anlagen bis zu 150 mm bei größeren Anlagen schwanken. Bei den meisten Anlagen verwendet man jedoch vorzugsweise Rohre mit Innendurchmessern im Bereich von 18 bis zu 100 mm.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann, so daß ein in dieser Vorrichtung vorhandenes Material mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 90 cm pro Sekunde durch die Rohre strömt. Man kann auch noch Geschwindigkeiten bis beispielsweise 7,5 m pro Sekunde anwenden. Es wurde jedoch festgestellt, daß bei den meisten dieser Reaktionsgefäße eine Geschwindigkeit von 2,4 bis 3 m pro Sekunde zufriedenstellende Ergebnisse liefert.
  • Der Betrieb des obenerwähnten, als Beispiel beschriebenen Reaktionsgefäßes wird im folgenden noch durch weitere Beispiele erläutert. Aus Gründen der einfacheren Darstellung wird die Umwandlung von Harnstoff als eine der verschiedenen melaminbildenden Vorprodukte beschrieben, jedoch ist Harnstoff hier nur als Beispiel gewählt, und man kann an dessen Stelle seine keramischen Zersetzungsprodukte ebenso vorteilhaft verwenden. Beispiele hierfür sind Biuret, Triuret, Cyanursäure und Ammoniumcyanat.
  • Beispiel 1 Ammoniakgas, das auf etwa 1500 C vorerwärmt ist, wird unter einen Druck von etwa 70 atü in das in Fig. 1 dargestellte röhrenförmige Reaktionsgefäß (Innendurchmesser der Rohre 18 mm) durch das Rohr 2 eingeleitet, während dieses Ammoniakgas dann weiterhin auf etwa 500 bis 5500 C erwärmt wird, bevor es mit dem vorerwärmten Harnstoff in Berührung kommt, der auf einer Temperatur von etwa 150£ C gehalten wird. Dieser geschmolzene Harnstoff wird durch die Leitung 12 in das Reaktionsgefäß eingeleitet. Vorteilhafterweise hält man diese Leitung 12 gut isoliert und in Berührung mit Dampf, um einen Temperaturabfall zu verhindern, durch den eine Verfestigung des geschmolzenen Harnstoffs verursacht werden könnte. Sowie der vorerwärmte Harnstoff durch die Leitung 12 strömt, tritt er in die Zweigleitungen 13 und 14 ein, wo er abgemessen wird, bevor er mit dem Ammoniakgas in Berührung gebracht wird. Aus der Fig. 1 ersieht man, daß nur ein Teil des geschmolzenen Harnstoffs durch die Öffnung in der Trennwand strömt, die in dem Flansch angeordnet ist. der vor dem Eintritt in das Gehäuse l liegt. Sobald der abgemessene geschmolzene Harnstoff durch die Öffnung in der Trennwand fließt, tritt er bei 11 in das röhrenförmige Reaktionsgefäß ein. Der eingeführte Harnstoff wird dann durch eine Verengung 119 in der Leitung 20 geführt, so daß eine Strahlwirkung entsteht. Der Strahl des geschmolzenen Harnstoffs wird dann unmittelbar mit dem durch die Leitung 6 strömenden Ammoniak in Berührung gebracht. Eine Melamin-Ammoniakdampfmischung tritt mit dem in die Leitung 14 eingeleiteten Harnstoff in Berührung. Zwischen den aufeinanderfolgenden Stellen, an denen die Harnstoffbeschickung eingespritzt wird, ist eine genügende Rohrlänge vorgesehen, so daß sich der Strom des gebildeten Melimins und der Ammoniakdampfmischung gegebenenfalls auf eine Temperatur von 5005 C oder noch höher erwärmen kann. An jeder Einleitungsstelle, z. B. bei 19. wird geschmolzener Harnstoff eingeleitet und in solchen Mengen eingespritzt, daß das als Verdünnung dienende Ammoniakgas oder die Melamin-Ammoniakgasmischung nicht unter etwa lot25 C abgekühlt wird was durch die dazu vorgesehenen Thermoelemente gemessen werden kann. Bei dem vorliegenden Beispiel ist das Gewidnsverhäftnis des gesamten Ammoniaks zum Harnstoff ungefähr gleich -4.5: 1, und bei diesem vorzugsweise verwendeten Verhältnis kann das Reaktionsgefäß ohne Verstopfung über 24 Stunden lang betrieben werden.
  • Eine Verstopfung oder Klumpenbildung tritt jedoch innerhalb von Minuten auf, wenn man unter den obenerwähnten Bedingungen für die Berührung und Mischung des vorerwärmten Harnstoffs und Ammoniaks eine Apparatur verwendet, die nur eine einzige Einführungsstelle hat.
  • Bei diesem Beispiel wurde ein Reaktionsgefäß verwendet, bei dem das äußere Gehäuse 3,9 m lang, 97,5 cm breit und 2m hoch war. Das Reaktionsgefäß enthielt 46 Rohre, von denen jedes einen Durchmesser von 1.9 mm und eine Länge von 33:.lm hatte. Die Rohre waren durch Krümmer miteinander verbunden, von denen jeder einen Bogen von 180£ umschloß, wobei der Krümmungsradius dieser Krümmer etwa 7,5 cm betrug.
  • Es waren insgesamt sechs Harnstoffaufgabestellen vorgesehen, und zwar vom zweiten bis zum siebenten Rohrabschnitt, so daß die Aufgabestellen etwa einen Abstand von 24,2 m voneinander hatten. Die Produkte enthielten bei den verschiedenen Versuchen 73, 83, 90 und 89 O/& Melamin, was einer Umwandlung von 89, 93, 97 und 96 entspricht, wenn man von der Annahme ausgeht, daß 100 kg Harnstoff 35 kg Melamin entsprechen und daß der gesamte nicht aus Melamin bestehende Anteil aus nicht umgesetztem Harnstoff besteht.
  • Beispiel 2 Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, außer daß vier Zweigleitungen mit den entsprechenden verengten Öffnungen in jeder Leitung verwendet werden. Melamin wird 24 Stunden lang kontinuierlich hergestellt, ohne daß die Leitungen des Reaktionsgefäßes verstopfen. Bei diesem Beispiel wird die Gesamtmenge des verwendeten Ammoniaks weiterhin auf 2 Teile Ammoniakgas pro Teil Harnstoff verringert.
  • Beispiel 3 Das Verfahren des Beispiels 1 wird in allen Einzelheiten wiederholt, außer daß elf Zweigleitungen mit den entsprechenden verengten Öffnungen in jeder der Leitungen verwendet werden, und Melamin wird kontinuierlich über 8 Stunden lang hergestellt, ohne daß die Leitungen des Reaktionsgefäßes verstopfen.
  • Bei diesem Beispiel ist die Gesamtmenge des verwendeten Ammoniaks weiterhin auf 0,95 Teile Ammoniakgas pro Teil Harnstoff vermindert.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin aus Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten in Gegenwart von Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem langen Reaktionsrohr mit geringem Innendurchmesser, vorzugsweise zwischen 1S und 100 mm, einen Ammoniakstrom von einer Temperatur zwischen 425 und 600¢ cm vorzugsweise zwischen 500 und 6000 C, und einem Druck von mindestens 52 atü herstellt, in diesen Ammoniakstrom kontinuierlich einen Strom von Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten, der auf eine Temperatur zwischen Schmelz- und Zersetzungspunkt des Harnstoffs vorerhitzt wurde, unter einem Druck von wenigstens 52 atü einleitet, wobei die Geschwindigkeiten der beiden Ströme so eingestellt werden, daß die Temperatur des resultierenden Hauptstroms 425 bis etwa 5500 C beträgt, anschließend wenigstens einen weiteren Strom von vorerhitztem Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten in den Hauptstrom einleitet. wobei die Temperatur des Hauptstroms und die Geschwindigkeiten und Temperaturen der zusätzlichen Ströme so eingestellt werden, daß ständig eine Temperatur von wenigstens 4250 C aufrechterhalten wird, und außerdem die Geschwindigkeiten und die Anzahl der zusätzlichen Ströme so bemessen sind, daß das Gewichtsverhältnis der ursprünglichen Menge des vorerwärmten Ammoniaks zur Gesamtmenge des zugesetzten Harnstoffs bzw. seiner thermischen Zersetzungsprodukte kleiner als etwa 5,5: 1 ist, und daß man kontinuierlich die entstandene Mischung aus Ammoniakgas und Melamin abzieht und das Melamin daraus gewinnt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur im Reaktionsraum an der Einleitungsstelle des vorerwärmten Harnstoffs bzw. seiner thermischen Zersetzungsprodukte zwischen 425 und 4750 C hält.
  3. 3. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin gemäß den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein horizontales, langgestrecktes, rechteckiges, im Inneren mit einer Ziegelauskleidung versehenes Gehäuse mit mehreren horizontalen, verbundenen, ein Reaktionsgefäß bildenden dünnen Rohren, deren Durchmesser vorzugsweise zwischen 18 und 100 mm liegt, durch eine Öffnung im oberen Teil der rechten Gehäusewand, durch die der oberste Abschnitt des horizontalen Rohres führt, durch eine in Längsrichtung verlaufende Trennwand, die von der rechten, die Öffnung enthaltenden Seitenwand einen Abstand von etwa drei Vierteln bis sieben Achtel der Gehäuselänge hat, durch in der Trennwand genau angeordnete Öffnungen, durch die die horizontalen Rohre unter U-förmiger Krümmung führen, durch mehrere horizontale, durch die Trennwand führende U-Rohre, durch einen Auslaß im untersten Teil der rechten Seitenwand des Gehäuses, durch innerhalb des Gehäuses in dessen rechtem, größerem Teil angeordnete Heizelemente, durch mehrere Zweigrohre, die von einem einzigen, außerhalb des Gehäuses liegenden Rohr abzweigen, jedoch mit dem unteren Abschnitt der U-Krümmungen verbunden sind und an der linken Seitenwand des Gehäuses liegen, durch in jedem Zweigrohr angeordnete Verteilerplatten, durch die jedem Zweigrohr vor dessen Eintritt in die unteren horizontalen Abschnitte der U-Krümmungen angeordnete konische Mittel und durch Thermoelemente zur Messung der Temperaturverhältnisse im Reaktionsgefäß.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 166 908.
DEA27026A 1956-04-25 1957-04-25 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin aus Harnstoff bzw. dessen thermischen Zersetzungsprodukten Pending DE1111639B (de)

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