DE1226112B - Process for the continuous production of melamine - Google Patents

Process for the continuous production of melamine

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DE1226112B
DE1226112B DES80520A DES0080520A DE1226112B DE 1226112 B DE1226112 B DE 1226112B DE S80520 A DES80520 A DE S80520A DE S0080520 A DES0080520 A DE S0080520A DE 1226112 B DE1226112 B DE 1226112B
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Germany
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catalyst
melamine
fluidized bed
urea
acid
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German (de)
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Dr Ernst Doehlemann
Dr Franz Kaess
Dr Leo Reitter
Dr Kurt Scheinost
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Evonik Operations GmbH
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SKW Trostberg AG
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    • C07D251/12Heterocyclic 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
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Mi PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN Wed PATENT OFFICE Int. Cl.:Int. Cl .:

C07dC07d

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 12 ρ -10/05 German class: 12 ρ - 10/05

Nummer: 1226 112Number: 1226 112

Aktenzeichen: S 80520 IV d/12 ρFile number: S 80520 IV d / 12 ρ

Anmeldetag: 20. Juli 1962 Filing date: July 20, 1962

Auslegetag: 6. Oktober 1966Opening day: October 6, 1966

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin durch Erhitzen von Harnstoff bei im wesentlichen atmosphärischem Druck in Gegenwart von Ammoniak und einem Katalysator.The invention relates to an improved method for the continuous production of melamine by heating urea at substantially atmospheric pressure in the presence of ammonia and a catalyst.

Durch die USA.-Patentschrift 2 760 961 ist es bekanntgeworden, Melamin aus Harnstoff oder seinen Pyrolyseprodukten in der Weise mit guter Ausbeute zu erhalten, daß man die Ausgangsprodukte zusammen mit einem Kieselgel von großer innerer Oberfläche als Katalysator in Gegenwart von Ammoniak auf 220 bis 4000C erhitzt; der Katalysator wird hierbei durch Ammoniak in den Zustand einer Wirbelschicht versetzt und das Ausgangsmaterial in diese Wirbelschicht in geeigneter Weise eingetragen. Das gebildete Melamin verläßt zusammen mit Ammoniak die Wirbelschicht, d. h. den Katalysator. Ein grundlegender Nachteil dieses Verfahrens ist die Bewegung des ganzen Katalysators in der Wirbelschicht, mit der Folge starken Abriebes, so daß beträchtliche Mengen an Katalysator pro Mengeneinheit erzeugten Melamins stets zu erneuern sind; ferner ist nachteilig die geringe Verweilzeit der Reaktionsausgangs- bzw. Zwischenprodukte am Katalysator, wodurch diese das Wirbelbett zum Teil unumgesetzt durchschlagen, was die Melaminausbeute entsprechend vermindert und aufwendige Trennoperationen beim Kondensieren des Melamins bzw. an dem kondensierten Sublimat erforderlich macht.From US Pat. No. 2,760,961 it has become known that melamine can be obtained from urea or its pyrolysis products in a good yield by adding the starting products together with a silica gel with a large internal surface area as a catalyst in the presence of ammonia to a temperature of 220 to 400 Heated to 0 C; the catalyst is brought into the state of a fluidized bed by ammonia and the starting material is introduced into this fluidized bed in a suitable manner. The melamine formed leaves the fluidized bed, ie the catalyst, together with ammonia. A fundamental disadvantage of this process is the movement of the entire catalyst in the fluidized bed, with the consequence of strong abrasion, so that considerable amounts of catalyst per unit amount of melamine produced must always be renewed; A further disadvantage is the short residence time of the reaction starting materials or intermediates on the catalyst, as a result of which they break through the fluidized bed in part unreacted, which accordingly reduces the melamine yield and makes expensive separation operations necessary when the melamine is condensed or on the condensed sublimate.

Das erwähnte Verfahren ist, wie in der deutschen Auslegeschrift 1102 165 dargelegt wurde, dahingehend verbessert worden, daß im Rahmen der in mehreren Schritten ablaufenden Umwandlung von Harnstoff zu Melamin die unter Wärmeverbrauch erfolgende Umsetzung von Harnstoff zu Cyanamid in einem Katalysatorwirbelbett erfolgt, während die Wärme liefernde Reaktion Cyanamid -*■ Melamin in einer nachgeschalteten Katalysatorruheschicht abläuft, der das im Wirbelbett entstehende Cyanamid-Melamin-Dampfgemisch zusammen mit dem als Trägergas für die Wirbelschicht dienenden Ammoniak zugeführt wird. Das in der Katalysatorruheschicht sich bildende Melamin sublimiert mit dem Trägergas-Ammoniak vom Katalysator ab und wird durch Kondensation bei entsprechend niedriger Temperatur gewonnen.The above-mentioned process has been improved, as was set out in German Auslegeschrift 1102 165, to the effect that, as part of the conversion of urea to melamine, which takes place in several steps, the conversion of urea to cyanamide takes place in a fluidized catalyst bed while the heat is supplied Reaction cyanamide - * ■ Melamine runs off in a downstream catalyst bed, to which the cyanamide-melamine vapor mixture produced in the fluidized bed is fed together with the ammonia serving as the carrier gas for the fluidized bed. The melamine that forms in the catalyst rest layer sublimes with the carrier gas ammonia from the catalyst and is obtained by condensation at a correspondingly low temperature.

Letztgenanntes Verfahren bietet gegenüber dem ersteren den Vorteil, daß die für einen brauchbaren Umsatz notwendige Verweilzeit der Reaktionsausgangs- und Zwischenprodukte am Katalysator in der nachgeschalteten Katalysatorruheschicht durch entsprechende Dimensionierung der beiden Aggregate eingestellt werden kann. Ferner können durch die an-Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von
Melamin
The latter process has the advantage over the former that the residence time of the reaction starting materials and intermediates on the catalyst in the downstream catalyst rest layer, which is necessary for a useful conversion, can be adjusted by appropriately dimensioning the two units. Furthermore, through the on-process for the continuous production of
melamine

Anmelder:Applicant:

Süddeutsche Kalkstickstoff-WerkeSouth German calcium cyanamide works

Aktiengesellschaft,Corporation,

Trostberg (Obb.)Trostberg (Obb.)

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Ernst Doehlemann, Tacherting;Dr. Ernst Doehlemann, Tacherting;

Dr. Franz Kaess, Traunstein;Dr. Franz Kaess, Traunstein;

Dr. Leo Reitter,Dr. Leo Reitter,

Dr. Kurt Scheinost, TachertingDr. Kurt Scheinost, Tacherting

gegebenen Maßnahmen die für den Wärmetransport günstigsten Apparate gewählt werden.given measures, the most favorable apparatus for heat transport can be selected.

Das Verfahren, Harnstoff in einer Katalysatorwirbelschicht mit nachgeschalteter Katalysatorruheschicht in Melamin umzuwandeln, ist aber trotzdem noch mit Mängeln behaftet. Vor allem ist die Verwendung von Katalysatoren, wie sie für die Melaminsynthese geeignet sind, in der Wirbelschicht überhaupt problematisch, weil diese Katalysatoren so wenig abriebfest sind, daß sie in kürzester Zeit zu Staub zerrieben werden. Dies bedingt einen großen Aufwand an Katalysatormaterial und die Notwendigkeit, den anfallenden Katalysatorstaub aus dem Gasstrom abzutrennen, ehe er in die Katalysatorruheschicht eintritt, weil dort sonst Verstopfungen unvermeidlich sind. Die hinsichtlich Abrieb sich noch am günstigsten verhaltenden Kieselgele haben die unangenehme Eigenschaft, daß sie beim Aufnehmen von flüssigem Harnstoff zersplittert werden, womit auch wieder ein rascher Verschleiß des Katalysatormaterials gegeben ist. Dieselben Einwände gelten sinngemäß in verstärktem Maße auch für das nur in der Wirbelschicht arbeitende Verfahren. Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß beim Einbringen von Harnstoff in ein Katalysatorwirbelbett beispielsweise aus Kieselgel mit großer innerer Oberfläche nur ein Teil .in kurzer Zeit in Cyanamid umgewandelt wird, welches verdampft; der Rest des Harnstoffs setzt sich im Katalysator zu Melamin um, welches vom Katalysator ziemlich fest gebunden und nur langsam wieder abgegeben wird. Bei starker Beaufschlagung des Wirbelbettes mit Harnstoff im Dauerbetrieb kann nun der Fall eintreten, daß in der Zeiteinheit am Katalysator mehr Melamin gebildetThe process, urea in a catalyst fluidized bed with a downstream catalyst rest layer in Converting melamine, however, is still flawed. Most importantly is the use of Catalysts, as they are suitable for melamine synthesis, are problematic at all in the fluidized bed, because these catalysts are so poorly abrasion resistant that they rubbed into dust in a very short time will. This requires a great deal of catalyst material and the need to use the resulting To separate catalyst dust from the gas stream before it enters the catalyst resting layer, otherwise blockages are inevitable there. Those that still behave most favorably in terms of abrasion Silica gels have the unpleasant property that they shatter when liquid urea is absorbed are, with which a rapid wear of the catalyst material is given again. The same Objections also apply to a greater extent to the process which only works in the fluidized bed. It should also be noted that when urea is introduced into a fluidized catalyst bed For example, from silica gel with a large internal surface, only a part is converted into cyanamide in a short time becomes, which evaporates; the rest of the urea converts to melamine in the catalyst, which is bound quite tightly by the catalyst and only released again slowly. With heavy impact the fluidized bed with urea in continuous operation can now happen that in the Time unit more melamine is formed on the catalyst

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wird, als absublimiert, d. h., das Katalysatormaterial im Wirbelbett sättigt-sich allmählich, vollständig mit Melamin. Dies hat zur Folge, daß die Harnstoffverdampfung in Richtung Cyanamid nicht mehr möglich ist und Verkrustungen durch Harnstoffzersetzung zu Cyanursäure und anderen schwer verdampfbaren Zwischenprodukten auftreten, welche das Wirbelbett in kürzester Zeit lahmlegen.is, as sublimated, d. i.e., the catalyst material in the fluidized bed gradually saturates itself completely with Melamine. As a result, urea evaporation in the direction of cyanamide is no longer possible is and incrustations from urea decomposition to cyanuric acid and other difficult to evaporate Intermediate products occur, which paralyze the fluidized bed in a very short time.

Abgesehen von diesen Schwierigkeiten besteht bei dieser Hintereinanderschaltung von zwei nach verschiedenen Prinzipien arbeitenden Katalysatorschichten ein weiterer Nachteil: infolge Schwankungen der katalytischen Wirksamkeit des Wirbelbettes, das wegen der geringen Verweilzeit des Reaktionsmediums allen Einflüssen gegenüber sehr empfindlich ist, schwankt die Beanspruchung des Festbettkatalysators ebenfalls seTir beträchtlich, was die Einhaltung einer konstanten Temperatur im Festbett namentlich- bei Durchführung im technischen Maßstab besonders erschwert.Apart from these difficulties, there is a series connection of two after different Principles of working catalyst layers have another disadvantage: due to fluctuations in the catalytic effectiveness of the fluidized bed, because of the short residence time of the reaction medium is very sensitive to all influences, the stress on the fixed bed catalyst fluctuates likewise seTir considerably what the observance of a constant temperature in the fixed bed, especially when carried out on an industrial scale difficult.

Schließlich verursachen die wohl wenig abriebfesten, aber trotzdem harten Katalysatoren im Wirbelbett starke Erosion, so daß die Lebensdauer des Apparates niedrig veranschlagt werden muß.After all, it is the catalysts that are probably not very abrasion-resistant, but still hard, cause in the fluidized bed severe erosion, so that the service life of the apparatus must be estimated as low.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der kontinuierlichen Herstellung von Melamin durch Erhitzen von Harnstoff mit Ammoniak. in einem Wirbelbett aus Inertmaterial auf mindestens 2500C und Überleiten des so. erzeugten Ammoniumcyanatdampfes über ein nachgeschaltetes Katalysatorruhebett bei 260 bis 4500C, bei geringstem Verbrauch an Katalysator, optimale. .,Melaminausbeuten zu erzielen.The invention is based on the object in the continuous production of melamine by heating urea with ammonia. in a fluidized bed of inert material to at least 250 0 C and passing the so. generated ammonium cyanate vapor via a downstream catalyst bed at 260 to 450 0 C, with the lowest consumption of catalyst, optimal. . To achieve melamine yields.

Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man die genannten Umsetzungen in einer aus Kupfer bestehenden Vorrichtung vollzieht und als Katalysatorruheschicht Aluminiumoxyd oder keine innere Oberfläche aufweisendes Siliciumdioxyd, litandioxyd, Zirkondioxyd, Vanadiumpentoxyd, Chromoxyd, Eisenoxyd oder Kohlenstoff verwendet,· mit der Maßgabe,-daß diese Stoffe mit Phosphorsäure, Borsäure, Arsensäure,. Schwefelsäure oder mit einem Salz dieser Säuren aktiviert sind.
. Melamin wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend der Gleichung
The object set is achieved according to the invention in that the reactions mentioned are carried out in a device made of copper and aluminum oxide or silicon dioxide, lithium dioxide, zirconium dioxide, vanadium pentoxide, chromium oxide, iron oxide or carbon is used as the catalyst resting layer, with the proviso , -that these substances with phosphoric acid, boric acid, arsenic acid ,. Sulfuric acid or with a salt of these acids are activated.
. In the process according to the invention, melamine is obtained in accordance with the equation

6 Harnstoff -» 1 Melamin -f 3 CO2 + 6 NH3 6 urea - »1 melamine -f 3 CO 2 + 6 NH 3

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in einer Ausbeute bis zu 96 °/0 gewonnen.up to 96 ° / 0 obtained in a yield.

Aus der deutschen Patentschrift 1 028 126 ist zwar bekannt, daß man. durch Überleiten von Dämpfen aus Cyanursäure- zusammen mit zugesetztem Ammoniak über Kieselgel als Katalysator in einem Quarzrohr Melamin mit 73 °/oiger Ausbeute erhält. Es war aber nicht vorauszusehen, daß beim Überleiten von Amnioncyanatdampf zusammen mit Ammoniak über den Katalysator dann Melamin mit einer Ausbeute von 96 % entsteht, wenn man als Katalysator einen von dem Erfinder vorgeschlagenen phosphat-, borat-; arsenat- oder sulfathaltigen Aluminiumoxyd-, Siliziumoxyd-, Titandioxyd-, Zirkondioxyd-, Vanadiumpentoxyd-, Chromoxyd-, Eisenoxyd- oder Kohlenstoffkatalysator verwendet- (vgl. belgische Patentschriften 604 973 und 607 305).From the German patent specification 1 028 126 it is known that one. obtained by passing vapors of cyanuric acid along with added ammonia over silica gel as a catalyst in a quartz tube melamine with 73 ° / o yield. However, it could not be foreseen that when amniotic cyanate vapor is passed over the catalyst together with ammonia, melamine is then formed with a yield of 96% if a phosphate, borate, proposed by the inventor is used as a catalyst; Arsenate- or sulfate-containing aluminum oxide, silicon oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, vanadium pentoxide, chromium oxide, iron oxide or carbon catalyst used (cf. Belgian patents 604 973 and 607 305).

Zum Verdampfen des Harnstoffs kann eine mittels Ammoniak erzeugte Wirbelbettschicht aus bei Temperaturen oberhalb 250° C gegen Harnstoff und Ammoncyanat bzw. Cyansäure beständigem, abriebfestem und möglichst nicht porösem Inertmaterial ver^ wendet werden, in welche der Harnstoff in geeigneter Weise eingetragen wird, wie an sich aus der' US A.Patentschrift 2 712 491 bekannt ist. Es wurde gefunden, daß sich als Inertmaterial für das Wirbelbett besonders gut Kupferkörner eignen, insbesondere weil sie weich sind und deshalb den Apparatewerkstoff nicht, erodieren. " =To evaporate the urea, a means can Ammonia produced fluidized bed from at temperatures Above 250 ° C, resistant to urea and ammonium cyanate or cyanic acid, abrasion-resistant and if possible non-porous inert material ver ^ are used, in which the urea is entered in a suitable manner, as per se from the 'US A. Patent 2 712 491 is known. It has been found that particularly useful as an inert material for the fluidized bed Copper grains are well suited, especially because they are soft and therefore the material of the apparatus not, erode. "=

Der wesentliche Unterschied bei der Verwendung eines Inertmaterials statt eines Katalysators in der Wirbelschicht besteht darin, daß im ersteren Falle der Harnstoff lediglich eine Umlagerung zu Ammoncyanat erfährt, welches verdampft, während im letzteren Falle bereits in der Wirbelschicht eine Umsetzung in Richtung Melamin erfolgt.The main difference in using an inert material instead of a catalyst in the The fluidized bed consists in the fact that in the former case the urea is merely rearranged to form ammonium cyanate learns which evaporates, while in the latter case A conversion in the direction of melamine already takes place in the fluidized bed.

Durch Verwendung von Inertmaterialien in der Wirbelschicht, die lediglich die Rolle eines Wärmeträgers zu übernehmen haben und wesentlich abriebfester und im allgemeinen auch billiger sind als die für die drucklose Umwandlung von Harnstoff in Melamin geeigneten Katalysatoren, ist erreicht, daß der teure Katalysator nur mehr in Form einer Ruheschicht angewendet werden muß. Dementsprechend treten praktisch keine Katalysatorverluste auf, und es fallen keine Betriebskosten vom Katalysator her an. Ferner ..erübrigt es sich, zwischen Wirbelbettverdampfer und Festbettreaktor .ein Filter bzw. einen Staubabscheider einzubauen.By using inert materials in the fluidized bed, which only play the role of a heat carrier have to take over and are much more abrasion-resistant and generally cheaper than those for the pressureless conversion of urea in melamine suitable catalysts, is achieved that the expensive Catalyst only has to be used in the form of a resting layer. Accordingly, come in handy there are no catalyst losses and there are no operating costs for the catalyst. Furthermore .. it is not necessary between the fluid bed evaporator and Fixed bed reactor, a filter or a dust collector to be built in.

Die Verwendung.von Inertmaterial statt Katalysator in der Wirbelschicht bringt außer den bereits genannten aber auch noch folgenden wesentlichen Vorteil: die mit der schon, erwähnten Blockierung einer Katalysatorwirbelschicht durch Melamin möglich werdende Lahmlegung des Wirbelbettes durch schwer verdampfbare Zwischenprodukte, wozu außer Melamin noch die im allgemeinen nicht: mehr rückstandslos verdampfenden Verbindungen Biuret, Cyanursäure, Ammelid und Ammelin:zu.rechnen sind, wird bei Anwendung eines inerten Materials völlig vermieden, da sich nur leichtflüchtiges Ammoncyanat bildet. :..- The use of inert material instead of a catalyst in the fluidized bed has, in addition to the already mentioned, but also the following essential advantage: the paralyzing of the fluidized bed by intermediate products that are difficult to evaporate, which becomes possible with the already mentioned blocking of a catalyst fluidized bed by melamine, including melamine in general no: more residue-free vaporizing compounds biuret, cyanuric acid, ammelide and ammeline: are to be added, is completely avoided when using an inert material, as only highly volatile ammon cyanate is formed. : ..-

Nachdem die Harnstoffverdämpfung zu Ammoncyanat stark wärmeverbrauchend ist, stellt ein Wirbelbett mit seinem hohen Wärmeübergang eine geeignete Apparatur für diesen Verfahrensschritt dar; andererseits ist die Umsetzung von Ammoncyanatdampf zu Melamin schwach exotherm und somit in einem Katalysatorfestbett wärmemäßig ohne weiteres zu beherrschen. · ■ -After the urea evaporation to ammonium cyanate is very heat consuming, a fluidized bed with its high heat transfer is a suitable one Apparatus for this process step; on the other hand, the implementation of ammon cyanate vapor is too Melamine is slightly exothermic and can therefore be easily controlled in terms of heat in a fixed catalyst bed. · ■ -

Für das Katalysatorfestbett ist jeder-Reaktor geeignet, der es erlaubt, die bei der Umsetzung von Ammoncyanatdampf bzw. Cyansäuredämpf zu Melamin am Katalysator frei werdende Wärme abzuführen, d. h. jeder Reaktor, bei dem der Katalysatorraum als Wärmeaustauscher ausgebildet ist. Somit kommen in Frage: Röhrenreaktoren mit Unterbringung des Katalysators in den Röhren; Katalysatorschüttungen mit eingebetteten Kühlschlangen, Lagerung des Katalysators auf mehreren übereinander angeordneten Horden, wobei die Horden gleichzeitig Wärmeaustauschflächen darstellen, und andere bekannte Konstruktionen.Any reactor is suitable for the fixed catalyst bed, which allows the reaction of ammonium cyanate vapor or cyanide vapor to melamine dissipate heat released at the catalyst, d. H. each reactor in which the catalyst room is designed as a heat exchanger. The following therefore come into question: tube reactors with accommodation the catalyst in the tubes; Catalyst beds with embedded cooling coils, storage of the catalyst on several trays arranged one above the other, the trays at the same time Represent heat exchange surfaces, and other known constructions.

Die Temperaturen in der Katalysatorruheschicht sind zwischen 260 und 450° C, vorzugsweise zwischen 320 und 4000C, zu halten.The temperatures in the catalyst layer are rest to maintain 260-450 ° C, preferably between 320 and 400 0 C,.

Die Katalysätorrnenge ist zweckmäßig so zu wählen, daß das Gewichtsverhältnis Katalysator zu aufgegebene Harnstoffmenge pro Stunde größer als 1, vorzugsweise größer als 5, ist. - The amount of catalyst is expediently chosen so that the weight ratio of catalyst to abandoned The amount of urea per hour is greater than 1, preferably greater than 5. -

Die für das Verfahren- erforderliche Ammoniakmenge (zum Betreiben des Wirbelbettes,-als möglicherThe amount of ammonia required for the process (to operate the fluidized bed, as possible

Reaktionspartner und zum Absublimieren des auf dem Katalysator gebildeten Melamins) richtet sich nach der durchzusetzenden Harnstoffmenge, und zwar soll· das Gewichtsverhältnis Ammoniak zu Harnstoff beim Eintritt in das Katalysatorruhebett mehr als 1, vorzugsweise mehr als 1,5, betragen.Reaction partner and for subliming off the melamine formed on the catalyst) depends on the amount of urea to be enforced, namely should · the weight ratio of ammonia to urea at the inlet in the catalyst bed is more than 1, preferably more than 1.5.

Um nach dem erfindungsgemäßen Verfahren MeI-aminausbeuten von' 96 °/0 zu erhalten, sind die besonderen Katalysatoren anzuwenden; nämlich phosphat-, -botat-, arsenat- oder sulfathaltige, im übrigen ganz oder überwiegend aus Aluminiumoxyd in freier oder chemisch gebundener Form bestehende Substanzen; oder Phosphorsäure, Borsäure, Arsensäure oder Schwefelsäure enthaltende Katalysatoren auf der Basis von feinverteiltem Siliziumdioxyd, Titandioxyd, Zirkondioxyd, Vanadiumpentoxyd, Chromoxyd, Eisenoxyd oder Kohlenstoff, welche keine innere Oberfläche besitzen. Arbeitet man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, aber mit Kieselgel als Katalysator, dann beträgt die Melaminausbeute lediglich 88,2 °/0.In order to obtain melamine yields of '96 ° / 0 by the process according to the invention, the special catalysts are to be used; Namely substances containing phosphate, botate, arsenate or sulfate, otherwise consisting entirely or predominantly of aluminum oxide in free or chemically bound form; or catalysts containing phosphoric acid, boric acid, arsenic acid or sulfuric acid based on finely divided silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, vanadium pentoxide, chromium oxide, iron oxide or carbon, which have no internal surface. Prepare by the method of the invention, but with silica gel as catalyst, the yield is only 88.2 ° melamine / 0th

Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Zwischenprodukt auftretende Ammoniumcyanatdampf ist hochkorrosiv und kann durch den katalytischen Einfluß von Metallen oder Legierungen in starkem Maße zu unerwünschten, ausbeutevermindernden Nebenreaktionen veranlaßt werden. Etwa dieselben Verhältnisse sind bei der Drucksynthese von Melamin aus Harnstoff gegeben, wo auch Ammoniumcyanat als Zwischenprodukt auftritt. Für diese Drucksynthese sind bereits verschiedene Werkstoffe als einigermaßen brauchbar genannt worden. Die meisten von ihnen werden aber doch noch korrodiert und katalysieren Nebenreaktionen des Ammoniumcyanats bzw. der Cyansäure; die wirklich geeigneten Werkstoffe sind, wie z. B. das Titan, sehr kostspielig.The ammonium cyanate vapor occurring as an intermediate in the process according to the invention is highly corrosive and can be very strong due to the catalytic influence of metals or alloys Measures are caused to undesirable, yield-reducing side reactions. About the same Conditions are given in the pressure synthesis of melamine from urea, where ammonium cyanate is also used Intermediate occurs. For this pressure synthesis there are already different materials than to some extent been called useful. Most of them will, however, still corrode and catalyze Side reactions of ammonium cyanate or cyanic acid; are the really suitable materials, such as B. the titanium, very expensive.

Auf Grund der festgestellten sehr guten Verwendbarkeit von Kupferkörnern als Inertmaterial im Wirbelbett wurde Kupfer auch als Apparatewerkstoff für das erfindungsgemäße Verfahren geprüft und überraschenderweise gefunden, daß es weder korrodiert wird, noch mögliche Nebenreaktionen des Ammoncyanates katalysiert. Es ist deshalb erfindungswesentlich, bei der Durchführung des Verfahrens alle Apparateteile, welche mit Ammoncyanatdanipf, Ammoniak und Melamin in Berührung kommen, aus Kupfer anzufertigen. Im wesentlichen sind darunter das Wirbelbett, der Reaktor und die Verbindungsrohre zu verstehen. Etwa gleich zute Melaminausbeuten wie in einer Kupferapparatur konnten nur noch in einer Apparatur aus Quarzgut erhalten werden. Aus Quarzgut lassen sich aber Apparaturen im großtechnischen Maßstab nicht anfertigen. Bei Verwendung anderer gängiger Werkstoffe sinkt die Melaminausbeute beträchtlich, wie die Vergleichsversuche zeigen.Due to the established very good usability of copper grains as inert material in the fluidized bed copper was also used as an apparatus material for the Tested method according to the invention and surprisingly found that it is neither corroded nor catalyzes possible side reactions of the ammonium cyanate. It is therefore essential to the invention in which Carrying out the process, all parts of the apparatus which contain ammonium cyanate, ammonia and melamine come into contact to make of copper. Essentially including the fluidized bed, the Understand the reactor and the connecting pipes. About the same melamine yields as in a copper apparatus could only be obtained in an apparatus made of fused silica. Made of fused silica but do not manufacture equipment on an industrial scale. When using other common materials the melamine yield drops considerably, as the comparative experiments show.

Beispielexample

Die Apparatur besteht aus einem von außen beheizten Wirbelbettverdampfer, welcher über eine Rohrleitung mit einem von außen heiz-, und kühlbaren, senkrecht stehenden Reaktionsrohr verbunden ist, in welchem 900 Gewichtsteile Katalysator ruhend untergebracht sind. Das Reaktionsrohr, welches von oben nach unten durchströmt wird, ist gasaustrittsseitig mit einem mittels Dampf auf 2000C gehaltenen Melaminabscheider versehen. Als Werkstoff dient, mit Ausnahme des aus Aluminium gefertigten Melaminabscheiders, Kupfer. Das Wirbelbett ist mit Seesand von 0,1 bis 0,3 mm Körnung gefüllt. Als Katalysator wird feinverteiltes Siliziumdioxyd (Durchmesser der Primärteilchen 20 nrn), welches durch Aufbringen von 10°/0 H3PO4 aktiviert ist, verwendet. Die Temperatur im Wirbelbett beträgt 375°C, im Katalysatorbett 340 bis 360° C. Zum Aufwirbeln des Seesandes und gleichzeitig als Trägergas bläst man stündlich 300 Nl auf 3500C vorgewärmtes Ammoniak in den Wirbelbettverdampfer. In das so erzeugte Wirbelbett werden stündlich 150 Gewichtsteile geschmolzener Harnstoff eingespritzt. Innerhalb 72 Stunden gelangen auf diese Weise 10 800 Gewichtsteile Harnstoff zur Umsetzung." Im Melaminabscheider fallen in dieser Zeit 3647 Gewichtsteile Sublimat mit einem Melamingehalt von 99,5 °/0 an. Dies entspricht einer Melaminausbeute von 96 %, bezogen auf eingebrachten Harnstoff.The apparatus consists of an externally heated fluidized bed evaporator, which is connected via a pipeline to a vertically positioned reaction tube which can be heated and cooled from the outside and in which 900 parts by weight of catalyst are accommodated. The reaction tube which is flowed through from top to bottom is the gas outlet side with a maintained at 200 0 C by means of steam Melaminabscheider. With the exception of the melamine separator made of aluminum, copper is used as the material. The fluidized bed is filled with sea sand with a grain size of 0.1 to 0.3 mm. Finely divided silicon dioxide (diameter of the primary particles 20 mm), which is activated by applying 10 ° / 0 H 3 PO 4 , is used as the catalyst. The temperature in the fluidized bed is 375 ° C, in the catalyst bed 340 to 360 ° C. to fluidize the lake Andes and simultaneously as the carrier gas is blown hourly Nl 300 to 350 0 C preheated ammonia in the fluidized bed evaporator. 150 parts by weight of molten urea are injected every hour into the fluidized bed created in this way. Within 72 hours reach this example 10 800 parts by weight of urea to implementation. "In Melaminabscheider fall within this time 3647 parts by weight sublimate with a melamine content of 99.5 ° / 0 in. This corresponds to a melamine yield of 96% based on the introduced urea.

VergleichsversucheComparative experiments

Versuch 1Attempt 1

Der in dem vorstehenden Beispiel beschriebene Versuch wurde unter Verwendung von Kieselgel als Katalysator durchgeführt. In 65 Stunden wurden aus 9750 Gewichtsteilen Harnstoff 3074 Gewichtsteile Sublimat mit einem Melamingehalt von 97,9 °/0 erhalten. Dies entspricht einer Melaminausbeute von 88,2 °/0. Dieser Versuch zeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wesentlich bessere Melaminausbeute zu erhalten ist als nach dem in der deutschen Patentschrift 1 028 126 beschriebenen.The experiment described in the previous example was carried out using silica gel as the catalyst. In 65 hours 3074 parts by weight sublimate were obtained with a melamine content of 97.9 ° / 0 obtained from 9750 parts by weight of urea. This corresponds to a yield of 88.2 ° melamine / 0th This experiment shows that a significantly better melamine yield can be obtained by the process according to the invention than by that described in German patent 1,028,126.

Versuch 2Attempt 2

Der in dem Beispiel beschriebene Versuch wurde wiederholt unter Verwendung anderer Apparaturwerkstoffe, und zwar wurde das Kupfer ersetzt durch gewöhnlichen Stahl, Remanit HC, V4A bzw. Rotosil (Quarzgut). Die bei den einzelnen Versuchen erhaltenen Melaminausbeuten werden in der nachstehenden Tabelle zusammen mit den Melamingehalten der Sublimate einander gegenübergestellt.The experiment described in the example was repeated using other equipment materials, the copper was replaced by ordinary steel, Remanit HC, V4A or Rotosil (Fused silica). The melamine yields obtained in the individual experiments are shown below Table juxtaposed with the melamine content of the sublimates.

Verwendeter WerkstoffMaterial used

Kupfer copper

V4A V4A

Gewöhnlicher StahlOrdinary steel

Remanit HC Remanit HC

Rotosil (Quarzgut) .Rotosil (fused silica).

Melaminausbeute
in %
Melamine yield
in %

96,0
72,4
56,6
40,4
94,5
96.0
72.4
56.6
40.4
94.5

Melamingehalt des
Sublimates
Melamine content of
Sublimates

99,5
85,7
77,2
61,8
99,6
99.5
85.7
77.2
61.8
99.6

Wie der Tabelle zu entnehmen ist, bringt das erfindungsgemäße Verfahren in einer Kupferapparatur sehr gute Melaminausbeuten, während bei Verwendung anderer Werkstoffe — mit Ausnahme des großtechnisch nicht einsetzbaren Rotosils —· die Melaminausbeute stark abfällt.As can be seen from the table, the method according to the invention is very beneficial in a copper apparatus good melamine yields, while using other materials - with the exception of the large-scale Rotosils that cannot be used - · the melamine yield drops sharply.

Die Gegenüberstellung der Vergleichsversuche mit dem Beispiel zeigt somit den technischen Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur drucklosen Herstellung von Melamin aus Harnstoff gegenüber den bisher bekannten Verfahren.The comparison of the comparative tests with the example shows the technical progress of the process according to the invention for the pressureless production of melamine from urea compared to the previously known method.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Melamin durch Erhitzen von Harnstoff mit Ammoniak in einem Wirbelbett aus Inertmaterial auf mindestens 2500C und Überleiten des so erzeugten Ammoniumcyanatdampfes über ein nachgeschaltetes Katalysatorruhebett bei 260 bis 45O0C,1. A process for the continuous preparation of melamine by heating urea with ammonia in a fluidized bed of inert material to at least 250 0 C and passing the so Ammoniumcyanatdampfes generated via a downstream catalyst bed rest at 260 to 45O 0 C, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, in der diese Umsetzungen vorgenommen werden, aus Kupfer angefertigt ist und die Katalysatorruheschicht aus Aluminiumoxyd oder aus keine innere Oberfläche aufweisendem Siliciumdioxyd, Titandioxyd, Zirkondioxyd, Vanadiumpentoxyd, Chromoxyd, Eisenoxyd oder Kohlenstoff besteht, mit der Maßgabe, daß diese Stoffe mit Phosphorsäure, Borsäure, Arsensäure, Schwefelsäure oder mit einem Salz dieser Säuren aktiviert sind.characterized in that the device in which these conversions are carried out is made of copper and the catalyst rest layer is made of aluminum oxide or from silicon dioxide, titanium dioxide, zirconium dioxide, vanadium pentoxide, which has no inner surface, Chromium oxide, iron oxide or carbon, with the proviso that these substances activated with phosphoric acid, boric acid, arsenic acid, sulfuric acid or with a salt of these acids are. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirbelbett als Inertmaterial Kupferkörner verwendet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in the fluidized bed as an inert material Copper grains can be used. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: USA.-Patentschrift Nr. 2 712 491; französische Patentschrift Nr. 1261271;U.S. Patent No. 2,712,491; French Patent No. 1261271; Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, Kupfer, Teil A, 8. Auflage (1955), S. 1221, letzter Absatz.Gmelins Handbuch der inorganic Chemie, Kupfer, Part A, 8th edition (1955), p. 1221, last Unit volume. 609 669/417 9.66 ® Bundesdruckerei Berlin609 669/417 9.66 ® Bundesdruckerei Berlin
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US2712491A (en) * 1954-03-16 1955-07-05 American Cyanamid Co Preparation of ammonium cyanate from urea

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2712491A (en) * 1954-03-16 1955-07-05 American Cyanamid Co Preparation of ammonium cyanate from urea

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