DE2053487A1

DE2053487A1 - Verfahren zur Regenerierung von MeIa mm Abgas

Info

Publication number: DE2053487A1
Application number: DE19702053487
Authority: DE
Inventors: Yokomichi Koji Takakuwa Yasuo Sasakura Toyama Kokubo Ryo (Japan) P
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1969-11-01
Filing date: 1970-10-30
Publication date: 1971-05-27
Also published as: FR2071884A5; JPS5022020B1; DE2053487B2; GB1309275A; DE2053487C3

Description

DR. L. WESSELY

PATENTANWALT
MÜNCHEN \9

MONTENSTRASSE 9/1

GF-747/C

NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, Ltd., Tokyo, Japan Verfahren zur Regenerierung von Melamin-Abgas

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwendung von Melamin-Abgas, d.h. einem Nebenprodukt der Melaminsynthese aus Harnstoff als Ausgangsmaterial unter hoher Temperatur und hohem Druck, zur Synthese von Harnstoff.

Bei der Melaminsynthese durch thermische Zersetzung von Harnstoff unter hoher Temperatur und hohem Druck in Anwesenheit von zugeführtem Ammoniak wird etwa die Hälfte der Menge des Materials, d.h. des Harnstoffs, in Ammoniak und Kohlendioxyd gespalten, und demzufolge wird eine grosse Menge Melamin-Abgas, das aus Ammoniak und Kohlendioxyd, einschliesslich dem zugegebenen Ammoniak, das an der Reaktion nicht teilgenommen hat, besteht, als Nebenprodukt erzeugt.

Es ist daher bei der industriellen Produktion von Melamin von grosser Bedeutung, eine kontinuierliche Abtrennung und Ausnutzung des Melamin-Abgases in grossem Massstab vorzunehmen, und es ist keine Übertreibung, zu sagen, dass die Möglichkeit einer erfolgreichen industriellen Erzeugung von Melamin von dem Erfolg dieser Ausnutzung abhängt.

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Bezüglich dieser Ausnutzung ist es heute eine weitverbreitete Praxis, das Melamin-Abgas als Material zur Harnstoffsynthese zu verwenden. Hierzu wurden verschiedene Vorschläge gemacht. Während die Hochdruck-Melaminsynthese im allgemeinen unter einem Druck von 50

bis 150 kg/cm erfolgt, findet die Harnstoffsynthese unter einem

Druck von I80 bis 300 kg/cm statt. Wenn Melamin-Abgas zur Harnstoffsynthese verwendet werden soll, ist daher eine spezielle Pumpe oder ein spezieller Kompressor erforderlich· Ohne Verwendung einer Pumpe oder eines Kompressors würde das Volumen des Harnstoff· herstellungssystems zur Aufnahme des Melamin-Abgases grosser und der Verbrauch an Dampf würde ansteigen.

Es ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei welchem Melamin-Abgas zuerst in Wasser zur Bildung einer stabilen wässrigen Carbamatlösung gelöst wird, die dann in ein Kreislaufsystem von noch nicht reagierendem Carbamat eingeführt wird, oder ein Verfahren, bei welchem Carbamat in Gasphase oder unter schwachem Druck in das gleiche Kreislaufsystem eingeführt wird.Bei beiden Verfahren, bei welchen Melamin-Abgas nicht direkt in den Harnstoffsynthesereaktor sondern in ein Kreislaufsystem von noch nicht reagierendem Carbamat eingeführt wird, ist die Menge an Wasser, die zur Überführung von Ammoniak und Kohlensäure in dem Melamin-Abgas in eine stabile wässrige Carbamatlösung erforderlich ist, grosser als die für die Harnstoffsynthese selbst verbrauchte Wassermenge, und diese grosse Wassermenge setzt, wenn sie in dem Harnstoffsynthesereaktor umläuft, den Wirkungsgrad der Synthese herab, was zu einem erhöhten Volumen des Zersetzungs- und Regenerierungssystems und zu einem erhöhten Dampfverbrauch führt.

Wenn dagegen Melamin-Abgas mit einem geringeren Druck als dem Harnstoffsynthesedruck bis zu dem Harnstoffsynthesedruck mittels eines Kompressors komprimiert und dann direkt in den Harnstoffsynthesereaktor eingeführt wird, ist keine Zugabe von Wasser erforderlich, und demzufolge wird die Harnstofferzeugung nicht nachteilig beeinflusst, jedoch ist ein komplizierter kostspieliger Kompressor erforderlich, bei dem verschiedene Schwierigkeiten im Betrieb und bei der Wartung auftreten können. So war dieses Verfahren nie-

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mais erfolgreich. Es ist im wesentlichen impraktikabel.

In der Patentpublikation Sho 44-6273 ist ein neuer Vorschlag beschrieben, gemäss welchem ein Abgasabsorber zusätzlich in dem · · Kreislaufsystem von noch nicht reagierendem Carbamat zwischen dem Harnstoffsynthesereaktor und der ersten Zersetzungsstufe vorgesehen ist. Melamin-Abgas wird direkt in diesen Absorber eingeführt. Die aus diesem erhaltene konzentrierte wässrige Carbamatlösung wird unter Druck in den Harnstoffsynthesereaktor eingeführt. Da keine Wasserzugabe wie bei dem oben beschriebenen Kompressor-Verfahren erforderlich ist, hat dieses Verfahren keine nachteilige Wirkung auf die Harnstofferzeugung und hat sich demzufolge als vorteilhaft erwiesen.

Für die technische Anwendung dieses vorgeschlagenen Verfahrens ist jedoch eine Pumpe zur Druckförderung einer heissen konzentrierten wässrigen Carbaraatlösung in den Harnstoffsynthesereaktor erforderlich. Technisch ist eine solche Pumpe natürlich einfacher als der oben genannte Kompressor, doch ist eine solche im Vergleich mit einer gewöhnlichen Carbamatpumpe bezüglich Mechanismus, Korrosion, Betrieb, Wartung und dgl. weniger vorteilhaft.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Regenerierung von Melamin-Abgas zur Harnstoffsynthese ohne Verwendung einer speziellen Pumpe oder eines Kompressors.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Regenerierung von Melamin-Abgas, bei welchem das Harnstoffproduktionssystem, das es aufnimmt, weit weniger nachteilig beeinflusst wird als bisher.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist ein Regenerierungsverfahren für Melamin-Abgas, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das bei der Melaminsynthese unter hohem Druck in flüssiger Phase unter Verwendung von Harnstoff oder einem thermischen Zersetzungsprodukt von Harnstoff als Aüsgangsmaterial erzeugte Melarain-Abgas von der Melaminsyntheselösung unter dem gleichen Druck wie dem Melaminsyn-

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thesedruek abgetrennt wird, Harnstoff unter dem Melaminsynthesedruck (anschliessend Niederdruck-Harnstoffsynthese genannt) direkt aus dem erhaltenen Melamin-Abgas oder je nach dem Fall unter Zugabe von Wasser oder wässriger Ammoniumcarbonatlösung synthetisiert wird, das überschüssige Ammoniak aus der erhaltenen Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung abgetrennt wird, die von überschüssigem Ammoniak befreite Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung in die erste Zersetzungsstufe der Harnstoffsynthese (anschliessend Hauptharnstoff synthese genannt) eingeführt wird und das abgetrennte überschüssige Ammoniak in das Melaminsynthesesystem zurückgeführt wird«

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine hochwirksame Regenerierung von Melamin-Abgas vom Standpunkt der Wärmeökonomie aus, da es zusätzlich zu dem Vorteil, keine spezielle Pumpe oder keinen Kompressor zu erfordern, den weiteren Vorteil besitzt, dass die fühlbare Wärme und die latente Wärme des sich bei hoher Temperatur unter hohem Druck befindlichen Melamin-Abgases in dem Niederdruck-Harnstoffsynthesereaktor zur Zersetzung von noch nicht reagierendem Carbamat in der Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung zur Verfügung steht oder als Dampf regenerierbar ist.

Zur wirksamen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es erforderlich, die Rate der COp-Synthese in dem Niederdruck-Harnstoffsynthesereaktor so hoch als möglich zu halten. Gewöhnlich hängt die Synthesegleichgewlchtsrate bei der Harnstoffsynthese von den Molverhältnissen und Temperaturen des eingebrachten Ammoniaks und Kohlendioxyds ab, doch trifft dies nur zu, wenn unter vorgegebener Temperaturbedingung der Druck und die Verweilzeit ausreichend sind, damit der Reaktant sich in dem Synthesereaktor selbst in flüssiger Phase hält. Bei der Harnstoffsynthese des erfindungsgemässen Verfahrens unter Verwendung eines geringeren Drucks als dem üblichen Harnstoffsynthesedruck muss die Temperatur niedriger als die Übliche Harnstoffsynthesetemperatur sein. Die Reaktionsrate bei der Harnstoffsynthese fällt mit fallender Temperatur ab. Demzufolge muss der Synthesereaktor grosser sein. Natürlich gibt es eine Industrielle Beschränkung der Abmessungen des Synthesereaktor 3, und die Temperatur und andere Beschickungsbedingungen

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sollten zur Gewährleistung der höchsten Syntheserate innerhalb dieser technischen Grenzen gewählt werden.

Bezüglich dieser Bedingungen wurden die folgenden Pakten gefunden. Für eine Niederdruckharnstoffsynthesetemperatur von weniger als 16O⁰C ist die Reaktionsrate der Harnstoffsynthese zu gering, als dass sie brauchbar wäre. So ist eine Temperatur von mehr als 16O°C oder vorzugsweise mehr als 165⁰C erforderlich. Das Verhältnis NH,/C0₂ (Molverhältnis) im Melamin-Abgas beträgt 2 bis 6, und für eine wirksame Harnstoffsynthese aus Melamin-Abgas allein ist ein

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Druck von zumindest 130 kg/cm erforderlich. Wenn die Niederdruck-

Harnstoffsynthese bei einem Druck von weniger als 1^0 kg/cm erfolgt, ist ein gewisser Wasserzusatz erforderlich. Beispielsweise kann unter den Bedingungen : Druck =100 kg/cm , ΝΗ,/UOp = 5 und Temperatur über 165⁰C, der Reaktant sich nicht in vollständig flüssiger Phase in dem Niederdruck-HarnstoffSynthesereaktor halten. Die tatsächlich erreichbare Syntheserate fällt unter 50 % der Synthesegleichgewichtsrate. Wenn Wasser zugegeben wird, um das Verhältnis HgO/COg auf 1,5 einzustellen, so kann die Synthesegleichgewichtsrate abnehmen, doch steigt die tatsächlich erreichbare Syntheserate auf über 90 % der Synthesegleichgewichtsrate. Das so zugeführte Wasser, das von der Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung aufgenommen wird, gelangt in die erste Zersetzungsstufe der Hauptharnstoff synthese, die die Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung aufnimmt. In den folgenden Stufen, in denen noch nicht reagierendes Carbamat vollständig zersetzt wird, werden 20 bis ^O % des zugesetzten Wassers zusammen mit Ammoniak und Kohlensäure in das Regenerierungssystem zurückgeführt. Die absolute Menge an zugesetztem Wasser ist jedoch viel geringer als die Wassermenge, die bei den üblichen Verfahren der Einführung des gesamten Volumens des Melamin-Abgases in das Kreislaufsystem von noch nicht reagierendem Carbamat in der Hauptharnstoffsynthese erforderlich ist. Die nachteilige Wirkung auf die Rate der Harnstoffsynthese ist daher gering. Die Abtrennung von überschüssigem Ammoniak aus der Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung erfolgt unter dem gleichen Druck wie der Druck der ersten Zersetzungsstufe in der Hauptharnstoffsynthese. Das erhaltene Ammoniak wird abgekühlt und kondensiert, um in ver-

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flüssigter Form als Ammoniakzusatz bei der Melaminsynthese wiederverwendet zu werden.

Bei der tatsächlichen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bewirkt das Hauptharnstoffsyntheseverfahren, in das die Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung eingeführt wird, die Reaktion zwischen Ammoniak und Kohlensäure unter hohem Druck und bei hoher Temperatur. Die hierdurch erhaltene Harnstoffsyntheselösung wird zwei oder drei Destillationsstufen unter fortschreitend erniedrigtem Druck unterzogen, um das noch nicht reagierende Carbamat in Ammoniak, Kohlendioxyd und ein Mischdampfgas überzuführen. Das abgetrennte Mischgas wird in Wasser, Ammoniakwasser oder wässriger Harnstofflösung absorbiert, um zur Harnstoffsynthese zurückgeführt zu werden. Diese sogenannte Lösungskreislaufmethode hat sich als geeignet erwiesen.

Es wäre natürlich auch möglich, nur die Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung nach dem gewöhnlichen Lösungskreislaufverfahren zu verarbeiten und die Harnstoffsynthese unter Verwendung von Melamin -Abgas allein durchzuführen.

Je grosser der Produktionsmassstab der Harnstoffsynthese im Vergleich zu demjenigen der Melaminsynthese ist, um so vorteilhafter 1st das erfindungsgemässe Verfahren.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.

Harnstoff, d.h. das Material für die Melaminsynthese, gelangt in geschmolzenem Zustand durch die Leitung 1 zu einer Pumpe 2, in der sie unter Druck gesetzt wird. Dann wird sie durch die Leitung 3 zu dem Waschturm 4 geführt, in dem das gasförmige Melamin, das durch das Melamin-Abgas mitgeführt wird, das von der Melaminsyntheselösung in dem Melaminsynthesereaktor 10 abgetrennt wurde, in Kontakt mit dem geschmolzenen Harnstoffmaterial gebracht wird, um absorbiert und aufgenommen zu werden. Der geschmolzene Harnstoff, der den gasförmigen Melaminüberlauf aus dem Waschturm k aufgenommen

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hat, gelangt durch die Leitung 5 zum Boden des Melaminsynthesereaktors 10. Die Strömung in der Leitung 5 1st eine Schwerkraftströmung, die durch den Unterschied des spezifischen Gewichts zwischen Flüssigkeit und Gas erzeugt wird.

Andererseits gelangt das zugeführte Ammoniak durch die Leitungen 6, 7 zu der Pumpe 8, in der es unter Druck gesetzt wird. Dann wird es durch die Leitung 9 geführt und erreicht den Boden des Melaminsynthesereaktors 10. Das Gewichtsverhältnis zwischen Harnstoff und zugeführtem Ammoniak beträgt 1 : 0 bis Oj5·

Die zur Melaminsynthese erforderliche Wärme wird durch das Heizrohr 15 geliefert, das in dem Synthesereaktor 10 angeordnet 1st. Hierdurch wird die Melaminsynthesetemperatur auf 550 bis 450⁰C eingestellt. Die in dem Melaminsynthesereaktor 10 gebildete Melaminsyntheselösung wird unter Konstanthalten des Flüssigkeitsspiegels in dem Reaktor mittels des Pegelsteuerschiebers 11 durch die Leitung 12 zu der nächsten Stufe geleitet.

Von der Melaminsyntheselösung abgetrenntes Melamin-Abgas gelangt durch die Leitung 14 zum Boden des Waschturms 4 ohne Druckverminderung. Dieses Melamin-Abgas enthält 10 bis J>0 % des gebildeten Melamins in Gasform. Um dieses Melamin zu extrahieren, wird dieses Abgas in Kontakt mit dem geschmolzenen Harnstoffmaterial in dem Waschturm 4 gebracht. In dem Waschturm 4 werden Ammoniak und Kohlensäure in dem Abgas teilweise von dem Harnstoff zusätzlich zu dem aufgenommenen gasförmigen Melamin absorbiert. Die hierdurch erzeugte Wärme wird als Dampf mittels der Kühlleitung 15 wiedergewonnen. Die Temperatur des Waschturms wird bei 150 bis 24o°C und vorzugsweise bei 18O bis 220⁰C gehalten.

Das nunmehr vollständig von Melamin freie Melamin-Abgas gelangt durch die Leitung 16, durch das Drucksteuerventil 17* das den Druck in dem Melaminsynthesereaktor und dem Waschturm reguliert, und durch die Leitung 18 zum Boden des Niederdruck-Harnstoffsynthesereaktors 22. Der Melaminsynthesereaktor und der Waschturm werden bei einem Druck von 80 bis 150 kg/cm betrieben.

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Wasser oder wässrige Ammoniumcarbonatlösung wird durch die Leitung 19 zu der Pumpe 20 geleitet, in der es unter Druck gesetzt wird. Anschllessend erreicht es den Boden des Niederdruck-Harnstoffsynthesereaktors 22.

Der Niederdruck-Harnstoffsynthesereaktor wird unter den folgenden Bedingungen betrieben: NH^/COg =2-6, H₂0/C0₂ =0-2,5, Temperatur » 160 - 180⁰C, Druck 80 - 150 kg/cm²; die Harnstoffsyntheserate, bezogen auf COg-Gas, beträgt 40 bis 55 %. Die Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung gelangt durch die Leitung 2j5, durch das Drucksteuerventil 24, das den Druck des Niederdruck-Harnstoffsynthesereaktors steuert, und durch die Leitung 25 zu dem Ammoniak-Regenerator 26.

überschüssige Wärme, die in dem Niederdruck-Harnstoffsynthesereaktor 22 erzeugt wird, wird durch die Wärmeregenerierungsleitung 42, die in dem Reaktor angeordnet ist, regeneriert und zur Zersetzung von noch nicht reagierendem Carbamat in der Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung, die von überschüssigem Ammoniak befreit ist, verwertet und kann in einigen Fällen als Dampf regeneriert werden.

Wenn die Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung durch das Drucksteuerventil 24 von dem Harnstoffsynthesedruck auf den Betriebsdruck von 15 bis 20 kg/cm für den Ammoniakregenerator entspannt wird, wird überschüssiges NH-, durch die fühlbare Wärme dieser Lösung abgetrennt. Die vollständige Gas-Plüssigkeits-Trennung erfolgt am Boden des Ammoniak-Regenerators 26. Kleine Mengen an Wasser und Kohlensäure, die von dem Ammoniak mitgeführt werden, werden durch Zirkulation des verflüssigten Ammoniaks durch den obersten Teil der Abstreifvorrichtung 28 entfernt, die am oberen Ende des Regenerators vorgesehen ist. Der Boden des Ammoniak-Regenerators enthält ein Heizrohr 27, durch welches der Flüssigkeit am Boden eine Temperatur von 115 bis 125⁰C und dem Gas am oberen Ende eine Temperatur von 40 bis 50⁰C erteilt wird.

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Das vollständig von Wasser und Kohlendloxyd befreite überschüssige Ammoniak gelangt durch die Leitung 29* durch das Drucksteuerventil 30, durch welches der Druck des Ammoniak-Regenerators reguliert wird, und durch die Leitung 31 zu dem Kondensator 32, in welchem es durch das Kühlwasser 33 abgekühlt und kondensiert wird. Das erhaltene verflüssigte Ammoniak wird durch die Leitung 34 geführt, wobei ein Teil des Ammoniaks zur Rezirkulation in den oberen Teil des Ammoniak-Regenerators durch die Leitung 36, die Pumpe 37 und die Leitung 38 eingeführt wird und der Rest durch die Leitung 35 strömt und sich mit dem zugeführten Ammoniak in der Leitung 6 zur Wiederverwendung vereinigt.

Die Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung, die von überschüssigem Ammoniak frei ist, gelangt durch die Leitung 39 durch den Pegelsteuerschieber 40, der den Flüssigkeitspegel am Boden des Ammoniak-Regenerators reguliert, und durch die Leitung 41 zu dem Wärmeregeneratorrohr 42. In diesem Rohr 42 wird ein Teil des noch nicht reagierenden Carbamats in der Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung zersetzt und gelangt in Gas-Plüssigkeits-Mischphase durch die Leitung 43 und vereinigt sich mit dem Hauptharnstoffsynthesestrom 53 und wird durch die -^itung 5^ in den ersten Zersetzer 55 geführt.

Kohlendioxyd wird durch die Leitung 44, durch den Kompressor 45, in welchem es komprimiert wird, und durch die Leitung 46 und Ammoniak durch die Leitung 47 > durch die Pumpe 48, in der es unter Druck gesetzt wird, und durch die Leitung 49 am Boden des Hauptharnstoff synthesereaktors 50 eingeführt.

Der Hauptharnstoffsynthesereaktor 50 wird bei einer Temperatur von 18O bis 210⁰C und einem Druck von 18O bis 300 kg/cm betrieben. Die gebildete Harnstoffsyntheselösung gelangt durch die Leitung 51, durch das Drucksteuerventil 52, das den Synthesedruck reguliert, und durch die Leitung 53 zu der Leitung 43, wo sie sich mit dem Niederdruck-Harnstoffsynthesestrom vereinigt. Dieser Strom wird dann durch die Leitung 5^ in den ersten Zersetzer 55 eingeführt. Der grössere Teil des noch nicht reagierenden Carbamats wird beim Erhitzen auf 140 bis 16O°G mittels des Heizrohrs 5o, das am Boden

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des ersten Zersetzers 55 angeordnet ist, zersetzt und von der Harnstoff lösung abgetrennt und gelangt durch die Leitung 57 zu dem ersten Kondensator 62. Die von dem grösseren Teil des zersetzten noch nicht reagierenden Carbamats befreite Harnstoffsyntheselösung gelangt durch die Leitung 58,durch den Pegelsteuerschieber 59* der den Pegel einstellt, und durch die Leitung 60 nacheinander zu dem zweiten und dritten Zersetzer, in denen das noch nicht reagierende Carbamat vollständig zersetzt und abgetrennt und so eine wässrige Harnstofflösung erzeugt wird.

Die in dem zweiten und dritten Kondensator, die dem zweiten und dritten Zersetzer zugeordnet sind, gebildete wässrige Carbamatlösung gelangt durch die Leitung 61 zu dem ersten Kondensator 62, wo sie das zersetzte Gas, das in dem ersten Zersetzer gebildet ist, absorbiert. Die so erhaltene hochkonzentrierte Carbamatlösung wird durch die Leitung 63, durch die Pumpe 64, in der sie unter Druck gesetzt wird, und durch die Leitung 65 zu dem Hauptharnstoffsynthesereaktor 50 geleitet. Der erste Zersetzer 55 und der erste Kondensator 62 werden bei einem Druck von 15 bis 20 kg/cm betrieben.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Die Synthese wurde mit 29 kg/h Harnstoff und 8,2 kg/h verflüssigtem Ammoniak bei einer Temperatur von 400⁰C und einem Druck von 14O kg/cm unter Produktion von 10 kg/h Melamin durchgeführt. Hierbei wurde Melarain-Abgas von 200⁰C, das aus 16,4 kg/h NH, und 10,6 kg/h CO₂ bestand (NH./COg =4), erhalten. Dieses Melamin-Abgas wurde als solches in den Nlederdruoksynthesereaktor für die Harnstoff synthese unter den Bedingungen: Temperatur = 165*C, Druck =* 135 kg/cm , Verweilzeit « 2 Stunden eingeführt. Es wurde so eine Harnstoffsyntheselösung mit 7*2 kg/h Harnstoff, 12,3 kg/h NH₃, 5*3 kg/h COg und 2,2 kg/h H₂O erhalten. Die Syntheserate auf CO₂-Basis lag über 50 #. Diese Syntheselösung wurde in den Ammoniak-Regenerator eingeführt, der unter den folgenden Bedingungen betrie-

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ben wurde: Druck 18 kg/cm , Temperatur am oberen Ende 50⁰C, Temperatur am Boden 120⁰C. 4 kg/h verflüssigtes Ammoniak wurden regeneriert, von denen J> kg/h dann zu dem oberen Ende zurückgeführt wurden.

Die von überschüssigem Ammoniak befreite Harnstoffsyntheselösung (Harnstoff 7,2 kg/h, NH-, 8,3 kg/h, COp 5,3 kg/h, H_p0 2,2 kg/h)

JCC

wurde in den ersten Zersetzer des Hauptharnstoffsynthesesystems nach der Methode der Zirkulation einer Harnstofflösung mit 200 kg/h zur Regenerierung eingeführt.

Beispiel 2

Die Synthese erfolgte aus Harnstoff in einer Menge von 29 kg/h und verflüssigtem Ammoniak in einer Menge von 12 kg/h bei einer Temperatur von 400 ⁰C und einem Druck von 105 kg/cm , wobei Melamin in einer Menge von 10 kg/h erhalten wurde. Das bei dieser Synthese gebildete Melamin-Abgas von 200⁰C bestand aus NH-, in einer Menge von 20,2 kg/h und CO₂ in einer Menge von 10,6 kg/h (NH-,/C0₂ - 5)· Infolge der Niederdruck-Harnstoffsynthese aus diesem Melamin-Abgas und Wasser in einer Menge von 6,5 kg/h unter den folgenden Bedin-

gungen: Temperatur = 170°C, Druck = 105 kg/cm und Verweilzeit = 2 Stunden wurde eine Harnstoffsyntheselösung mit Harnstoff in einer Menge von 6,9 kg/h, NH-, in einer Menge von 16,4 kg/h, COp in einer Menge von 5,5 kg/h und H₂O in einer Menge von 8,6 kg/h erhalten, wobei die Syntheserate auf COp-Basis 48 % betrug. Die erhaltene \ Syntheselösung wurde in den Ammoniak-Regenerator eingeführt, der bei einem Druck von 20 kg/cm betrieben wurde, wobei die Temperatur am oberen Ende 52⁰C und am Boden 125⁰C betrug. Es wurde so verflüssigtes Ammoniak in einer Menge von 6 kg/h regeneriert, von denen 4 kg/h zu dem oberen Ende zurückgeführt wurden.

Die von überschüssigem Ammoniak befreite Syntheselösung (Harnstoff 6,9 kg/h, NH^ 10,4 kgA, CO₂ 5,5 kg/h, H₂O 8,6 kg/h) wurde in den ersten Zersetzer des Hauptharnstoffsynthesesystems nach der Methode der Zirkulation einer Harnstofflösung von 200 kg/h zur Regenerierung eingeführt.

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Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Regenerierung von Melamin-Abgas bei der Melaminsynthese unter hohem Druck in flüssiger Phase unter Verwendung von Harnstoff oder einem thermischen Zersetzungsprodukt von Harnstoff als Ausgangsmaterial geschaffen, bei welchem Harnstoff unter dem Melaminsynthesedruck direkt aus dem Melamin-Abgas, das als Nebenprodukt bei der Synthese erhalten wird, oder Je nach dem Fall unter Zugabe von Wasser oder wässriger Ammoniumcarbonatlösung synthetisiert und die erhaltene Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung in die Zersetzungsstufe der Hauptharnstoffsyntheselösung eingeführt wird.

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Claims

PatentansorUche

1. Verfahren zur Regenerierung von Melamin-Abgas bei der Melaminsynthese unter Verwendung von Harnstoff oder einem thermischen Zersetzungsprodukt von Harnstoff als Ausgangsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass Harnstoff direkt aus Melamin-Abgas, das als. Nebenprodukt bei der Synthese erhalten wird, oder unter Zugabe von Wasser oder wässriger Ammoniumcarbonatlösung synthetisiert wird und die erhaltene Harnstoffsyntheselösung in die Zersetzungsstufe der Hauptharnstoffsynthese eingeführt wird.

2. Verfahren zur Regenerierung von Melamin-Abgas, das bei der Hochdrucksynthese von Melamin in flüssiger Phase unter Verwendung von Harnstoff oder einem thermischen Zersetzungsprodukt von Harnstoff als Ausgangsmaterial erhalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Melamin-Abgas aus der Me larninsyn these lösung unter dem gleichen Druck wie dem Melaminsynthesedruck abgetrennt wird, Harnstoff unter dem Melaminsynthesedruck direkt aus dem erhaltenen Melamin-Abgas oder gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser oder wässriger Ammoniumcarbonatlösung synthetisiert wird, das überschüssige Ammoniak von der erhaltenen Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung abgetrennt wird, die Niederdruck-Harnstoffsyntheselösung, die von überschüssigem Ammoniak befreit ist, in die erste Zersetzungsstufe der Harnstoffsynthese eingeführt wird und das"abgetrennte über- * schüssige Ammoniak in das Melaminsynthesesystem zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Harnstoff direkt aus dem erhaltenen Melamin-Abgas synthetisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Harnstoff unter Zugabe von Wasser aus dem erhaltenen Melamin-Abgas synthetisiert wird.

5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Harnstoff unter Zugabe von wässriger Ammoniumcarbonatlösung aus

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- 14 dem erhaltenen Melarain-Abgas synthetisiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruck-Harnstoffsynthese bei einer Temperatur von mehr als 16O°C durchgeführt wird.

7- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis NH-,/C0₂ (Mol) in der Zusammensetzung des Melamin-Abgases 2-6 beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Harnstoff synthese aus nur Melamin-Abgas ein Druck von 1J50

ο
kg/cm oder höher angewendet wird.

9· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewisse Menge Wasser zugegeben wird, wenn die Niederdruck-Harnstoffsynthese bei einem Druck von weniger als 1j50 kg/cm durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung von überschüssigem Ammoniak aus der Niederdruck-Harnstoff syntheselösung unter dem gleichen Druck wie dem Druck der ersten Zersetzungsstufe der Hauptharnstoffsynthese vorgenommen wird und das erhaltene Ammoniak abgekühlt und kondensiert wird, um in verflüssigter Form als zugesetztes Ammoniak in der Melamlnsynthese wiederverwendet zu werden.

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