DE60001495T2

DE60001495T2 - Verfahren zur herstellung von melamin

Info

Publication number: DE60001495T2
Application number: DE60001495T
Authority: DE
Inventors: Tjien Tjioe
Original assignee: DSM NV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: AU764140B2; WO2000053587A1; EA200100952A1; TWI272268B; ID29842A; KR20010108327A; PL201689B1; EP1035117A1; AU2948400A; CA2366585C; RO121902B1; CN1349513A; NO20014338D0; EP1171429A1; NO20014338L; JP2002539116A; ATE233248T1; US20020007061A1; US6579980B2; KR100621290B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff mittels eines Hochdruckverfahrens, indem durch Überführen einer Melaminschmelze in ein Gefäß, in dem es mit einem Kühlmittel wie Ammoniak abgekühlt wird, festes Melamin erhalten wird, um festes, hochreines Melamin herzustellen.
In früheren Veröffentlichungen sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Melamin beschrieben worden, die unter anderem EP-A-747366 umfassen, das ein Hochdruckverfahren zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff beschreibt. Insbesondere beschreibt EP-A-747366, wie Harnstoff in einem Reaktor pyrolysiert wird, der bei einem Druck von 10,34 bis 24,13 MPa und einer Temperatur von 354 bis 454ºC arbeitet, um ein Reaktorprodukt herzustellen. Dieses Reaktorprodukt, das flüssiges Melamin, CO&sub2; und NH&sub3; enthält, wird als ein Strömungsgemisch unter Druck in einen Separator überführt.
In diesem Separator wird das Reaktorprodukt in einen gasförmigen Strom und einen flüssigen Strom getrennt. Der gasförmige Strom enthält in erster Linie CO&sub2;- und NH&sub3;-Abgase und Melamindampf. Der flüssige Strom umfaßt hauptsächlich eine Melaminschmelze. Der gasförmige Strom wird in eine Wäschereinheit überführt, während der flüssige Strom in eine Produktkühlungseinheit überführt wird.
In der Wäschereinheit wird der gasförmige Strom mit geschmolzenem Harnstoff gewaschen. Die erreichte Wärmeübertragung in der Wäschereinheit heizt sowohl den geschmolzenen Harnstoff vor und kühlt auch den gasförmigen Strom auf eine Temperatur von 177 bis 232ºC ab. Der geschmolzene Harnstoff wäscht ebenso den gasförmigen Strom, um den Melamindampf von den Abgasen zu entfernen. Der vorerhitzte geschmolzene Harnstoff wird dann zusammen mit dem Melamin, das aus den CO&sub2;- und NH&sub3;-Abgasen gewaschen worden ist, in den Reaktor beschickt.
In der Produktabkühlungseinheit wird die Melaminschmelze abgekühlt und mit einem wässerigen Kühlmittel verfestigt, um ein festes, hochreines Melaminprodukt herzustellen, dem es keiner zusätzlichen Reinigung bedarf. Das bevorzugte flüssige Kühlmittel ist eines, das bei der Temperatur der Melaminschmelze und bei dem Druck in der Produktabkühlungseinheit ein Gas bildet. EP-A-747366 identifiziert flüssiges Ammoniak als das bevorzugte flüssige Kühlmittel mit einem Druck in der Produktabkühlungseinheit, der bei über 4,14 MPa liegt.
Obwohl gemäß EP-A-747366 die Reinheit des unter Verwendung des offenbarten Verfahrens erhaltenen festen Melaminprodukts größer als 99 Gew.-% war, sind bei diesem Grad der Reinheit Schwierigkeiten nachgewiesen worden, um ihn kontinuierlich im handelsüblichem Maßstab beizubehalten. Das Unvermögen, den Reinheitsgrad bei größer als 99 Gew.-% zu halten, ist ein Nachteil, der dazu führt, daß das hergestellte Melamin für anspruchsvollere Anwendungen weniger geeignet ist, insbesondere den Melaminformaldehydharzen, die in Laminaten und/oder Beschichtungen verwendet werden.
Andere Verfahren sind vorgeschlagen worden, um diese Nachteile zu überwinden, einschließlich der früheren Anmeldung WO 98/55466 der Anmelderin, die ein externes Spray von flüssigem Ammoniak oder ein kaltes Ammoniakgasspray verwendeten, um die Melaminschmelze abzukühlen, die mit einer geringfügigen Menge des Ammoniakgases gemischt werden kann, wenn es in das Abkühlgefäß gesprüht wurde. Obwohl dieses Verfahren eine signifikante Verbesserung gegenüber den Verfahren des Standes der Technik darstellte, erforderte das in WO 98/55466 beschriebene Verfahren noch immer ein externes Spray eines Kühlmittels, um das Melamin zu verfestigen. Die wirksamste Abkühlung einer Melaminschmelze mit einem externen Spray hängt jedoch von der gründlichen Zerstäubung der Melaminschmelze ab (um die Oberfläche zu maximieren) und vom gründlichen Mischen der zerstäubten Melaminschmelze und dem Kühlmittelspray ab. Sind die Melamintröpfchengröße oder die Sprayform nicht einheitlich oder werden die Tröpfchen nicht homogen mit dem Kühlmittel gemischt, führt dies zu weniger als optimalen Ergebnissen.
Noch ein anderes Verfahren wurde in WO 97/20826 beschrieben, welches die Verfestigung des Melamins durch Ausdehnen und Verdampfen von gelöstem Ammoniak vorsieht. WO 97/20826 lehrt die Verwendung von relativ hohem Druck bis zu 40 MPa bei Temperaturen bis zu 60ºC über dem Schmelzpunkt von Melamin, gefolgt von der Ausdehnung der Melaminschmelze bei einem Druck zwischen 20 MPa und atmosphärischem Druck. Um eine ausreichende Menge Ammoniak für die gewünschte Kühlung gelöst zu bekommen, sind die Anfangsdrücke vorzugsweise hoch und der Druckabfall während des Relaxationsschrittes ist groß. Im allgemeinen macht jedoch die Anwendung höherer Drücke in kommerziellen Anlagen die Erhöhung des Kapitaleinsatzes in Verfahrensgeräte, Rohrleitungssysteme und Pumpen erforderlich und führt zu höheren Betriebskosten. Es wird daher bevorzugt, beim niedrigst möglichen Druck zu arbeiten, bei welchem zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff bereitzustellen, in dem Melamin direkt aus einer flüssigen Melaminschmelze als trockenes Pulver mit einem hohen Reinheitsgrad erhalten wird. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Hochdruckverfahren zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff zu erzielen, in dem durch die Kühlung und Verfestigung mittels eines eingebrachten Kühlmittels Melamin direkt aus einer flüssigen Melaminschmelze als trockenes Pulver mit einem hohen Reinheitsgrad erhalten wird.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß hochreines Melamin aus der Melaminschmelze, die eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt von Melamin und 450ºC, vorzugsweise weniger als 45ºC und stärker bevorzugt weniger als 30ºC über dem Schmelzpunkt aufweist, durch das Einbringen eines ausreichenden Überschusses an Ammoniak in die Melaminschmelze in einem Ammoniak-Injektionsgefäß unter Bildung eines Gas/Flüssig-Gemisches mit einem Gas/Flüssig-Masseverhältnis von 0,01 bis 1,0 und bevorzugt von 0,03 bis 0,9 hergestellt werden kann. Dieses Gas/Flüssig-Gemisch wird dann mittels einer Sprühvorrichtung in ein Ausdehnungsgefäß gesprüht, um das Melamin durch Ausdehnen und Verdampfen des in das Ausdehnungsgefäß mit reduziertem Druck eingebrachten Ammoniaks abzukühlen und zu verfestigen. Das Ausdehnungsgefäß umfaßt eine Ammoniakatmosphäre, die, obwohl bevorzugt bei einem Druck von 0,5% bis 60% des Drucks des Ammoniak- Injektionsgefäßes gehalten, stärker bevorzugt von 0,5% bis 30% des Drucks des Ammoniak-Injektionsgefäßes, noch über dem atmosphärischen Druck liegt. Das hierbei erhaltene Melaminpulver kann dann weiter in einem Ausdehnungsgefäß oder in einem separaten Kühlgefäß abgekühlt und der Druck auf atmosphärischen Druck reduziert werden, um das fertige Melaminpulverprodukt zu erhalten.
In dem Ammoniak-Injektionsgefäß wird Ammoniak in die Melaminschmelze injiziert, wobei die Menge des injizierten Ammoniaks mehr als notwendig ist, um die Melaminschmelze bei der Gleichgewichtseinstellung zu sättigen. Der Überschuß an Ammoniak in der Melaminschmelze wird als Ammoniakblasen aufrechterhalten, wobei die Melaminschmelze und die Ammoniakblasen ein Gas/Flüssig- Zweiphasengemisch bilden.
In dem Ausdehnungsgefäß wird das Gas/Flüssig-Gemisch schnell dekomprimiert, um das geschmolzene Melamin abzukühlen und zu verfestigen. Die Ausdehnung und Verdampfung des Überschusses an Ammoniak in dem Gas/Flüssig-Gemisch ist ausreichend, um das Melamin ohne den Bedarf irgendeines äußeren Kühlmittels wie gasförmigen oder flüssigen Ammoniaksprays, wässerigen Ammoniaklösungen oder anderen Kühlmitteln, zu verfestigen. Außerdem mag die Abkühlung des festen Melamins erwünscht sein und kann durch die Anwendung verschiedener Techniken, wie sie im Stand der Technik offenbart wurden, insbesondere durch das Einbringen von flüssigem Ammoniak oder kaltem Ammoniakgas in das feste Melamin, erreicht werden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die nach handelsüblichem Maßstab kontinuierliche Herstellung von trockenem Melaminpulver mit einer Reinheit von über 98,5 Gew.-%, und üblicherweise über 99 Gew.-%, das ein sehr gutes Farbverhalten aufweist. Das erfindungsgemäß hergestellte hochreine Melamin ist für so gut wie jede Melaminanwendung geeignet, einschließlich Melaminformaldehydharzen, die in Laminaten und/oder Beschichtungen verwendet werden. Das erfindungsgemäß hergestellte Melaminpulver liefert bei gleichen Verfahrensbedingungen andere Vorteile gegenüber dem Melamin, das durch die Verfahren des Standes der Technik hergestellt wurde, einschließlich verminderter Teilchengröße, erhöhter Oberfläche und erhöhter Porosität.
Zur Herstellung des Melamins wird bevorzugt Harnstoff als Rohmaterial verwendet, wobei der Harnstoff als Schmelze in den Reaktor gefüllt wird und bei erhöhter Temperatur und Druck reagiert. Der Harnstoff reagiert unter Bildung von Melamin und den Nebenprodukten NH&sub3; und CO&sub2; gemäß der folgenden Reaktionsgleichung:
6CO(NH&sub2;)&sub2; → C&sub3;N&sub6;H&sub6; + 6NH&sub3; + 3CO&sub2;
Die Herstellung von Melamin aus Harnstoff kann unter hohem Druck, vorzugsweise zwischen 5 und 25 MPa, ohne die Gegenwart eines Katalysators, bei Reaktionstemperaturen zwischen 325 und 450ºC, bevorzugt 350 bis 425ºC, durchgeführt werden. Die Nebenprodukte NH&sub3; und CO&sub2; werden normalerweise in eine angrenzende Harnstoffabrik zurückgeführt.
Die obengenannte Aufgabe der Erfindung wird durch die Anwendung einer Vorrichtung gelöst, die zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff geeignet ist. Eine Vorrichtung, die zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff geeignet ist, kann eine Wäschereinheit, einen Reaktor entweder mit einem integrierten Gas/Flüssig-Separator oder einem separaten Gas/Flüssig-Separator, ein Ammoniak-Injektionsgefäß, ein Ausdehnungsgefäß und zusätzlich möglicherweise Kühlgefäße umfassen. Es wird festgestellt, daß die Konfiguration des Ammoniak-Injektionsgefäßes nicht beschränkt ist, und, in Abhängigkeit der Konfiguration der Betriebsanlage, einen Teil des Rohrleitungssystems zwischen dem Reaktor oder dem Gas/Flüssig-Separator und dem Ausdehnungsgefäß umfassen kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird Melamin aus Harnstoff in einer Vorrichtung hergestellt, die eine Wäschereinheit, einen Melaminreaktor entweder mit einem integrierten Gas/Flüssig-Separator oder einem separaten Gas/Flüssig-Separator, ein Ammoniak-Injektionsgefäß, ein Ausdehnungsgefäß und gegebenenfalls ein Kühlgefäß umfaßt. In dieser Ausführungsform wird die Harnstoffschmelze in eine Wäschereinheit gefüllt, die unter einem Druck von 5 bis 25 MPa, vorzugsweise 8 bis 20 MPa, und bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt von Harnstoff arbeitet. Diese Wäschereinheit kann mit einer Kühlungsummantelung oder einem inneren Kühlkörper ausgestattet werden, um zusätzliche Temperaturkontrolle zu liefern.
Wenn sie durch die Wäschereinheit gelaufen ist, kontaktiert die Harnstoffschmelze die Reaktionsabgase, die aus dem Melaminreaktor oder dem separaten Gas/Flüssig-Separator kommen. Die Reaktionsgase bestehen hauptsächlich aus CO&sub2; und NH&sub3; und können Melamindampf enthalten. Die Harnstoffschmelze wäscht den Melamindampf aus den CO&sub2;- und NH&sub3;-Abgasen aus und führt dieses Melamin zurück zum Reaktor. Im Waschverfahren werden die Abgase von der Temperatur des Reaktors abgekühlt, d. h. von 350 bis 450ºC auf 170 bis 240ºC, wobei der Harnstoff auf 170 bis 240ºC erhitzt wird. Die CO&sub2;- und NH&sub3;-Abgase werden vom oberen Teil der Wäschereinheit entfernt und können beispielsweise zu einer angrenzenden Harnstoffabrik zurückgeführt werden, in der sie als Rohmaterialien für die Harnstoffproduktion verwendet werden können.
Die vorerhitzte Harnstoffschmelze wird zusammen mit dem aus den Abgasen ausgewaschenen Melamin von der Wäschereinheit abgezogen und in den Hochdruckreaktor überführt, der bei Drücken von 5 bis 25 MPa, vorzugsweise 8 bis 20 MPa arbeitet. Diese Überführung kann unter Verwendung einer Hochdruckpumpe oder, wenn der Wäscher über dem Reaktor angeordnet ist, durch Gravitation oder einer Kombination aus Gravitation und Pumpen, erreicht werden.
In dem Reaktor wird die Harnstoffschmelze auf eine Temperatur von 325 bis 450ºC erhitzt, vorzugsweise auf 350 bis 425ºC, unter einem Druck von 5 bis 25 MPa, vorzugsweise 8 bis 20 MPa, um den Harnstoff in Melamin, CO&sub2; und NH&sub3; umzuwandeln. Zusätzlich zu der Harnstoffschmelze kann eine bestimmte Menge Ammoniak beispielsweise als ein flüssiger oder heißer Dampf in den Reaktor dosiert werden. Der zusätzliche Ammoniak kann, obwohl optional, beispielsweise zur Verhinderung der Bildung von Kondensationsprodukten von Melamin, wie Melam, Melem und Melon, oder zur Unterstützung des Mischens in dem Reaktor dienen. Die Menge des zusätzlich dem Reaktor zugeführten Ammoniaks kann bis zu 10 mol Ammoniak pro Mol Harnstoffbetragen, vorzugsweise bis zu 5 mol Ammoniak pro Mol Harnstoff, und am stärksten bevorzugt bis zu 2 mol Ammoniak pro Mol Harnstoff.
Das bei der Reaktion hergestellte CO&sub2; und NH&sub3; sowie jedes zusätzlich zugeführte Ammoniak werden im Trennabschnitt gesammelt, beispielsweise im oberen Teil des Reaktors oder in einem separaten Gas/Flüssig-Separator, der stromabwärts von dem Reaktor angeordnet ist, und von dem flüssigen Melamin getrennt. Wird ein separater, stromabwärts angeordneter Gas/Flüssig-Separator verwendet, kann es für das zusätzliche Ammoniak von Vorteil sein, in diesen Separator dosiert zu werden. In diesem Fall beträgt die Menge des Ammoniaks 0,01 bis 10 mol Ammoniak pro Mol Melamin und vorzugsweise 0,1 bis 5 mol Ammoniak pro Mol Melamin. Die Zugabe von zusätzlichem Ammoniak zu dem Separator unterstützt die schnelle Trennung von Kohlendioxid aus dem Reaktorprodukt, was zur Verhinderung der Bildung von Sauerstoff enthaltenden Nebenprodukten führt. Wie oben beschrieben kann das aus dem Gas/Flüssig-Separator entfernte Gasgemisch zu der Wäschereinheit geleitet werden, um den Melamindampf und die vorerhitzte Harnstoffschmelze zu entfernen.
Die Melaminschmelze, die eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt von Melamin und 450ºC aufweist, wird aus dem Reaktor oder aus dem stromabwärts angeordneten Gas/Flüssig-Separator abgezogen und gegebenenfalls abgekühlt und wird dann in ein Ammoniak-Injektionsgefäß beschickt. In dem Ammoniak-Injektionsgefäß wird ein Überschuß an Ammoniak zu der Melaminschmelze zugegeben, um ein Gas/Flüssig-Gemisch herzustellen, worin Ammoniak sowohl in Lösung als auch als separate Gasphase vorliegt. Es wird ausreichend Ammoniak zugegeben, um einen Zweiphasenstrom herzustellen, in dem das Gas/Flüssig-Masseverhältnis zwischen 0,01 und 1,0 und vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,9 liegt. Dieses Gas/Flüssig- Gemisch wird dann in ein Ausdehnungsgefäß gesprüht, um das feste Melaminprodukt zu erhalten.
Vor dem Sprühen in das Ausdehnungsgefäß kann die Melaminschmelze von der Reaktortemperatur oder der Temperatur des Gas/Flüssig-Separators auf eine Temperatur, die näher, aber noch immer über dem Schmelzpunkt von Melamin liegt, abgekühlt werden. Die Melaminschmelze, die bei einer Temperatur von üblicherweise über 380ºC aus dem Reaktor abgezogen wurde, kann auf eine Temperatur von bevorzugt nicht mehr als 45ºC, stärker bevorzugt von nicht mehr als 30ºC, über dem Schmelzpunkt von Melamin abgekühlt werden, bevor sie in das Ausdehnungsgefäß gesprüht wird. Je niedriger die Temperatur des Melamins vor der Ausdehnung ist, desto weniger Ammoniak wird zur Abkühlung und Verfestigung der Melaminschmelze in dem Ausdehnungsgefäß benötigt. Die Melaminschmelze kann in dem Gas/Flüssig-Separator, dem Ammoniak-Injektionsgefäß oder in einer zusätzlich stromabwärts von dem Reaktor und vor dem Ausdehnungsgefäß angeordneten Vorrichtung abgekühlt werden. Es ist in Betracht zu ziehen, daß das Abkühlen durch die Injektion eines Kühlmittels stattfinden kann, beispielsweise Ammoniakgas mit einer Temperatur unter der Temperatur der Melaminschmelze oder durch Leiten der Melaminschmelze durch einen Wärmetauscher.
Das Melamin/Ammoniakgemisch wird als Zweiphasengemisch in eine Sprühvorrichtung überführt und wird dort durch eine Sprühvorrichtung in ein Ausdehnungsgefäß gesprüht, um das Melamin zu verfestigen und ein trockenes Melaminpulver zu bilden. Die Sprühvorrichtung ist eine Vorrichtung, durch die das Gas/Flüssig-Gemisch in Tröpfchen umgewandelt wird, indem die Schmelze veranlaßt wird, bei hoher Geschwindigkeit in das Ausdehnungsgefäß zu strömen. Die Sprühvorrichtung kann eine Düse oder ein Ventil sein. Die Ausflußgeschwindigkeit des Gas/Flüssig- Gemisches aus der Sprühvorrichtung ist in der Regel größer als 20 m/s und ist vorzugsweise größer als 50 m/s. Die Ausflußgeschwindigkeit wird als nominaler volumetrischer Fluß des Gemisches (in m³/s), dividiert durch die kleinste Querschnittsflußfläche in der Düse oder dem Ventil (in m²) definiert.
Das Ausdehnungsgefäß enthält eine Ammoniakumgebung und arbeitet bei einem erhöhten Ammoniakdruck. Die Melamintröpfchen aus der Sprühvorrichtung werden durch Energieübertragung von dem geschmolzenen Melamin zu dem Ausdehnungs- und Verdampfungsammoniak unter Erzeugung von Melaminpulver abgekühlt. Das so gebildete Melaminpulver kann eine Temperatur zwischen 100ºC und dem Verfestigungspunkt von Melamin aufweisen und vorzugsweise unter 300ºC.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das durch das Sprühen des Gas/Flüssig-Gemisches in das Ausdehnungsgefäß gebildete Melaminpulver unter einem erhöhten Ammoniakdruck und bei einer Temperatur über 200ºC für die vorbestimmte Kontaktzeit in dem Ausdehnungsgefäß gehalten. Die Dauer dieser Kontaktzeit beträgt vorzugsweise 5 Minuten bis 2 Stunden. Während dieser Kontaktzeit kann die Temperatur des Melaminproduktes so gut wie konstant gehalten werden oder auf eine Temperatur von über 200ºC abgekühlt werden. Zusätzliches Kühlen des verfestigten Melamins kann durch die Zugabe von kaltem Ammoniakgas oder flüssigem Ammoniak, separat oder in Kombination mit mechanischem Rühren und indirektem Kühlen durch die Kontaktierung mit kalten Oberflächen, bewirkt werden. Beispiele für Mittel für das mechanische Rühren des Melaminpulvers umfassen eine Schnecken- und Rotationswalze, eine Rotationsschale, eine Rotationsreißscheibe, eine Rotations-Gliederreißscheibe, Rotationsrohre und dergleichen.
Wenn das Melaminpulver auf eine Temperatur unter 200ºC abgekühlt worden ist, kann der Ammoniakdruck freigelassen bzw. entspannt werden. Das Ammoniakgas wird vorzugsweise durch Blasen von Luft durch das Melaminpulver vollständig entfernt (bis zu einer Menge unter 1000 ppm, vorzugsweise unter 300 ppm und am stärksten bevorzugt unter 100 ppm). Der Ammoniakdruck kann vor oder in Verbindung mit dem Abkühlen des Melaminpulvers von einer Temperatur unter 200ºC auf Umgebungstemperatur entspannt werden.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele im Detail erläutert werden.

Beispiel I

Zu einer Melaminschmelze, die mit Ammoniak bei einer Temperatur von 359ºC und einem Druck von 20,4 MPa gesättigt ist, wird zusätzliches Ammoniakgas mit derselben Temperatur zugegeben. Der Flüssigkeitsstrom beträgt 4,8 kg/h und der Strom des zusätzlichen Ammoniakgases beträgt 1,4 kg/h. Dieser Zweiphasenstrom wird in einem Gefäß, in dem ein Ammoniakdruck von 2,5 MPa gehalten wird, dekomprimiert, was zu der Verfestigung der Melaminschmelze führt. Die Melaminschmelze wird mit flüssigem Ammoniak weiter abgekühlt und das Gefäß wird dekomprimiert. Das Produkt besitzt eine Melaminreinheit von 99,6%.

Beispiel II

Zu einer Melaminschmelze, die mit Ammoniak bei einer Temperatur von 353ºC und einem Druck von 17,9 MPa gesättigt ist, wird zusätzliches Ammoniakgas mit derselben Temperatur zugegeben. Der Flüssigkeitsstrom beträgt 4,8 kg/h und der Strom des zusätzlichen Ammoniakgases beträgt 0,9 kg/h. Dieser Zweiphasenstrom wird in einem Gefäß mit einem Ammoniakdruck von 1,8 MPa dekomprimiert, was zu der Verfestigung der Melaminschmelze führt. Die Melaminschmelze wird mit flüssigem Ammoniak weiter abgekühlt und das Gefäß wird dekomprimiert. Das Produkt besitzt eine Melaminreinheit von 99,2%.

Vergleichsbeispiel A

Es wurde dasselbe Experiment, wie in Beispiel I ausgeführt, ohne den zusätzlichen Ammoniakgasstrom durchgeführt. So wird lediglich eine Einphasen- Melaminschmelze in dem Abschreckungsgefäß dekomprimiert. Das Produkt weist eine Melaminreinheit von 98,7% auf.

Vergleichsbeispiel B

Es wurde dasselbe Experiment, wie in Beispiel II ausgeführt, ohne den zusätzlichen Ammoniakgasstrom durchgeführt. So wird lediglich eine Einphasen- Melaminschmelze in dem Abschreckungsgefäß dekomprimiert. Das Produkt weist eine Melaminreinheit von 98,5% auf.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff mittels eines Hochdruckverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß hochreines Melamin aus der Melaminschmelze, die eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt von Melamin und 450ºC aufweist, durch Einbringen eines ausreichenden Überschusses Ammoniak in die Melaminschmelze in einem Ammoniak- Injektionsgefäß unter Bildung eines Gas/Flüssig-Zweiphasengemisches, wobei das Gas/Flüssig-Gemisch ein Gas/Flüssig-Masseverhältnis von 0,01 bis 1,0 aufweist, und danach Sprühen des Gas/Flüssig-Gemisches mittels einer Sprühvorrichtung in ein Ausdehnungsgefäß, um das Melamin durch Ausdehnen und Verdampfen des eingebrachten Ammoniaks in dem Ausdehnungsgefäß mit reduziertem Druck abzukühlen und zu verfestigen, wobei das Ausdehnungsgefäß eine Ammoniakatmosphäre umfaßt, die über dem atmosphärischen Druck liegt, hergestellt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas/Flüssig- Masseverhältnis zwischen 0,03 und 0,9 liegt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der in das Ausdehnungsgefäß zu sprühenden Melaminschmelze zwischen dem Schmelzpunkt von Melamin und einer Temperatur 45ºC über dem Schmelzpunkt von Melamin liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der in das Ausdehnungsgefäß zu sprühenden Melaminschmelze zwischen dem Schmelzpunkt von Melamin und einer Temperatur 30ºC über dem Schmelzpunkt von Melamin liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsgefäß einen zwischen 0,5% und 60% des Drucks des Ammoniak-Injektionsgefäßes gehaltenen Ammoniakdruck einschließt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsgefäß einen zwischen 0,5% und 30% des Drucks des Ammoniak-Injektionsgefäßes gehaltenen Ammoniakdruck einschließt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfiguration des Ammoniak-Injektionsgefäßes einen Teil des Rohrleitungssystems zwischen dem Reaktor oder dem Gas/Flüssig-Separator und dem Ausdehnungsgefäß umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußgeschwindigkeit des Gas/Flüssiggemisches aus der Sprühvorrichtung größer als 50 m/s ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ammoniakdruck entspannt wird, wenn das Melaminpulver eine Temperatur von unter 200ºC aufweist.