DE726855C

DE726855C - Process for purifying melamine

Info

Publication number: DE726855C
Application number: DEG100267D
Authority: DE
Inventors: Dr Willi Fisch; Dr Josef Jakl; Dr Gustav Widmer
Original assignee: Gesellschaft fuer Chemische Industrie in Basel CIBA
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1939-03-30
Filing date: 1939-06-22
Publication date: 1942-10-21

Description

Verfahren zur Reinigung von Melamin Das nach den üblichen technischen Verfahren hergestellte Melamin fällt nicht in chemisch reiner Form an; z. B. ist das bei der Herstellung aus Dicyandiamid und Ammoniak im Autoklaven anfallende Rohmelamin, trotzdem es einen Gehalt von etwa 97 °/o Reinmelamin aufweist, hellgrau bis graubraun gefärbt und gibt mit Formaldehyd mehr oder wenigerbräunlichgelbgefärbte Kondensationslösungen, die trotz Verwendung von Entfärbungsmittein für manche Zwecke nicht geeignet sind. Es wurde deshalb ein einfaches Reinigungsverfahren für Rohmelamin und andere melaminhaltige Rohstoffe gesucht, das erlaubt, praktisch reines Melamin in technischem Maßstabe herzustellen.Process for the purification of melamine The melamine produced by the usual technical processes is not obtained in chemically pure form; z. For example, the crude melamine obtained in the production of dicyandiamide and ammonia in the autoclave, despite the fact that it has a content of about 97 % pure melamine, is light gray to gray-brown in color and gives more or less brownish-yellow colored condensation solutions with formaldehyde, which despite the use of decolorizing agents for some purposes are not suitable. A simple cleaning process for raw melamine and other melamine-containing raw materials was therefore sought that would allow practically pure melamine to be produced on an industrial scale.

Als bekannte Reinigungsmethode kommt vor allem die Kristallisation in Frage. Schon Liebig ' (Annalen der Pharmacie io, ig [183q.1) schreibt, daß Melamin in kaltem Wasser schwer, in kochendem leichter löslich ist. Es ist tatsächlich möglich, besonders unter Zuhilfenahme von- Entfärbungskohle, ein Produkt zu erhalten, das hellere bis praktisch farblose Kondensationslösungen ergibt. Nachteilig sind die großen Wassermengen, die bei der Umkristallisation größerer Mengen Rohmelamin nötig sind.The main known cleaning method is crystallization in question. Already Liebig '(Annalen der Pharmacie io, ig [183q.1) writes that melamine Difficult to dissolve in cold water, more easily soluble in boiling water. It is actually possible especially with the help of decolorizing carbon to obtain a product that results in lighter to practically colorless condensation solutions. They are disadvantageous large amounts of water, which are necessary for the recrystallization of larger amounts of raw melamine are.

Als weitere Reinigungsmethode ist die Sublimation zu erwähnen. D r e c h s e 1 (tournal für prakt. Chemie 13, 332 [i876]) sagt diesbezüglich, daß Melamin in prächtigen kleinen Kristallen unverändert sublimiert, wenn es erhitzt wird, aber dabei nicht zum Schmelzen kommt. So konnte Drechsel über i Gramm Melamin ohne Zersetzung im Wasserstoffstrom mit Hinterlassung einer Spur eines kohligen Rückstandes sublimieren. Bei der Nachprüfung hat es sich gezeigt, daß die obigen Angaben für kleine Mengen, wie sie Drechsel verwendet hat, zutreffen. Verwendet man dagegen größere Mengen, so tritt infolge zu langer Einwirkung der,Wärme auf einen Teil des Melamins Zersetzung ein und die Ausbeute an sublimiertem Melamin sinkt unter 5o'/,.Another cleaning method that should be mentioned is sublimation. D r echse 1 (tournal für Prakt. Chemie 13, 332 [1876]) says in this regard that melamine sublimates unchanged in splendid small crystals when it is heated, but does not melt in the process. Drechsel was able to sublimate over 1 gram of melamine without decomposition in a stream of hydrogen, leaving a trace of a carbonaceous residue. The inspection showed that the above information applies to small quantities such as those used by Drechsel. If, on the other hand, larger amounts are used, decomposition of some of the melamine occurs as a result of exposure to heat for too long, and the yield of sublimed melamine falls below 50%.

Wird Rohmelamin in dünner Schicht auf Temperaturen, die unter seinem Schmelzpunkt liegen, z. B. auf 3oo bis 340° C, erhitzt, so tritt langsames Abrauchen ein und es bleibt als Rückstand ein lockeres, voluminöses Pulver.Will raw melamine in a thin layer at temperatures that are below its Melting point, e.g. B. heated to 3oo to 340 ° C, slow smoking occurs and a loose, voluminous powder remains as the residue.

Etwas günstiger gestaltet sich die Sublimation im Vakuum, besonders wenn kleinere Mengen verwendet werden; die Sublimation verläuft aber auch hier langsam, was Zersetzung eines Teiles des Melamins, infolge zu langer Erhitzung, verursacht. Da die Ausbeute' hierdurch stark herabgesetzt wird, kommt die Reinigung größerer Mengen auf diese Weise nicht in Frage.Sublimation in a vacuum is a bit cheaper, especially when smaller amounts are used; the sublimation runs slowly here too, which causes decomposition of part of the melamine due to prolonged heating. Since the yield is greatly reduced as a result, the purification is greater Quantities in this way are out of the question.

Das Verhalten des Melamins oberhalb seines Schmelzpunktes ist noch nicht genauer 'beschrieben worden. Liebig erwähnt an der oben angeführten Stelle: »In der Wärme verknistern die Kristalle und schmelzen zu einer durchsichtigen Flüssigkeit, die beim Erkalten kristallinisch erstarrt. Bei stärkerer Hitze zieht sich die geschmolzene Substanz an den Wänden der Röhre herauf, ohne zu sublimieren; wenn ein Teil davon auf eine glühende Stelle des Glases herabfließt, so wird es zersetzt, es entwickelt sich Ammoniak und es bleibt ein zitronengelber Rückstand, der beim Glühen, indem er völlig verschwindet, Cyan und Stickgas liefert.« Drechsel bestätigt in der bereits angegebenen Literaturstelle die Angaben Liebigs. Ostrogovich (Gazzetta Chimica Italiana 65, 577 [i9351) gibt an, daß Melamin in reinem Zustand unter Gasentwicklung bei 347° C (korr. 35q.° C) schmilzt. Die Gasentwicklung eveist eindeutig auf eine teilweise Zersetzung hin.The behavior of melamine above its melting point is still has not been described in more detail. Liebig mentions at the point mentioned above: »The crystals crackle in the warmth and melt into a transparent liquid, which solidifies in a crystalline manner on cooling. When the heat is stronger, the melted one pulls Substance up the walls of the tube without sublimating; if part of it flows down onto a glowing part of the glass, it is decomposed, it is developed ammonia and it remains a lemon-yellow residue, which when glowing by adding it disappears completely, cyan and nitrogen gas are supplied. ”Drechsel confirms this given reference the information from Liebig. Ostrogovich (Gazzetta Chimica Italiana 65, 577 [19351) indicates that melamine in the pure state with evolution of gas 347 ° C (corr. 35q. ° C) melts. The gas evolution evidently to a partial Decomposition.

Eine wirtschaftliche Reinigung von Melamin in technischem Maßstab. ist auf Grund der bekannten Literatur nicht möglich.An economical cleaning of melamine on an industrial scale. is not possible due to the known literature.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß Melamin, wenn es in dünner Schicht auf Temperaturen erhitzt wird, die über seinem Schmelzpunkt liegen (also z.B. 4oo° C), sofort schmilzt, sich in Form eines weißen mikrokristallinen Rauches verflüchtigt und in chemisch reinem Zustande gewonnen werden kann, indem man es in einem Gasstrom aus der Heizzone entfernt. Insbesondere war dabei nicht vorauszusehen, daß keine wesentliche Zersetzung des Melamins eintritt. Das so erhaltene Reinmelamin zeigt bei der Analyse die errechneten theoretischen Werte.It has now surprisingly been shown that melamine, if it is heated in a thin layer to temperatures above its melting point (e.g. 400 ° C), melts immediately, takes the form of a white microcrystalline Smoke can be volatilized and obtained in a chemically pure state by it is removed from the heating zone in a gas stream. In particular, there was no anticipate that no substantial decomposition of the melamine will occur. The thus obtained Pure melamine shows the calculated theoretical values during the analysis.

Der verbleibende geringe Rückstand stellt eine gelbbraune Masse dar, die zur Hauptsache aus den Desamidierungsprodukten des 'Melamins besteht wie Melam, Melem und Mellon.The remaining small residue is a yellow-brown mass, which mainly consists of the deamidation products of 'melamine such as melam, Melem and Mellon.

Die Durchführung des Verfahrens gestaltet sich beispielsweise so, daß Melamin kontinuierlich auf eine Heizfläche aufgetragen wird, die vorteilhaft auf etwa 400° C erhitzt ist, z. B. auf eine rotierende elektrische Heizplatte. Das entweichende Melamin wird mittels eines Gasstromes aus der Heizzone entfernt und in geeigneten Behältern, z. B. Filtersäcken, Staubkammern usw., aufgefangen. Es stellt ein weißes, sehr lockeres Pulver dar, das sich infolge seiner feinen Verteilung in Wasser und in wässerigem Formaldehyd sehr rasch löst. Seine Lösung ist praktisch farblos.The procedure is carried out, for example, as follows: that melamine is continuously applied to a heating surface, which is advantageous is heated to about 400 ° C, e.g. B. on a rotating electric heating plate. That Escaping melamine is removed from the heating zone by means of a gas stream and in suitable containers, e.g. B. filter bags, dust chambers, etc., collected. It is a white, very loose powder, which is due to its fine distribution Dissolves very quickly in water and in aqueous formaldehyde. His solution is practical colorless.

Der sich auf der Heizfläche bildende Rückstand wird vorteilhaft kontinuierlich entfernt, z. B. durch Abkratzen.The residue that forms on the heating surface is advantageously continuous removed, e.g. B. by scraping.

Die bevorzugte Temperatur der Heizfläche liegt zwischen 35o und 45o° C.The preferred temperature of the heating surface is between 35o and 45o ° C.

Beispiel 3400 g Rohmelamin (97 °/oig) werden portionenweise in den .in beiliegender Zeichnung mit A bezeichneten Fülltrichter eingefüllt und durch das Förderband B in dünnem Strahl durch einen zweiten Beschickungstrichter C auf die rotierende, durch die Übersetzung K angetriebene, etwa auf 400° C geheizte elektrische Heizplatte D kontinuierlich aufgetragen. Die Beschickung kann einerseits durch die zugeführte Menge Rohmelamin, andererseits durch die Tourenzahl der Heizplatte reguliert werden. Unmittelbar nach der Berührung mit der heißen Fläche schmilzt das Melamin und entweicht augenblicklich als weißer Rauch, der aus reinem, mikrokristallinem Melamin besteht. Es entweicht durch ein sich knapp über der Heizplatte befindliches weites Abzugsrohr F, das mit einem großen Filtersack G, der unten ein Vorratsgefäß H trägt, verbunden ist. Der Filtersack befindet sich in einem geschlossenen Raum I, in dem geringer Unterdruck herrscht. Dadurch wird der nötige Luftzug erreicht, damit das abgerauchte Melamin in den Filtersack übergeht; dieser Zug ist so zu regeln, daß nur Melamin, nicht aber Flugstaub, herrührend vom Rückstand, der auf der Heizplatte zurückbleibt, übergeht. Der Rückstand wird durch ein Schabmesser E kontinuierlich von der Heizplatte entfernt. Er soll in dünnen Blättchen anfallen und eine gelbbraune Farbe aufweisen. Der obige Versuch dauerte bei einer Heizplattengröße von z2 cm Durchmesser und einer einzigen Zuführungsstelle für das Rohmelamin etwa 3 Stunden. Die Ausbeute an sublimiertem Reinmelamin beträgt 3100 g, entsprechend 91 °% vom verwendeten Rohmelamin.Example 3400 g of raw melamine (97%) are poured into the .Filled in the filling funnel marked A in the accompanying drawing and through the conveyor belt B in a thin stream through a second feed hopper C. the rotating, driven by the translation K, heated to about 400 ° C electrical Heating plate D applied continuously. The loading can on the one hand by the supplied amount of raw melamine, on the other hand, regulated by the number of revolutions of the heating plate will. The melamine melts immediately after it comes into contact with the hot surface and escapes instantly as white smoke, that of pure, microcrystalline Melamine is made. It escapes through one located just above the heating plate wide exhaust pipe F, with a large filter bag G, with a storage vessel at the bottom H carries, is connected. The filter bag is in a closed room I, in which there is a slight negative pressure. This creates the necessary draft, so that the smoked melamine passes into the filter bag; this train is to be regulated that only melamine, but not flue dust, from the residue left on the hot plate remains behind, passes over. The residue is passed through a scraper knife E continuously away from the heating plate. It should come in thin leaflets and a yellow-brown one Show color. The above experiment lasted with a heating plate size of 2 cm Diameter and a single feed point for the raw melamine about 3 hours. The yield of sublimed pure melamine is 3100 g, accordingly 91% of the raw melamine used.

Bei Vergrößerung der Oberfläche der Heizplatte und Vermehrung der Zuführungsstellen kann die Reinigung des Rohmelamins leicht in technischem Maßstabe vorgenommen werden.When enlarging the surface of the heating plate and increasing the Feeding points can easily clean the raw melamine on a technical scale be made.

Statt mit Unterdruck von Luft @ln.geschlossenen Raum T zu arbeiten, um das gebildete Reinmelamin zu entfernen, kann auch die Beschickungsseite der Vorrichtung eingeschlossen und mit einem schwachen Überdruck an Luft oder einem anderen Gas, wie Stickstoff, Wasserstoff u. dgl., gearbeitet werden..Instead of working with negative pressure from air @ in. Closed room T, in order to remove the pure melamine that has formed, the feed side of the device can also be used enclosed and with a slight overpressure in air or another gas, such as nitrogen, hydrogen and the like.

Claims

I'A'I'I? NTANS1'IZÜCllE: z. Process for the production of pure melamine from raw materials containing melamine, characterized in that the melamine-containing raw materials are heated in a thin layer to temperatures above the melting point of the melamine, preferably between 350 and 50 °, that instantaneous evaporation of the melamine enters and the melamine smoke that forms is removed from the heating zone by means of a gas stream. a. Process according to claim z, wherein the production of the pure melamine is carried out continuously. will. 3. Device for the continuous production of pure melamine from raw materials containing melamine, consisting of a rotating heating surface, a feed device for the raw material used, a device for removing the pure melamine formed from the heating zone by means of a gas stream and a collecting vessel for the pure melamine formed.