DE870559C

DE870559C - Process for the production of melamine

Info

Publication number: DE870559C
Application number: DEH2855D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Koehler
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1938-12-31
Filing date: 1938-12-31
Publication date: 1953-03-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Melamin Es ist bekannt, Melamin durch Erhitzen von Dicvandiamid herzustellen. Besonders hohe Ausbeuten werden dabei erhalten, wenn man Dicyandiamid unter Druck im geschlossenen Gefäß entweder unter Zusatz von Ammoniak oder von indifferenten Gasen wie .Stickstoff oder Wasserstoff erhitzt.Process for the production of melamine It is known to use melamine Heating to produce dicvandiamide. Particularly high yields are obtained if you dicyandiamide under pressure in a closed vessel either with the addition of Ammonia or inert gases such as nitrogen or hydrogen.

Die Darstellung von Melamin ist in der angegebenen Weise leicht durchführbar, wenn man die Reaktion mit geringen Mengen, etwa mit Zoo g, im Laboratoriumsautoklav durchführt. Versucht man jedoch die Reaktion in größerem Maßsta-be vorzunehmen, so treten schon beim Arbeiten mit etwa 5 bis 6 kg in einem Autoklav von 12 1 Inhalt größte Schwierigkeiten auf. Das Reaktionsgemisch würde sich nämlich bei der Umsetzung um etwa 5oo° erwärmen, da nach den Verbrennungswärmen sich eine Uiriwandluugs-,värme von etwa 251;cal pro Mol, Melamin berechnet. Je größer die umgesetzten Mengen sind, um so näher kommt man dem genannten Grenzwert für die Erwärmung. Derart hohe und plötzliche Temperatursteigerungen lassen sich natürlich in wirtschaftlichem Maß technisch nicht beherrschen. Man hat daher bereits vorgeschlagen, die Umwandlung von Dicyandiamid in Melamin in Suspension in einem indifferenten Lösungsmittel vorzunehmen. Jedoch werden in diesem Falle merkwürdigerweise bei weitem nicht die gleichen hohen Ausbeuten _ erreicht wie beim Arbeiten ohne Anwesenheit von indifferenten Flüssigkeiten; außerdem wird das Verfahren durch die unvermeidlichen Verluste an Lösungsmitteln unliebsam verteuert.The representation of melamine is easy to carry out in the manner indicated, if the reaction is carried out with small amounts, for example with Zoo g, in the laboratory autoclave performs. However, if one tries to carry out the reaction on a larger scale, so when working with about 5 to 6 kg in an autoclave with a capacity of 12 liters greatest difficulties. This is because the reaction mixture would change during the implementation heat by about 5oo °, because after the heat of combustion a Uiriwandluugs-, warmth of about 251; cal per mole, melamine calculated. The larger the quantities converted, the closer one comes to the stated limit value for warming. Such high and Sudden increases in temperature can of course be reduced economically technically not mastered. It has therefore already been proposed to convert of dicyandiamide in melamine in suspension in an inert solvent. However, in this case, strangely enough, they are nowhere near the same high Yields achieved as when working without the presence of inert liquids; In addition, the process is affected by the inevitable loss of solvents unpopularly expensive.

Es wurde nun gefunden, daß man Melamin aus Dicyandiamid ohne Verminderung der Ausbeute ohne jede gefährliche Temperatursteigerung erhalten kann, wenn man in folgender Weise arbeitet: Das Dicyandiamid wird in den Autoklav in der Weise eingefüllt, daß es von der mehrfachen Menge eines in kompakten Massen angeordneten, beliebig geformten, indifferenten Materials durchsetzt ist. Man kann dies auf die verschiedenste Weise erreichen. Am einfachsten verfährt man so, daß man das Dicyandi.amid etwa mit Eisenstücken vermischt und dann erhitzt. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Autoklav abwechselnd mit Schichten von Dicyandiamid und mit Eisenplatten zu füllen. An Stelle der Eisenstücke oder Eisenplatten kann man auch Stücke von beliebigen anderen indifferenten Materialien, z. B. anderen Metallen, verwenden. Man wird jedoch in der Hauptsache Stoffe von hohem spezifischen Gewicht anwenden, um möglichst wenig von dem Nutzinhalt des Autoklavs einzubüB'en. Schließlich können auch Änordnungen verwendet werden, bei denen die das Reaktionsgemisch durchsetzenden Massen Teile des Autoklavs selbst sind. So kann man die Innenwand des Autoklavs zum Beispiel mit geeigneten Rippen versehen. Ferner können sich in dem Autoklav Systeme von nebeneinander angeordneten Röhren oder Stäben befinden.It has now been found that melamine can be obtained from dicyandiamide without any reduction the yield obtained without any dangerous increase in temperature can, if you work in the following way: The dicyandiamide is in the autoclave in the Filled in such a way that it is of the multiple amount of a compact mass arbitrarily shaped, indifferent material is interspersed. You can do this on the reach in various ways. The easiest way to proceed is to use the dicyandi.amid mixed with pieces of iron and then heated. It has been particularly useful The autoclave turned out to be alternating with layers of dicyandiamide and with iron plates to fill. Instead of pieces of iron or iron plates, you can also use pieces of any other indifferent materials, e.g. B. use other metals. However, one will mainly use substances with a high specific weight, in order to impair as little as possible of the useful content of the autoclave. Finally you can arrangements can also be used in which the permeates the reaction mixture Bulky parts of the autoclave itself are. So you can get the inside wall of the autoclave for example provided with suitable ribs. Furthermore, in the autoclave Systems of side by side arranged tubes or rods are located.

.Die Menge des das Reaktionsgemisch durchsetzenden indifferenten Materials läßt sich in weiten Grenzen variieren. Um eine hinreichende Wirkung zu erzielen, muß man jedenfalls ein Mehrfaches der Dicyandiamidmenge anwenden. Man kann den Temperaturverlauf durch die Menge des zugeführten Materials je nach Wunsch regeln und, wenn man verhältnismäßig wenig Zusatzmaterial anwendet, die Reaktionswärme zum Teil mit zum Anheizen des Autoklavs ausnutzen.The amount of inert material permeating the reaction mixture can be varied within wide limits. To achieve a sufficient effect, one must in any case use a multiple of the amount of dicyandiamide. You can see the temperature curve regulate by the amount of material fed as desired and, if one is proportionate uses little additional material, some of the heat of reaction to heat up the Use the autoclave.

.An Stelle von Dicyandiamid kann man natürlich auch Cyanamid anwenden.Instead of dicyandiamide one can of course also use cyanamide.

Der für die technische .Ausführung der Herstellung von Melamin aus Dicyandiamid entscheidende Effekt des Verfahrens geht aus den folgenden Breispielen hervor: r. Beispiel In einen Autoklav von 121 Inhalt wurden 6 kg. Dicyandiamid und soviel Stickstoff gefüllt, daß der Druck bei 20° 57 Atmosphären betrug. Beim Anheizen wurde nach 70 Minuten eine Temperatur von 53° erreicht. Die Temperatur stieg dann beim weiteren Heizen innerhalb von 1o Minuten auf r5o° und dann trotz sofortiger Abschaltung der Heizung innerhalb von 2 bis 3 Minuten auf 3o7°. Danach trat allmählich ein Temperaturabfall ein. Die Ausbeute betrug etwa: go % Melamin.The effect of the process, which is decisive for the technical execution of the production of melamine from dicyandiamide, can be seen from the following examples: r. Example 6 kg were placed in an autoclave with a capacity of 121. Filled with dicyandiamide and nitrogen so much that the pressure at 20 ° was 57 atmospheres. When heating up, a temperature of 53 ° was reached after 70 minutes. During further heating, the temperature rose to 50 ° within 10 minutes and then to 307 ° within 2 to 3 minutes despite the heating being switched off immediately. Thereafter, there was a gradual drop in temperature. The yield was approximately: 100% melamine.

In demselben Autoklav wurden 3 kg Dicyandiamid, die in Schichten abwechselnd mit acht Eisenplatten von insgesamt 26kg Gewicht eingefüllt worden waren, erhitzt. Vor dem Erhitzen wurde Wasserstoff bis zu einem :Druck von 51 :Atmosphären eingefüllt. Das Reaktionssystem wurde ohne den geringsten plötzlichen Temperaturanstieg innerhalb von 51/z Stunden auf 2o2° erhitzt. Die Ausbeute an Melamin betrug go %. Wurden an .Stelle der Eisenplatten von 26 kg Gewicht bei einer Dicyandiamidfüllung von 5 kg 7 kg `.Eisenstücke verwendet, so zeigte sich innerhalb von 7 Minuten ein Temperaturanstieg von zgo auf 327°. Bei diesem Versuch wird vor dem Erhitzen Wasserstoff bis zu einem Druck von 59 Atmosphären eingefüllt. Die Eisenmenge von 7 kg genügt also bei 5 kg Dicyandiamid nicht zur Vermeidung des plötzlichen Temperaturanstiegs.In the same autoclave, 3 kg of dicyandiamide, which had been filled in layers alternately with eight iron plates weighing a total of 26 kg, were heated. Hydrogen was charged to 51 : atmospheres pressure prior to heating. The reaction system was heated to 2o2 ° in 51/2 hours without the slightest sudden rise in temperature. The melamine yield was 20%. If 7 kg pieces of iron were used instead of iron plates weighing 26 kg with a dicyandiamide filling of 5 kg, the temperature rose from zgo to 327 ° within 7 minutes. In this experiment, hydrogen is added to a pressure of 59 atmospheres before heating. The amount of iron of 7 kg with 5 kg of dicyandiamide is not sufficient to avoid the sudden rise in temperature.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn die Reaktion unter einem Druck von Ammoniak an Stelle von Stickstoff oder Wasserstoff ausgeführt wird.Similar results are obtained when the reaction is below one Pressure is carried out by ammonia in place of nitrogen or hydrogen.

Bei einem Versuch mit 2 kg Dicyandiamid, die in 41 Benzin suspendiert waren, wurde in demselben Autoklav nur eine Ausbeute von 780/0 Melamin erhalten. .In an experiment with 2 kg of dicyandiamide suspended in 41 gasoline only a yield of 780/0 melamine was obtained in the same autoclave. .

z. Beispiel In einen Autoklav von roo 1 Inhalt werden 25 kg Dicyandiamid in Schichten abwechselnd mit 168 kg Eisen in Form von Platten eingebracht. Es wird Stickstoff bis zu einem Druck von 45 Atmosphären eingeleitet. Innerhalb von 5 Stunden wird das System auf 2oo° erhitzt und 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Der Druck steigt dabei auf 6o Atmosphären. Ein plötzlicher Temperaturanstieg tritt nicht ein. Die Ausbeute an Melamin beträgt 9o %. Ein Versuch mit einer durchgehenden Füllung mit Dicyandiamid ist im Autoklav von zoo 1 selbstverständlich infolge der mit dem plötzlichen Temperaturanstieg verbundenen Gefahr nicht möglich.z. Example 25 kg of dicyandiamide are placed in an autoclave with a capacity of 1 placed in layers alternating with 168 kg of iron in the form of plates. It will Nitrogen introduced to a pressure of 45 atmospheres. Within 5 hours the system is heated to 2oo ° and held at this temperature for 2 hours. Of the The pressure rises to 60 atmospheres. A sudden increase in temperature does not occur a. The melamine yield is 90%. An attempt with a continuous filling with dicyandiamide is of course in the autoclave of zoo 1 due to the with the sudden rise in temperature not possible.

Es ist bereits bekannt geworden, Melamin aus Dicyandiamid und Cyanamid unter Druck bei höheren Temperaturen in Gegenwart von Wärmepuffern, als welche fein verteiltes Eisenpulver und Kupferbronze in ungefähr der gleichen Menge wie die Ausgangsstoffe angewandt wurden, herzustellen. Von diesen Wärmepuffern muß das erhaltene Melamin durch Kristallisation aus Wasser oder durch Sublimation abgetrennt werden. Die vorliegende Arbeitsweise wird durch dieses bekannte Verfahren nicht nahegelegt. ;Bei Anwendung des neuen Verfahrens wird der besondere technische Effekt erreicht, daß unmittelibar ein für die meisten technischen Verwendungszwecke brauchbares Melamin anfällt.It is already known that melamine is made from dicyandiamide and cyanamide under pressure at higher temperatures in the presence of thermal buffers than what fine Distributed iron powder and copper bronze in approximately the same amount as the starting materials were used to produce. The melamine obtained must be of these heat buffers separated by crystallization from water or by sublimation. The present Operation is not suggested by this known method. ; When applied The new process achieves the special technical effect that immediately a melamine which can be used for most technical purposes is obtained.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of melamine by heating of dicyandiamide or cyanamide in a closed vessel under pressure, thereby characterized in that the dicyandiamide or cyanamide during the reaction of the multiple amount of an indifferent, arbitrarily shaped, arranged in compact masses : Material is interspersed. Referred publications: German patent specification No. 689 444.