FI107257B - Process for the preparation of melamine - Google Patents

Process for the preparation of melamine Download PDF

Info

Publication number
FI107257B
FI107257B FI982847A FI982847A FI107257B FI 107257 B FI107257 B FI 107257B FI 982847 A FI982847 A FI 982847A FI 982847 A FI982847 A FI 982847A FI 107257 B FI107257 B FI 107257B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
melamine
ammonia
process according
condenser
pressure
Prior art date
Application number
FI982847A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI982847A0 (en
FI982847A (en
Inventor
Hans Vrijenhoef
Original Assignee
Kemira Agro Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kemira Agro Oy filed Critical Kemira Agro Oy
Priority to FI982847A priority Critical patent/FI107257B/en
Publication of FI982847A0 publication Critical patent/FI982847A0/en
Priority to EP99965593A priority patent/EP1140869A1/en
Priority to PCT/FI1999/001090 priority patent/WO2000040567A1/en
Priority to AU21118/00A priority patent/AU2111800A/en
Publication of FI982847A publication Critical patent/FI982847A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI107257B publication Critical patent/FI107257B/en
Priority to US10/303,787 priority patent/US20030083496A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • 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
    • C07D251/26Heterocyclic 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 with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40Nitrogen atoms
    • C07D251/54Three nitrogen atoms
    • C07D251/56Preparation of melamine
    • C07D251/60Preparation of melamine from urea or from carbon dioxide and ammonia

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

107257107257

Menetelmä melamiinin valmistamiseksi - Förfarande for framställning av mela-minProcess for the production of melamine - Förfarande for framställning av mela-min

Esillä oleva keksintö koskee suurpaineprosessia erittäin puhtaan melamiinin valmis-5 tamiseksi ureasta.The present invention relates to a high pressure process for the preparation of high purity melamine from urea.

Melamiinia voidaan tunnetusti valmistaa ureasta 390-410 °C:n lämpötilassa seuraa-van reaktiokaavan mukaisesti: 6H2N-CO-NH2 -> C3N3(NH2)3 + 6NH3 + 3C02It is known that melamine can be prepared from urea at 390-410 ° C according to the following reaction formula: 6H2N-CO-NH2 -> C3N3 (NH2) 3 + 6NH3 + 3CO2

Reaktio on voimakkaasti endoterminen. Lämmöntarve on 649 kJ melamiinimoolia ίο kohti, kun lasketaan mukaan mean lämmittäminen 135 °C:sta (mean sulamispisteestä) reaktiolämpötilaan.The reaction is strongly endothermic. The heat requirement is 649 kJ per mole of melamine, including heat from 135 ° C (mean melting point) to the reaction temperature.

Käyttäjät edellyttävät melamiinin olevan erittäin puhdasta; tuoteselosteissa 99,8 % ja 99,9 % ovat tyypillisiä puhtausasteita. Tästä syystä sen valmistusprosesseihin sisältyy usein monimutkainen puhdistusosasto, jossa on paljon laitteistoja.Users expect melamine to be very pure; 99.8% and 99.9% of product labels are typical purity grades. For this reason, its manufacturing processes often include a complex cleaning department with a large amount of equipment.

15 Melamiininvalmistusprosesseja, joissa käytetään meaa raaka-aineena, on kahta perustyyppiä, so. katalyyttisiä pienpaineprosesseja ja suurpaineprosesseja, joissa katalyyttiä ei käytetä. Ensin mainituissa prosesseissa reaktorin paine on korkeintaan noin 1 MPa, jälkimmäisissä yli 8 MPa (Ullmanris Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. painos, voi. A 16, s. 174).There are two basic types of melamine production processes that use honey as a raw material, i. low-pressure catalytic and high-pressure catalytic processes. In the former processes, the reactor pressure is not more than about 1 MPa, in the latter, more than 8 MPa (Ullmanris Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, vol. A 16, p. 174).

20 Tyypillisissä pienpaineprosesseissa käytetään leijukerrosreaktoria, jossa katalyyttiä leijutetaan ammoniakkikaasun tai ammoniakin ja hiilidioksidin seoksen avulla. Me-lamiini poistuu reaktorista kaasuna. Pienpaineprosessien eräänä etuna on se, että korroosiota tapahtuu vähemmän kuin suurpaineprosesseissa. Tunnetuimpia pienpaineprosessien käyttäjiä ovat BASF (Hydrocarbon Processing, syyskuu 1969, s. 184), 25 Chemie Linz (Hydrocarbon Processing, marraskuu 1966, s. 146) ja DSM/Stami-carbon (Chem. Eng., toukokuu 20, 1968, s. 124), joista kukin on kehittänyt oman prosessiversionsa.Typical low pressure processes use a fluidized bed reactor in which the catalyst is fluidized with ammonia gas or a mixture of ammonia and carbon dioxide. The me-laminate leaves the reactor as gas. One advantage of low pressure processes is that less corrosion occurs than in high pressure processes. The most well-known users of low-pressure processes are BASF (Hydrocarbon Processing, September 1969, p. 184), 25 Chemie Linz (Hydrocarbon Processing, November 1966, p. 146) and DSM / Stami-carbon (Chem. Eng., May 20, 1968, p. 18). 124), each of which has developed its own process version.

Tyypillisissä suurpaineprosesseissa reaktio tapahtuu nestefaasissa. Tällöin reaktori on täynnä sulaa melamiinia, johon on sekoittunut jonkin verran sulaa raaka-ainetta, 30 so. meaa, ja reaktion välituotteita. Seoksessa on myös kaasukuplia, jotka koostuvat ammoniakista ja hiilidioksidista sekä pienestä määrästä kaasumaista melamiinia. Tarvittava suuri reaktiolämpömäärä muodostetaan yleensä reaktorin sisäpuolella 2 107257 olevilla lämmityselementeillä, joissa lämpö saadaan aikaan sähköllä tai esimerkiksi kiertävällä kuumalla suolasulatteella.In typical high pressure processes, the reaction occurs in the liquid phase. The reactor is then filled with molten melamine mixed with some molten feedstock, i. honey, and reaction intermediates. The mixture also contains gas bubbles consisting of ammonia, carbon dioxide and a small amount of gaseous melamine. The required large amount of reaction heat is generally generated by heating elements on the inside of the reactor 2 107257, where the heat is generated by electricity or, for example, by circulating hot salt melt.

Pienempää laitekokoa voidaan pitää eräänä suurpaineprosessien etuna pienpaine-prosesseihin nähden. Nestefaasissa tapahtuva reaktio vie selvästi vähemmän tilaa.A smaller device size can be considered as one of the advantages of high pressure processes over low pressure processes. The reaction in the liquid phase takes up significantly less space.

5 Lisäksi prosessilaite, jossa kaasua käsitellään, on kohtuullisen kokoinen suure i paineen johdosta. Eräs etu on saadun tuotekaasun, ammoniakin ja hiilidioksidin seoksen, suuri paine. Tätä kaasua käytetään usein urean valmistukseen, ja paineistettuna se sopii tähän tarkoitukseen paremmin sellaisenaan.In addition, the process device in which the gas is treated is a reasonably sized quantity i due to pressure. One advantage is the high pressure of the resulting product gas, a mixture of ammonia and carbon dioxide. This gas is often used for the production of urea and, when pressurized, is more suitable for this purpose as such.

Montedisonin prosessi (Ausind) on tyypillinen melamiinin suurpainevalmistus-10 prosessi (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. painos, voi. A 16, s. 177). Kuten muissakin melamiiniprosesseissa, ureasulatetta ja kuumaa ammorc äkkiä johdetaan reaktoriin. Reaktorin olosuhteet ovat 7 MPa ja 370 °C. Reaktorista mela-miinisulatteen ja tuotekaasujen seos johdetaan jäähdytyssäiliöön, johon johcetaan myös ammoniakki-ja hiilioksidipitoista vettä. Jäähdytyssäiliön lämpötila on 150 °C 15 ja paine 2,5 MPa. Tästä säiliöstä reaktorin poistokaasut syötetään jatkokäy töön, esimerkiksi urean tai lannoitteiden valmistukseen. Melamiini otetaan talteen lietteestä varsin monivaiheisella jatkokäsittelyllä, joka sisältää ammoniakin ja hiilidioksidin poiston, melamiinin liuotuksen suureen määrään alkalista vettä, värinpoiston aktiivi-hiilellä, kiteytyksen, suodatuksen, kuivauksen ja pakkauksen.The Montedison process (Ausind) is a typical high pressure melamine production process (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, vol. A 16, p. 177). As with other melamine processes, urea melt and hot ammonia are suddenly introduced into the reactor. The reactor conditions are 7 MPa and 370 ° C. From the reactor, a mixture of melamine melt and product gases is led to a cooling tank, which is also fed with water containing ammonia and carbon dioxide. The temperature of the cooling tank is 150 ° C 15 and the pressure is 2.5 MPa. From this tank, the reactor effluent gases are fed for further use, for example in the production of urea or fertilizers. The melamine is recovered from the slurry by a rather multiple step treatment which includes removal of ammonia and carbon dioxide, dissolution of melamine in a large amount of alkaline water, decolorization with activated carbon, crystallization, filtration, drying and packaging.

20 Montedisonin prosessissa on kaksi merkittävää haittaa. Ensinnäkin tuotekaasu saadaan suhteellisen pienessä paineessa, vain 2,5 MPa:ssa. Toiseksi prosessivaihe ta on lukuisia, koska reaktorista saatu epäpuhdas tuote vaatii perusteellisen puhdistus-. käsittelyn. Lisäksi puhdistuslaitteisto on suhteellisen suurikokoinen, koska sen pai neet ovat jo pienet.20 There are two major drawbacks to the Montedison process. First, the product gas is obtained under relatively low pressure, only 2.5 MPa. Second, the process step is numerous because the impure product obtained from the reactor requires thorough cleaning. treatment. In addition, the purification apparatus is relatively large, since its pressures are already small.

25 Nissanin suurpaineprosessissa (Chemical Economy & Engineering Review, voi. 8, (1976), nro 1, 2, s. 35) on saavutettu etuja Montedisonin prosessiin nähden, ai lakin poistokaasujen suhteen, kuten seuraavasta käy ilmi. Myös Nissanin prosessissa reak-.· toriin syötetään melamiinisulatetta ja kuumaa ammoniakkia. Lämpötila on 400 °C ja paine 10 MPa. Melamiinisulate ja kaasut erotetaan reaktorin yläosassa. Kaasu: joh-30 detaan pesutomiin, jossa ne pestään ureasulatteella. Kaasun sisältämä melamiini liukenee ureasulatteeseen. Samalla kaasut jäähtyvät noin 200 °C:seen. Täten luote-kaasu saadaan 10 MPa:n paineessa ja vedettömänä, mikä voi olla merkittävä etu jatkokäytön kannalta. Raaka-aineena käytettävä ureasulate syötetään pesutomin k rntta. Siellä se kuumenee, ja siitä poistuu vesi (se reagoi urean kanssa). Melamiini: ulate 35 liuotetaan ammoniakin vesiliuokseen. Tätä liuosta pidetään ammoniakkipaineen 3 107257 alaisena 180 °C:ssa tietyn ajanjakson ajan, jonka aikana epäpuhtauksien esitetään poistuvan. Tämän jälkeen sitä jatkokäsitellään monissa laitteistoissa, suodatus ja kiteytys mukaan lukien. Täten yksikköoperaatioita ja laitteistoja on todella paljon, mikä nostaa prosessin kustannuksia.25 The Nissan high pressure process (Chemical Economy & Engineering Review, Vol. 8, (1976), no. 1, 2, p. 35) has gained advantages over the Montedison process, or as regards exhaust gases, as follows. Also in the Nissan process, the reactor is fed with melamine melt and hot ammonia. The temperature is 400 ° C and the pressure is 10 MPa. The melamine melt and the gases are separated at the top of the reactor. Gas: Drain 30 into a washer, where they are washed with urea melt. The melamine in the gas dissolves in the urea melt. At the same time, the gases cool to about 200 ° C. Thus, the north-west gas is obtained at 10 MPa and anhydrous, which can be a significant advantage for further use. The urea melt used as the raw material is fed to the washing mill. There, it heats up and drains water (it reacts with urea). Melamine: ulate 35 is dissolved in aqueous ammonia. This solution is maintained under an ammonia pressure of 3 107257 at 180 ° C for a period of time during which impurities are shown to be removed. It is then further processed in many installations, including filtration and crystallization. Thus, there are many unit operations and equipment, which increases the cost of the process.

5 Melamme Chemicals on kehittänyt prosessin (US-patentti nro 4 565 867), jossa laitteistomäärä on melko pieni Montedisonin ja Nissanin prosesseihin verrattuina. Reaktori, johon ureasulatetta ja kuumaa ammoniakkia syötetään, toimii 370-425 °C:n lämpötilassa ja 11-15 MPa:n paineessa. Melamiinisulatteen ja tuotekaasu-jen seos syötetään kaasunerotussäiliöön, jossa tuotekaasut erottuvat. Kaasunerotus-10 säiliö toimii samoissa olosuhteissa kuin reaktori. Ureapesun jälkeen tuotekaasut johdetaan jatkokäyttöön. Kuten Nissanin prosessissa, tuotekaasut saadaan noin 10 MPa:n paineessa ja vedettöminä. Kuten Nissanin prosessissa, ureasulate syötetään reaktoriin ureapesurin kautta. Kaasunerotussäiliöstä melamiinisulate johdetaan jäähdytysyksikköön, jossa se jäähdytetään nopeasti esimerkiksi nesteytetyn ammo-15 niakin tai veden avulla. Saadaan kiteistä melamiinia, joka poistetaan jäähdytysyksi-kön pohjan kautta kuivattavaksi. Mitään varsinaisia puhdistusvaiheita ei ole. Prosessin laitteiston määrä on todella pieni edellä kuvattuihin prosesseihin verrattuna. Tuotteen puhtaus on kuitenkin vain 96-99,5 %. Tässä suhteessa prosessi ei ole kilpailukykyinen edellä kuvattuihin prosesseihin nähden. Jotta Melamine Chemicalsin 20 prosessilla saataisiin aikaan kilpailukykyinen puhtaus, prosessin jälkeen tulisi sijoittaa puhdistusprosessi, joka on esimerkiksi jonkin edellä kuvatuissa prosesseissa olevan kaltainen. Tällöin prosessin edut, so. pieni laitteistomäärä ja näin aikaansaatu kustannustehokkuus, poistuisivat.5 Melamme Chemicals has developed a process (U.S. Patent No. 4,565,867) where the amount of equipment is relatively small compared to the Montedison and Nissan processes. The reactor fed urea melt and hot ammonia operates at a temperature of 370-425 ° C and a pressure of 11-15 MPa. The mixture of melamine melt and product gases is fed to a gas separation tank where the product gases are separated. The gas separation 10 tank operates under the same conditions as the reactor. After urea washing the product gases are recycled. As with the Nissan process, product gases are obtained at a pressure of about 10 MPa and anhydrous. As in the Nissan process, urea melt is fed into the reactor via a urea scrubber. From the gas separation tank, the melamine melt is led to a cooling unit, where it is rapidly cooled, for example, by liquefied ammonia or water. Crystalline melamine is obtained, which is removed for drying through the base of the cooling unit. There are no actual cleaning steps. The amount of process equipment is really small compared to the processes described above. However, the purity of the product is only 96-99.5%. In this respect, the process is not competitive with the processes described above. In order to achieve competitive purity with the Melamine Chemicals 20 process, the process should be followed by a purification process similar to one of the processes described above. Then the advantages of the process, i. the small amount of equipment and the resulting cost-effectiveness would be eliminated.

Tuotteen puhdistamista haihduttamalla on esitetty aiemminkin. Eräässä varhaisim-25 mistä melamiininvalmistuspatenteista (GB-patentti nro 800 722) on esimerkki, jossa noin 9 kg ammoniakkia yhtä melamiinituotekilogrammaa kohti syötetään reaktoriin, joka toimii 400 °C:n lämpötilassa ja 4-8 MPa:n paineessa. Ammoniakin määrä on tässä tapauksessa niin suuri, että tuotettu melamiini haihtuu kokonaan kaasufaasiin. Ammoniakin melamiinin haihtumista edistävä vaikutus perustuu siihen, että se pie-30 nentää melamiinin osapainetta kaasufaasissa. Kun otetaan huomioon sekä edellä esitetty reaktioyhtälö että lisäammoniakki, stoikiometrisen laskennan mukaan reak-J tiosta poistuvan kaasun koostumus on tilavuusprosentteina seuraava: ammoniakkia 94,8 %, hiilidioksidia 3,9 % ja melamiinia 1,3 %. Täten melamiini pitää ottaa talteen erittäin suuresta kaasumäärästä. Suuresta ammoniakkimäärästä joudutaan li-35 säksi erottamaan hiilidioksidi ennen kuin se voidaan kierrättää uudelleen käytettäväksi reaktoriin. Tällaisella prosessilla voitaisiin todennäköisesti valmistaa varsin 4 107257 puhdasta melaniinia Itse asiassa mainitussa patentissa esitetään, että ainoa tuotteessa oleva epäpuhtaus oli reagoimaton urea. Prosessi on kuitenkin epätaloudellinen, mikä johtuu suurista kaasumääristä ja niihin liittyvistä erotusoperaatioista, jotk i ovat melamiinin erotus erittäin suuresta kaasumäärästä ja hiilidioksidin erotus erittäin 5 suuresta ammoniakkimäärästä.Purification by evaporation of the product has been described previously. One of the earliest melamine-making patents (GB Patent No. 800,722) is an example in which about 9 kg of ammonia per kilogram of melamine product is fed to a reactor operating at 400 ° C and 4 to 8 MPa. The amount of ammonia in this case is so large that the melamine produced is completely evaporated into the gas phase. The effect of ammonia on the evaporation of melamine is based on the fact that it reduces the partial pressure of melamine in the gas phase. Taking into account both the above reaction equation and additional ammonia, the stoichiometric calculation shows that the volume of gas exiting the reaction is by volume: 94.8% ammonia, 3.9% carbon dioxide and 1.3% melamine. Thus, the melamine must be recovered from a very large amount of gas. In addition, a large amount of ammonia requires the removal of carbon dioxide before it can be recycled to a reactor. Such a process could probably produce quite 4,107,257 pure melanin. In fact, the said patent states that the only impurity present in the product was unreacted urea. However, the process is uneconomical due to the large amounts of gas and the associated separation operations, which are the separation of melamine from very high gas and carbon dioxide from very high ammonia.

Edellä kuvatun mukaisessa prosessissa edellytettävää ammoniakkimäärää voitaisiin vähentää alentamalla reaktoripainetta tai nostamalla lämpötilaa. Tällöin melimiini haihtuisi helpommin kaasufaasiin, eikä ammoniakkia tarvittaisi niin paljon sen osa-paineen alentamiseen. Jos reaktorin paine alennetaan alle 5 MPa:n, reaktorissa io muodostuu kiinteää ainetta, joka vaikeuttaa ja lopulta estää reaktorin toiminnan. Tämä on havaittu esimerkiksi patentissa US-3 484 440, palsta 1, rivi 65. Jo; taas lämpötila nostetaan yli 400 °C:seen, korroosio lisääntyy, mikä heikentää reactorin rakennemateriaalej a.The amount of ammonia required in the process described above could be reduced by lowering the reactor pressure or raising the temperature. This would allow the melimine to evaporate more easily into the gas phase and would not require so much ammonia to lower its partial pressure. If the reactor pressure is reduced to less than 5 MPa, a solid is formed in the reactor io, which complicates and ultimately prevents the reactor from operating. This has been found, for example, in U.S. Pat. No. 3,484,440, column 1, line 65. Jo; while the temperature is raised above 400 ° C, corrosion increases, which weakens the reactor structural materials.

Nissan on tutkinut prosessia (US-patentti nro 3 484 440), joka muistuttaa edel ä ku-15 vattua menetelmää, mutta joka voidaan suorittaa pienemmällä ammoniakkimäi irällä, jolloin poistokaasun melamiinipitoisuus on moninkertainen. Tässä prosessissa reaktoriin syötetään kuumaa ammoniakkia nopeudella 0,2-1,0 g ureagrammaa kohti. Reaktorin olosuhteet ovat 360-400 °C ja 5-15 MPa. Nestemäinen melamiini sulate ja sen joukossa tuotekaasut (ammoniakki ja hiilidioksidi) johdetaan reaktorista läm-20 mittimen kautta haihduttimeen. Haihduttimessa ylläpidetään 4-10 MPa:n painotta ja 420-480 °C:n lämpötilaa. Kun paineja lämpötila valitaan sopivasti esitetyiltä väleiltä, melamiini voidaan saada kokonaan haihtumaan kaasufaasiin. Esimerkiksi kun ammoniakkia syötetään reaktoriin nopeudella 0,2 g ureagrammaa kohti, poistuvan • kaasufaasin melamiinipitoisuus on noin 7 tilavuusprosenttia stoikiometrisesti 1 isket- 25 tuna. Kun ammoniakkia syötetään 1 g ureagrammaa kohti, kaasun melamiinipitoisuus on noin 3,2 tilavuusprosenttia. Ensin mainitussa tapauksessa (melamiini? 7 tilavuusprosenttia) paineen tulee olla esimerkiksi noin 7,2 MPa ja lämpötilan 4i 0 °C, tai paineen esimerkiksi 4 MPa ja lämpötilan 455 °C. Nämä paineen ja lämpötilan arvot ovat peräisin patentin diagrammista. Ennen haihduttamista melamiinin anne-30 taan kuitenkin viipyä haihduttimessa nestemäisenä sulatteena vähintään yhden tunnin ajan. Tällöin reaktiossa muodostuneet epäpuhtaudet muuttuvat takaisin mela-miiniksi. Haihduttimesta melamiini johdetaan erottuneen, jossa sitä jäähdy etään vedellä, jolloin se kiteytyy 150 °C:n lämpötilassa ja suunnilleen ilmanpaineessa. Patenttitekstin mukaan näin saadun tuotteen puhtaus on 99 %, ja patentin esimerkis-35 sä saadun tuotteen puhtaus on 99,2 %. Tällainen tuote ei ole puhtaudeltaan kilpailukykyinen. Käyttäjät edellyttävät niin yleisesti, että melamiinin puhtauden tulee olla 5 107257 99.9 %, että se mainitaan alan tunnetussa käsikiijassa (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. painos, voi. A 16, s. 179). Tämän puhtauden saavuttaminen viimeksi kuvatun prosessin avulla edellyttäisi erillistä puhdistusprosessia, esimerkiksi liuotusta ja uudelleenkiteytystä, kuten useimmissa melamiiniprosesseissa. Tä- 5 mä olisi kallis lisäys ja kyseenalaistaisi koko haihduttamisen mielekkyyden; puhdistushan voitaisiin aloittaa suoraan reaktorista sulana saadusta tuotteesta tuhlaamatta energiaa haihdutukseen.Nissan has investigated a process (U.S. Patent No. 3,484,440) which resembles the process described above, but which can be carried out at a lower ammonia rate, whereby the amount of melamine in the exhaust gas is several times higher. In this process, hot ammonia is charged to the reactor at a rate of 0.2 to 1.0 g per gram of urea. Reactor conditions are 360-400 ° C and 5-15 MPa. The liquid melamine melt and, among them, the product gases (ammonia and carbon dioxide) are introduced from the reactor through a heat meter to an evaporator. The evaporator maintains a weight of 4-10 MPa and a temperature of 420-480 ° C. When the temperature of the pressures is suitably selected within the ranges shown, the melamine can be completely evaporated into the gas phase. For example, when ammonia is introduced into the reactor at a rate of 0.2 g urea per gram, the melamine concentration in the effluent gas phase is about 7% by volume, stoichiometrically 1 stroke. When ammonia is fed per gram of urea, the melamine content of the gas is about 3.2% by volume. In the former case (melamine? 7% v / v), the pressure should be, for example, about 7.2 MPa and a temperature of 40 ° C, or a pressure of, for example, 4 MPa and a temperature of 455 ° C. These pressure and temperature values are derived from the patent diagram. However, before evaporation, the melamine present in the evaporator must remain in the liquid melt for at least one hour. The impurities formed in the reaction are then converted back to melamine. The melamine is removed from the evaporator, where it is cooled off with water to crystallize at 150 ° C and approximately atmospheric pressure. According to the patent text, the product thus obtained has a purity of 99% and the product obtained in Example 35 of the patent has a purity of 99.2%. Such a product is not competitive in purity. Users generally demand that the purity of melamine should be 5,107,257 99.9% to be mentioned in a well known artisan (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, vol. A 16, p. 179). Achieving this purity by the process described above would require a separate purification process, for example leaching and recrystallization, as in most melamine processes. This would be a costly addition and would question the whole meaning of evaporation; after all, purification could begin directly from the reactor melt product without wasting energy on evaporation.

Tekniikan tason melamiininvalmistusprosessit voidaan jakaa kahteen ryhmään. Useimmissa pienpaineprosesseissa ja Nissanin (tarkoitetaan kahdesta mainitusta io Nissanin prosessista ensimmäistä) ja Montedisonin suurpaineprosesseissa saadaan kaikesta päätellen aikaan kilpailukykyinen puhtaus, mutta prosesseihin kuuluu monivaiheinen puhdistusosasto, jossa on runsaasti laitteistoa, mikä lisää selvästi sekä käyttö- että investointikustannuksia. Patenteissa US-4 565 867 ja US-3 484 440 kuvatut prosessit muodostavat toisen ryhmän. Niissä on suunnilleen sama määrä lait-15 teistejä kuin ensimmäisessä ryhmässä, eikä niissä ole edellä mainittua monivaiheista puhdistusosastoa. Niiden avulla saatu tuote ei kuitenkaan ole puhtaudeltaan kilpailukykyinen.The prior art melamine production processes can be divided into two groups. Most low-pressure processes and Nissan (the first of the two io Nissan processes mentioned) and Montedison's high-pressure processes all result in competitive cleanliness, but the process includes a multi-stage cleaning department with a large amount of equipment, which significantly increases operating and investment costs. The processes described in US 4,565,867 and US 3,484,440 form another group. They have about the same number of Law-15 theists as the first group and do not have the aforementioned multi-stage purification department. However, the product obtained by them is not competitive in purity.

Hakijat ovat aiemmin kehittäneet melamiinin valmistamiseksi suurpaineprosessin, jossa laitteistoa on olennaisesti saman verran kuin edellä mainitussa Melamine 20 Chemicalsin prosessissa (US-4 565 867), mutta tuotteen puhtaus on vähintään 99.9 %:n luokkaa. Tämä prosessi perustuu mm. melamiinireaktorista saadun mela-miinisulatteen haihduttamiseen ja sitä seuraavaan melamiinin kiteyttämiseen kaasu-faasista. Erityisemmin tämä aiempi menetelmä, joka on kuvattu patenttijulkaisussa .; FI 96028, käsittää seuraavat vaiheet: 25 i) sulaa ureaa ja kuumaa ammoniakkikaasua syötetään reaktoriin, jonka paine on 5-15 MPa ja lämpötila 360-430 °C, jolloin saadaan reaktiotuote, joka sisältää nestemäistä melamiinisulatetta ja kaasuseosta, ii) kaasuseos erotetaan nestemäisestä melamiinisulatteesta, iii) näin saatu nestemäinen melamiinisulate haihdutetaan haihduttimessa ja 30 iv) haihduttimesta saatu melamiinia sisältävä kaasu jäähdytetään, jolloin melamii-ni kiteytyy erittäin puhtaana.Applicants have previously developed a high pressure process for the production of melamine with substantially the same equipment as the aforementioned Melamine 20 Chemicals process (US 4,565,867) but with a purity of at least 99.9%. This process is based on e.g. evaporation of the melamine melt from the melamine reactor and subsequent crystallization of the melamine from the gas phase. More specifically, this prior method, which is described in the patent publication; EN 96028, comprises the following steps: i) supplying molten urea and hot ammonia gas to a reactor at a pressure of 5 to 15 MPa and a temperature of 360 to 430 ° C to obtain a reaction product containing a liquid melamine melt and a gas mixture; (iii) evaporating the liquid melamine melt thus obtained in an evaporator; and (iv) cooling the melamine-containing gas obtained from the evaporator to crystallize the melamine in high purity.

Patenttijulkaisun FI 96028 mukaan melamiinireaktorista saatu melamiinisulate voidaan haihduttaa alentamalla painetta tai nostamalla lämpötilaa tai syöttämällä ammoniakkikaasua haihduttimeen tai käyttämällä näistä kolmesta menetelmästä kahta ; 35 tai kaikkia kolmea. Erityisesti mainitaan, että paineet ovat 2-9 MPa ja lämpötilat 420-470 °C. Selityksessä esitetään, että paineen ollessa 5 MPa ja lämpötilan 450 X' 6 107257 haihduttimessa tarvitaan vähintään noin 2,4 kg ammoniakkia yhtä mela] niini-kilogrammaa kohti, mikä tarkoittaa sitä, että ammoniakin ja melamiinin välinen moolisuhde on vähintään 17,6:1.According to FI 96028, melamine melt obtained from a melamine reactor can be evaporated by lowering the pressure or raising the temperature or by feeding ammonia gas into the evaporator or by using two of these three methods; 35 or all three. Specifically, pressures of 2 to 9 MPa and temperatures of 420 to 470 ° C are mentioned. It is stated in the specification that at a pressure of 5 MPa and a temperature of 450 X '6 107257 the evaporator requires at least about 2.4 kg of ammonia per kilogram of melamine, which means that the molar ratio of ammonia to melamine is at least 17.6: 1.

Lisäksi patenttijulkaisun FI 96028 edullisen suoritusmuodon mukaan melamiiria si-5 sältävän kaasun jäähdytys suoritetaan saattamalla mainittu kaasu suoraan kosi etuk-seen jäähdyttimessä olevan nesteytetyn ammoniakin kanssa alle 130 °C:n lämpötilassa ja alle 4 MPa:n paineessa.In addition, according to a preferred embodiment of FI 96028, the quenching of a gas containing melamine is effected by direct contacting said gas with liquefied ammonia in the condenser at a temperature below 130 ° C and a pressure below 4 MPa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa patenttijulkaisussa FI 9602 $ kuvattua prosessia edelleen, erityisesti yksinkertaisen toiminnan ja energiankulutuksen ίο tai lämmön talteenoton suhteen, jotta prosessista saadaan taloudellisempi.The object of the present invention is to further improve the process described in FI 9602 $, in particular with regard to simple operation and energy consumption or heat recovery, in order to make the process more economical.

Täten esillä olevan keksinnön avulla saadaan aikaan menetelmä melamiinin valmistamiseksi ureasta käsittäen seuraavat vaiheet: a) ureasulatetta ja kuumaa ammoniakkikaasua johdetaan melamiinireaktoriin, jonka paine on 5-15 MPa ja lämpötila 360-470 °C, melamiinisulatteen ja pcisto- 15 kaasujen saamiseksi, b) mainitut poistokaasut erotetaan mainitusta melamiinisulatteesta, c) mainittu melamiinisulate ja ammoniakkikaasua johdetaan haihduttimeen, j onka paine on 0,1-1,5 MPa ja lämpötila 290-410 °C, melamiinia sisältävän kaasuseoksen saamiseksi ja 20 d) mainittu melamiinia sisältävä kaasuseos johdetaan jäähdyttimeen, jonka paine on 0,1-1,5 MPa ja lämpötila 0-250 °C, kaasumaisen melamiinin muuttamiseksi kiinteäksi, erittäin puhtaaksi melamiiniksi.Thus, the present invention provides a process for the preparation of melamine from urea comprising the steps of: a) introducing a urea melt and hot ammonia gas into a melamine reactor at a pressure of 5-15 MPa and a temperature of 360-470 ° C to obtain melamine melt and piston gas; separating the exhaust gases from said melamine melt, c) introducing said melamine melt and ammonia gas into an evaporator at a pressure of 0.1-1.5 MPa and a temperature of 290-410 ° C to obtain a melamine-containing gas mixture; and 20 d) introducing said melamine-containing gas mixture into a pressure of 0.1-1.5 MPa and a temperature of 0-250 ° C to convert gaseous melamine to solid, high purity melamine.

Vaiheet a) ja b) suoritetaan edullisesti patenttijulkaisussa FI 96028 kuvatulla tavilla.Steps a) and b) are preferably carried out in the manner described in FI 96028.

Vaiheessa c) paine on 0,1-1,5 MPa, edullisesti 0,2-1 MPa, ja lämpötila on 290-25 410 °C, edullisesti 300-400 °C. 0,2 MPa:n paineessa lämpötila on edullisesti : 00- 335 °C ja 1 MPa:n paineessa lämpötila on edullisesti 340-400 °C. Haihduttimessa ammoniakin ja melamiinin välinen moolisuhde on edullisesti 1:1-10:1, edullii emmin 3:1-7:1. Edullisesti ylikuumennettua ammoniakkikaasua johdetaan haihduttimeen. Ylikuumennetun ammoniakin lämpötila on tyypillisesti noin 540 °C. IV ela-30 miinin retentioaika haihduttimessa on edullisesti alle puoli tuntia ja erityisen ed llli-sesti alle 10 minuuttia.In step c), the pressure is 0.1 to 1.5 MPa, preferably 0.2 to 1 MPa, and the temperature is 290 to 25410 ° C, preferably 300 to 400 ° C. At a pressure of 0.2 MPa, the temperature is preferably from 00 to 335 ° C, and at a pressure of 1 MPa, the temperature is preferably from 340 to 400 ° C. In the evaporator, the molar ratio of ammonia to melamine is preferably from 1: 1 to 10: 1, more preferably from 3: 1 to 7: 1. Preferably, the superheated ammonia gas is introduced into the evaporator. The temperature of the superheated ammonia is typically about 540 ° C. The retention time of IVa-30 mines in the evaporator is preferably less than half an hour and particularly preferably less than 10 minutes.

7 107257 Jäähdytysvaiheessa d) paine on 0,1-1,5 MPa, edullisesti 0,2-1 MPa, ja lämpötila on 0-250 °C, edullisesti 30-230 °C. Edullisesti paine on sama kuin haihduttimen paine. Jäähdytysainetta johdetaan edullisesti jäähdyttimeen ja saatetaan suoraan kosketukseen melamiinia sisältävän kaasun kanssa.107257 In cooling step d), the pressure is 0.1-1.5 MPa, preferably 0.2-1 MPa, and the temperature is 0-250 ° C, preferably 30-230 ° C. Preferably, the pressure is the same as that of the evaporator. The coolant is preferably introduced into the cooler and brought into direct contact with the melamine-containing gas.

5 Ensimmäisen suoritusmuodon mukaan mainittu jäähdytysaine on nesteytettyä ammoniakkia, jolloin jäähdytys suoritetaan ammoniakkia haihduttamalla. Jäähdytti-messä ei ole nesteytettyä ammoniakkia, ja jäähdytin ja kiteiden erotus voidaan yhdistää samaan esimerkiksi syklonityyppiseen laitteistoon. Haihtuva ammoniakki ja ammoniakkikaasu, joka on peräisin haihduttimesta, poistetaan jäähdyttimestä ja ai-10 nakin osa siitä lauhdutetaan, jolloin muodostuu nesteytettyä ammoniakkia, joka kierrätetään jäähdyttimeen jäähdytysaineena. Ammoniakin jäähdytyksessä talteenotettu lämpö voidaan hyödyntää haihduttimeen johdettavan ammoniakin, esim. tuoreen nesteytetyn ammoniakin, lämmittämiseen.According to the first embodiment, said refrigerant is liquefied ammonia, wherein cooling is effected by evaporation of the ammonia. The condenser does not contain liquefied ammonia, and the separation of the condenser and the crystals can be combined with the same equipment, for example cyclone type. The volatile ammonia and ammonia gas from the evaporator are removed from the condenser and ai-10 portions thereof are condensed to form liquefied ammonia which is recycled to the condenser as a refrigerant. The heat recovered by cooling the ammonia can be utilized to heat the ammonia fed to the evaporator, e.g., fresh liquefied ammonia.

Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaan mainittu jäähdytysaine on ammoniakki-15 kaasua. Kuten ensimmäisessä suoritusmuodossa, jäähdyttimessä ei ole nesteytettyä ammoniakkia, ja jäähdytin ja kiteiden erotus voidaan yhdistää yhdeksi esimerkiksi syklonityyppiseksi laitteistoksi. Ammoniakkikaasu, josta osa on peräisin jäähdytys-aineesta ja osa haihduttimesta, poistetaan jäähdyttimestä, ja ainakin osa siitä jäähdytetään, jolloin muodostuu ammoniakkikaasua kierrätettäväksi jäähdyttimeen jäähdy-20 tysaineena. Ammoniakin jäähdytyksessä talteenotettu lämpö voidaan hyödyntää melamiinireaktoriin johdettavan ammoniakin, esim. tuoreen nesteytetyn ammoniakin, lämmittämiseen.According to another embodiment of the invention, said refrigerant is ammonia-15 gas. As in the first embodiment, the condenser does not contain liquefied ammonia, and the separation of the condenser and the crystals can be combined into one apparatus, for example, cyclone type. Ammonia gas, some of which is derived from the refrigerant and some from the evaporator, is removed from the condenser, and at least a portion thereof is cooled to form ammonia gas for recycling to the condenser as a refrigerant. The heat recovered from the ammonia cooling can be utilized to heat the ammonia fed to the melamine reactor, e.g., fresh liquefied ammonia.

Keksinnön mukaisesti melamiinisulatteesta erotetut poistokaasut voidaan johtaa ab- sorptiolaitteeseen poistokaasuissa olevien pienten melamiinimäärien talteenottami- 25 seksi. Poistokaasujen käsittely suoritetaan edullisesti absorboimalla melamiinia poistokaasuista vastavirtaan toimivassa suorakosketusjärjestelmässä, jossa urea on absorbenttina. Tyypillisesti absorptiolaitteessa on absorptiopylväs. Absorptiopyl- vään poistokaasun ureahäviön alentamiseksi se on varustettu lauhduttimella urea- -: absorbentin lauhduttamista varten. Tällä laitteistolla saadaan talteen suurin osa ab- • · 30 sorptiopylvään poistokaasun sisältämästä ureasta. Voidaan käyttää yksi- tai kaksi-a vaiheista absorboijaa. Jotta varmistuttaisiin siitä, että kaikki poistokaasut jäähtyvät riittävästi melamiinin talteenottoa ajatellen, kaksivaiheinen absorboija on kuitenkin edullinen. Urealauhduttimesta talteenotettu lämpö voidaan käyttää melamiinireaktoriin johdettavan ammoniakin lämmittämiseen. Vaihtoehtoisesti urealauhduttimesta 35 talteenotettu lämpö voidaan käyttää höyrynkehitykseen. Jäähdytetyt poistokaasut, jotka sisältävät pääasiassa ammoniakkia ja hiilidioksidia, voidaan kierrättää urealai- 8 107257 tokseen. Absorptiolaitetta käytetään edullisesti olennaisesti samassa paineessa kuin melamiinireaktoria. Absorptiolaitteen käyttölämpötilan tulee olla yli 180 °C, jotta vältytään karbamaatinmuodostukselta, ja alle 260 °C, jotta tukahdutetaan biureetin ja triureetin muodostuminen. Lämpötila on edullisesti 230-240 °C.According to the invention, the exhaust gases separated from the melamine melt can be introduced into an absorber to recover small amounts of melamine in the exhaust gases. The treatment of the off-gases is preferably accomplished by absorbing melamine in a counter-current direct contact system in which the urea is absorbent. Typically, the absorption device has an absorption column. To reduce the loss of urea in the absorption column, the exhaust gas is provided with a condenser for condensing the urea: absorbent. This equipment can recover most of the urea contained in the ab- • 30 sorption column exhaust gas. One or two-phase absorbers can be used. However, to ensure that all the exhaust gases are sufficiently cooled for melamine recovery, a two-stage absorber is preferred. The heat recovered from the urea condenser can be used to heat the ammonia fed to the melamine reactor. Alternatively, the heat recovered from the urea condenser 35 may be used for steam generation. The cooled exhaust gases, which mainly contain ammonia and carbon dioxide, can be recycled to urea plant. Preferably, the absorption device is operated at substantially the same pressure as the melamine reactor. The absorption device operating temperature should be above 180 ° C to avoid carbamate formation and below 260 ° C to suppress the formation of the burette and the triuret. The temperature is preferably 230-240 ° C.

5 Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin jäljempänä viittaamalla oheen liitettyihin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää sellaisen järjestelmän prosessikaaviota, jota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön mukaisen prosessin ensimmäisen suoritusmuodon toteuttamiseen, ja 10 kuvio 2 esittää jäijestelmän toista prosessikaaviota, jota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön mukaisen prosessin toisen suoritusmuodon toteuttamiseen.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 illustrates a process diagram of a system that can be used to implement a first embodiment of the process of the present invention; .

Sekä kuvion 1 että kuvion 2 prosessikaavio sisältää vasemmalta oikealle neljä osastoa, jotka ovat poistokaasujen käsittely - melamiinireaktori - haihdutin - jäähdytin.The flow chart of both Fig. 1 and Fig. 2 includes four compartments, from left to right, which are exhaust gas treatment - melamine reactor - evaporator - condenser.

Kuvion 1 mukaisesti ureasulatetta, joka sisältää pieniä määriä absorptiolaitteistosta 15 4 saatua absorboitunutta melamiinia, ja ammoniakkia, edullisesti kuumaa anmo- niakkia, syötetään melamiinireaktoriin 1 eri putkien kautta. Reaktorissa valli :sevat tyypillisen suurpaineprosessin olosuhteet, so. lämpötila on 360-470 °C ja paine on 5-15 MPa. Lämpötila on edullisesti noin 400 °C ja paine noin 10 MPa. Lämmitys saadaan aikaan sisäisten lämmityselementtien avulla. Reaktorin poistokaasut, jotka 20 sisältävät tyypillisesti korkeintaan noin 1 % melamiinia, tasapainon ollessa ammoniakin, hiilidioksidin ja reagoimattoman urean puolella, erotetaan melamiinisulat :eesta reaktorin 1 yläosassa ja johdetaan absorptiolaitteeseen 4, jossa melamiini oi etaan . talteen poistokaasuista käyttämällä sulanutta ureaa, joka on johdettu urealaitoksesta » . .According to Fig. 1, a urea melt containing small amounts of absorbed melamine from an absorber 154 and ammonia, preferably hot ammonia, is fed to the melamine reactor 1 through different tubes. Reactor conditions: conditions of a typical high pressure process, e.g. the temperature is 360-470 ° C and the pressure is 5-15 MPa. The temperature is preferably about 400 ° C and the pressure about 10 MPa. Heating is achieved by means of internal heating elements. The reactor effluent gases, typically containing up to about 1% melamine, equilibrated with ammonia, carbon dioxide, and unreacted urea, are separated from the melamine melt at the top of reactor 1 and fed to an absorber 4 where the melamine is ethane. recovered from the off-gases using melted urea derived from a urea plant ». .

absorbenttina.absorbent.

25 Absorptiolaitteessa 4 melamiinia absorboidaan poistokaasuista vastavirtaan toimivassa suorakosketusjärjestelmässä, minkä jälkeen urea-absorbentti lauhduietaan erillisessä lauhduttimessa. Voidaan käyttää yksi- tai kaksivaiheista absorboijaa. Jotta . varmistutaan siitä, että kaikki poistokaasut jäähtyvät riittävästi melamiinin taite enot- toa ajatellen, kaksivaiheinen absorboija on kuitenkin edullinen. Poistokaasuki sitte-30 lyn pääasiallisena tarkoituksena on melamiinin talteenotto. Muita tarkoituksin ovat ureasulatteen esilämmitys, poistokaasujen jäähdytys ja veden poistaminen maasta. Edellä kuvatun poistokaasukäsittelyn etuja aiemmin tunnettuihin järjestelmiin verrattuna ovat esillä olevan jäijestelmän yksinkertaisuus, se, ettei tarvita pumppi ja tai sekoittuma, sen alhaisempi (tyypillisesti vain muutamia minuutteja) viipyin; iaika, 35 paremman vedenpoiston ureasta aikaansaaminen ja urean esilämmitys korkeampaan 9 107257 lämpötilaan ja tarve johtaa melamiinireaktoriin vähemmän lämpöä. Absorptiolait-teen käyttöpaine on edullisesti sama kuin melamiinireaktorin paine, so. 5-15 MPa, edullisesti noin 10 MPa. Absorptiolaitteen käyttölämpötila on 180-260 °C, edullisesti 230-240 °C. Poistokaasukäsittelyn urealauhduttimesta talteenotettu lämpö voi-5 daan käyttää tuoreen nesteytetyn ammoniakin haihduttamiseen. Kuten kuviossa 1 on esitetty, haihdutettua ammoniakkia ylikuumennetaan lisäksi kuumalla suolalla, jolloin saadaan kuumaa ammoniakkia reaktoriin 1 syöttämistä varten.In the absorber 4, the melamine is absorbed in a direct contact system upstream of the exhaust gases, whereupon the urea absorber is condensed in a separate condenser. One or two stage absorbers may be used. In order. it is ensured that all the exhaust gases are sufficiently cooled for the absorption of melamine, but a two-phase absorber is preferred. The main purpose of the exhaust gas after-30 is to recover melamine. Other purposes include preheating the urea melt, cooling the exhaust gases and dewatering the soil. The advantages of the above-described exhaust gas treatment over previously known systems include the simplicity of the present rigid system, the fact that no pump and / or mixing is required, its lower (typically only a few minutes) delayed; time, 35 to achieve better dewatering of urea and preheat of urea to a higher temperature of 9,107,257 and the need to deliver less heat to the melamine reactor. The operating pressure of the absorption device is preferably the same as that of the melamine reactor, i.e. 5 to 15 MPa, preferably about 10 MPa. The operating temperature of the absorption device is 180-260 ° C, preferably 230-240 ° C. The heat recovered from the exhaust gas treatment urea condenser can be used to evaporate the fresh liquefied ammonia. Further, as shown in Figure 1, the evaporated ammonia is overheated with hot salt to provide hot ammonia for feeding to reactor 1.

Reaktorista 1 saatu melamiinisulate johdetaan haihduttimeen 2. Haihduttimen lämpötila on 290-410 °C, ja se voi olla esimerkiksi noin 350 °C, ja paine on 0, Ι-ΙΟ 1,5 MPa, edullisesti 0,2-1 MPa. Kuviossa 1 esitetyn mukaisen järjestelmän haihduttimen paine on edullisesti noin 0,7 MPa. Haihdutinta voidaan lämmittää esimerkiksi sisäisillä lämmityselementeillä. Ammoniakkikaasua syötetään haihduttimeen melamiinin haihduttamiseksi. Haihduttimeen syötettävä ammoniakkikaasu voi olla ylikuumennettua ammoniakkikaasua, jonka lämpötila on noin 540 °C. Ammo-15 niakin ja melamiinin välinen moolisuhde haihduttimessa on edullisesti 1:1-10:1, edullisemmin 3:1-7:1. Hakijoiden aiempaan patenttijulkaisuun FI 96028 verrattuna esillä olevan keksinnön mukaista haihdutinta käytetään merkittävästi pienemmässä paineessa ja lämpötilassa, ja sen ammoniakki/melamiinimoolisuhde on pienempi. Pienempi paine ja ammoniakin pienempi ylimäärä edistävät polymerointireaktioita 20 pakottamalla ammoniakkia pois melamiinista ja siirtämällä reaktiotasapainoa takaisin melamiinin suuntaan.The melamine melt from Reactor 1 is fed to evaporator 2. The temperature of the evaporator is 290-410 ° C and may be, for example, about 350 ° C, and the pressure is from 0, Ι-ΙΟ 1.5 MPa, preferably from 0.2 to 1 MPa. The evaporator pressure of the system shown in Figure 1 is preferably about 0.7 MPa. The evaporator can be heated, for example, by internal heating elements. Ammonia gas is fed to the evaporator to evaporate the melamine. The ammonia gas supplied to the evaporator may be an overheated ammonia gas having a temperature of about 540 ° C. The molar ratio of Ammonium-15 to niacin in the evaporator is preferably 1: 1 to 10: 1, more preferably 3: 1 to 7: 1. Compared to Applicants' earlier patent publication FI 96028, the evaporator of the present invention is used at significantly lower pressure and temperature and has a lower ammonia / melamine molar ratio. Lower pressure and reduced excess ammonia promote polymerization reactions 20 by forcing ammonia out of the melamine and shifting the reaction equilibrium back toward the melamine.

Melamiinia ja ammoniakkia sisältävä kaasuseos johdetaan haihduttimesta 2 jääh-dyttimeen 3. Samalla jäähdyttimeen johdetaan jäähdytysainetta, joka saatetaan suo-’·' raan kosketukseen kaasuseoksen kanssa. Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa 25 jäähdytysaine on nesteytettyä ammoniakkia. Hallituessaan nesteytetty ammoniakki sitoo melamiinin jäähdytyksessä ja kiteytyksessä vapautuvan lämmön. Ammoniakki-kaasu, joka on johdettu jäähdyttimeen yhdessä melamiinin ja haihdutetun jäähdy-tysaineammoniakin kanssa, poistuu jäähdyttimen yläosasta. Jäähdyttimen paine on 0,1-1,5 MPa, edullisesti 0,2-1 MPa, ja lämpötila on 0-250 °C, edullisesti 30-“ ··· 30 230 °C. Kuviossa 1 esitetyn järjestelmän mukaisen jäähdyttimen paine on edullisesti noin 0,7 MPa. Tässä haihduttavassa ammoniakkijäähdytyksessä ei ole läsnä nestev-" tettyä ammoniakkia, ja jäähdytin ja kiteiden erotus voidaan yhdistää yhdeksi esi merkiksi syklonityyppiseksi laitteistoksi. Jäähdyttimestä poistettu ammoniakki-kaasuosuus lauhdutetaan, jolloin muodostuu nesteytettyä ammoniakkia käytettäväksi 35 uudelleen jäähdytinaineenajäähdyttimessä. Ammoniakkijäähdytyksestä talteenotettu lämpö voidaan käyttää haihduttimeen johdettavan ammoniakin lämmittämiseen.A gas mixture containing melamine and ammonia is passed from evaporator 2 to condenser 3. At the same time, coolant is introduced into the condenser, which is brought into direct contact with the gas mixture. In the embodiment shown in Figure 1, the refrigerant is liquefied ammonia. When controlled, the liquefied ammonia binds the heat released by the melamine during cooling and crystallization. The ammonia gas introduced into the condenser together with the melamine and evaporated refrigerant ammonia is discharged from the top of the condenser. The cooler pressure is 0.1-1.5 MPa, preferably 0.2-1 MPa, and the temperature is 0-250 ° C, preferably 30- “··· 30 230 ° C. The pressure of the radiator of the system shown in Figure 1 is preferably about 0.7 MPa. In this evaporative ammonia cooling, no liquid ammonia is present, and the separation of the condenser and the crystals can be combined, for example, into a cyclone-type apparatus. .

10 10725710 107257

Melamiini otetaan talteen kiteinä, joiden puhtaus on yhtä korkea kuin hakijoiden patenttijulkaisun FI96028 mukaisesti valmistetulla melamiinilla.The melamine is recovered as crystals of the same purity as the melamine prepared according to the applicant's patent publication FI96028.

Kuviossa 2 esitetään esillä olevan keksinnön mukaisen prosessin toinen suoritusmuoto. Toiston välttämiseksi esitetään vain edellä kuvatusta poikkeavat piirteet. 5 Poistokaasun käsittelyosastossa urealauhduttimesta talteenotettu lämpö käytetään höyiyntuotantoon. Haihduttimen 2 käyttöpaine on noin 0,5 MPa. JäähdyttinLen 3 käyttöpaine on noin 0,5 MPa. Tämän lisäksi kuviossa 2 esitetyn suoritusmuodon mukaan jäähdytysaine on ammoniakkikaasua. Jäähdyttimestä poistettu ammoniakki-kaasuosuus jäähdytetään, jolloin muodostuu ammoniakkikaasua käytettäväksi uudel-10 leen jäähdytysaineena jäähdyttimessä. Anunoniakkijäähdytyksestä talteenotettu lämpö voidaan hyödyntää tuoreen nesteytetyn ammoniakin esilämmityksessä, minkä jälkeen ammoniakki ylikuumennetaan, esimerkiksi kuumalla suolalla, ja syötetään sitten melamiinireaktoriin 1. Jäähdyttimestä poistettu ammoniakkikaasujäännö:i ylikuumennetaan, esimerkiksi kuumalla suolalla, ja syötetään haihduttimeen 2.Figure 2 illustrates another embodiment of the process of the present invention. To avoid repetition, only features other than those described above are shown. 5 In the waste gas treatment section, the heat recovered from the urea condenser is used for steam production. The operating pressure of the evaporator 2 is about 0.5 MPa. The operating pressure of the cooler 3 is about 0.5 MPa. In addition, according to the embodiment shown in Figure 2, the refrigerant is ammonia gas. The ammonia gas portion removed from the condenser is cooled to form ammonia gas for use as a refrigerant in the condenser. The heat recovered from the anunion cooling can be utilized in preheating fresh liquefied ammonia, after which the ammonia is superheated, for example with hot salt, and then fed to the melamine reactor 1. The ammonia gas residue removed from the condenser is superheated, e.g.

« · j«· J

Claims (18)

107257107257 1. Menetelmä melamiinin valmistamiseksi ureasta, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: a) sulaa ureaa ja kuumaa ammoniakkikaasua johdetaan melamimireaktoriin, jon-5 ka paine on välillä 5-15 MPa ja lämpötila on välillä 360-470 °C, sulan melamiinin ja poistokaasujen saamiseksi; b) poistokaasut erotetaan mainitusta sulasta melamiinista; c) mainittu sula melamiini ja ammoniakkikaasua johdetaan haihduttimeen, jonka paine on välillä 0,1-1,5 MPa ja lämpötila on välillä 290-410 °C, melamiinia sisältä- 10 vän kaasuseoksen saamiseksi; ja d) mainittu melamiinia sisältävä kaasuseos johdetaan jäähdyttimeen, jonka paine on välillä 0,1-1,5 MPa ja lämpötila on välillä 0-250 °C, kaasumaisen melamiinin muuttamiseksi kiinteäksi erittäin puhtaaksi melamiiniksi.A process for the production of melamine from urea, characterized in that it comprises the following steps: a) Melted urea and hot ammonia gas are introduced into a melamine reactor at a pressure of 5-15 MPa and a temperature of 360-470 ° C; for obtaining exhaust gases; b) separating the exhaust gases from said molten melamine; c) introducing said molten melamine and ammonia gas into an evaporator at a pressure between 0.1 and 1.5 MPa and a temperature between 290 and 410 ° C to obtain a gas mixture containing melamine; and d) introducing said melamine-containing gas mixture into a condenser at a pressure between 0.1 and 1.5 MPa and a temperature between 0 and 250 ° C to convert the gaseous melamine to a solid, high purity melamine. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihduttanen 15 paine on välillä 0,2-1,0 MPa.Process according to Claim 1, characterized in that the evaporating pressure 15 is between 0.2 and 1.0 MPa. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihduttanen paine on välillä 0,4-0,8 MPa.Process according to Claim 2, characterized in that the evaporating pressure is between 0.4 and 0.8 MPa. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haihduttanen lämpötila on välillä 300-400 °C.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the evaporation temperature is between 300 and 400 ° C. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että am moniakin ja melamiinin välinen moolisuhde haihduttimessa on 1:1 -10:1.Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the molar ratio of ammonia to melamine in the evaporator is 1: 1 to 10: 1. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu moolisuhde on 3:1 - 7:1.Process according to claim 5, characterized in that said molar ratio is from 3: 1 to 7: 1. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yli- .. 25 kuumennettua ammoniakkia johdetaan haihduttimeen. • ·Process according to one of Claims 1 to 6, characterized in that more than 25 heated ammonia are introduced into the evaporator. • · 8. Jonkin patenttivaatimuksen mukainen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysainetta johdetaan jäähdyttimeen ja jäähdytysaine saatetaan suoraan kosketukseen melamiinia sisältävän kaasun kanssa.Process according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the refrigerant is introduced into the condenser and the refrigerant is brought into direct contact with the melamine-containing gas. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu jääh- < 30 dytysaine on nesteytettyä ammoniakkia. 107257Process according to Claim 8, characterized in that said refrigerant is liquefied ammonia. 107257 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasumaista ammoniakkia poistetaan jäähdyttimestä ja ainakin osa siitä lauhdutetaan, jolloin muodostuu nesteytettyä ammoniakkia käytettäväksi uudelleen jäähdytysaiieena jäähdyttimessä.Process according to Claim 9, characterized in that the gaseous ammonia is removed from the condenser and at least part of it is condensed to form liquefied ammonia for re-use as a refrigerant in the condenser. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ammoniakin jäähdytyksessä talteenotettua lämpöä käytetään mainittuun haihduttimeen johdettavan ammoniakin lämmittämiseen.A process according to claim 10, characterized in that the heat recovered by cooling the ammonia is used to heat the ammonia fed to said evaporator. 12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu jääh-dytysaine on kaasumaista ammoniakkia.A process according to claim 8, characterized in that said refrigerant is gaseous ammonia. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasumaista ammoniakkia poistetaan jäähdyttimestä ja ainakin osa siitä jäähdytetään, jolloin muodostuu kaasumaista ammoniakkia käytettäväksi uudelleen jäähdytysameena jäähdyttimessä.Process according to Claim 12, characterized in that the gaseous ammonia is removed from the condenser and at least a portion thereof is cooled to form gaseous ammonia for use as a refrigeration vessel in the condenser. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ammoniakin 15 jäähdytyksessä talteenotettua lämpöä käytetään mainittuun melamiinireaktoriii johdettavan ammoniakin lämmittämiseen.Process according to claim 13, characterized in that the heat recovered by cooling the ammonia 15 is used to heat the ammonia fed to said melamine reactor. 15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut sulasta melamiinista erotetut poistokaasut johdetaan absorptiolaitteoseen poistokaasuissa läsnäolevan melamiinin talteenottamiseksi. ; 20 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että melaniini absorboidaan poistokaasuista vastavirtaan toimivassa suorakosketusjärjestelraässä, jossa urea on absorbenttina, jota seuraa absorbentin lauhduttaminen lauhduttimessa.A method according to any one of the preceding claims, characterized in that said exhaust gases separated from the molten melamine are led to an absorber unit to recover the melamine present in the exhaust gases. ; 16. A method according to claim 15, characterized in that the melanin is absorbed in a direct-contact system operating upstream of the exhaust gases, wherein the urea is in the form of an absorbent followed by condensation of the absorbent in the condenser. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että urean auh-duttimesta talteenotettua lämpöä käytetään mainittuun melamiinireaktoriin johcetta- 25 van ammoniakin lämmittämiseen. • · -*Process according to claim 16, characterized in that the heat recovered from the urea condenser is used to heat the ammonia fed to said melamine reactor. • · - * 18. Jonkin patenttivaatimuksen 15-17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että absorptiolaite toimii olennaisesti samassa paineessa kuin melamiinireaktori ja lämpötilassa, joka on välillä 180-260 °C. 13 107257Process according to one of Claims 15 to 17, characterized in that the absorber operates at substantially the same pressure as the melamine reactor and at a temperature between 180 and 260 ° C. 13 107257
FI982847A 1998-12-31 1998-12-31 Process for the preparation of melamine FI107257B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982847A FI107257B (en) 1998-12-31 1998-12-31 Process for the preparation of melamine
EP99965593A EP1140869A1 (en) 1998-12-31 1999-12-29 High-pressure process for the preparation of melamine from urea
PCT/FI1999/001090 WO2000040567A1 (en) 1998-12-31 1999-12-29 High-pressure process for the preparation of melamine from urea
AU21118/00A AU2111800A (en) 1998-12-31 1999-12-29 High-pressure process for the preparation of melamine from urea
US10/303,787 US20030083496A1 (en) 1998-12-31 2002-11-26 High-pressure process for the preparation of melamine from urea

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982847A FI107257B (en) 1998-12-31 1998-12-31 Process for the preparation of melamine
FI982847 1998-12-31

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI982847A0 FI982847A0 (en) 1998-12-31
FI982847A FI982847A (en) 2000-07-01
FI107257B true FI107257B (en) 2001-06-29

Family

ID=8553237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI982847A FI107257B (en) 1998-12-31 1998-12-31 Process for the preparation of melamine

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1140869A1 (en)
AU (1) AU2111800A (en)
FI (1) FI107257B (en)
WO (1) WO2000040567A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1404799A1 (en) 2001-06-22 2004-04-07 The Procter & Gamble Company Fabric care compositions for lipophilic fluid systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1695564A1 (en) * 1966-07-22 1971-05-06 Nissan Chemical Ind Ltd Process for the production of melamine of high purity
US4565867A (en) * 1984-01-05 1986-01-21 Melamine Chemicals, Inc. Anhydrous high-pressure melamine synthesis
FI96028C (en) * 1993-07-01 1996-04-25 Kemira Oy Process for making melamine
NL1002669C2 (en) * 1996-03-21 1997-09-23 Dsm Nv Process for the preparation of melamine.

Also Published As

Publication number Publication date
FI982847A0 (en) 1998-12-31
EP1140869A1 (en) 2001-10-10
FI982847A (en) 2000-07-01
AU2111800A (en) 2000-07-24
WO2000040567A1 (en) 2000-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2161608C2 (en) Non-catalytic method for production of high-purity melamine at high pressure
FI96028C (en) Process for making melamine
CA2264135C (en) Process for the preparation of urea
RU2552650C2 (en) Method for producing high-grade melamine with low energy consumption and equipment for implementing this method
NZ298387A (en) Process for the preparation of high-purity melamine
ITMI20011216A1 (en) IMPROVED PROCEDURE FOR THE PRODUCTION WITH HIGH MELANINE YIELDS
EP0808836B1 (en) Method for the preparation of melamine
PL166897B1 (en) Method for making urea
NO163098B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING UREA.
WO2016099269A1 (en) Process for urea production
US6114579A (en) Process for the preparation of urea
EP2521710B1 (en) A urea stripping process for the production of urea
FI107257B (en) Process for the preparation of melamine
KR20050033627A (en) Process for increasing the capacity of a urea plant
KR920001740B1 (en) A continuous process for producing melamine and a plant-system for producing melamine
CN101903361A (en) Process for the preparation of melamine
WO2003095516A1 (en) Process for the production of melamine from urea, and particularly to obtain melamine-free off-gas in the first separation step
US20030083496A1 (en) High-pressure process for the preparation of melamine from urea
RU2105717C1 (en) Method for production of potassium sulfate
AU715825B2 (en) Method for the preparation of melamine
US3232983A (en) Urea synthesis
US3232982A (en) Urea synthesis
RU2117002C1 (en) Method of carbamide synthesis
EA007593B1 (en) Method for the production of an aqueous hydroxylamine solution
Warren Methods For The Manufacture Of Urea