FI107258B - Menetelmä melamiinia sisältävän aineosan erottamiseksi kaasuväliaineesta ja laite menetelmän toteuttamiseksi - Google Patents

Description

107258

Menetelmä melamiinia sisältävän aineosan erottamiseksi kaasuväliaineesta ja laite menetelmän toteuttamiseksi - Förfarande för separering av en komponent innehällande melamin frän ett gashaltigt medium och en anordning för ut-övande av förfarandet 5

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää melamiinia sisältävän aineosan erottamiseksi kaasuväliaineesta kiteyttämällä. Keksintö koskee myös laitetta menetelmän toteuttamiseksi.

Aineosien erottaminen kiteyttämällä voidaan tunnetusti suorittaa ylikyllästämällä 10 kiteytettävä tuoteaineosa nestemäisessä tai kaasumaisessa liuottimessa kiteyttimessä.

Ylikyllästyminen saadaan aikaan jäähdyttämällä neste tai haihduttamalla liuotin tai käyttämällä lämmönsiirtoa kiteyttimen sisäosien läpi.

Patenttijulkaisussa FI 96028 (KEMIRA OY) esitetään menetelmä erittäin puhtaan kiteisen melamiinin valmistamiseksi. Tässä menetelmässä on vaihe, jossa kaasuseos-15 ta, jossa on melamiinia ja ammoniakkia, syötetään kiteyttimeen. Melamiinin kiteytyminen saadaan aikaan johtamalla kiteyttimeen jäähdytysnestettä - vettä tai nestey-tettyä ammoniakkia. Haihtuessaan jäähdytysneste sitoo melamiinin jäähtyessä ja kiteytyessä vapautuvan lämmön. Tällaisessa kiteytysmenetelmässä, samoin kuin muissakin jäähdytyskiteytysmenetelmissä, eniten ylikyllästymistä tapahtuu kiteytti-20 men kylmimmissä kohdissa, so. kiteyttimen seinissä ja sisäosissa, jolloin näille pinnoille muodostuu kidekasvua. Tällainen kidekasvu vaikeuttaa kiteyttimen toimintaa ja tuotteen käsittelyä. Täten seiniin ja sisäosiin muodostuva kidekasvu on pääosassa kiteyttimiä suunniteltaessa.

Täten esillä olevan keksinnön tarvoitteena on saada aikaan kiteytysmenetelmä, jossa 25 vältytään kiteyttimen seiniin ja sisäosiin muodostuvalta kidekasvulta ja jossa tuotteen laatu ja käsittely ovat parantuneet ja kiteyttimen käyttö helpottunut. Lisäksi keksinnön tavoitteena on saada aikaan laite keksinnön mukaisen menetelmän suorittamista varten.

Täten keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukaan saadaan aikaan menetelmä me-30 lamiinia sisältävän aineosan erottamiseksi kaasumaisesta väliaineesta kiteyttämällä, jossa menetelmässä mainitun erotettavan aineosan sisältävää kaasumaista väliainetta ruiskutetaan kiteyttimessä olevaan jäähdytysnesteeseen vapaasti liikkuvien höyry-kuplien muodostamiseksi, jotka jäähdytettäessä saavat aikaan mainitun kiteytyvän 107258 2 aineosan ylikyllästymistä ja sen jälkeen mainitun aineosan kiteytymistä va päästi liikkuvien höyrykuplien faasirajapinnalle jäähdytysnesteessä.

Edullisen suoritusmuodon mukaan kaasuväliaineessa on kiteytettävän aineosan lisäksi myös lauhdutettavan liuottimen höyryä. Kiteytettävä aineosa voidaan toil aittaa 5 laimennettuna aineosana mainitussa kaasuväliaineessa, jonka pääaineosa on la ihdu-tettava liuotin.

Jäähdytysneste on edullisesti kaasuväliaineen lauhdutettavaa liuotinta nesteenä.

Jäähdytysnesteen lämpötila on alhaisempi kuin nesteen kiehumispiste jäljesti Imän paineessa.

10 Keksinnön mukaan kiteytettävä aineosa sisältää melamiinia ja lauhdutettava liuotin ja jäähdytysneste edullisesti ammoniakkia. Näin ollen keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa melamiininvalmistusmenetelmän, esimerkiksi patenttijulkaisussa FI96028 kuvatun menetelmän, kiteytysvaiheeseen.

Kuplat muodostetaan edullisesti ruiskuttamalla kaasuväliaine jäähdytysnesteeseen 15 upotetun suuttimen läpi.

Kaasuväliaine ja jäähdytysneste voidaan syöttää kiteyttimeen vastavirtaan.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä on erityisen käyttökelpoinen erotettaessa kaasuväliaineesta vähintään kaksi aineosaa.

Keksinnön toisen näkökohdan mukaan saadaan aikaan laite keksinnön mukiisen 20 menetelmän toteuttamiseksi. Keksinnön mukainen laite sisältää astian, jossa on ensimmäinen tuloelin kaasuväliainetta varten, toinen tuloelin jäähdytysnestettä v irien ja poistoelin kiteytynyttä aineosaa varten, jolloin ensimmäisessä tuloelimessä ki .asu-väliainetta varten on astian sisäpuolelle asetettu suurin, jossa on kotelo, suuttmen tuloaukko, suuttimen poistoaukko ja sisäinen jakoseinä, joka ohjaa suuttuneen joh-25 dettua kaasuväliainetta ja muodostaa labyrintin, joka yhdistää suuttimen tuloa ikon ja suuttimen poistoaukon toisiinsa.

Kotelon ulkoseinät on edullisesti valmistettu lämpöä eristävästä materiaalista ympäristöön joutuvien lämpöhäviöiden välttämiseksi.

Sisäinen jakoseinä on edullisesti valmistettu lämpöä johtavasta materiaalista, ja se 30 ulottuu suuttimen kärkeen asti. Tämä jakoseinämateriaali johtaa lämpöä suuttimen tuloaukon läpi kulkevasta kuumasta kaasusta suuttimen kärkeen.

107258 3

Suuttimessa voi lisäksi olla mäntä, joka voi liikkua kotelossa edestakaisin.

, Eräs esillä olevan keksinnön eduista on se, että kiteyttimen seinillä ja sisäosissa ei esiinny kidekasvua. Esillä olevan keksinnön ansiosta kiteytyminen tapahtuu vapaasti liikkuvien höyrykuplien faasirajapinnalla alijäähtyneessä liuottimessa. Rajapinnalla 5 muodostuvat kiteet siepataan ja kerätään välittömästi nestefaasiin. Kidekasvu pysähtyy alijäähtyneessä nestefaasissa, jolloin hiukkaskoot ovat pienet.

Toisena etuna on se, että suhteellisen korkeat lämmönsiirtonopeudet nesteen ja kaasun välisellä rajapinnalla varmistavat kaasusyötön nopean jäähtymisen kiehumispisteeseen ja sublimointilämmön siirtymisen ja korkeat ylikyllästystasot. Tämän 10 seurauksena ytimenmuodostusnopeudet ovat korkeita, ja täten muodostuu pieniä kiteitä.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti esillä olevan keksinnön mukainen edullinen ki-15 teytyslaite, ja kuviossa 2 esitetään esillä olevan keksinnön mukaisen kiteytyslaitteen edullisen suuttimen osittainen poikkileikkaus.

Kuvioon 1 viitaten, keksinnön mukaisessa laitteessa on suljettu, pystyasennossa oleva lieriömäinen astia 1, jossa on tuloaukko 2 jäähdytysnestettä varten ja poistoaukko 20 3 lietteen, joka sisältää kiteytynyttä tuoteyhdistettä, eli melamiinia, ja jäähdytysnes tettä (esim. ammoniakkia), poistamista varten. Astia on täytetty jäähdytysnesteellä. Neste johdetaan astiaan lämpötilassa, joka on selvästi nestefaasin kiehumispisteen alapuolella järjestelmän paineessa ja riittävän suurella virtausnopeudella kaasufaa-sista siirretyn lämmön poistamiseksi koko astiatilavuudesta.

25 Kiteytettävän yhdisteen, eli melamiinin, ja lauhdutettavan liuottimen (esim. aramo-λ . niakin) höyryä pääaineosana sisältävä kuumennettu kaasuseos ruiskutetaan astiaan nesteeseen upotetun labyrinttisuuttimen 4 läpi. Suuttimen kärkeen muodostuu höy-rykuplia, jotka jäähtyvät ja lopulta lauhtuvat noustessaan nesteen läpi. Kuplien höy-ryfaasin jäähtyminen ja tämän lisäksi liuottimen lauhtuminen saavat aikaan ylikyl-3 0 lästymistä j a tämän seurauksena tuoteyhdisteen kiteytymistä kuplan pinnalle.

Tuoteyhdisteen sublimaatioentalpia, kaasumaisen liuottimen lauhtumislämpö ja * - syötetyn kaasuseoksen latenttilämpö siirtyvät astian täyttävään nesteeseen. Järjes- 107258 4 telmän paine ja liuotinyhdiste valitaan siten, että saadaan aikaan tuoteyhdi steen kylläinen höyrynpaine, joka on alempi kuin kaasufaasin alkuperäinen osa paine kuplan pintaolosuhteissa. Syöttökoostumus, nesteen kiehumispiste ja jäijesrilmän paine määräävät kuplan pintaolosuhteet.

5 Faasirajapinnalla muodostuneet kiteet siepataan ja kootaan nestefaasiin välittön lästi.

Kuviossa 2 esitetään labyrinttisuuttimen edullinen rakenne. Suuttimessa 4 on kotelo 5, joka on varustettu suuttunen tuloaukolla 6 ja suuttimen poistoaukolla 7. Täm in lisäksi suutin sisältää lämpöä johtavasta materiaalista valmistetun sisäisen lieriömäisen rivan 8. Tämän suuttunen labyrinttirakenteen tarkoituksena on johtaa kuumasta 10 kaasuseoksesta niin paljon lämpöä suuttimen kärkeen 9 kuin mahdollista, jotta ^ eitetään ruiskutetun kaasuseoksen jäähtymisestä aiheutuva kiteiden muodostuminen suuttimen seiniin. Kotelon ulkoseinät 10, 11 on valmistettu lämpöä eristävästä materiaalista ympäristöön joutuvien lämpöhäviöiden välttämiseksi.

Kotelon 5 takaosassa on mäntäventtiili 12, jonka avulla suurin voidaan sulkea τηρεί 5 asti ja helposti painamalla mäntä sisäisen rivan 8 takaosaa vasten.

Claims (12)

107258 , 1. Menetelmä melamiinia sisältävän aineosan erottamiseksi kaasuväliaineesta ki teyttämällä, tunnettu siitä, että mainitun erotettavan aineosan sisältävää kaasuväli-ainetta ruiskutetaan kiteyttimessä olevaan jäähdytysnesteeseen, jolloin muodostuu 5 vapaasti liikkuvia höyrykuplia, jotka jäähtyessään saavat aikaan mainitun kiteytyvän aineosan ylikyllästymistä ja tämän jälkeen mainitun aineosan kiteytymisen jäähdytysnesteessä vapaasti liikkuvien höyrykuplien faasirajapinnalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuväli-aineessa on kiteytettävää aineosaa ja lauhdutettavan liuottimen höyryä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lauhdutettava liuotin on kaasuväliaineen pääaineosa.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysneste sisältää kaasuväliaineen lauhdutettavaa liuotinta nesteenä.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 jäähdytysnesteen lämpötila on alempi kuin nesteen kiehumispiste jäijestelmän paineessa.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lauhdutettava liuotin ja jäähdytysneste sisältävät ammoniakkia.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 kuplat muodostetaan ruiskuttamalla kaasuväliaine jäähdytysnesteeseen upotetun * suuttimen läpi.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuväliaine ja jäähdytysneste syötetään kiteyttimeen vastavirtaan.

9. Laite missä tahansa patenttivaatimuksista 1-8 määritellyn mukaisen menetel- > 25 män toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että laitteessa on astia (1), jossa on ensimmäi nen tuloelin (4) kaasuväliainetta varten, toinen tuloelin (2) jäähdytysnestettä varten ja poistoelin (3) kiteytettyä aineosaa varten, jossa mainitussa ensimmäisessä tulo-elimessä kaasuväliainetta varten on astian sisäpuolelle asetettu suutin (4), jossa on kotelo (5), suuttimen tuloaukko (6), suuttimen poistoaukko (7) ja sisäinen jakoseinä 30 (8), joka ohjaa suuttuneen johdettua kaasuväliainetta ja muodostaa suuttimen tulo- .. aukon ja suuttimen poistoaukon yhdistävän labyrintin. Ί07258

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että kotelon (5) ulkoseinät (10, 11) on valmistettu lämpöä eristävästä materiaalista.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että sisäinen jako-seinä (8) on valmistettu lämpöä johtavasta materiaalista, ja se ulottuu suuttime; ι kär- 5 keen (9) asti.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 9-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutti-messa on lisäksi mäntä (12), joka voi liikkua kotelossa edestakaisin.