ITMI20071363A1

ITMI20071363A1 - IMPROVED PROCESS FOR RETENTED TREATMENT IN A MELAMINE PRODUCTION PLANT

Info

Publication number: ITMI20071363A1
Authority: IT
Inventors: Giovanni Morello; Sergio Noe; Roberto Santucci
Original assignee: Eurotecnica Melamine Luxembour
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2009-01-10
Also published as: AR071539A1; WO2009007813A1; TW200911764A

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale DESCRIPTION of the industrial invention

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un processo per incrementare l'efficienza dell'impianto di produzione della melammina con aumento globale di resa. The present invention relates to a process for increasing the efficiency of the melamine production plant with an overall increase in yield.

La presente invenzione si inserisce nel settore tecnico della produzione di melammina a partire da urea. The present invention is part of the technical sector of the production of melamine starting from urea.

In particolare, la presente invenzione si propone di migliorare l'operazione di demolizione delle OAT (acronimo che indica le OssiAmminoTriazine: cioè l'insieme dell 'ammelide e dell'ammelina) rispetto all'attuale stato dell'arte, ottenendo contemporaneamente oltre ad una diminuzione dei costi di demolizione anche un aumento di resa dell'intero processo di produzione della melammina. In particular, the present invention aims to improve the demolition operation of the OAT (acronym indicating the OssiAmminoTriazine: that is the set of ammelide and ameline) compared to the current state of the art, obtaining at the same time in addition to a decrease in demolition costs also an increase in yield of the entire melamine production process.

Come ben noto, tutti i processi di sintesi della melammina da urea operano a temperature superiori a 360°C e si dividono in due categorie: As is well known, all melamine synthesis processes from urea operate at temperatures above 360 ° C and are divided into two categories:

- i processi ad alta pressione, in fase liquida, nei quali la pressione di reazione viene mantenuta al di sopra di 70 bar e le reazioni che portano alla formazione della melammina avvengono in assenza di catalizzatori; - high pressure processes, in the liquid phase, in which the reaction pressure is maintained above 70 bar and the reactions that lead to the formation of melamine take place in the absence of catalysts;

- i processi a bassa pressione, in fase gassosa, nei quali la pressione di reazione è inferiore a 10 bar e le reazioni che portano alla formazione della melammina avvengono in presenza di un catalizzatore solido . - low pressure processes, in the gaseous phase, in which the reaction pressure is less than 10 bar and the reactions that lead to the formation of melamine take place in the presence of a solid catalyst.

Per entrambe le categorie di processi, la reazione che, partendo da urea, porta alla formazione di melammina è rappresentata, nella sua globalità, dalla seguente equazione stechiometrica (1): For both categories of processes, the reaction that, starting from urea, leads to the formation of melamine is represented, as a whole, by the following stoichiometric equation (1):

(1) (1)

La reazione è endotermica, quasi totalmente spostata verso destra (reazione praticamente irreversibile) ed è caratterizzata dalla formazione di una elevata quantità di sottoprodotti gassosi. The reaction is endothermic, almost totally shifted to the right (practically irreversible reaction) and is characterized by the formation of a high quantity of gaseous by-products.

La corrente contenente i prodotti di reazione uscente dal reattore contiene, oltre ad urea non completamente convertita, anche una certa quantità di sottoprodotti costituiti da intermedi di reazione non completamente trasformati in melammina e da composti provenienti da reazioni successive coinvolgenti la melammina stessa. The stream containing the reaction products leaving the reactor contains, in addition to not completely converted urea, also a certain amount of by-products consisting of reaction intermediates not completely transformed into melamine and of compounds deriving from subsequent reactions involving the melamine itself.

Esempi tipici delle due specie di sottoprodotti sono rispettivamente l'ammelina e l'ammelide (indicate globalmente con il termine OAT, acronimo di OssiAmminoTriazine) e i policondensati (principalmente melam e melem) , risultanti dalla condensazione, con deammoniazione, di due o più molecole di melammina. Typical examples of the two species of by-products are respectively ameline and amelide (globally indicated with the term OAT, acronym for OssiAmminoTriazine) and polycondensates (mainly melam and melem), resulting from the condensation, with deamonia, of two or more molecules of melamine.

Questi sottoprodotti accompagnano la melammina uscente dal reattore di sintesi e ne costituiscono le principali impurezze. Essi vengono separati dalla melammina tramite specifici trattamenti di purificazione che caratterizzano i diversi processi di produzione. These by-products accompany the melamine leaving the synthesis reactor and constitute its main impurities. They are separated from the melamine through specific purification treatments that characterize the different production processes.

Nella maggior parte dei processi attualmente utilizzati la corrente uscente dal reattore di sintesi viene posta in contatto con una soluzione acquosa nella quale la melammina viene disciolta e dalla quale la melammina pura viene successivamente separata per cristallizzazione. La soluzione acquosa risultante dopo la separazione della melammina pura, le cosiddette acque madri, contiene però disciolta ancora una quantità di melammina residua non trascurabile (normalmente da 5 a 10 g per litro). In most of the processes currently used, the stream leaving the synthesis reactor is placed in contact with an aqueous solution in which the melamine is dissolved and from which the pure melamine is subsequently separated by crystallization. The aqueous solution resulting after the separation of pure melamine, the so-called mother liquors, however, still contains a non-negligible amount of residual melamine dissolved (normally from 5 to 10 g per liter).

Pertanto per realizzare un processo di produzione caratterizzato da un'elevata resa in melammina è necessario che dette acque madri vengano riciclate in tutto o in parte in un punto opportuno a monte del cristallizzatore. Therefore, to carry out a production process characterized by a high yield of melamine it is necessary that said mother liquors are recycled in whole or in part in a suitable point upstream of the crystallizer.

Il riciclo delle acque madri di cristallizzazione è però condizionato dalla presenza dei sottoprodotti precedentemente citati. Infatti tali sottoprodotti, tipicamente le OAT ed i policondensati, essendo anch'essi disciolti nelle acque madri, possono potenzialmente inquinare il prodotto finale. The recycling of crystallization mother liquors is however conditioned by the presence of the previously mentioned by-products. In fact, these by-products, typically OATs and polycondensates, being also dissolved in the mother liquors, can potentially pollute the final product.

Tra questi sottoprodotti, quelli provenienti dalle successive reazioni coinvolgenti la melammina (tipicamente i policondensati) vengono normalmente eliminati nei processi di purificazione delle acque contenenti la melammina in soluzione e trasformati per la maggior parte nuovamente in melammina con un aumento della resa complessiva del processo di sintesi, e in parte in OAT in proporzioni dipendenti dallo specifico ciclo di purificazione adottato. Among these by-products, those coming from the subsequent reactions involving melamine (typically the polycondensates) are normally eliminated in the purification processes of the waters containing the melamine in solution and transformed for the most part back into melamine with an increase in the overall yield of the synthesis process. , and partly in OAT in proportions depending on the specific purification cycle adopted.

Viceversa i sottoprodotti costituiti dagli intermedi di reazione (tipicamente le OAT), non potendo essere trasformati in melammina nel mezzo acquoso di trattamento, debbono essere continuamente estratti dal ciclo acquoso di purificazione per impedirne l'accumulo che porterebbe, infine, al raggiungimento della soglia di saturazione. Occorre impedire tale evenienza perché, se nella soluzione acquosa circolante la concentrazione di OAT raggiungesse il valore di saturazione, le OAT precipiterebbero insieme con la melammina nel cristallizzatore con conseguente inquinamento del prodotto finale. Conversely, the by-products constituted by the reaction intermediates (typically the OATs), since they cannot be transformed into melamine in the aqueous treatment medium, must be continuously extracted from the aqueous purification cycle to prevent their accumulation which would ultimately lead to the achievement of the saturation. This should be prevented because, if the OAT concentration in the circulating aqueous solution reaches the saturation value, the OATs would precipitate together with the melamine in the crystallizer with consequent pollution of the final product.

L'estrazione delle OAT dal ciclo acquoso di purificazione costituisce una delle maggiori cause di perdita di resa per i processi di sintesi di melammina a partire da urea. The extraction of OAT from the aqueous purification cycle is one of the major causes of yield loss for melamine synthesis processes starting from urea.

Come osservato in precedenza, nei processi di produzione della melammina, le acque madri di cristallizzazione contengono mediamente un residuo di melammina che varia da 5 a 10 g per litro, mentre le OAT sono mediamente presenti in quantità che variano da 3 a 4 g per litro. As noted above, in melamine production processes, crystallization mother liquors contain on average a melamine residue ranging from 5 to 10 g per liter, while OATs are on average present in quantities ranging from 3 to 4 g per liter. .

Ne consegue che se le OAT venissero eliminate attraverso un semplice spurgo delle acque madri, senza alcun trattamento, si avrebbe una perdita di resa addizionale molto superiore a quella corrispondente alle sole OAT. It follows that if the OATs were eliminated through a simple purge of the mother liquors, without any treatment, there would be a loss of additional yield much higher than that corresponding to the OAT alone.

Il trattamento della corrente di spurgo contenente le OAT, finalizzato al recupero del residuo di melammina in essa contenuta, è però un'operazione non semplice e costosa. However, the treatment of the purge stream containing the OATs, aimed at recovering the melamine residue contained therein, is not a simple and expensive operation.

Infatti, per limitare la perdita di melammina presente nella corrente di spurgo, è necessario concentrare il più possibile le OAT nella corrente di spurgo stessa o, meglio ancora, separare le OAT dalle acque madri per precipitazione e successiva filtrazione. Questa operazione, applicata in alcuni impianti, è però assai difficoltosa per la natura colloidale delle OAT che richiede il ricorso ad ausili di filtrazione (quale per esempio la farina fossile) con un risultato pur tuttavia non completamente soddisfacente, come meglio illustrato nel seguito. In fact, to limit the loss of melamine present in the purge stream, it is necessary to concentrate the OATs as much as possible in the purge stream itself or, better still, to separate the OATs from the mother liquors by precipitation and subsequent filtration. This operation, applied in some plants, is however very difficult due to the colloidal nature of the OAT which requires the use of filtration aids (such as, for example, diatomaceous earth) with a result which is however not completely satisfactory, as better illustrated below.

Secondo la procedura di filtrazione, le acque madri di cristallizzazione vengono sottoposte ad un'operazione di distillazione che provvede al completo recupero dell'ammoniaca in esse contenuta (deammoniazione), e quindi le acque uscenti dal fondo della colonna di distillazione preposta a questa specifica operazione vengono raffreddate ed acidificate fino ad un pH inferiore a 7,5 per mezzo di CO2gassosa (neutralizzazione). In queste condizioni le OAT si separano quasi totalmente dalla soluzione acquosa in forma colloidale. A valori di pH inferiori a 7,5 ed alla temperatura di 50 — 60°C la solubilità delle OAT in soluzione acquosa è infatti inferiore a 100 ppm. According to the filtration procedure, the crystallization mother liquors are subjected to a distillation operation that provides for the complete recovery of the ammonia contained in them (de-ammonia), and therefore the water coming out from the bottom of the distillation column in charge of this specific operation. they are cooled and acidified down to a pH below 7.5 by means of CO2gaseous (neutralization). Under these conditions, the OATs almost completely separate from the aqueous solution in colloidal form. At pH values lower than 7.5 and at a temperature of 50 - 60 ° C, the solubility of the OAT in aqueous solution is in fact lower than 100 ppm.

Come detto tale sospensione, essendo di natura colloidale, viene filtrata su speciali filtri in presenza di uno strato di farina fossile che agisce da ausilio di filtrazione. Si ottiene quindi una soluzione acquosa chiarificata contenente la melammina residua di cristallizzazione e meno di 100 ppm di OAT (corrispondenti alla solubilità di queste alla normale temperatura di filtrazione di 50 -60°C). Praticamente tutte le OAT in eccesso rispetto alla frazione solubile vengono trattenute nel panello di filtrazione. As mentioned, this suspension, being colloidal in nature, is filtered on special filters in the presence of a layer of diatomaceous earth which acts as a filtration aid. A clarified aqueous solution is then obtained containing the residual crystallization melamine and less than 100 ppm of OAT (corresponding to the solubility of these at the normal filtration temperature of 50 -60 ° C). Virtually all the OAT in excess of the soluble fraction is retained in the filter cake.

Applicando questo procedimento, le OAT che vengono trattenute nel panello di filtrazione sono presenti in esso in ragione del 30% in peso circa, associate però inevitabilmente ad una certa quantità di melammina solida co-precipitata durante l'acidificazione con C02. Nella pratica industriale la quantità di melammina precipitata e presente nel panello di filtrazione è normalmente inferiore al 50% della quantità di OAT su base secca, quindi notevolmente ridotta rispetto alla quantità di melammina presente nello spurgo tal quale, sempre rispetto alla quantità di OAT. Però la presenza nel panello di filtrazione di un materiale estraneo come l'ausilio di filtrazione rende difficoltoso il recupero o la valorizzazione sia delle OAT, sia della melammina ad esse associata. By applying this procedure, the OATs which are retained in the filter cake are present therein in the ratio of about 30% by weight, but inevitably associated with a certain amount of solid melamine co-precipitated during acidification with C02. In industrial practice, the quantity of melamine precipitated and present in the filter cake is normally less than 50% of the quantity of OAT on a dry basis, therefore considerably reduced compared to the quantity of melamine present in the purge as it is, again compared to the quantity of OAT. However, the presence in the filter cake of a foreign material such as the filtration aid makes it difficult to recover or enhance both the OAT and the melamine associated with them.

Utilizzando tale metodo di separazione delle OAT, oltre alla delicatezza e alle difficoltà insite nell'operazione, nasce comunque il problema di come eliminare il panello di filtrazione senza inquinare 1'ambiente. Using this method of OAT separation, in addition to the delicacy and difficulties inherent in the operation, the problem arises of how to eliminate the filter cake without polluting the environment.

A tale riguardo è particolarmente vantaggioso l'impiego della tecnologica descritta in WO 01/46159, dove è illustrato un procedimento per separare le OAT in sospensione colloidale da correnti acquose contenenti melammina. Secondo detta tecnologia la separazione della sospensione colloidale delle OAT viene effettuata per ultrafiltrazione su membrane porose ceramiche, senza aggiunta di alcuna sostanza estranea. In this regard, the use of the technology described in WO 01/46159 is particularly advantageous, where a process for separating OATs in colloidal suspension from aqueous streams containing melamine is illustrated. According to this technology, the separation of the colloidal suspension of the OAT is carried out by ultrafiltration on porous ceramic membranes, without adding any foreign substance.

Secondo l'operazione descritta in WO 01/46159 si ottengono due correnti acquose: un "permeato" impoverito in OAT ed un "retentato" contenente praticamente tutte le OAT sotto forma di sospensione colloidale concentrata, ma ancora pompabile. According to the operation described in WO 01/46159, two aqueous streams are obtained: a "permeate" depleted in OAT and a "retentate" containing practically all the OAT in the form of a concentrated, but still pumpable, colloidal suspension.

Il permeato, praticamente esente da OAT in quanto, sempre secondo WO 01/46159, ne contiene meno di 100 ppm in soluzione, può essere totalmente riciclato al ciclo acquoso di purificazione e separazione della melammina, ottenendo il completo recupero della melammina in esso contenuta e, nel contempo, evitando l'accumulo delle OAT nelle acque del ciclo di purificazione. The permeate, practically free from OAT since, again according to WO 01/46159, contains less than 100 ppm in solution, it can be totally recycled to the aqueous cycle of purification and separation of the melamine, obtaining the complete recovery of the melamine contained therein and , at the same time, avoiding the accumulation of OAT in the waters of the purification cycle.

Il retentato che, come detto, contiene sotto forma di sospensione colloidale la frazione di OAT in eccesso rispetto alla frazione solubile, corrispondente alla quasi totalità delle OAT, può essere sottoposto a trattamento per distruggere o trasformare le OAT stesse. Nella prassi comunemente applicata industrialmente il retentato viene sottoposto a completa demolizione per idrolisi ad una temperatura di 270 - 300°C, in modo che tutte le molecole organiche presenti, quindi OAT e melammina comprese, vengono trasformate in ammoniaca e anidride carbonica, suscettibili di essere eventualmente recuperate come materia prima per la produzione di urea. The retentate which, as mentioned, contains in the form of colloidal suspension the fraction of OAT in excess with respect to the soluble fraction, corresponding to almost all the OATs, can be subjected to treatment to destroy or transform the OAT themselves. In the practice commonly applied industrially, the retentate is subjected to complete demolition by hydrolysis at a temperature of 270 - 300 ° C, so that all the organic molecules present, therefore OAT and melamine included, are transformed into ammonia and carbon dioxide, which can be possibly recovered as raw material for urea production.

Questo trattamento di ultrafiltrazione su membrane porose ceramiche seguito dalla decomposizione termica del retentato permette, da un lato, di recuperare il materiale organico contenuto nel retentato e, dall'altro, di scaricare nell'ambiente acqua pulita, risolvendo in tal modo anche il problema ecologico. Si tratta però di un trattamento costoso dal punto di vista dei consumi energetici, che comporta una sensibile perdita di resa a carico del processo di produzione di melammina e che presenta inoltre problemi operativi come viene illustrato nel seguito. This ultrafiltration treatment on porous ceramic membranes followed by the thermal decomposition of the retentate allows, on the one hand, to recover the organic material contained in the retentate and, on the other hand, to discharge clean water into the environment, thus also solving the ecological problem. . However, this is an expensive treatment from the point of view of energy consumption, which entails a significant loss of yield on the part of the melamine production process and which also presents operational problems as illustrated below.

Dal punto di vista operativo il retentato viene inviato ad un decompositore termico, previo pompaggio ad alta pressione e riscaldamento ad alta temperatura per mezzo di scambiatori di calore. In una prima stazione di scambio termico si recupera il calore del liquido in uscita dal decompositore stesso, mentre in una seconda stazione di scambio termico si usa un mezzo riscaldante opportuno (ad esempio olio diatermico) per portare il retentato alle temperature richieste per il successivo trattamento di demolizione per idrolisi. From the operational point of view, the retentate is sent to a thermal decomposer, after pumping at high pressure and heating at high temperature by means of heat exchangers. In a first heat exchange station the heat of the liquid exiting the decomposer is recovered, while in a second heat exchange station a suitable heating medium is used (for example diathermic oil) to bring the retentate to the temperatures required for the subsequent treatment. of demolition by hydrolysis.

Nell'operazione di riscaldamento il retentato, a causa della sua natura colloidale, tende a sporcare e persino ad ostruire pompa, scambiatori e relative tubazioni di collegamento, provocando inconvenienti di vario genere, sino a causare la fermata dell'operazione per i necessari interventi di pulizia e ripristino. Per ridurre il problema, il retentato viene normalmente diluito con una corrente acquosa contenente ammoniaca. Questo accorgimento tecnico comporta però un aumento del volume della corrente contenente il retentato da trattare e, conseguentemente, un aumento dei consumi energetici legati sia alla sua movimentazione per pompaggio sia al suo riscaldamento. In the heating operation, the retentate, due to its colloidal nature, tends to dirty and even obstruct the pump, exchangers and related connection pipes, causing various problems, up to causing the operation to stop for the necessary interventions. cleaning and restoration. To reduce the problem, the retentate is normally diluted with an aqueous stream containing ammonia. However, this technical expedient entails an increase in the volume of the stream containing the retentate to be treated and, consequently, an increase in energy consumption linked both to its movement by pumping and to its heating.

Come detto, nel decompositore termico la melammina e le OAT vengono trasformate per idrolisi in ammoniaca ed anidride carbonica; tale operazione comporta pertanto una perdita di melammina. Il gas che si forma nel decompositore viene opportunamente raccolto e riciclato, in modo da recuperare ammoniaca ed anidride carbonica da usare eventualmente come materie prime per la produzione di urea. As mentioned, in the thermal decomposer, melamine and OAT are transformed by hydrolysis into ammonia and carbon dioxide; this operation therefore involves a loss of melamine. The gas that forms in the decomposer is suitably collected and recycled, in order to recover ammonia and carbon dioxide to be used as raw materials for the production of urea.

Il liquido uscente dal decompositore, saturo in ammoniaca ed anidride carbonica, viene trattato in una colonna di stripping (stripper). Il gas di testa viene riciclato in modo da recuperare anche qui ammoniaca ed anidride carbonica come materie prime per la produzione di urea. Il liquido di fondo è acqua pulita, che viene scaricata nell'ambiente. The liquid coming out of the decomposer, saturated in ammonia and carbon dioxide, is treated in a stripping column (stripper). The overhead gas is recycled in order to recover ammonia and carbon dioxide as raw materials for the production of urea. The bottom liquid is clean water, which is discharged into the environment.

L'operazione di demolizione del retentato sopra descritta comporta quindi sia la perdita della melammina associata alle OAT, perdita tanto più elevata quanto più bassa è la concentrazione delle OAT nel retentato, sia possibili interruzioni nella continuità dell'operazione stessa dovute agli sporcamenti e incrostazioni sopra citati di pompe, scambiatori e linee. The demolition operation of the retentate described above therefore involves both the loss of the melamine associated with the OAT, a loss the higher the lower the concentration of the OAT in the retentate, and possible interruptions in the continuity of the operation itself due to the above fouling and encrustations. mentioned of pumps, exchangers and lines.

Scopo della presente invenzione è il superamento degli inconvenienti dell'arte nota, principalmente legati alla perdita di melammina e agli sporcamenti causati dal riscaldamento indiretto del retentato, ossia per mezzo di scambiatori di calore. The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the known art, mainly related to the loss of melamine and to fouling caused by the indirect heating of the retentate, ie by means of heat exchangers.

Oggetto della presente invenzione è pertanto un procedimento per incrementare l'efficienza e la resa globale del processo di sintesi della melammina mediante trattamento delle acque madri di cristallizzazione della melammina, deammoniate e neutralizzate, caratterizzato dal comprendere le seguenti fasi operative: The object of the present invention is therefore a process for increasing the efficiency and overall yield of the melamine synthesis process by treating the melamine crystallization mother liquors, deammonized and neutralized, characterized by including the following operating steps:

a) sottoporre ad uno o più stadi di ultrafiltrazione la corrente di dette acque madri contenenti OAT e melammina, con produzione di: (i) un permeato costituito da una soluzione acquosa contenente melammina e la sola frazione solubile di OAT, cioè sostanzialmente priva di OAT, e di: (ii) un retentato costituito da una sospensione acquosa colloidale concentrata comprendente la frazione di OAT in eccesso rispetto alla frazione solubile, corrispondente alla quasi totalità delle OAT; tale stadio a) avente lo scopo di ridurre al minimo il volume del retentato così ottenuto; a) subject the stream of said mother liquors containing OAT and melamine to one or more ultrafiltration stages, producing: (i) a permeate consisting of an aqueous solution containing melamine and only the soluble fraction of OAT, i.e. substantially free of OAT , and of: (ii) a retentate consisting of a concentrated colloidal aqueous suspension comprising the OAT fraction in excess with respect to the soluble fraction, corresponding to almost all the OATs; this stage a) having the purpose of minimizing the volume of the retentate thus obtained;

b) sottoporre il retentato derivante dalla fase a) ad un trattamento di decomposizione per idrolisi ad una temperatura che varia da 270°C a 300°C, con formazione di una corrente gassosa, costituita da NH3, CO2e vapor d'acqua, e di una corrente liquida; detto retentato uscente dalla fase a) essendo portato alla temperatura del trattamento di decomposizione mediante miscelazione di detto retentato con una corrente acquosa avente una temperatura tale che la corrente risultante dalla miscelazione presenta una temperatura variabile da 270<0>C a 300<0>C; b) subject the retentate deriving from step a) to a decomposition treatment by hydrolysis at a temperature ranging from 270 ° C to 300 ° C, with the formation of a gaseous stream, consisting of NH3, CO2 and water vapor, and of a liquid stream; said retentate exiting from step a) being brought to the temperature of the decomposition treatment by mixing said retentate with an aqueous stream having a temperature such that the stream resulting from the mixing has a temperature ranging from 270 <0> C to 300 <0> C ;

c) sottoporre la corrente liquida proveniente dalla fase b) ad un trattamento di stripping con separazione di un'ulteriore corrente gassosa costituita da NH3, C02e vapor d'acqua, che può essere eventualmente unita a quella proveniente dalla fase b), ed una corrente liquida sostanzialmente priva di composti organici. c) subject the liquid stream coming from step b) to a stripping treatment with separation of a further gaseous stream consisting of NH3, C02 and water vapor, which can possibly be combined with that coming from step b), and a stream liquid substantially free of organic compounds.

Preferibilmente, nel procedimento secondo la presente invenzione, nella fase a) il retentato proveniente da un primo stadio di ultrafiltrazione è sottoposto ad un secondo stadio di ultrafiltrazione, con formazione di un secondo permeato e di un secondo retentato più concentrato in OAT, con volume ulteriormente ridotto rispetto al retentato proveniente dal primo stadio di ultrafiltrazione. Preferibilmente il retentato ottenuto dopo il secondo stadio di ultrafiltrazione presenta un volume il cui valore è ridotto dal 25 al 35% rispetto al volume del retentato ottenuto dopo il primo stadio di ultrafiltrazione . Preferably, in the process according to the present invention, in step a) the retentate coming from a first ultrafiltration stage is subjected to a second ultrafiltration stage, with the formation of a second permeate and a second retentate more concentrated in OAT, with a further volume reduced compared to the retentate from the first ultrafiltration stage. Preferably, the retentate obtained after the second ultrafiltration stage has a volume whose value is reduced from 25 to 35% with respect to the volume of the retentate obtained after the first ultrafiltration stage.

La fase a) di ultrafiltrazione si intende comunque realizzata secondo la presente invenzione anche quando, con un unico stadio di ultrafiltrazione, si ottiene una riduzione della portata volumetrica del retentato sostanzialmente uguale a quella ottenuta con più stadi di ultrafiltrazione . The ultrafiltration step a) is however intended to be carried out according to the present invention even when, with a single ultrafiltration step, a reduction in the volumetric flow rate of the retentate is obtained which is substantially equal to that obtained with several ultrafiltration stages.

Il retentato concentrato derivante dall fase a) è quindi portato alla temperatura di demolizione di 270-300°C per miscelazione, in opportune proporzioni, con una corrente acquosa avente un'idonea temperatura evitando in tal modo il processo di riscaldamento indiretto per mezzo di scambiatori di calore, le cui superfici di scambio termico sono soggette al deposito ed all'accumulo di incrostazioni. Inoltre, il retentato viene portato alla pressione di demolizione con una pompa dedicata che lavora a freddo e che, quindi, non ha tendenza a sporcarsi. The concentrated retentate deriving from phase a) is then brought to the demolition temperature of 270-300 ° C by mixing, in appropriate proportions, with an aqueous stream having a suitable temperature, thus avoiding the indirect heating process by means of exchangers. of heat, whose heat exchange surfaces are subject to deposit and accumulation of encrustations. Furthermore, the retentate is brought to demolition pressure with a dedicated pump that works cold and therefore has no tendency to get dirty.

Il permeato ottenuto nel primo stadio di ultrafiltrazione è riciclato al ciclo acquoso di purificazione e separazione della melammina, mentre il permeato ottenuto nel secondo stadio di ultrafiltrazione può essere anch'esso riciclato al ciclo acquoso di purificazione e separazione della melammina, unitamente al permeato ottenuto nel primo stadio di ultrafiltrazione, oppure può essere riciclato immediatamente a monte del primo stadio di ultrafiltrazione . The permeate obtained in the first ultrafiltration stage is recycled to the aqueous melamine purification and separation cycle, while the permeate obtained in the second ultrafiltration stage can also be recycled to the aqueous melamine purification and separation cycle, together with the permeate obtained in the first ultrafiltration stage, or it can be recycled immediately upstream of the first ultrafiltration stage.

La corrente acquosa miscelata al retentato per innalzarne la temperatura al valore desiderato prima dell'invio alla sezione di decomposizione termica può essere un'aliquota della corrente liquida che esce dalla sezione del trattamento di stripping della fase c), cioè uscente dal fondo della colonna di stripping della fase c), oppure un'aliquota della corrente liquida che esce dalla sezione di trattamento di decomposizione della fase b). The aqueous stream mixed with the retentate to raise its temperature to the desired value before being sent to the thermal decomposition section can be an aliquot of the liquid stream that leaves the section of the stripping treatment of step c), that is, it leaves the bottom of the column. stripping of step c), or an aliquot of the liquid stream that leaves the decomposition treatment section of step b).

In entrambi i casi, la corrente acquosa miscelata al retentato è aggiunta in una quantità che varia dall'85 al 95% in peso rispetto al peso della corrente risultante dalla miscelazione, in funzione della temperatura del fluido di riscaldamento disponibile. In both cases, the aqueous stream mixed with the retentate is added in an amount ranging from 85 to 95% by weight with respect to the weight of the stream resulting from the mixing, depending on the temperature of the available heating fluid.

Il trattamento di decomposizione è condotto ad una temperatura compresa nell'intervallo da 270 a 300°C; la pressione di trattamento è mantenuta fra 75 e 90 bar; il tempo di trattamento del retentato per ottenere la pressoché completa demolizione di tutte le molecole organiche in esso contenute varia da 1 a 10 ore, preferibilmente da 2 a 5 ore. The decomposition treatment is carried out at a temperature ranging from 270 to 300 ° C; the treatment pressure is maintained between 75 and 90 bar; the treatment time of the retentate to obtain the almost complete demolition of all the organic molecules contained therein varies from 1 to 10 hours, preferably from 2 to 5 hours.

La corrente liquida uscente dalla sezione di decomposizione della fase b) può essere utilizzata per riscaldare una aliquota della corrente liquida uscente dalla sezione di stripping della fase c), detta aliquota essendo poi miscelata con il retentato. The liquid stream leaving the decomposition section of step b) can be used to heat an aliquot of the liquid stream leaving the stripping section of step c), said portion being then mixed with the retentate.

Il principale vantaggio della presente invenzione è la completa prevenzione degli sporcamenti causati dal retentato. Infatti, come detto, l'operazione di pompaggio del retentato avviene a freddo e quindi in condizioni di stabilità della sospensione colloidale delle OAT, che non presenta quindi le problematiche collegate con gli sporcamenti. Inoltre gli scambi di calore a recupero e con fluidi termovettori (ad es. olio diatermico) vengono effettuati su una corrente acquosa che non contiene sostanze colloidali in sospensione e che quindi non presenta pericoli di sporcamente delle superfici di scambio termico. The main advantage of the present invention is the complete prevention of fouling caused by the retentate. In fact, as mentioned, the retentate pumping operation takes place cold and therefore in conditions of stability of the colloidal suspension of the OAT, which therefore does not present the problems associated with fouling. Furthermore, the exchanges of heat recovery and with heat transfer fluids (eg diathermic oil) are carried out on an aqueous stream that does not contain colloidal substances in suspension and which therefore does not present the risk of dirtying the heat exchange surfaces.

Come detto, tale corrente acquosa può essere convenientemente costituita da una parte della corrente liquida in uscita dal fondo dello stripper, corrente che, non contenendo sostanze termolabili trattandosi di acqua praticamente pura, può convenientemente essere utilizzata come liquido termovettore, con il vantaggio di essere già ad una temperatura intermedia tra la temperatura del retentato in uscita dall'ultrafiltrazione e la temperatura richiesta per la decomposizione termica. In alternativa, tale corrente acquosa può essere costituita da una parte della corrente liquida in uscita dal decompositore che, oltre a presentare anch'essa le caratteristiche di stabilità, trattandosi di acqua praticamente priva di sostanze colloidali in soluzione e per di più contenente una certa quantità di ammoniaca, ha il vantaggio di essere già ad elevata temperatura e pressione e di ridurre il consumo di vapore nella successiva colonna di stripping, dovendo essa trattare solo una quantità uguale al retentato. As mentioned, this aqueous stream can conveniently consist of a part of the liquid stream leaving the bottom of the stripper, a current which, since it does not contain thermolabile substances since it is practically pure water, can conveniently be used as a heat-carrying liquid, with the advantage of already being at an intermediate temperature between the temperature of the retentate leaving the ultrafiltration and the temperature required for thermal decomposition. Alternatively, this aqueous stream can consist of a part of the liquid stream leaving the decomposer which, in addition to also having the characteristics of stability, being water practically free of colloidal substances in solution and moreover containing a certain quantity of ammonia, has the advantage of already being at a high temperature and pressure and of reducing the consumption of steam in the subsequent stripping column, since it has to treat only an amount equal to the retentate.

Un ulteriore vantaggio del procedimento secondo la presente invenzione è rappresentato da un significativo risparmio energetico complessivo, prevedendo il riscaldamento e la movimentazione di un volume ridotto di retentato da trattare. A further advantage of the process according to the present invention is represented by a significant overall energy saving, by providing for the heating and handling of a reduced volume of retentate to be treated.

Un ulteriore e non minore vantaggio del procedimento secondo la presente invenzione è costituito dall'incremento di resa dell'intero impianto melammina. Infatti l'ulteriore permeato proveniente dalla seconda ultrafiltrazione viene unito a quello già esistente, recuperando così un'ulteriore quantità di melammina. A further and no less advantage of the process according to the present invention is constituted by the increase in yield of the entire melamine plant. In fact, the further permeate coming from the second ultrafiltration is combined with the already existing one, thus recovering a further quantity of melamine.

Senza limitare l'applicabilità della presente invenzione, la stessa sarà meglio compresa ed i suoi vantaggi risulteranno evidenti dalla descrizione e dagli esempi che seguono, nonché dalle figure allegate. Tali descrizione, esempi e figure vanno considerati come non limitativi della portata dell'invenzione . Without limiting the applicability of the present invention, it will be better understood and its advantages will become evident from the following description and examples, as well as from the attached figures. These descriptions, examples and figures are to be considered as not limiting the scope of the invention.

La figura 1 è uno schema a blocchi che mostra un processo di ultrafiltrazione e decomposizione termica secondo lo stato dell'arte. Figure 1 is a block diagram showing an ultrafiltration and thermal decomposition process according to the state of the art.

La figura 2 è uno schema a blocchi che mostra un processo di ultrafiltrazione e decomposizione termica secondo la presente invenzione, in una sua prima forma di attuazione preferita. Figure 2 is a block diagram showing an ultrafiltration and thermal decomposition process according to the present invention, in a first preferred embodiment thereof.

La figura 3 è uno schema a blocchi che mostra un processo di ultrafiltrazione e decomposizione termica secondo la presente invenzione, in una seconda forma di attuazione preferita. Figure 3 is a block diagram showing an ultrafiltration and thermal decomposition process according to the present invention, in a second preferred embodiment.

Nella figura 1, illustrativa dello stato dell'arte, la corrente da trattare (1) viene inviata alla sezione di ultrafiltrazione U. Il permeato (2), essendo praticamente privo di OAT (ossia, contenendone indicativamente una concentrazione di 100 ppm, pari alla sua solubilità massima alle specifiche condizioni in cui è eseguita l'ultrafiltrazione), viene riciclato al ciclo acquoso di purificazione e separazione della melammina, dove tutta la melammina in esso contenuta viene recuperata. Il retentato (3), contenente praticamente tutte le OAT da eliminare, viene diluito con la corrente acquosa ammoniacale (4), preriscaldata con vapore a media pressione MS nella sezione di scambio termico El. La diluizione con la corrente acquosa ammoniacale ha la funzione di minimizzare gli sporcamenti e le incrostazioni nella pompa PI e negli scambiatori a valle della pompa. La corrente risultante (5) viene pompata alla pressione di 75-90 bar per mezzo della pompa PI e viene riscaldata alla temperatura di 270-300°C, prima attraverso il passaggio nella stazione di scambio termico E2 dove la corrente (5) recupera calore dalla corrente liquida (6) in uscita dal decompositore D, e poi attraverso il passaggio nella stazione di scambio termico E3 dove la corrente (5) viene riscaldata alla temperatura del processo di demolizione termica per mezzo dell'olio diatermico (DT) come fluido termovettore. La corrente (5) alla temperatura prescelta di 270-300°C entra nel decompositore termico D, dove la melammina, le OAT e tutte le sostanze organiche presenti vengono trasformate per idrolisi in ammoniaca ed anidride carbonica. Il gas (7) uscente dal decompositore D viene opportunamente separato, in modo da recuperare ammoniaca ed anidride carbonica da usare eventualmente come materie prime per la produzione di urea. La corrente liquida (6) in uscita dal decompositore D viene usata per preriscaldare la corrente liquida (5) entrante nel decompositore stesso, attraverso la stazione di scambio termico E2; tale corrente liquida (6), dopo lo scambio termico, viene inviata allo stripper S. La corrente gassosa di testa (8) dello stripper S, costituita da ammoniaca, anidride carbonica e vapor d'acqua, può essere opportunamente unita alla corrente (7). La corrente liquida uscente dallo stripper (9) è costituita da acqua pulita che viene scaricata nell'ambiente. In Figure 1, illustrating the state of the art, the current to be treated (1) is sent to the ultrafiltration section U. The permeate (2), being practically free of OAT (ie, containing indicatively a concentration of 100 ppm, equal to its maximum solubility under the specific conditions in which the ultrafiltration is performed), is recycled to the aqueous melamine purification and separation cycle, where all the melamine contained in it is recovered. The retentate (3), containing practically all the OATs to be eliminated, is diluted with the aqueous ammonia stream (4), preheated with medium pressure steam MS in the heat exchange section El. The dilution with the aqueous ammonia stream has the function of minimize fouling and fouling in the PI pump and in the exchangers downstream of the pump. The resulting stream (5) is pumped at a pressure of 75-90 bar by means of the PI pump and is heated to a temperature of 270-300 ° C, first through the passage in the heat exchange station E2 where the stream (5) recovers heat from the liquid stream (6) leaving the decomposer D, and then through the passage in the heat exchange station E3 where the stream (5) is heated to the temperature of the thermal demolition process by means of diathermic oil (DT) as a heat transfer fluid . The stream (5) at the selected temperature of 270-300 ° C enters the thermal decomposer D, where the melamine, the OATs and all the organic substances present are transformed by hydrolysis into ammonia and carbon dioxide. The gas (7) leaving the decomposer D is suitably separated, so as to recover ammonia and carbon dioxide to be used possibly as raw materials for the production of urea. The liquid stream (6) leaving the decomposer D is used to preheat the liquid stream (5) entering the decomposer itself, through the heat exchange station E2; this liquid stream (6), after the heat exchange, is sent to the stripper S. The overhead gas stream (8) of the stripper S, consisting of ammonia, carbon dioxide and water vapor, can be suitably combined with the current (7 ). The liquid stream leaving the stripper (9) consists of clean water which is discharged into the environment.

Una delle possibili forme di attuazione del procedimento secondo la presente invenzione è illustrata con riferimento alla figura 2. La corrente da trattare (1) viene inviata a un primo stadio di ultrafiltrazione U. Il permeato primario (2) viene riciclato al ciclo acquoso di purificazione e separazione della melammina, dove tutta la melammina in esso contenuta viene recuperata. Il retentato primario (3) viene invece inviato ad un secondo stadio di ultrafiltrazione Ul, con ottenimento di un ulteriore permeato (4) e di un retentato (5) più concentrato in OAT e di volume ridotto rispetto al retentato primario (3). L'ulteriore permeato (4) può essere anch'esso riciclato al ciclo acquoso di purificazione e separazione della melammina, recuperando tutta la melammina in esso contenuta. One of the possible embodiments of the process according to the present invention is illustrated with reference to Figure 2. The stream to be treated (1) is sent to a first ultrafiltration stage U. The primary permeate (2) is recycled to the aqueous purification cycle and separation of the melamine, where all the melamine contained in it is recovered. The primary retentate (3) is instead sent to a second ultrafiltration stage Ul, obtaining a further permeate (4) and a retentate (5) more concentrated in OAT and of reduced volume compared to the primary retentate (3). The further permeate (4) can also be recycled to the aqueous melamine purification and separation cycle, recovering all the melamine contained therein.

L'ulteriore stadio di ultrafiltrazione Ul, essendo alimentato dal retentato primario (3), contenente una maggior quantità di OAT in sospensione rispetto alla corrente deammoniata e neutralizzata (1) proveniente dalla colonna di deammoniazione delle acque madri, lavora in condizioni più critiche rispetto allo stadio di ultrafiltrazione U e potrebbe separare un permeato (4) non direttamente recuperabile come accade invece nel caso del permeato primario (2). In tal caso, il permeato (4) può essere comunque recuperato riciclandolo immediatamente a monte dell'unità di ultrafiltrazione U, attraverso la linea (4 bis), indicata in tratteggio. The further ultrafiltration stage Ul, being fed by the primary retentate (3), containing a greater quantity of OAT in suspension with respect to the ammoniac and neutralized current (1) coming from the damming column of the mother liquors, works in more critical conditions than the ultrafiltration stage U and could separate a permeate (4) which is not directly recoverable as it happens instead in the case of the primary permeate (2). In this case, the permeate (4) can in any case be recovered by recycling it immediately upstream of the ultrafiltration unit U, through the line (4 bis), indicated in broken lines.

Il retentato concentrato in OAT (5) proveniente dalla sezione di ultrafiltrazione U1 viene pompato a freddo attraverso la pompa PI direttamente al decompositore D, previa miscelazione con la corrente acquosa preriscaldata (6). The retentate concentrated in OAT (5) coming from the ultrafiltration section U1 is cold pumped through the pump PI directly to the decomposer D, after mixing with the preheated aqueous stream (6).

La corrente acquosa (6) è costituita da un'aliquota della corrente liquida (11) uscente dallo stripper S, che viene pompata ad alta pressione attraverso la pompa P2 al decompositore D. Essa viene riscaldata ad alta temperatura prima attraverso la stazione di scambio termico E2 (che recupera il calore della corrente (8) in uscita dal decompositore D), e poi attraverso la stazione di scambio termico E3 che impiega un opportuno fluido termovettore, ad esempio olio diatermico (DT). The aqueous stream (6) consists of an aliquot of the liquid stream (11) leaving the stripper S, which is pumped at high pressure through the pump P2 to the decomposer D. It is heated to a high temperature first through the heat exchange station. E2 (which recovers the heat of the stream (8) leaving the decomposer D), and then through the heat exchange station E3 which uses a suitable heat transfer fluid, for example diathermic oil (DT).

La corrente risultante (7), somma delle correnti (5) e (6), è già alla temperatura di decomposizione ed entra nel decompositore termico D, dove la melammina, le OAT e tutte le sostanze organiche presenti vengono trasformate per idrolisi in ammoniaca ed anidride carbonica. The resulting current (7), the sum of the currents (5) and (6), is already at the decomposition temperature and enters the thermal decomposer D, where the melamine, the OATs and all the organic substances present are transformed by hydrolysis into ammonia and carbon dioxide.

La corrente gassosa (9) uscente dal decompositore D viene opportunamente separata in modo da recuperare ammoniaca ed anidride carbonica da usare eventualmente come materie prime per la produzione di urea. The gaseous stream (9) leaving the decomposer D is suitably separated in order to recover ammonia and carbon dioxide to be used as raw materials for the production of urea.

La corrente liquida (8) uscente dal decompositore D viene utilizzata per preriscaldare la corrente acquosa (6) attraverso la stazione di scambio termico E2. La corrente liquida (8), dopo lo scambio termico in E2, entra poi nello stripper S. La corrente gassosa (10) di testa dello stripper S, costituita da ammoniaca, anidride carbonica e vapor d'acqua, può essere opportunamente unita alla corrente (9). La corrente liquida (11) dal fondo dello stripper S è acqua pulita che viene in parte scaricata nell'ambiente (12) ed in parte (6) riciclata al decompositore D attraverso P2, E2 ed E3, come precedentemente descritto. The liquid stream (8) leaving the decomposer D is used to preheat the aqueous stream (6) through the heat exchange station E2. The liquid stream (8), after the heat exchange in E2, then enters the stripper S. The gas stream (10) at the head of the stripper S, consisting of ammonia, carbon dioxide and water vapor, can be suitably combined with the current (9). The liquid stream (11) from the bottom of the stripper S is clean water which is partly discharged into the environment (12) and partly (6) recycled to the decomposer D through P2, E2 and E3, as previously described.

In un'altra possibile forma di attuazione del procedimento secondo la presente invenzione, rappresentata in figura 3, la corrente (1) viene mandata alla ultrafiltrazione e trattata in due stadi come descritto nella figura 2, ottenendo un retentato (5) più concentrato in OAT e di volume ridotto rispetto al retentato primario (3). In another possible embodiment of the process according to the present invention, represented in Figure 3, the stream (1) is sent to ultrafiltration and treated in two stages as described in Figure 2, obtaining a retentate (5) more concentrated in OAT and smaller in volume than the primary retentate (3).

La corrente (5) viene pompata a freddo attraverso la pompa PI direttamente al decompositore D, previa miscelazione con una corrente acquosa preriscaldata (6). The stream (5) is cold pumped through the pump PI directly to the decomposer D, after mixing with a preheated aqueous stream (6).

La corrente acquosa (6) è costituita da un'aliquota della corrente liquida (8) uscente dal decompositore D, che viene alimentata attraverso la pompa P2 a valle della pompa ad alta pressione PI. Essa viene riscaldata ad una opportuna temperatura più elevata di quella di decomposizione attraverso la stazione di scambio termico E3 che utilizza un opportuno fluido termovettore, ad es. olio diatermico (DT). The aqueous stream (6) consists of an aliquot of the liquid stream (8) leaving the decomposer D, which is fed through the pump P2 downstream of the high-pressure pump PI. It is heated to a suitable temperature higher than that of decomposition through the heat exchange station E3 which uses a suitable heat transfer fluid, eg. diathermic oil (DT).

La corrente risultante (7), somma delle correnti (5) e (6), è già alla temperatura di decomposizione ed entra nel decompositore termico D, dove la melammina, le OAT e le altre sostanze organiche presenti vengono trasformate per idrolisi in ammoniaca ed anidride carbonica. The resulting current (7), the sum of the currents (5) and (6), is already at the decomposition temperature and enters the thermal decomposer D, where the melamine, the OAT and the other organic substances present are transformed by hydrolysis into ammonia and carbon dioxide.

La corrente gassosa (9) uscente dal decompositore D viene opportunamente riciclata, in modo da recuperare ammoniaca ed anidride carbonica da usare eventualmente come materie prime per la produzione di urea. The gaseous stream (9) leaving the decomposer D is suitably recycled, so as to recover ammonia and carbon dioxide to be used as raw materials for the production of urea.

La corrente liquida (8) uscente dal decompositore D viene utilizzata in parte quale corrente acquosa (6) per preriscaldare la corrente liquida (5) attraverso la stazione di scambio termico E3. La parte restante (10) della corrente liquida entra nello stripper S. La corrente gassosa (12) di testa dello stripper S, costituita da ammoniaca, anidride carbonica e vapor d'acqua, può essere opportunamente unita alla corrente (9). The liquid stream (8) leaving the decomposer D is used in part as aqueous stream (6) to preheat the liquid stream (5) through the heat exchange station E3. The remaining part (10) of the liquid stream enters the stripper S. The gaseous stream (12) at the head of the stripper S, consisting of ammonia, carbon dioxide and water vapor, can be suitably combined with the stream (9).

La corrente liquida (11) dal fondo dello stripper S è acqua pulita che viene scaricata nell'ambiente . The liquid stream (11) from the bottom of the stripper S is clean water which is discharged into the environment.

Al fine di meglio illustrare lo scopo e i vantaggi della presente invenzione sono forniti nel seguito esempi pratici che, tuttavia, non costituiscono in alcun modo una limitazione della portata delle rivendicazioni. In order to better illustrate the object and the advantages of the present invention, practical examples are provided below which, however, do not in any way constitute a limitation of the scope of the claims.

Esempio 1 (comparativo) Example 1 (comparative)

In un impianto da 30000 t/a di melammina esercito secondo lo stato dell'arte, alla sezione di ultrafiltrazione viene inviata una corrente di 36000 kg/h di una soluzione acquosa a 70°C contenente l'1.15% in peso di melammina, corrispondente a 414.0 kg/h, e lo 0.5% di OAT, corrispondente a 180.0 kg/h. In a state-of-the-art melamine plant of 30,000 t / y, a stream of 36,000 kg / h of an aqueous solution at 70 ° C containing 1.15% by weight of melamine is sent to the ultrafiltration section, corresponding at 414.0 kg / h, and 0.5% of OAT, corresponding to 180.0 kg / h.

Il permeato separato nella sezione di ultrafiltrazione è formato da una corrente di 28378 kg/h che viene totalmente riciclata al ciclo di purificazione e separazione della melammina. Esso contiene l'1.16% in peso di melammina, corrispondente a 327.9 kg/h di melammina che vengono quindi totalmente recuperati, e lo 0.03% in peso di OAT, corrispondente a 8.5 kg/h. The permeate separated in the ultrafiltration section is formed by a stream of 28378 kg / h which is totally recycled to the purification and separation cycle of the melamine. It contains 1.16% by weight of melamine, corresponding to 327.9 kg / h of melamine which are then totally recovered, and 0.03% by weight of OAT, corresponding to 8.5 kg / h.

Il corrispondente retentato è formato da una corrente di 7622 kg/h che viene inviato al decompositore termico. Esso contiene l'1.13% in peso di melammina, corrispondente a 86.1 kg/h, e il 2.25% in peso di OAT, corrispondente a 171.5 kg/h che vengono in tal modo totalmente distrutti nel decompositore . The corresponding retentate is formed by a current of 7622 kg / h which is sent to the thermal decomposer. It contains 1.13% by weight of melamine, corresponding to 86.1 kg / h, and 2.25% by weight of OAT, corresponding to 171.5 kg / h which are thus totally destroyed in the decomposer.

Onde minimizzare i fenomeni di sporcamente legati alla presenza delle OAT in forma colloidale il retentato, che si trova a 70°C, viene miscelato con una corrente di acqua ammoniacale avente portata 1905 kg/h e temperatura 170 °C. Si ottiene una corrente avente portata 9527 kg/h e temperatura 90°C, che viene pompata alla pressione di 82 bar e quindi riscaldata fino a 290 °C in due stazioni di scambio termico in serie, alimentate la prima con la soluzione in uscita dal decompositore e la seconda con olio diatermico; tale corrente viene infine immessa nel decompositore (vedi corrente (5) di figura 1). In order to minimize the dirty phenomena linked to the presence of OAT in colloidal form, the retentate, which is found at 70 ° C, is mixed with a stream of ammonia water having a flow rate of 1905 kg / h and a temperature of 170 ° C. A current with a flow rate of 9527 kg / h and a temperature of 90 ° C is obtained, which is pumped at a pressure of 82 bar and then heated up to 290 ° C in two heat exchange stations in series, the first fed with the solution leaving the decomposer and the second with diathermic oil; this current is finally introduced into the decomposer (see current (5) of figure 1).

La quota di melammina recuperata nella sezione di ultrafiltrazione è uguale a 327.9/414.0*100 =79%. The percentage of melamine recovered in the ultrafiltration section is equal to 327.9 / 414.0 * 100 = 79%.

La capacità di 30000 t/a di melammina corrisponde, con un fattore di esercizio pari a 7874 h/a, ad una produzione oraria di 3810.0 kg/h di melammina. Tale produzione viene ottenuta alimentando all'impianto 12306.3 kg/h di urea al 100%, con un consumo specifico pari a 12306.3/3810.0=3.23 kg/kg di melammina. Poiché il consumo specifico stechiometrico è pari a 2.86 kg/kg di melammina (vedi formula 1), l'efficienza del processo di produzione della melammina da urea risulta uguale a 2.86/3.23*100 = 88.5%. The capacity of 30000 t / y of melamine corresponds, with an operating factor of 7874 h / y, to an hourly production of 3810.0 kg / h of melamine. This production is obtained by feeding the plant 12306.3 kg / h of 100% urea, with a specific consumption equal to 12306.3 / 3810.0 = 3.23 kg / kg of melamine. Since the stoichiometric specific consumption is equal to 2.86 kg / kg of melamine (see formula 1), the efficiency of the production process of melamine from urea is equal to 2.86 / 3.23 * 100 = 88.5%.

Esempio 2 Example 2

In un impianto per la produzione di melammina di potenzialità pari a 30000 t/a, equipaggiato per attuare il processo secondo la presente invenzione sono presenti due unità di ultrafiltrazione. In a plant for the production of melamine with a potential of 30000 t / y, equipped to carry out the process according to the present invention, there are two ultrafiltration units.

Una corrente di 36000 kg/h di una soluzione acquosa a 70 °C contenente l'1.15% in peso di melammina, corrispondente a 414.0 kg/h, e lo 0.5% in peso di OAT, corrispondente a 180.0 kg/h, è inviata ad una batteria di ultrafiltrazione costituita da due unità disposte in serie, come da figura 3. A stream of 36000 kg / h of an aqueous solution at 70 ° C containing 1.15% by weight of melamine, corresponding to 414.0 kg / h, and 0.5% by weight of OAT, corresponding to 180.0 kg / h, is sent to an ultrafiltration battery consisting of two units arranged in series, as shown in figure 3.

La somma dei permeati ottenuti dalle due unità di ultrafiltrazione è complessivamente formata da una corrente di 33877 kg/h che viene totalmente riciclata al ciclo di purificazione e separazione della melammina. Questa corrente contiene l'1.16% in peso di melammina, corrispondente a 391.4 kg/h che vengono quindi totalmente recuperati, e lo 0.03% in peso di OAT, corrispondente a 10.2 kg/h. The sum of the permeates obtained from the two ultrafiltration units is made up of a stream of 33877 kg / h which is totally recycled to the purification and separation cycle of the melamine. This stream contains 1.16% by weight of melamine, corresponding to 391.4 kg / h which are then totally recovered, and 0.03% by weight of OAT, corresponding to 10.2 kg / h.

Il retentato finale, uscente dalla seconda unità di ultrafiltrazione, è formato da una corrente di 2123 kg/h che viene inviata al decompositore termico. Essa contiene l'1.06% in peso di melammina, corrispondente a 22.6 kg/h, e l'8.00% in peso di OAT, corrispondente a 169.8 kg/h che vengono in tal modo totalmente distrutti nel decompositore. The final retentate, coming out of the second ultrafiltration unit, is formed by a stream of 2123 kg / h which is sent to the thermal decomposer. It contains 1.06% by weight of melamine, corresponding to 22.6 kg / h, and 8.00% by weight of OAT, corresponding to 169.8 kg / h which are thus totally destroyed in the decomposer.

Il retentato finale, che si trova a 70°C, viene pompato a freddo alla pressione di 82 bar e poi miscelato con una corrente di acqua avente portata 15568 kg/h e temperatura 320°C. Tale corrente acquosa è costituita da una quota parte pari al 90% della corrente liquida uscente dal decompositore che viene pompata a 113 bar e riscaldata in una stazione di scambio termico per mezzo di olio diatermico. La miscela delle due correnti ha una portata di 17691 kg/h e una temperatura di 290 °C, e viene immessa direttamente nel decompositore (vedi corrente (7) di figura 3). The final retentate, which is found at 70 ° C, is cold pumped at a pressure of 82 bar and then mixed with a stream of water having a capacity of 15568 kg / h and a temperature of 320 ° C. This aqueous stream consists of a portion equal to 90% of the liquid stream exiting the decomposer which is pumped to 113 bar and heated in a heat exchange station by means of diathermic oil. The mixture of the two streams has a flow rate of 17691 kg / h and a temperature of 290 ° C, and is fed directly into the decomposer (see stream (7) in figure 3).

La quota di melammina recuperata nella sezione di ultrafiltrazione è uguale a 391.4/414.0*100 = 95%, contro il 79% dell'esempio comparativo. The percentage of melamine recovered in the ultrafiltration section is equal to 391.4 / 414.0 * 100 = 95%, against 79% in the comparative example.

Il recupero supplementare di melammina ottenuto con il processo secondo la presente invenzione è pertanto uguale a 391.4 - 327.9 = 63.5 kg/h; la produzione oraria di melammina sale quindi a 3810.0 63.5 = 3873.5 kg/h, con un incremento uguale a 63.5/3810.0*100 = 1.7% sul valore di produzione oraria corrispondente a quella che si ottiene secondo lo stato dell'arte. The additional melamine recovery obtained with the process according to the present invention is therefore equal to 391.4 - 327.9 = 63.5 kg / h; the hourly production of melamine therefore rises to 3810.0 63.5 = 3873.5 kg / h, with an increase equal to 63.5 / 3810.0 * 100 = 1.7% on the hourly production value corresponding to that obtained according to the state of the art.

Tale maggior produzione viene ottenuta alimentando all'impianto sempre 12306.3 kg/h di urea al 100%, con un consumo specifico pari a 12306.3/3873.5 = 3.18 kg/kg da confrontare con il valore di 3.23 dell'esempio comparativo. Poiché il consumo specifico stechiometrico è pari a 2.86 kg/kg, l'efficienza del processo di produzione di melammina da urea risulta pari a 2.86/3.18*100 = 89.9%, contro l'88,5% dell'esempio comparativo. This higher production is obtained by always feeding the plant 12306.3 kg / h of urea at 100%, with a specific consumption equal to 12306.3 / 3873.5 = 3.18 kg / kg to be compared with the value of 3.23 in the comparative example. Since the stoichiometric specific consumption is equal to 2.86 kg / kg, the efficiency of the melamine production process from urea is equal to 2.86 / 3.18 * 100 = 89.9%, against 88.5% in the comparative example.

Claims

CLAIMS 1. Process to increase the efficiency and the overall yield of the melamine synthesis process by treating the mother liquors of demonized and neutralized melamine crystallization, characterized by including the following operating steps: a) subject the stream of said mother liquors containing OAT and melamine to one or more stages of ultrafiltration, producing: (i) a permeate consisting of an aqueous solution containing melamine and only the soluble fraction of OAT and: (ii) a retentate consisting of a concentrated colloidal aqueous suspension comprising the OAT fraction in excess with respect to the soluble fraction; this stage a) having the purpose of minimizing the volume of the retentate thus obtained; b) subject the retentate deriving from step a) to a decomposition treatment by hydrolysis at a temperature ranging from 270 ° C to 300 ° C, with the formation of a gaseous stream, consisting of NH3, CO2 and water vapor, and of a liquid stream; said retentate leaving step a) being brought to the temperature of the decomposition treatment by mixing with an aqueous stream having a temperature such that the stream resulting from the mixing has a temperature ranging from 270 ° C to 300 ° C; c) subjecting the liquid stream coming from step b) to a stripping treatment with separation of a further gaseous stream consisting of NH3, C02 and water vapor, and a liquid stream substantially free of organic compounds.

2. Process according to claim 1, characterized in that in step a) the retentate coming from a first ultrafiltration stage is subjected to a second ultrafiltration stage, with the formation of a second permeate and a second retentate with a further reduced volume compared to to the retentate from the first ultrafiltration stage.

3. Process according to claim 2, characterized in that the retentate obtained after the second ultrafiltration stage has a volume whose value is reduced by 25 to 35% with respect to the volume of the retentate obtained after the first ultrafiltration stage.

4. Process according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the permeates obtained in the ultrafiltration stages of step a) are recycled to the aqueous cycle of purification and separation of the melamine.

5. Process according to claim 2, characterized in that the permeate obtained in the second ultrafiltration stage of step a) is recycled upstream of the first ultrafiltration stage.

6. Process according to claim 1, characterized in that the aqueous stream mixed with the retentate is an aliquot of the liquid stream leaving the decomposition treatment section of step b).

7. Process according to claim 1, characterized in that the aqueous stream mixed with the retentate is an aliquot of the liquid stream leaving the bottom of the stripping column of step c).

8. Process according to claims 6 or 7, characterized in that the aqueous stream mixed with the retentate is added in an amount ranging from 85 to 95% by weight with respect to the weight of the stream resulting from the mixing.

9. Process according to claim 1, characterized in that the liquid stream leaving the decomposition section of step b) is used to heat an aliquot of the liquid stream leaving the stripping section of step c), said aliquot being then mixed with the retentate.

10. Process according to claim 1, characterized in that the gaseous stream formed in step b) is subjected to a process for the recovery of ammonia and carbon dioxide.

11. Process according to claim 1, characterized in that the gaseous stream formed in step c) is subjected to a process for the recovery of ammonia and carbon dioxide.

12. Process according to claim 1, characterized in that the gaseous stream formed in phase b) is joined to the gaseous stream formed in phase c) and both are subjected to a process for the recovery of ammonia and carbon dioxide.

13. Process according to claim 1, characterized in that the decomposition treatment is carried out at a pressure ranging from 75 to 90 bar.

14. Process according to claim 1, characterized in that the decomposition treatment has a duration ranging from 1 to 10 hours, preferably from 2 to 5 hours.