JPH0912559A - 尿素からのメラミン連続生産法 - Google Patents
尿素からのメラミン連続生産法Info
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Abstract
ンを再結晶化もしくは副生成物処分の必要性のいずれも
ない商業ベースでの生産法。 【解決手段】 尿素からメラミンを生産する高圧、無触
媒法であって、前記メラミンを乾燥粉末として洗浄もし
くは再結晶化なしに行う方法に関する。この方法では液
体メラミンを液体媒体、好ましくは液体アンモニアで急
冷する冷却ユニットに供給する。前記冷却ユニット内の
圧力を600psi(4134kPa)を超える圧力、
好ましくは1200乃至1400psi(8268kP
a乃至9646kPa)に増圧して99%を超える純度
をもつメラミンを供給する。この方法は他の高圧、無触
媒装置と一緒に利用できる。
Description
生成させる高圧、無触媒、乾式(non-aqueous )方法に
関するものであって、前記メラミンを洗浄もしくは再結
晶の処理をすることなく乾燥粉末として直接回収する方
法である。詳述すれば、本発明は前記供給されたメラミ
ンが99.0%以上の純度を一貫して備えることを特徴
とする改良に関するものである。
ンモニアと二酸化炭素を副生成物として供給して商業生
産する。基本反応は次の化学式1の通り:
用の触媒法のいずれかである。従来は、低圧、触媒法で
前記メラミンを不純形式で回収し、その後、化学処理を
して再結晶させて本質的に100%純粋のメラミンを供
給する。同様な化学処理と再結晶化工程を前記高圧、無
触媒法を用いて純粋メラミンの生産に用いた。
ラミンを相対的に高純度で回収され、また結晶化工程な
しにそのままの形状で用いる高圧法を述べている。この
方法は極めて有効で低価格メラミンを提供する。この方
法の実施には尿素溶融物をスクラバーユニットに約15
00乃至2500psi(10335kPa乃至172
25kPa)、好ましくは1700乃至2200psi
(11713kPa乃至15158kPa)の圧力をか
け、また尿素の溶融点を上回る温度で供給する。前記ス
クラバーユニットでは、前記液体尿素がCO2とNH3
から主としてなり、そしてメラミンを含む反応性排ガス
と接触する。前記溶融状態にある尿素は前記排ガスから
のメラミンを洗浄する。前記洗浄工程で前記排ガスを反
応器のほぼその温度、すなわち約670乃至800°F
(約354.4乃至982.2℃)好ましくは350°
乃至450°F(約176.7乃至232.2℃)で冷
却する。前記温度と圧力は相互関係にある。圧力が範囲
すなわち1500乃至1700psi(10335kP
a乃至11713kPa)の下端である場合、前記スク
ラバーの最低温度は約350乃至360°F(約17
6.7乃至182.2℃)に変化することになる;一
方、前記スクラバーが圧力範囲の上端,すなわち200
0乃至2200psi(13780kPa乃至1515
8kPa)にある場合、最低温度は360乃至380°
F(約182.2乃至193.3℃)に昇温する可能性
がある。上記最低温度を下回ると、アンモニアとCO2
が前記スクラバーの底部に凝縮し、これは有害である。
大雑把なやり方では、圧力が高ければ高いほど、必要と
される最低温度が高くなる。約500°F(約260
℃)の温度を上回ると尿素は反応して中間生成物をつく
る。これらの中間生成物は有害となり得る。
離されるこのシステムに配設して、液体メラミンを前記
分離器の底部に収集する。前記分離器をメラミンの融点
を上回る温度に保つ。メラミン蒸気で飽和した気体アン
モニアと二酸化炭素をオーバーヘッドで除去して尿素ス
クラバーに送る。前記液体メラミンを液面調節装置の上
の気体分離器から除去して、製品冷却ユニットに噴射す
る。
べられた方法の独特の特性は前記分離器から回収された
液体メラミンを減圧して、前記液体メラミンの温度で気
体をつくることになる液体媒体で急速に冷却する冷却ユ
ニットである。前記急速減圧と急冷により、前記液体メ
ラミンを高純度の固体粉末に洗浄もしくはさらなる精製
処理なしに直接転化できる。前記米国特許第4,56
5,876号で開示された通り、液体急冷剤は前記固体
メラミン生成物から容易に分離される気体でガス化する
低沸点液体である。適当な急冷剤はアンモニア、水もし
くは低沸点アルコールである。前記米国特許第4,56
5,867号でさらに開示されている急冷の圧力を大気
圧もしくは最高約600psi(4134kPa)の圧
力にできる。前記米国特許第4,565,867号によ
れば約200乃至400psi(1378kPa乃至2
756kPa)の圧力と約120乃至165°F(約4
8.9乃至73.9℃)の温度で運転することが好まし
かった。該米国特許の開示方法では、上記に規定したよ
うに圧力は前記スクラバー、反応器と気体分離器内では
同一である。前記気体分離器から除去された排ガスは前
記反応器と分離器と溶融尿素で洗浄されている工程で前
記ガスがそれを冷却するスクラバーに届くまで同一の温
度である。前記気体分離器から移送された液体メラミン
は生成物冷却ユニットに、前記反応器と気体分離器と同
一の温度で流入する。
いレベルのメレムとメラムを含む96乃至99.5%の
範囲のメラミンを生成したが、前記米国特許第4,56
5,867号の商業生産運転の方法が主たる不純物がメ
レム、メラム、ウレジオメラミンとアンメリンで純度が
約97.5%の範囲のメラミンを生産したに過ぎなかっ
た。この製品が大抵のメラミン市場では有用であるが、
その不純物のためある程度制限される。前記米国特許第
4,565,867号に述べられている以外の高圧メラ
ミン技術においては、不純物を化学処理、その後、再結
晶化工程を用いることで除去する。前記不純物を、濾過
もしくは沈降のいずれかにより製品から除去できる成分
に転化する。これはこれらの不純物を除去することで尿
素からのメラミンの収量を減少させる一方、処分に要す
る費用を濾過ケーキの処分の必要性により増大させる。
高いメラミン、すなわち99%以上を再結晶化もしくは
副生成物処分の必要性のいずれもない商業ベースでの生
産の要望がある。
純物の処分あるいは高価な再結晶化工程の必要性もなく
無水高圧メラミン合成法で直接生産することである。
成物冷却ユニットを高圧、無触媒装置、特に本出願人で
あるメラミン.ケミカルズ(Melamine Che
micals Inc.)社製のものとの併用で達成で
きる。前記米国特許第4,565,867号で開示され
た“無水高圧メラミン合成”はこの明細書で参考として
取入れられている。
め、本発明の第1の実施態様は、尿素からメラミンを生
産する連続法であって: ・尿素を反応器で、約1500乃至3500psi(約
10335pKa乃至24115kPa)の圧力と、約
670乃至850°F(約354.4乃至454.4
℃)の温度で熱分解して、液体メラミン、CO2とNH
3を含む反応生成物を生成する工程と; ・前記反応生成物を混合流れとして分離器ユニットに加
圧して移送する工程と; ・前記分離器ユニットを前記反応器とほぼ同一の圧力と
温度で維持する工程と; ・前記分離器ユニットにある前記反応生成物をCO
2と、メラミン蒸気と液体メラミンを含むNH3排ガス
に分離する工程と; ・(a) 前記CO2と、メラミンを含むNH3排ガスを前
記分離器ユニットの温度と圧力とほぼ同一の温度と圧力
で、スクラバーユニットに移送して、前記排ガスを溶融
尿素で洗浄して前記尿素を予熱し、また前記排ガスを冷
却して、前記メラミンを除去し、その後、NH3とCO
2ガスを前記スクラバーユニットから約350乃至45
0°F(約176.7乃至約232.2℃)の温度で除
去して、前記メラミンを含む予熱ずみ溶融尿素を前記反
応器に送る工程と; ・(b) 前記(a) の工程と同時に、前記生成物冷却ユニッ
トに移送し、前記液体メラミンを減圧し、また前記液体
メラミンの温度で気体を形成する液体媒体を用いて60
0psi(4134kPa)を超える圧力にある前記生
成物冷却ユニットで急冷して、洗浄もしくはさらなる精
製なしに純度99%以上の商業的に有用な固体メラミン
製品を生産する工程と;からなるメラミン生産の連続法
を特徴とするものである。
生成、急冷して固体メラミン粉末を生産する高温、無触
媒法において、前記液体メラミンを、600psi(4
134kPa)以上の圧力で該液体メラミンの温度で気
体を形成させる液体媒体により急冷する冷却器に送り、
純度が99%以上のメラミンを供給する高温、無触媒法
を特徴とするものである。
ち液体メラミンを気体分離器から除去し、生成物冷却ユ
ニットに流入させる。前記生成物冷却ユニットでは、液
体を前記冷却ユニットの条件で蒸気である液体媒体、好
ましくはアンモニアを用いて急速冷却および減圧する。
乾燥メラミン粉末がつくられる。前記メラミン粉末を前
記生成物冷却ユニットの底部から除去する。前記生成物
冷却ユニットをメラミンの融点と尿素の反応温度以下の
温度で維持することが好ましい。最低温度は前記冷却ユ
ニットの蒸気温度平衡である。
の急速冷却と共に本発明の最重要な特性である。従っ
て、意外にも、前記冷却ユニットを大気圧もしくは最高
約600psiに保つどころかむしろ、少くとも600
psi(4134kPa)の圧力がメラム、メレムおよ
び他の不純物の生成を防いで99%以上純度のメラミン
を達成させるには不可欠である。好ましい圧力は約12
00乃至約1600psi(約8267kPa乃至11
024kPa)の圧力である。高圧が急速急冷と冷却が
起こるに従って、副反応と脱アミノ反応を防ぎ、またこ
の方法はどんな好ましくない不純物の生成も防ぐ。
で示す。尿素を管路20を通して尿素の融点を上回る温
度、好ましくは約280°F(約137.8℃)と;約
1700乃至3500psi(11713kPa乃至2
4115kPa)の圧力で供給する。連続法では、スク
ラバーユニット22に分離器24からの排ガスを管路2
3を通して供給する。主としてアンモニア、二酸化炭素
とメラミンからなる前記排ガスの温度はほぼ700乃至
800°F(約371.1乃至426.7℃)、圧力が
約1700乃至3500psi(11713kPa乃至
24115kPa)、すなわち反応器と分離器ユニット
の反応条件となっている。前記分離器ユニットからの流
れ組成物はほぼ45乃至65%のアンモニア、30乃至
50%の二酸化炭素と3乃至10%のメラミンである。
前記溶融尿素を前記尿素の予熱に必要な熱エネルギーを
発生させ、また前記排ガスの温度を約350乃至450
°F(約148.9乃至232.2℃)の温度に下げて
前記排ガスからのメラミンの“洗浄”に用いる。メラミ
ンを含む前記尿素は前記スクラバー22の底部に沈降す
ることになる。下がった温度の精製アンモニアと二酸化
炭素ガスを管路26を通して尿素プラントに送り、尿素
生産に使用するか、NH3/CO2配合物を利用する
か、それを分離してアンモニアを利用できるようにする
装置に送る。
の底部から除去し、管路27を通してポンプ28により
約350乃至450℃(約176.7乃至232.2
℃)の温度と、約1700乃至3500psi(117
13kPa乃至24115kPa)の圧力で反応器29
に送る。適当なアンモニア源からのアンモニアをポンプ
で管路32を通して前記スクラバーからの尿素流れに送
込む。前記スクラバー残留物を運ぶ管路に注入され加温
されたアンモニアはパージとして作用して前記反応器の
底部を塞がないようにして、余分のアンモニアを供給し
て、共存の可能性のある脱アンモニア生成物と反応させ
る。前記反応器も約700乃至800°F(約371.
1乃至426.6℃)の作業温度と1700乃至350
0psi(11713kPa乃至24115kPa)の
圧力で維持することになる。耐食性、すなわちチタンで
クラッドした炭素鋼の反応器は好ましくはら反応器内に
反応体を循環させる手段を備える。好ましい反応器の温
度は約770°F(約410℃)で、また好ましい圧力
は2000psi(13780kPa)である。前記反
応器は従来型でサーモカップルを備える熱制御装置を用
いて熱制御される。
ンからなる反応器の生成物を気体分離器24に送る。反
応生成物を前記反応器の上部に放出する。前記分離器に
あって、前記スクラバーユニット22に管路23を通し
て送られるアンモニア、二酸化炭素とメラミンからなる
気体生成物を前記分離器の上部から除去する。液体メラ
ミンを事実上底部から液面指示器で制御され、温度が約
700乃至800°F(約371.1乃至426.7
℃)、圧力が約1700乃至3500psi(1171
3kPa乃至24115kPa)の分離器の3分の1を
除去し、管路36を通して生成物冷却ユニット38に送
る。
5、46と47からなる。管路36からの液体メラミン
を弁44を通して区画45に、同時に管路40を通して
区画45にフラッシュされる液体アンモニアと共に落し
込んで前記液体メラミンを急冷と急速冷却して固体メラ
ミンを供給する。アンモニアを冷却して区画45から弁
51を通して再循環させる。区画45内の急冷後の圧力
はほぼ1200psi(8268kPa)で温度は35
0乃至450°F(約176.7乃至232.2℃)で
ある。区画45と46の圧力をアンモニア蒸気を弁52
を通して区画46に供給する。前記2区画が等圧になる
と、前記固体メラミンを区画45から区画46に弁50
を通して落し込ませる。前記固体メラミンがほぼ120
0psi(8268kPa)の圧力で区画46に入った
後、弁50を閉鎖して、アンモニアを再循環させるため
弁53に通して放出することで区画46内の圧力を大気
圧に減圧させる。その後、弁54を開放して前記固体メ
ラミンを区画47に落し込む。固体メラミン生成物を区
画47から液面制御器64により制御される回転弁60
を通して間断なく除去する。前記メラミン生成物を回転
弁60に通して適当なコンベヤー66上に放出して後続
の袋詰めなどを行う。
タから決定する。このようにして表1における試料N
o.1は冷却ユニットが約600psi(4134kP
a)の圧力と約150°F(約65.6℃)の温度であ
る前記米国特許第4,565,867号で規定された方
法である。試料No.2乃至No.6を、冷却ユニット
内の圧力が800乃至1400psi(5512kPa
乃至9646kPa)の範囲、温度が約350乃至45
0°F(約176.7乃至232.2℃)である本発明
によりつくられる。目に明らかなように、不純物のレベ
ルがかなり減少する。この不純物の減少のレベルは強化
した商業的生産装置という場合には意外である。
関連するものでないが、好ましくは高圧法、例えば前記
米国特許第4,565,867号に述べられているもの
であり、不純物の処分あるいは高価な再結晶化工程の必
要性もなく無水高圧メラミン合成法で純度99%以上の
メラミンを直接生産し得るものである。しかしながら、
本発明は他の高圧、無触媒装置と一緒に利用できる。
完全プラントの工程系統図である。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 尿素からメラミンを生産する連続法であ
って: ・尿素を反応器で、約1500乃至3500psi(約
10335pKa乃至24115kPa)の圧力と、約
670乃至850°F(約354.4乃至454.4
℃)の温度で熱分解して、液体メラミン、CO2とNH
3を含む反応生成物を生成する工程と; ・前記反応生成物を混合流れとして分離器ユニットに加
圧して移送する工程と; ・前記分離器ユニットを前記反応器とほぼ同一の圧力と
温度で維持する工程と; ・前記分離器ユニットにある前記反応生成物をCO
2と、メラミン蒸気と液体メラミンを含むNH3排ガス
に分離する工程と; ・(a) 前記CO2と、メラミンを含むNH3排ガスを前
記分離器ユニットの温度と圧力とほぼ同一の温度と圧力
で、スクラバーユニットに移送して、前記排ガスを溶融
尿素で洗浄して前記尿素を予熱し、また前記排ガスを冷
却して、前記メラミンを除去し、その後、NH3とCO
2ガスを前記スクラバーユニットから約350乃至45
0°F(約176.7乃至約232.2℃)の温度で除
去して、前記メラミンを含む予熱ずみ溶融尿素を前記反
応器に送る工程と; ・(b) 前記(a) の工程と同時に、前記生成物冷却ユニッ
トに移送し、前記液体メラミンを減圧し、また前記液体
メラミンの温度で気体を形成する液体媒体を用いて60
0psi(4134kPa)を超える圧力にある前記生
成物冷却ユニットで急冷して、洗浄もしくはさらなる精
製なしに純度99%以上の商業的に有用な固体メラミン
製品を生産する工程と;からなるメラミン生産の連続
法。 - 【請求項2】 前記メラミン生成物が約99.5乃至9
9.8%のメラミンの純度を有し、約1.5%以下のメ
レムおよびメラムを含有することを特徴とする請求項1
記載の方法。 - 【請求項3】 前記反応器の圧力が1700乃至350
0psi(11713kPa乃至24115kPa)、
温度が700乃至850°F(約371.1乃至45
4.4℃)であることと、前記反応器をほぼ前記反応器
の前記圧力と温度で維持することと、そして前記スクラ
バーをほぼ前記反応器の同一圧力で維持することを特徴
とする請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記液体メラミンを急冷する前記液体が
無水液体アンモニアであることを特徴とする請求項3記
載の方法。 - 【請求項5】 前記生成物冷却ユニットを約1200乃
至1400psi(約8268kPa乃至9646kP
a)の圧力と、約350乃至450°F(約176.7
乃至232.2℃)の温度で維持することを特徴とする
請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 液体メラミンを生成、急冷して固体メラ
ミン粉末を生産する高温、無触媒法において、前記液体
メラミンを、600psi(4134kPa)以上の圧
力で該液体メラミンの温度で気体を形成させる液体媒体
により急冷する冷却器に送り、純度が99%以上のメラ
ミンを供給することを特徴とする高温、無触媒法。 - 【請求項7】 前記圧力が約1000乃至1600ps
i(約6890kPa乃至11024kPa)で、前記
温度が約350乃至450°F(約176.7乃至23
2.2℃)であることを特徴とする請求項6記載の方
法。 - 【請求項8】 前記液体メラミンの急冷に用いられる液
体が無水液体アンモアであることを特徴とする請求項6
もしくは7記載の方法。 - 【請求項9】 前記圧力が約1000乃至2500ps
i(約6890kPa乃至17225kPa)であり、
また前記温度が約350乃至450°F(約176.7
乃至232.2℃)であることを特徴とする請求項6記
載の方法。
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US08/478,088 | 1995-06-07 | ||
US08/478,088 US5514796A (en) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | Melamine of improved purity produced by high-pressure, non-catalytic process |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0912559A true JPH0912559A (ja) | 1997-01-14 |
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