MXPA01004614A - Metodo para producir melamina pura - Google Patents

Abstract

La invención concierne a un método para producir melamina pura. Conforme a este método, la melamina fundida, producida a partir de urea por un proceso a alta presión, se enfría y se añade amoníaco hasta que alcanza una temperatura de aproximadamente 1 a 50ºC por encima del punto de fusión de la melamina, como dependiente de la presión de amoníaco respectiva y luego ya sea a) que se apague con aguaócon una soluciónósuspensión acuosa que contenga amoníaco y/o melamina, de modo que la melamina solidifiqueób)que se apague con amoníaco gaseosoólíquido frío, de modo que la melamina solidifique, la melamina es entonces enfriada adicionalmente con aguaócon una soluciónósuspensión acuosa que contenga amoníaco y/o melamina y c) la melamina es entonces aislada.

Description

MÉTODO PARA PRODUCIR MELAMINA PURA Campo de la Invención La invención concierne a un método para producir melamina pura en un proceso de alta presión en el cual, antes de solidificación, se enfría la melamina fundida, con un suministro de amoníaco y luego se prepara en un medio acuoso. La producción de melamina por pirólisis de la urea se conoce, por ejemplo, de "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A16, 5a. Ed. (1990), páginas 171-185. En el proceso de Montedison descrito en la presente, a manera de ejemplo, la urea se descompone en un reactor a 370 °C y 70 bares junto con amoníaco en el transcurso de 20 minutos. La mezcla de reacción que comprende substancialmente una melamina fundida, amoníaco y C02 se despresuriza entonces a 25 bares en un recipiente de apagado y se trata a 160 °C, con una solución acuosa de NH3/C02, precipitando la melamina sólida. A fin de descomponer cualquier- urea ó sub-producto no convertidos, la suspensión de melamina cruda obtenida, si se requiere, es retenida en el recipiente de apagado por algún tiempo. Si se requiere, después de ésto, la suspensión de melamina se liberaliza, desde el amoníaco y el C02 en unpurificador por arrastre y se diluye por adición de otro licor madre, la melamina que está disuelta. Después de la adición de la solución de REF.128966 hidróxido de sodio y tratamiento con carbón activado, se cristaliza la melamina. En un proceso adicional de la melamina (proceso Nissan) , la descomposición de la urea se efectúa a 100 bares y 400 °C, la urea fundida empleada, que es usada antes de la síntesis de la melamina, por lavado de la melamina y separación de la urea de los gases de desprendimiento del reactor de melamina. La melamina fundida obtenida, se apaga con una solución líquida de amoníaco, opcionalmente, después de la etapa de envejecimiento, se disuelve de ese modo, y se deja en residencia a 180 °C para descomposición de las impurezas. Después de purificación por arrastre y filtración de la solución, la melamina se cristaliza. De conformidad con la USA 3,637,686, la melamina fundida, antes de ser apagada con solución acuosa de amoníaco, se apaga en una primera etapa con amoníaco gaseoso ó líquido frío a una presión desde 5 hasta 100 bares y a una temperatura de 200 hasta 270 °C a la que solidifica la melamina. La melamina cruda, inicialmente obtenida en la síntesis de la melamina, la cual contiene desde aproximadamente 94 a 97 % en peso de melamina, dependiendo del proceso de producción, y en particular, melam, melem, melona, ureidomelamina, amelina y amelida cono impurezas substanciales, no obstante, no es adecuada ó solamente insuficientemente adecuada para la mayor parte de las aplicaciones debido a la calidad inadecuada de las resinas preparables con ella. A fin de obtener una melamina pura, son necesarias, etapas adicionales de proceso, tales como, por ejemplo, recristalización. Por consiguiente, es el objeto de la presente invención, proporcionar un método más simple por medio del cual pueda obtenerse la melamina con mejor pureza y con buenos rendimientos. Conforme a la invención, este objeto podría lograrse si la melamina cruda fundida que llega desde el reactor de melamina, se enfría hasta justo por encima del punto de fusión, antes de solidificación y preparación acuosa con incorporación adicional de amoníaco. Por consiguiente, la presente invención concierne a un método para producir melamina pura, caracterizado porque la melamina fundida preparada desde urea en un proceso de alta presión, opcionalmente después de purificación por arrastre de los gases que se desprenden y opcionalmente después de residir ó reposar en una contenedor de envejecimiento, se enfría a una temperatura que es aproximadamente 1 a 50 °C encima del punto de fusión de la melamina, dependiendo de la presión de amoníaco respectiva, con la adición de amoníaco, después de los cual ya sea, a) que el apagado se efectúe con agua ó con una solución acuosa de amoníaco- y/ó solución ó suspensión que contenga amoníaco y la melamina se solidifique - ó, b) que se efectúe el apagado con amoníaco líquido ó gaseoso frío, solidificando la melamina y luego se enfría adicionalmente en una segunda etapa, con agua ó con una solución acuosa de amoníaco- y/ó solución ó suspensión que contenga melamina y c) la melamina es entonces aislada. En los procesos a alta presión de melamina, la melamina se obtiene en forma líquida como un fundido a presiones desde aproximadamente 70 hasta 800 bares y temperaturas de al menos aproximadamente 370 CC. Los gases de desprendimiento formados en la síntesis de la melamina y que contienen en particular NH3 y C02 pueden separarse ya sea antes ó después del fundido. Convenientemente, los gases de desprendimiento son lavados por paso a través de urea fundida, en particular partículas de melamina ó de urea sin convertir que son arrastradas por los gases de desprendimiento, que son eliminados por lavado. La urea fundida., es calentada por los gases de desprendimiento calientes y es pasada convenientemente a un reactor de melamina para la síntesis de la melamina, mientras que los gases de desprendimiento purificados son convenientemente pasados a un reactor de urea. Ya sea que los gases de desprendimiento puedan ser pasados directamente al reactor de urea ó que sean condensados, por ejemplo con la ayuda de soluciones de carbonato de amonio ó de carbamato de amonio que se obtienen, por ejemplo, en la planta de melamina ó la planta de urea. El calor resultante puede usarse, por ejemplo, para pre-calentamiento del amoníaco usado en la planta de urea ó para la producción de vapor. Después de que los gases de desprendimiento han sido separados, la melamina fundida puede venta osamente ser purificada por arrastre, por ejemplo con NH3, dando como resultado que en particular se eliminó el C02 residual. Es además ventajoso, permitir a la melamina fundida residir en un contenedor de envejecimiento, como se describió por ejemplo, en 096/23778 ó O96/20182. El enfriamiento conforme a la invención, a la temperatura de aproximadamente 1 a 50 °C por encima del punto de fusión de la melamina que es dependiente de la presión de amoníaco respectiva, puede efectuarse ya sea por medio de intercambiadores de calor ó por alimentación NH3 líquido, gaseoso ó supercrítico en el espacio del gas, encima del fundido ó preferiblemente por paso en e-1 fundido ó por una combinación de estas medidas de enfriamiento, a través de la mezcla, por ejemplo por paso en NH3, posiblemente por medios de mezclado adicionales, tales como, por ejemplo, agitadores, mezcladores estáticos, etc., que sean convenientes. Idealmente, se obtiene una melamina fundida saturada con NH3. Conforme a la invención, no obstante, puede obtenerse melamina fundida supersaturada ó subsaturada con NH3 a la presión y temperatura respectivas, dependiendo de las condiciones de proceso y de la cantidad de NH3 alimentada. El fundido es preferiblemente enfriado a una temperatura que está aproximadamente 1 a 30 °C encima del punto de fusión de la melamina, que es dependiente de la presión de amoníaco respectiva. Se ha probado que es particularmente ventajoso si el enfriamiento se efectúa a una temperatura que está tanto como sea posible, más elevada que el punto de fusión de la melamina, que es dependiente de la presión de amoníaco respectiva. Preferiblemente, el enfriamiento se efectúa durante un período desde aproximadamente 1 minuto hasta 10 horas, particularmente, preferiblemente desde aproximadamente 1 minuto hasta 1 hora. El tiempo de residencia en este rango de temperatura es desde aproximadamente 1 min hasta 10 horas, preferiblemente desde aproximadamente 1 min hasta 1 hora. La presión de amoníaco durante el enfriamiento, es preferiblemente desde aproximadamente 50 hasta 1000 bares, presiones desde aproximadamente 50 hasta 400 bares que son particularmente preferidas. Es conveniente si una presión aumenta que sea simultáneamente efectuado por medio de la alimentación de amoníaco . El fundido puede enfriarse, por ejemplo, en el contenedor de envejecimiento ó en un contenedor separado adecuado ó intercambiador de calor. El apagado se lleva a cabo después de que el enfriamiento del fundido se efectúa por mezcla de la melamina fundida enfriada con agua ó con una solución ó suspensión acuosa (conforme a a) ) ó con amoníaco y luego con agua ó una solución ó suspensión acuosa (conforme a b) ) . La mezcla se lleva a cabo particularmente, ventajosa y eficientemente por pulverización ó rociado ó por paso de las substancias individuales, ó por pulverización ó rociado ó por paso del fundido, en la solución ó suspensión, introducida inicialmente con reducción simultánea de la presión. Para apagado de la melamina fundida en la etapa a) , particular conveniente y económicamente el licor madre obtenido en la solidificación ó cristalización y asilamiento de la melamina puede reciclarse y reusarse . La temperatura durante el apagado de la melamina fundida con agua ó con solución acuosa de amoníaco- y/ó solución ó suspensión que contenga melamina conforme a la etapa a) , es preferiblemente desde aproximadamente 25 hasta 300 °C, particularmente se prefiere desde aproximadamente 50 hasta 200 °C, y la presión es desde aproximadamente 1 hasta 100 bares, particularmente se prefiere, desde aproximadamente 1 hasta 50 bares. La temperatura es dependiente de las condiciones que operen en el recipiente de apagado, en particular de la presión, concentraciones y gastos. El apagado conforme a b) con amoníaco, es preferiblemente efectuado a aproximadamente 200 hasta 270 °C y una presión desde aproximadamente 1 hasta 100 bares, particularmente, se prefiere desde aproximadamente 1 hasta 50 bares, después de lo cual, en una segunda etapa de enfriamiento, se efectúa un enfriamiento adicional con agua ó con una solución acuosa de amoníaco- y/ó solución ó suspensión que contenga melamina, preferiblemente hasta aproximadamente 50 hasta 200 °C. La melamina recristalizada ó solificada, obtenida durante el enfriamiento es entonces aislada separándola del licor madre, por ejemplo por filtración ó centrifugación, y luego se seca, la melamina que se obtiene en buen rendimiento y con buena pureza en la región de aproximadamente 99 %, es debido primeramente a la omisión de las etapas de purificación adicionales. El apagado se lleva a cabo convenientemente en un contenedor de apagado corriente abajo del enfriamiento del fundido. Por ejemplo, la melamina líquida entra por la parte superior del contenedor de apagado a una temperatura que está justo por encima del punto de fusión, la cual es dependiente de la presión de amoníaco respectiva, hasta aproximadamente 370 °C y una presión desde aproximadamente 100 hasta 400 bares y se apaga con ambas, agua y la suspensión acuosa reciclada de melamina sólida en una solución acuosa de melamina desde el contenedor de apagado ó el licor madre reciclado, el cual es probablemente pulverizado en el fondo del contenedor de apagado. El agua pulverizada tuvo, por ejemplo, una temperatura desde aproximadamnete 25 hasta 90 °C y la suspensión ó licor madre pulverizado tuvo una temperatura desde 25 hasta 150 °C a una presión desde aproximadamente 1 hasta 10 bares. Conforme a este ejemplo, la temperatura en el contenedor de apagado se conserva aproximadamente constante, la suspensión de melamina en el contenedor de apagado que no es reciclada y la cual, además de la melamina sólida, también contiene melamina y amoníaco disueltos es sacada continuamente de la parte inferior del contenedor de apagado, la melamina se aisla por filtración ó centrifugación y se seca y el licor madre se recicla parcialmente y se retira parcialmente. A fin de lograr purezas muy altas y superiores, la melamina puede cristalizarse. Es también posible para la melamina obtenida conforme a a) ó b) ser disuelta, sin previo aislamiento, directamente en la suspensión por alimentación en una solución amoniacal acuosa, particular, preferible y económicamente el licor madre obtenido durante esta solidificación ó cristalización de la melamina que es reciclada y que es usada para la disolución. Cualquier subproducto formado por hidrólisis, especialmente las oxiaminotriazinas, tales como, por ejemplo, amelina y amelida, puede, si se requiere, conservarse en solución por adición de un álcali, por ejemplo NaOH. La solución es, si se requiere, conservada en la residencia ó contacto, si se requiere también el NH3 disuelto se elimina por purificación por arrastre y, si se requiere, se efectúa el tratamiento con carbón activado. Esto es seguido por la filtración, y la melamina se cristaliza, por ejemplo por enfriamiento y/ó reducción adicionales de la presión ó aplicación de un vacío, y se separa del licor madre y se seca. La melamina obtenida conforme a la presente invención tiene una pureza más alta en comparación con la melamina convencional después de apagado con agua, y el rendimiento después de la recristalización es más alto. Después de secar, la melamina puede ser envejecida para mejoramiento adicional de la calidad. La melamina aislada, opcionalmente recristalizada es mantenida en reposo (atemperación) , preferiblemente bajo presión de NH3 desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 600 bares, preferiblemente desde aproximadamente 5 hasta 100 bares, y a temperatura desde aproximadamente 100 °C hasta menos del punto de fusión de la melamina que es dependiente de la presión de NH3 respectiva, por un período desde aproximadamente 5 min hasta 10 h, preferiblemente desde aproximadament4e 5 minutos hasta 5 h. Ejemplo 1 Se introdujeron 20 g de melamina que tenía un contenido de melam de 2 % en peso y un contenido de melem de 1 % en peso, en una autoclave que tiene un volumen de 100 ml, y la autoclave se llevó a una temperatura de 370 °C con una alimentación de NH3 a una presión de NH3 de 250 bares y se conservó a esta temperatura y a esta presión por 2 horas. Se efectuó entonces el enfriamiento a 320 °C en el trancurso de 1 hora con una alimentación de NH3, la presión de 250 bares se mantuvo, esta temperatura se mantuvo por 30 minutos y la melamina fundida se pulverizó ó roció entonces en una segunda autoclave (volumen de 1000 ml) en la cual estaba presente una solución acuosa de amoníaco a una temperatura de 159 CC y una presión de 12 bares. La melamina solidificada y la temperatura en la segunda autoclave aumentaron a 168 °C y la presión a 24 bares. Después de enfriamiento de la autoclave, filtración y secado, se obtuvo melamina que tuvo una pureza de 99.1 %. Ejemplo 2 Se introdujeron 20 g de melamina que tenía un contenido de melam de 2 % en peso y un contenido de melem de 1 % en peso en una autoclave que tiene un volumen de 100 ml, y la autoclave se llevó a una temperatura de 370 °C con una alimentación de NH3 a una presión de NH3 de 250 -bares y se conservó a esta temperatura y esta presión por 2 horas. Se efectuó entonces el enfriamiento hasta 330 °C en el trancurso de 1 hora con una alimentación de amoníaco, la presión de 250 bares se mantuvo, esta temperatura se mantuvo por 30 minutos y la melamina fundida se pulverizó ó roció entonces en una segunda autoclave (volumen de 1000 ml) en la que estaba presente una solución acuosa de amoníaco a una temperatura de 62 °C y una presión de 1 bar. La melamina solidificada y la temperatura en la segunda autoclave aumentaron a 81 °C y la presión a 4 bares. Después de enfriamiento de la autoclave filtración y secado, se obtuvo melamina que tuvo una pureza de 98.8 %. Ejemplo 3 Se introdujeron 20 g de melamina que tenía un contenido de melam de 2 % en peso y un contenido de melem de 1 % en peso en una autoclave que tenía un volumen de 100 ml, y la autoclave se llevó a una temperatura de 370 °C con una alimentación de NH3 a una presión de NH3 de 250 bares y se conservó a esa temperatura y a esa presión por 2 horas. Se efectuó entonces el enfriamiento a 350 °C en el transcurso de 1 hora con una alimentación de NH3, la presión de 250 bares fué mantenida, esta temperatura se mantuvo por 30 minutos y la melamina fundida se pulverizó ó roció entonces en una segunda autoclave (volumen de 1000 ml) en la que estaba presente una solución acuosa de amoníaco a una temperatura de 63 °C y una presión de 1 bar. La melamina solidificada y la temperatura en la segunda autoclave aumentaron a 88 °C y la presión a 4 bares. Después de enfriamiento de la autoclave, filtración y secado, se obtuvo melamina que tuvo una pureza de 98.6 %.

Ejemplo Comparativo 1 Se introdujeron 20 g de melamina que tenía un contenido de melam de 2 % en peso y un contenido de melem de 1 % en peso en una autoclave que tenía un volumen de 100 ml, y la autoclave se llevó a una temperatura de 370 °C con una alimentación de NH3 a una presión de NH3 de 250 bares y se conservó a esa temperatura y a esa presión por 2 horas. La melamina fundida se pulverizó ó roció entonces en una segunda autoclave (volumen de 1000 ml) en la que estaba presente una solución acuosa de amoníaco a una temperatura de 62 °C y una presión de 1 bar. La melamina solidificada y la temperatura en la segunda autoclave aumentaron a 94 °C y la presión a 5 bares. Después de enfriamiento de la autoclave, filtración y secado, se obtuvo melamina que tuvo una pureza de 97.5 %. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de -la presente descripción de la invención.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Método para producir melamina pura, que está caracterizado porque la melamina fundida, preparada a partir de urea en un proceso a alta presión, opcionalmente después de purificación por arrastre de los gases de desprendimiento y opcionalmente después de residencia en un contenedor de envejecimiento, se enfria a una temperatura que está aproximadamente 1 a 50 °C encima del punto de fusión de la melamina, dependiente de la presión de amoníaco respectiva, con la adición de amoníaco, después de lo cual ya sea, a) que se efectúe el apagado con agua ó con una solución acuosa de amoníaco- y/ó una solución ó suspensión que contenga melamina y la melamina se solidifique - ó b) que se efectúe el apagado con amoníaco gaseoso ó líquido frío, solidificando la melamina y luego que sea, enfriada adicionalmente en una segunda etapa con agua ó una solución acuosa de amoníaco- y/ó solución ó suspensión que contenga melamina y c) entonces se aisla la melamina.
2. 2. Método conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el enfriamiento de la melamina fundida, a la temperatura que está desde 1 hasta 50 °C por encima del punto de fusión de la melamina se efectúa por paso en amoníaco gaseoso ó líquido frío.
3. 3. Método conforme a, una u otra de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la melamina obtenida conforme a) ó b) , y presente como una suspensión, se disuelve por alimentación en una solución acuosa amoniacal, preferiblemente un licor madre reciclado obtenido en la cristalización, la solución se mezcla opcionalmente con NaOH y, si se requiere se deja en contacto ó en residencia, el amoníaco disuelto si se requiere se purifica por arrastre, se efectúa entonces la filtración y la melamina se cristaliza y aisla.
4. 4. Método conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la melamina fundida se apaga en la etapa a) por medio de licor madre reciclado obtenido en la cristalización.
5. 5. Método conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la melamina fundida se enfría a una temperatura que está desde aproximadamente 1 hasta 50 °C por encima del punto de fusión de la melamina, a una presión de amoníaco desde aproximadamente 50 hasta 1000 bares mientras que se alimenta en amoníaco.
6. 6. Método conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la melamina fundida se enfría a una temperatura que está desde 1 hasta 30 °C por encima del punto de fusión de la melamina.
7. 7. Método conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la melamina fundida se enfría a una temperatura que está desde aproximadamente 1 hasta 50 °C por encima del punto de fusión de la melamina, por el paso en amoníaco por desde aproximadamente 1 minuto hasta 10 horas .
8. 8. Método conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 , caracterizado porque el apagado se efectúa en la etapa a) a una temperatura desde aproximadamente 25 °C hasta 300 °C y preferiblemente desde aproximadamente 50 °C hasta 200 °C y una presión desde aproximadamente 1 hasta 100 bares, preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta 50 bares.
9. 9. Método conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el apagado se efectúa en la etapa b) a una temperatura desde aproximadamente 200 °C hasta 270 °C y una presión desde aproximadamente 1 hasta 100 bares, preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta 50 bares y luego se efectúa enfriamiento adicional en la segunda etapa desde aproximadamente 50 °C hasta 200 °C.
10. 10. Método conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la melamina y la urea retiradas por lavado de los gases de desprendimiento del reactor de melamina, por medio de urea fundida, que simultáneamente calientan, y la urea fundida es entonces alimentada a la síntesis de la melamina en un reactor de melamina y los gases de desprendimiento son alimentados a un reactor de urea.
11. 11. Método conforme a la reivindicación 10, caracterizado porque los gases de desprendimiento liberados desde que la melamina y la urea son condensadas, opcionalmente con la ayuda de solución de carbonato de amonio y/ó solución de carbamato de amonio que son sacados de la planta de urea ó de la planta de melamina, y el calor que resulta, se usan para precalentar el amoniaco líquido usado en la planta de urea ó para la producción de vapor.