NL1018936C2 - Werkwijze voor het verkrijgen van kristallijn melamine uit een melaminesmelt. - Google Patents

Description

- 1 -

WERKWIJZE VOOR HET VERKRIJGEN VAN KRISTALLIJN MELAMINE 5 UIT EEN MELAMINESMELT

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verkrijgen van kristallijn melamine uit een melaminesmelt, omvattende: a) een koelstap, waarin de melaminesmelt op een druk tussen 0,1 MPa en 20 10 MPa en op een temperatuur beneden het smeltpunt van melamine bij de heersende druk wordt gebracht, waarbij vast melamine wordt gevormd, b) een drukaanpassingsstap, waarin de druk van de vaste melamine tot een waarde gelegen tussen 0,1 en 5 MPa wordt gebracht.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit WO 98/54160. In de 15 werkwijze van WO 98/54160 wordt een ammoniak-bevattende melaminesmelt met een temperatuur gelegen tussen het smeltpunt van melamine bij de heersende druk en 450°C via een sproei-inrichting versproeid en gekoeld met een verdampend koelmedium in een vat in een ammoniakomgeving, waarbij de melaminesmelt wordt omgezet in melaminepoeder (kristallijn melamine) met een 20 temperatuur tussen 200°C en het smeltpunt van melamine, waarna de ammoniakdruk in de drukaanpassingsstap wordt afgelaten, en het poeder desgewenst verder wordt gekoeld. Het verblijf van de kristallijne melamine bij een temperatuur boven 200°C, bij verhoogde druk in een ammoniakomgeving, leidt tot een verlaging van het gehalte aan verontreinigingen zoals melem en melam.

25 De werkwijze van WO 98/54160 beschrijft verder dat de kristallijne melamine, voorafgaand aan de drukaanpassingsstap, wordt gekoeld tot een temperatuur beneden 200°C, door de kristallijne melamine bij een druk tussen 4,5 MPa en 25 MPa mechanisch in beweging te brengen en direct of indirect te koelen, omdat de kleur van de kristallijne melamine nadelig wordt beïnvloed 30 indien de melamine een te lange tijd op hoge temperatuur blijft.

Een nadeel van de bekende werkwijze is dat het mechanisch in beweging brengen van de kristallijne melamine bij genoemde hoge druk, noodzakelijk om de kleur van de kristallijne melamine niet teveel nadelig te beïnvloeden, technisch ingewikkeld is; daardoor is het niet altijd mogelijk of 35 gewenst om dit uit te voeren.

Het is daarom een doel van de uitvinding om in een alternatieve werkwijze te voorzien die ook tot een verbetering van de kleur van de kristallijne 4 n 1 Q Q 3 fi -2- melamine leidt. Dit doel wordt bereikt doordat de drukaanpassingsstap wordt gevolgd door: c) een oplosstap, waarin de vaste melamine in contact wordt gebracht met een waterige fase, die een pH tussen 6 en 13 heeft en waarin minder dan 5 gew.% 5 ammoniak aanwezig is, waarbij een oplossing wordt gevormd, d) een kristallisatiestap, waarin de oplossing met ten minste 20°C wordt gekoeld, waarbij kristallijn melamine gevormd wordt, e) een scheidingsstap, waarin kristallijn melamine van de oplossing worden afgescheiden.

Het voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat kristallijn melamine verkregen kan worden met een zeer goede kleur, geschikt voor vrijwel alle toepassingen. Een zeer goede kleur wil zeggen een APHA waarde kleiner dan 20, bij voorkeur kleiner dan 17. De APHA kleurmeting is o.a. beschreven in WO 98/55465, bladzijden 4 - 6. In de APHA kleurmeting wordt 15 kristallijne melamine verwerkt tot een melamine-formaldehyde hars met een molaire formaldehyde-melamine (F/M) verhouding van 3, waarbij een formaldehydeoplossing gebruikt wordt van 35 gew.%. De kleur van de hars wordt berekend uit het verschil van de extincties tussen de golflengtes 380 nm en 640 nm. Daarbij geldt dat de APHA waarde lager is naarmate er minder verkleuring in 20 de melamine aanwezig is.

Met kristallijn melamine wordt in deze beschrijving bedoeld melamine in kristallijne vorm, waarbij de kristallen alle mogelijke vormen kunnen hebben zoals bijvoorbeeld eenheidskristallen of agglomeraten daarvan.

Een verder voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is 25 dat de oplosstap en de kristallisatiestap een grotere controle over de deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling van de kristallijne melamine verschaffen dan de bekende werkwijze. Hierdoor kan het loopgedrag van de kristallijne melamine gestuurd worden.

Uit US-3637686 is een werkwijze voor het verkrijgen van 30 gezuiverd melamine bekend waarin een melaminesmelt met vloeibare ammoniak wordt gekoeld zodat vaste melamine wordt gevormd. De vaste melamine wordt dan bij een druk gelegen tussen 0,5 MPa en 10 MPa verder gekoeld met een waterige fase waarin tussen 5 gew% en 80 gew.% ammoniak aanwezig is tot een temperatuur gelegen tussen 100°C en 200°C. US-3637686 beschrijft verder dat 35 het mogelijk is om vervolgens de melamine in oplossing te brengen, met als doel 1018936 ; -3- om onzuiverheden zoals ammeline en ammelide om te vormen tot melamine.

In US-3637686 is het ammoniakgehalte van de waterige fase hoger dan volgens de uitvinding, en zelfs bij voorkeur tussen 20 gew.% en 50 gew.% is. Dit brengt met zich mee dat de druk van de oplossing met een 5 temperatuur tussen 100°C en 200°C hoog moet zijn, volgens US-3637686 tussen 0,5 MPa en 10 MPa, om ervoor te zorgen dat een vloeibare fase met genoemde samenstelling bij die temperatuur kan bestaan. Het is een voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding dat de oplosstap en de kristallisatiestap bij een relatief lage temperatuur, en bij een lagere druk dan in US-3637686 kunnen 10 worden uitgevoerd, met een lager gehalte aan ammoniak, terwijl toch melamine van goede zuiverheid en kleur worden verkregen. Gevolg hiervan is dat een inrichting waarin de werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgevoerd eenvoudiger en goedkoper kan zijn dan wanneer de werkwijze volgens US-3637686 wordt toegepast.

15 Uit WO 00/29393 is een werkwijze voor het bereiden van zuivere melamine uit een melaminesmelt bekend, waarin de melaminesmelt eerst tot een temperatuur gelegen tussen 1°C en 50°C boven het smeltpunt bij de heersende druk wordt gebracht. De melaminesmelt wordt daarna ofwel met een waterige fase gekoeld om zo vast melamine te verkrijgen, danwel eerst met 20 ammoniak gekoeld om vast melamine te verkrijgen, en daarna verder gekoeld met een waterige fase. De samenstelling van de waterige fase WO 00/29393 is niet gedefinieerd; ook wordt niet een oplossing volgens de werkwijze van de uitvinding gevormd.

De kristallijne melamine wordt volgens de uitvinding verkregen 25 uit een melaminesmelt. Hiermee wordt bedoeld een vloeibare fase (of een gas/vloeistofmengsel) welke vloeibare melamine bevat. Daarnaast kan er ammoniak aanwezig zijn, evenals op zich bekende bijproducten die tijdens de bereiding van melamine gevormd kunnen worden of aanwezig kunnen zijn zoals melam, melem, melon, ammeline, ammelide, ureum, en kooldioxide. Indien de 30 melaminesmelt een gas/vloeistofmengsel is, bevat de gasfase in het algemeen in hoofdzaak ammoniak, melaminedamp, en kan daarnaast ook andere verbindingen zoals kooldioxide bevatten. De melaminesmelt kan verkregen worden middels op zich bekende wijze, zoals bijvoorbeeld middels een hogedruk niet-katalytisch proces voor de bereiding van melamine uit ureum zoals 35 beschreven in US 4.565.867 A.

018936 j -4-

De druk van de melaminesmelt kan tussen brede grenzen variëren. Indien de melaminesmelt uit ureum is verkregen middels een hogedruk niet-katalytisch proces ligt de druk veelal tussen 5 MPa en 50 MPa. De temperatuur van de melaminesmelt ligt boven het smeltpunt van melamine bij de 5 heersende druk. Het smeltpunt van melamine wordt, zoals bekend, beïnvloed door de aanwezigheid van andere verbindingen. Indien bijvoorbeeld ammoniak in de melaminesmelt is opgelost leidt dit tot een verlaging van het smeltpunt van melamine; de verlaging is groter naarmate er meer ammoniak in de melaminesmelt i$ opgelost. Naarmate de druk hoger is, kan er meer ammoniak in 10 de melaminesmelt worden opgelost. De melaminesmelt zal in het algemeen een temperatuur hebben tussen 270°C en 450°C.

In de koelstap volgens de uitvinding wordt de melaminesmelt op een druk tussen 0,1 MPa en 20 MPa en op een temperatuur beneden het smeltpunt van melamine bij de heersende druk wordt gebracht, waarbij vast 15 melamine wordt gevormd.

Het kan voordelig zijn om de druk in de koelstap te verlagen ten opzichte van de druk van de melaminesmelt voorafgaand aan de koelstap, hierdoor kan het smeltpunt van de melaminesmelt stijgen, bijvoorbeeld door verdampen van ammoniak die in de smelt opgelost is. Het is mogelijk dat door 20 genoemde drukverlaging het smeltpunt stijgt tot boven de heersende temperatuur, zodat de vaste melamine gevormd wordt. Het is evenwel ook mogelijk dat koeling gewenst of noodzakelijk is. Dit koelen gebeurt op elke geschikte bekende wijze, bijvoorbeeld middels een koelmedium. Bij voorkeur wordt met vloeibare en/of gasvormige ammoniak gekoeld. Het koelmedium kan tijdens de koelstap in 25 contact worden gebracht met de melaminesmelt; het kan ook zijn dat het koelmedium al geheel of gedeeltelijk geïncorporeerd is in de melaminesmelt. Een mogelijke uitvoeringsvorm van de koelstap is middels het sproeien van de melaminesmelt in een koelvat. Verder kan het voordelig zijn om tijdens de koelstap de melamine mechanisch in beweging te brengen en daarbij middels 30 contact met een gekoeld oppervlak de melamine indirect te koelen.

De in de koelstap gevormde vaste melamine heeft een temperatuur beneden het smeltpunt bij de heersende druk. Bij voorkeur is de temperatuur van de vaste melamine beneden de 300°C, met meer voorkeur beneden de 2O0°C. Het voordeel hiervan is dat de vorming van nevenproducten 35 zoals bijvoorbeeld melam of melem wordt tegengegaan. De temperatuur van de 1 0189 36 -5- vaste melamine ligt bij voorkeur boven de 30°C, met meer voorkeur boven de 60°C.

In de drukaanpassingsstap volgens de uitvinding wordt de druk van de vaste melamine tot een waarde gelegen tussen 0,1 MPa en 5 MPa 5 gebracht, bij voorkeur tot tussen 0,1 MPa en 1 MPa, met meer voorkeur tot tussen 0,1 en 0,5 MPa en met de meeste voorkeur tot tussen 0,1 en 0,3 MPa. Het is het doel van de drukaanpassingsstap om de druk van de vaste melamine te brengen op een waarde, zodanig dat op eenvoudige wijze de hierna te bespreken oplosstap uitgevoerd kan worden. Dit kan zowel een drukverhoging alsook een 10 drukverlaging inhouden, afhankelijk van de druk waarbij de koelstap plaatsvond en de druk waarbij de oplosstap zal plaatsvinden. De drukaanpassing kan uitgevoerd worden op elke geschikte bekende wijze, bijvoorbeeld in geval van een gewenste drukverlaging door het aflaten van gas dat bij de vaste melamine is, of, in geval van een gewenste drukverhoging, door het inbrengen van een gas op 15 druk, bijvoorbeeld lucht, stikstof of ammoniak.

Na de drukaanpassingsstap wordt volgens de uitvinding op de vaste melamine een oplosstap uitgevoerd, waarbij een oplossing wordt gevormd waarin de melamine geheel of gedeeltelijk is oplost. De oplosstap volgens de uitvinding wordt uitgevoerd door het in contact brengen van de vaste melamine 20 met een waterige fase, die een pH tussen 6 en 13 heeft en waarin minder dan 5 gew.% ammoniak aanwezig is, waarbij een oplossing wordt gevormd. Na het in contact brengen van de vaste melamine met de waterige fase kan indien gewenst de druk van de oplossing weer verhoogd worden met bijvoorbeeld een pomp.

De waterige fase bestaat in hoofdzaak uit water maar kan 25 daarnaast ook andere stoffen bevatten. De waterige fase kan bijvoorbeeld ammoniak bevatten, ofschoon de hoeveelheid ammoniak beneden 5 gew.% is. Dit heeft het voordeel dat de druk tijdens de oplosstap laag kan blijven, bij voorkeur tussen 0,1 MPa en 1 MPa, met meer voorkeur tussen 0,1 en 0,5 MPa. De hoeveelheid ammoniak in de waterige fase is bij voorkeur beneden 3 gew.%, met 30 meer voorkeur beneden 1 gew.%. De waterige fase kan ook bijvoorbeeld melamine bevatten; dit kan het geval zijn wanneer de waterige fase vanuit bijvoorbeeld de later te bespreken scheidingsstap gerecirculeerd wordt naar de oplosstap. Indien de waterige fase ammoniak bevat zal dit ertoe leiden dat de pH stijgt. Daarnaast kunnen ook andere componenten invloed hebben op de pH van 35 de waterige fase, zoals melamine dat eveneens een pH-verhogend effect heeft.

m«936.. i -6-

De pH van de waterige fase is gelegen tussen 6 en 13. De keuze van de temperatuur tijdens de oplosstap wordt enerzijds bepaald door de hoeveelheid melamine die beoogd wordt op te lossen; hoe hoger de temperatuur, des te meer melamine per gewichtshoeveelheid waterige fase op kan lossen. De keuze van de 5 temperatuur tijdens de oplosstap wordt anderzijds bepaald door het uitgangspunt de dampdruk niet teveel te laten stijgen, zodat de druk tijdens de oplosstap bij voorkeur tussen 0,1 MPa en 1 MPa kan blijven, met meer voorkeur tussen 0,1 MPa en 0,5 MPa, met nog meer voorkeur tussen 0,1 MPa en 0,3 MPa. Als gevolg van genoemde factoren is de temperatuur tijdens de oplosstap bij voorkeur 10 gelegen tussen 75°C en 125°C, met meer voorkeur tussen 80°C en 115°C. Met nog meer voorkeur ligt de temperatuur tijdens de oplosstap tussen 80°C en 105°C, met de meeste voorkeur tussen 80°C en 95°C; dit heeft het voordeel dat, bij lage ammoniakgehaltes, onder atmosferische condities gewerkt kan worden waardoor de benodigde apparatuur technisch eenvoudiger en dus goedkoper kan 15 worden. Tijdens de oplosstap gaat de vaste melamine geheel of gedeeltelijk in oplossing. Met gedeeltelijk in oplossing gaan wordt bedoeld dat ten minste 30 gew.%, bij voorkeur ten minste 50 gew.%, van de toegevoegde vaste melamine in oplossing gaat. Het gewichtspercentage melamine dat in oplossing gaat, dat dus ten minste 30 gew.% is, maar dat ook een hoger gewichtspercentage kan zijn 20 zoals 50 gew.%, 80 gew.% of zelfs 100 gew.%, kan eenvoudig gestuurd worden door afstemming van de hoeveelheid van de waterige fase op de bij de gekozen temperatuur geldende oplosbaarheid van melamine. De keuze van het gewichtspercentage melamine dat in oplossing gaat, wordt o.a. bepaald door de gewenste productkwaliteit: naarmate het gewichtspercentage melamine dat in 25 oplossing gaat stijgt, zullen de effecten van de werkwijze volgens de uitvinding zoals kleurverbetering sterker worden. De oplosbaarheid van melamine in water is bekend; in bijvoorbeeld US-3637686 staan enkele basisgegevens hieromtrent zoals een oplosbaarheid van 5 gew.% bij 100°C. Deze en andere bekende gegevens kunnen als uitgangspunt worden genomen voor het via experimenten 30 bepalen van de optimale gewichtsratio in de oplosstap tussen de aangevoerde vaste melamine en de waterige fase. Daarbij moet rekening gehouden worden met eventueel reeds aanwezige melamine in de waterige fase, hetgeen kan optreden indien de waterige fase gerecirculeerd wordt uit een latere stap van de werkwijze volgens de uitvinding.

35 De in de oplosstap gevormde oplossing wordt daarna volgens 1Π18936 -7- de uitvinding in een kristallisatiestap met ten minste 20°C gekoeld, middels bijvoorbeeld een warmtewisselaar of door verdamping van een deel van het water onder verlaagde druk, bij voorkeur tot een temperatuur gelegen tussen 35°C en 80°C. Dit heeft tot gevolg dat een deel van de opgeloste melamine uitkristalliseert.

5 Het percentage opgeloste melamine dat uitkristalliseert stijgt naarmate de oplossing meer gekoeld wordt. De uitgekristalliseerde melamine, samen met eventueel niet-opgeloste melamine, wordt gedefinieerd als de kristallijne melamine, aanwezig in de oplossing. De kristallen kunnen in beginsel alle bekende vormen hebben. Zo is het mogelijk dat de verkregen melamine de vorm 10 van eenheidskristallen heeft, gelijkend op de kristallen die verkregen worden uit een lagedruk katalytisch proces voor de bereiding van melamine. Het is ook mogelijk dat de kristallijne melamine gedeeltelijk verkregen wordt in de vorm van multikristallijne deeltjes; dit zijn agglomeraten, groter dan 20μ, die opgebouwd zijn uit een veelheid van kleinere (agglomeraten van) eenheidskristallen. Bij voorkeur 15 wordt de kristallisatiestap uitgevoerd onder verlaagde druk, waarbij de koeling veroorzaakt wordt door verdamping van een deel van het water. Met verlaagde druk wordt hier bedoeld een druk die lager is dan de atmosferische druk.

De kristallijne melamine die in de kristallisatiestap is gevormd wordt volgens de uitvinding vervolgens in een scheidingsstap afgescheiden van 20 de oplossing. Dit afscheiden kan met elke voor de vakman bekende techniek gebeuren, middels bijvoorbeeld een centrifuge.

Zoals eerder aangegeven kan de oplossing die van de kristallijne melamine wordt afgescheiden worden gerecirculeerd om, na opwarming en eventuele aanpassing van pH, ammoniakgehalte en druk, als 25 waterige fase te worden ingezet in de oplosstap. Daarbij kan het voordelig zijn om de afgescheiden oplossing aan een op zich bekende zuiveringsstap te onderwerpen, waarin bijproducten zoals bijvoorbeeld melam, melem, ammelide en ammeline, alsmede kleurvormende verbindingen, worden omgevormd tot melamine en/of worden afgescheiden.

30 Indien ammoniak als koelmiddel is gebruikt bij de koelstap kan het bij het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding voordelig zijn om tijdens de drukaanpassingsstap, of tussen de drukaanpassingsstap en de oplosstap, een ammoniakverwijderingsstap uit te voeren, waarin een deel of nagenoeg alle ammoniak die bij de vaste melamine aanwezig is afgevoerd wordt 35 en vervangen door een ander medium. Dit kan uitgevoerd worden door 4 n 1 qq36 -8- bijvoorbeeld het leiden van een gas, bijvoorbeeld lucht, stoom of stikstof, door de vaste melamine. Een voordeel van de ammoniakverwijderingsstap is dat de ammoniakhuishouding, inclusief recirculatie, technisch veel eenvoudiger en dus goedkoper uit te voeren is, omdat ammoniak niet uit een waterige fase 5 teruggewonnen hoeft te worden.

De werkwijze volgens de uitvinding kan uitgevoerd worden als onderdeel van bijvoorbeeld een hogedruk, niet-katalytisch proces voor de bereiding van melamine uit ureum.

Bij de bereiding van melamine wordt bij voorkeur uitgegaan van 10 ureum als grondstof in de vorm van een smelt. NH3 en CO2 zijn bijprodukten tijdens de melaminebereiding welke volgens de volgende reactievergelijking verloopt: 6 CO(NH2)2 -* C3N6He + 6NH3 +3C02 15 ureum melamine ammoniak kooldioxide

De bereiding kan worden uitgevoerd bij hoge druk, tussen 5 en 50 MPa, bij voorkeur tussen 5 en 25 MPa, zonder aanwezigheid van een katalysator. De temperatuur van de reactie varieert tussen 325°C en 450°C en ligt 20 bij voorkeur tussen 350°C en 425°C. De bijproducten NH3 en C02 worden gewoonlijk teruggevoerd naar een aangrenzende ureumfabriek.

Het eerdergenoemde doel van de uitvinding kan worden verkregen in een inrichting geschikt voor de bereiding van melamine uit ureum. Een voor de onderhavige uitvinding geschikte inrichting kan bestaan uit een 25 wassereenheid, een reactor in combinatie met een gas/vloeistofscheider of met een separate gas/vloeistofscheider, eventueel een nareactor, een eerste koelvat en eventueel eon tweede koelvat, een oplosvat, een kristallisator, en een afscheider zoals een centrifuge.

Bij een uitvoeringsvorm van de werkwijze wordt in een inrichting 30 bestaande uit een wassereenheid, een melaminereactor al dan niet in combinatie met een gas/vloeistofscheider of een separate gas/vloeistofscheider, een koelvat, een oplosvat, een kristallisator en een centrifuge uit ureum melamine bereid. Hierbij wordt ureumsmelt vanuit een ureumfabriek gevoed aan een wassereenheid bij een druk van bij voorkeur 5 tot 25 MPa, en bij een temperatuur 35 boven het smeltpunt van ureum. Deze wassereenheid kan voorzien zijn van een λn1rq36 1 -9- koelmantel teneinde te zorgen voor extra koeling in de wasser. Ook kan de wassereenheid voorzien zijn van interne koellichamen. Het is ook mogelijk dat koeling in de wassereenheid geheel of gedeeltelijk middels het inbrengen van een additionele stroom, bijvoorbeeld vloeibare ammoniak, wordt uitgevoerd. In de 5 wassereenheid komt het vloeibare ureum in contact met de reactiegassen uit de melaminereactor of uit een achter de reactor geplaatste separate gas/vloeistofscheider. De reactiegassen bestaan in hoofdzaak uit C02 en NH3 en bevatten tevens een hoeveelheid melaminedamp. Het gesmolten ureum wast de melaminedamp uit het afvalgas en voert deze melamine mee terug naar de 10 reactor. In het wasproces worden de afvalgassen gekoeld van de temperatuur van de reactor, dat wil zeggen van 350°C tot 425°C, tot 170°C tot 250°C waarbij de ureum wordt verhit tot 170°C tot 250°C. De afgassen worden verwijderd uit de top van de wassereenheid en bijvoorbeeld teruggevoerd naar een ureumfabriek om daar als grondstof voor de ureumproductie te worden gebruikt.

15 Het voorverhitte ureum wordt tezamen met de uitgewassen melamine onttrokken aan de wassereenheid en via bijvoorbeeld een hogedruk pomp toegevoerd aan de reactor welke een druk heeft van bij voorkeur 5 tot 25 MPa. Ook kan men bij het overbrengen van de ureumsmelt naar de melaminereactor gebruik maken van de zwaartekracht door de wassereenheid 20 boven de reactor te plaatsen.

In de reactor wordt het gesmolten ureum verhit tot een temperatuur van 325°C tot 450°C, bij voorkeur van ongeveer 350°C tot 425°C bij een druk zoals boven weergegeven, onder welke omstandigheden het ureum wordt omgezet in melamine, C02 en NH3. Aan de reactor kan een hoeveelheid 25 ammoniak gedoseerd worden bijvoorbeeld in de vorm van een vloeistof of hete damp. De toegevoerde ammoniak kan bijvoorbeeld dienen om te voorkomen dat condensatieprodukten van melamine zoals melam, melem en melon ontstaan of om de menging in de reactor te bevorderen. De hoeveelheid toegevoerde ammoniak aan de reactor bedraagt 0 tot 10 mol per mol ureum, bij voorkeur wordt 30 0 tot 5 mol ammoniak toegepast en in het bijzonder 0 tot 2 mol ammoniak per mol ureum.

Het bij de reactie ontstane C02 en NH3 alsmede de extra toegevoerde ammoniak verzamelen zich in het scheidingsgedeelte bij voorbeeld in de top van de reactor, maar ook een aparte achter de reactor geplaatste 35 gas/vloeistofscheider is mogelijk, en worden in gasvormige toestand afgescheiden 1018936 ' - 10- van de vloeibare melamine. Bij gebruik van een aparte achter de reactor geplaatste gas/vloeistofscheider kan het van voordeel zijn aan deze scheider ammoniak te doseren. De hoeveelheid ammoniak bedraagt hierbij 0,01-10 mol ammoniak per mol melamine, bij voorkeur 0,1-5 mol. Het voordeel hiervan is dat 5 het kooldioxide snel wordt afgescheiden waardoor de vorming van zuurstof bevattende bijproducten zoals ammeline en ammelide wordt tegengegaan.

Het na de gas/vloeistofscheiding ontstane gasmengsel wordt geleid naar de wassereenheid voor het verwijderen van melaminedamp en voor het voorverwarmen van de ureumsmelt.

10 De vloeibare melamine met een temperatuur gelegen tussen het smeltpunt van melamine en 450°C wordt onttrokken aan de reactor of aan de achter de reactor geplaatste gas/vloeistofscheider en kan voorafgaand aan de koelstap eventueel in tempratuur verlaagd worden tot een temperatuur gelegen boven het smeltpunt van melamine. De melaminesmelt kan ook eerst in druk 15 verhoogd worden voordat bovengenoemde temperatuurverlaging wordt uitgevoerd. Het in druk verhogen kan bijvoorbeeld batchgewijs plaatsvinden in 2 alternerend bedreven vaten, die met ammoniakgas op druk worden gebracht.

Bij voorkeur wordt de vloeibare melamine in temperatuur verlaagd tot een temperatuur die 1 - 50°C, bij voorkeur 5 - 20°C ligt boven het 20 stolpunt van melamine bij de heersende druk. Het verlagen van de temperatuur van de melaminesmelt kan in de gas/vloeistofscheider plaatsvinden of in een aparte installatie achter de gas/vloeistofscheider of reactor. Het verlagen van de temperatuur van de melaminesmelt kan plaatsvinden door injectie van een medium, bijvoorbeeld ammoniakgas met een temperatuur lager dan de 25 temperatuur van de melaminesmelt, of middels een warmtewisselaar.

Verder kan ammoniak in de vloeibare melamine gebracht worden zodanig dat een gas/vloeistofmengsel versproeid wordt in de sproeiinrichting, waarbij het ammoniak bij de koelstap als een geïncorporeerd koelmiddel functioneert. De druk van ingebrachte ammoniak ligt hierbij boven de 30 druk van de melaminesmelt.

De verblijftijd van de vloeibare melamine tussen de reactor en de sproeiinrichting is bij voorkeur meer dan 10 minuten, in het bijzonder meer dan 30 minuten. De verblijftijd zal veelal korter zijn dan 4 uur.

De melaminesmelt wordt eventueel tezamen met ammoniakgas, 35 overgebracht naar een koelvat waarin de vloeibare melaminesmelt via een sproei- 1 0 18936 -11 - inrichting in een ammoniakomgeving wordt versproeid en met een verdampend medium gekoeld bij een ammoniakdruk van 0,1 - 20 MPa, bij voorkeur 1-5 MPa waarbij vast melamine wordt gevormd met een temperatuur beneden het smeltpunt bij de heersende druk, bij voorkeur gelegen tussen 30°C en 300°C.

5 De sproeiinrichting is een apparaat waarmee de melaminesmelt omgezet wordt in druppels of poeder, door de smelt met grote snelheid in het koelvat te laten stromen. De sproeiinrichting kan een nozzle of klep zijn. De uitstroomsnelheid van de vloeistof uit de sproeiinrichting is in de regel groter dan 20 m/s, bij voorkeur groter dan 50 m/s. De melamine druppels uit de 10 sproeiinrichting worden gekoeld tot een poeder door een verdampend koelmedium. Dit koelmedium kan bijvoorbeeld vloeibare ammoniak zijn. De vloeibare ammoniak kan (ten dele) in de melaminesmelt reeds aanwezig zijn, en/of in het koelvat gesproeid worden.

Eventueel wordt de ammoniakdruk afgelaten en het product 15 desgewenst verder gekoeld.

Het door sproeien verkregen poeder kan, voorafgaand aan het verder koelen, bij voorkeur gedurende 1 min - 5 uur, met bijzondere voorkeur gedurende 5 min - 2 uur in contact met ammoniak bij een druk van 0,1 - 20 MPa, bij voorkeur 1 - 5 MPa, worden gebracht.

20 Bij voorkeur wordt daarna de hoeveelheid ammoniakgas verlaagd door lucht door te blazen, zodanig dat tijdens het in contact brengen van de vaste melamine met de waterige fase de hoeveelheid op deze wijze ingebrachte ammoniak in de oplossing kleiner is dan 1 gew.%. Hierbij kan het product tegelijkertijd verder gekoeld worden.

25 Vervolgens wordt het product in contact gebracht met een waterige fase, bij voorkeur onder atmosferische condities. De gewichtsverhouding waterige fase/vaste melamine bedraagt veelal tussen 5 en 100, bij voorkeur tussen 10 en 50. Vervolgens kan de oplossing eventueel op druk gebracht worden met bijvoorbeeld een pomp en eventueel verder verwarmd worden met 30 bijvoorbeeld een warmtewisselaar tot een temperatuur tussen 75°C en 125°C, bij voorkeur tussen 80°C en 115°C. Met meer voorkeur ligt de temperatuur tijdens de oplosstap tussen 80°C en 105°C, met nog meer voorkeur tussen 80°C en 95°C.

De verblijftijd in het oplosvat ligt veelal tussen 1 minuut en 40 minuten.

Indien gekozen wordt om alle melamine op te lossen kan de oplossing eventueel 35 eerst gefiltreerd worden, indien gewenst voorafgegaan door het toevoegen van 1018936 - 12- actieve kool aan de oplossing, voordat deze naar de kristallisator wordt getransporteerd. In de kristallisator wordt de oplossing minstens 20*C afgekoeld, bij voorkeur tot een temperatuur gelegen tussen 35°C en 80°C.

Het product kan dan op de gebruikelijke, voor de vakman 5 bekende werkwijze verder opgewerkt worden. De kristallen kunnen met bijvoorbeeld een centrifuge afgescheiden worden en daarna eventueel gewassen worden met een waterige fase en vervolgens gedroogd op de voor de vakman bekende werkwijzen zoals middels een contactdroger.

De werkwijze volgens de uitvinding zal nader worden toegelicht 10 met onderstaand vergelijkend experiment en voorbeeld.

Vergelijkend experiment A

Melaminesmelt met een temperatuur van 355°C en een ammoniakdruk van 19,6 MPa wordt in een koelvat gekoeld met vloeibare 15 ammoniak tot 160°C. De druk in het koelvat bedraagt 2,1 MPa. Daarna wordt de druk afgelaten tot atmosferisch. De kleur van de gevormde kristallijne melamine bedraagt 35 APHA.

Voorbeeld I

20 Melaminesmelt met een temperatuur van 355°C en een ammoniakdruk van 19,6 MPa wordt in een koelvat gekoeld met vloeibare ammoniak tot 160°C. De druk in het koelvat bedraagt 2,1 MPa. Daarna wordt de druk afgelaten tot atmosferisch. Vervolgens wordt het product volledig opgelost in water bij 95°C en pH van 8,7, resulterend in een oplossing met 4 gew.% melamine 25 en een ammoniak gehalte van minder dan 50 ppm, bij atmosferische condities. Hierna wordt de oplossing gedurende 40 minuten afgekoeld tot een temperatuur van 55°C; vervolgens worden de gevormde kristallen afgefiltreerd. De kleur van de gevormde kristallijne melamine bedraagt 10 APHA.

30 Uit bovenstaand voorbeeld I blijkt dat de oplosstap, kristallisatiestap en scheidingsstap volgens de uitvinding tot een verbetering van de kleur van de kristallijne melamine leiden.

1018936

Claims (9)

1. Werkwijze voor het verkrijgen van kristallijn melamine uit een melaminesmelt, omvattende: 5 a) een koelstap, waarin de melaminesmelt op een druk tussen 0,1 MPa en 20 MPa en op een temperatuur beneden het smeltpunt van melamine bij de heersende druk wordt gebracht, waarbij vast melamine wordt gevormd, b) een drukaanpassingsstap, waarin de druk van de vaste melamine tot 10 een waarde gelegen tussen 0,1 en 5 MPa wordt gebracht, met het kenmerk dat de drukaanpassingsstap wordt gevolgd door: c) een oplosstap, waarin de vaste melamine in contact wordt gebracht met een waterige fase, die een pH tussen 6 en 13 heeft en waarin minder dan 5 gew.% ammoniak aanwezig is, waarbij een oplossing 15 wordt gevormd, d) een kristallisatiestap, waarin de oplossing met ten minste 20°C wordt gekoeld, waarbij kristallijn melamine gevormd wordt, e) een scheidingsstap, waarin kristallijn melamine van de oplossing worden afgescheiden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de melaminesmelt in de koelstap met ammoniak wordt gekoeld.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarin de melaminesmelt in de koelstap tot een temperatuur gelegen tussen 30°C en 300°C wordt gekoeld.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, waarin de druk in de 25 drukaanpassingsstap tot een waarde gelegen tussen 0,1 en 0,5 MPa wordt gebracht.

5 Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de temperatuur tijdens de oplosstap gelegen is tussen 75°C en 125°C.

6 Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de druk tijdens de oplosstap 30 minder dan 0,5 MPa is.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1 - 6, waarin ten minste 50 gew.% van de vaste melamine in oplossing gaat bij de oplosstap.

8 Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de oplossing in de kristallisatiestap wordt gekoeld tot een temperatuur gelegen tussen 35°C 35 en 80°C. 1 0 1 89 ö o - 14-

9. Werkwijze volgens een der conclusies 1 - 8, waarin tijdens de drukaanpassingsstap, of tussen de drukaanpassingsstap en de oplosstap, een ammoniakverwijderingsstap wordt uitgevoerd, waarin een deel van de ammoniak die bij de vaste melamine aanwezig is vervangen 5 wordt door een ander medium. 1018936