NO126324B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å skille melamin fra en gassformet, under

trykk stående reaksjonsblanding av melamin, ammoniakk og karbondioksyd.

Nærværende oppfinnelse vedrdrer fremstillingen av melamin fra urea og særlig fraskillelsen av melamin fra den ved ureaomsetningen dannede gassformede blanding av melamin, ammoniakk og karbondioksyd, som foreligger under overatmosfærisk trykk.

Som kjent kan urea omsettes allerede ved atmosfærisk trykk i nærvær av ammoniakk og en egnet gelformet katalysator, f.eks. silikagel, ved en temperatur på 250-tfOO°C, til en i det vesent-lige melamin-, ammoniakk- og karbondioksydholdige gassblanding. For å fjerne melaminet fra denne varme reaksjonsblanding kjoles for det meste gassblandingen i en kjolesone ved direkte kontakt med en sirkulerende ammoniakk- og karbondioksydholdig, vandig opplosning. Det danner seg da en tynn, ca. 5 vekts$'s suspensjon av faste melaminpartikler med dimensjoner for det meste mellom 20 og 150/*, som deretter skilles fra opplosningen ved sentrifugering eller filtrering. ;Ureaomsetningen under atmosfærisk trykk betinger et reaksjonsrom og en kjolesone av stort volum, og det er derfor i okonomisk henseende meget interessant å foreta fremstillingen av melamin fra urea ved et overatmosfærisk trykk på f.eks. 5 til 10 atmosfærer. Ved anvendelsen av slike relativt lave trykk blir nemlig den ved arbeidet under trykk oppstående fordyrende faktor som folge av de storre veggtykkelser i apparatet utlignet ved innsparing av reaksjonsrom. ;Ved en slik under trykk drevet prosess kjoles den varme reaksjonsblanding på den måte at dampformet melamin kondenseres i gassblandingen, hvoretter de faste melaminpartikler skilles fra den gjenværende gassblanding. Vil man imidlertid skille fra melaminet ved direkte avkjoling med en sirkulerende NH^ - og CO2 -holdig, vandig opplosning under dannelse av en under trykk foreliggende melaminsuspensjon i vandig opplosning fra NH^ og C02, så oppstår det bestemte innvendinger av okonomisk og teknisk art mot en adskillelse av det faste melamin og opplosningen. ;Lar man forst en under trykk foreliggende suspensjon ekspandere seg til atmosfærisk trykk, for deretter å skille melaminet fra på vanlig måte, f.eks. ved sentrifugering eller filtrering, så har dette den ulempe, at som folge av denne ekspansjon frigis en stor mengde opplost ammoniakk og karbondioksyd i form av en gassblanding fra den under trykk foreliggende allerede med NH^ ;og CO2 mettede opplosning. Opparbeidelsen av en slik gassblanding (f.eks. på den måte som ville være egnet for ureasyntesen), eller adskillelsen i ammoniakk og karbondioksyd bringer med seg ytterligere omkostninger, slik at denne fremgangsmåte, som rik- ;tignok lar seg teknisk utfore, dog er mindre tiltrekkende ut frå et okonomisk synspunkt. ;Vil man unngå ekspansjonen av den under trykk foreliggende suspensjon av melamin i den ammoniakk- og karbondioksydholdige ;opplosning og.sentrifugere suspensjonen under trykk, så har dette den ulempe at det for tiden ikke gis egnede i varig drift arbeidende sentrifuger, som i tilstrekkelig grad kan skille de meget fine malaminkrystaller (20-150 fC) fra moderluten. ;Ved ekspansjon av den utskilte krystallmasse til atmosfærisk trykk frigis meget NH^ og COg. ;I tilfellet av en filtrering under trykk er alt for meget vaskevann nodvendig for utvaskning av den av ytterst fine krystaller bestående filterkake, hvorved det danner seg en fortynnet ammoniakk-, karbondioksyd- og melaminholdig opplosning, som vanskelig lar seg bearbeide. ;Denne fraskillelsesmetode er altså ikke gjennomforbar ut fra tekniske grunner. ;Den foreliggende oppfinnelse består i å gi en losning på de for-an anforte problemer. ;rOppfinnelsen vedrorer en såvel i teknisk som okonomisk henseende aksepterbar fremgangsmåte for å skille melaminkrystaller fra en under trykk foreliggende suspensjon av melamin i en vandig opplosning, som ikke bare er mettet med melamin, men også med ammoniakk og karbondioksyd, og som dannes ved direkte omset-ning av urea til melamin, og direkte kjoling av de av melamin, ammoniakk og karbondioksyd bestående reaksjonsgasser med en sirkulerende ammoniakk- og karbondioksydholdig opplosning. ;Ifolge oppfinnelsen unngås frigjoring. av store mengder av gassformet ammoniakk og karbondioksyd ved adskillelsen av melaminkrystaller fra en under trykk foreliggende fortynnet suspensjon, som er mettet med ammoniakk og karbondioksyd ved at den fortynnede suspensjon forst konsentreres ved hjelp av en hydro-syklon eller et syklonbatteri til en konsentrasjon på 30 til 60 vektsk melaminkrystaller under tilbakeforsel av den tilnær-mede malaminfrie, NH^ - og CO2 -mettede opplosning, hvoretter den slik erholdte konsentrerte suspensjon - eventuelt etter fortynning hvorved den er lettere å transportere i tilfelle av en for høykonsentrert suspensjon og etter avspenning til atmosfærisk trykk - fores inn i en avdrivningskolonne, i hvilken de ennå i opplosning foreliggende ammoniakk- og karbon-dioksydrester nesten ved tilforsel av varme, fortrinnsvis ved direkte innledning av damp, og deretter utvinnes melaminkrystallene på vanlig måte fra den som bunnprodukt opptredende suspensjon f.eks. ved sentrifugering og filtrering, hvoretter moderluten igjen fores tilbake til prosessen. ;Hvis det på denne måte utvunne melamin ikke tilsvarer renhets-kravene, må det underkastes en ny krystallisasjon. ;Ifolge' denne utforelsesform tilledes urea til en med en katalysator ladet reaktor (1) gjennom ledningen (2), og over ledningen (25) og kompressoren (3) ledes ammoniakkgass. De malamindampholdige reaksjonsgasser innfores i et av to i serie koblede kolonner ( h) og (5) bestående kjblesystem. ;I den forste kolonne bringes gassene i medstom med gjennom ledningen (6) henholdsvis (7) tilfort vann henholdsvis sirkulerende moderlut og i kolonnen (5) i motstrom i kontakt med den fra syklonbatteriet (8) over ledningen (9) tilforte opplosning. ;Den som folge av denne avkjoling dannede fortynnede suspensjon ;av melaminkrystaller.fores bort ved hjelp av pumpen (10) til et batteri av hydrosykloner (8), den fra syklonene uttredende suspensjon avspennes ved hjelp av avspenningsventilen (11) til atmosfærisk trykk og avgis til avdrivningskolonnen (12). En nå melaminfattig, men fremdeles ennå ammoniakk- og karbondioksydholdig suspensjon strommer tilbake gjennom ledningen (9) til kolonnen ;De fra toppen av kolonnen (5) gjennom ledningen (21) avgående nesten helt for melamindamp befridde reaksjonsgasser, innfores over en kondensator (22), i hvilken en del av vanndampen kondenseres i en skilleanordning.(23). I denne kolonne finner ved vaskning av disse reaksjonsgasser med gjennom ledningen (2<*>+) inntredende flytende ammoniakk en slik adskillelse sted, at fra toppen av kolonnen bortledes gassformet NH^, som gjennom ledningen (25) igjen strommer til melaminsyntesereaktoren, mens som bunnprodukt avgår gjennom ledningen (26) en opplosning av ammo-niumkarbamat, som f.eks. igjen kan forarbeides i et ureasyntese-anlegg.

Den fra syklonbatteriet (8) avgående konsentrerte melaminsuspensjon, som fremdeles inneholder en rest av opplost NH^ og C0^, fortynnes med gjennom ledningen (17a) tilfort moderlut (en mela-minmettet opplosning som bare inneholder lite NH^ og C0p) for derefter å tre inn i avdrivningskolonnen (12), hvor den ved hjelp av gjennom ledningen (13) inntredende lavtrykksdamp langt-gående befries for ammoniakk og karbondioksyd. Den fra toppen av kolonnen (12) avvikende gassblanding av NH^, C02 og H20 pum-pés gjennom ledningen (27) - efter forutgående kondensasjon til en opplosning i kondensasjonskaret (28) - ved hjelp av pumpen (30) til kolonnen (23).

Den fra avdrivningskolonnen (12) som bunnprodukt avstrommende melaminholdige opplosning tilsettes efter ytterligere blanding med sirkulerende moderlut et avfarvningsmiddel og COp i klarings-beholderen (1U-). Den slik oppnådde melaminopplosning filtreres i vekselvis drevne filtre (15), hvorefter filtratet underkastes en vakuumkrystallisasjon i krystallisasjonskaret (16), hvorved de utfallende krystaller, efter fraskillelse av moderluten i skilleanordningen (18) og efter vaskning med gjennom ledningen (19) tilfort vaskevann, avgår gjennom ledningen (20) til et ikke vist torkingsanlegg.

Ved vakuumkrystallisasjonen dannet vanndamp bringes over kondensasjonskaret (33) sammen med den fra skilleanordningen (18) avgående moderlut. Den gjennom ledningen (17) sirkulerende moderlut tjener som opplosningsmiddel for melaminkrystaller som skal omkrystalliseres. En relativt liten del av denne moderlut blan-des for eller efter ekspansjonen med en konsentrert melaminsuspensjon. En ytterligere liten del kan eventuelt tjene som kjolemiddel og derefter tilfores kolonnen ( h) gjennom ledningen (7).

For ytterligere forklaring av oppfinnelsen henvises til efter-folgende utforelseseksempel for en melaminproduksjon på ca.

^00 kg/time.

Eksempel.

En under trykk på 7 atm og ved en temperatur på <L>h00°C arbeidende melaminsyntesereaktor 1 tilfores pr. time 1215 kg urea og 17^0 kg NH^-gass. De melamindamphoIdige reaksjonsgasser fores inn i kjoleren ( h), i hvilken det likeledes hersker et trykk på 7 atm og til hvilken ytterligere pr. time 633 kg vann og 636 kg sirkulerende moderlut med en temperatur på 120°C og videre også det gjennom ledningen (9) og kolonnen (5) sirkulerende overlbp fra syklonbatteriet tilfores. Den fra kolonnen ( k) avgående melaminsuspensjon av nedenstående sammensetning:

bringes ved hjelp av en pumpe (10) til et trykk på 9 atm for på denne måte såvel å utlikne trykktapet i syklonbatteriet som å unngå gassutvikling av NH^ og COp som folge av trykkreduksjonen i syklonens kjerne. Den fra syklonbatteriet avgående konsentrerte suspensjon med ef-terfolgende sammensetning

fortynnes med 1515 kg til atmosfærisk trykk avspent, sirkulerende moderlut, hvorefter den derefter dannede melaminsuspensjon avdrives i kolonnen (12) med 206 kg lavtrykksdamp pr. time efter tilsetning av noe noritt og COp - for at pH-verdien innstiller seg på en verdi på mellom 6 og 8 - filtreres og ledes til slutt til krystallisasjonskaret, hvor melaminet krystalliserer ut ved 70°C.

På denne måte utvinnes 395 kg melaminkrystallersom inneholder 20 kg vann, mens gjennom ledningen (19) tilfores pr. time 2^0 kg vaskevann.

Den fra avdrivningskolonnen (12) pr. time unnvikende gassblanding, som består av 119 kg vanndamp, ^5 kg ammoniakk, 12 kg karbondioksyd, absorberes i en absorpsjonskolonne (28) under tilforsel av 1538 kg vann pr. time gjennom ledningen (29). Den slik erholdte opplosning transporteres ved hjelp av pumpen (30) til kolonnen (23). Til absorpsjonsanordningen (28) er.også en uttom-ningsledning (31) tilkoblet, for å. holde innholdet av inerte gassbestanddeler i den i systemet sirkulerende ammoniakkstrom konstant.

Den med den uttatte mengde medforte ammoniakk C+3 kg pr, time) absorberes i kolonnen (28), og de ikke absorberte inerte gasser forlater systemet gjennom ledningen (32) .

I skilleanordningen (23) hersker et trykk på 6 atm.

Gjennom ledningen (24) tilfdres pr. time 572 kg flytende NH^,

som inneholder 43 kg vann, mens gjennom ledningen (26) avgår en fortynnet ammoniuirikarbamatopplosning med folgende sammen-

setning:

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å skille melamin fra en under trykk foreliggende gassformet reaksjonsblanding av melamin, ammoniakk og karbondioksyd, slik som den oppstår ved pyrolyse av urea, ved direkte kjoling av denne blanding i en kjolesone med en ammoniakk- og karbondioksydholdig opplosning, under dannelse av en under trykk stående fortynnet suspensjon av melamin krystaller i ytterligere en med ammoniakk og karbondioksyd- mettet opplosning som tilfores en under atmosfæretrykk drevet avdrivningskolonne, og melaminkrystallene skilles på i og for seg kjent måte, f.eks. ved filtrering eller sentrifugering av opplosningen som inneholder det nesten helt av ammoniakk og karbondioksyd befridde bunnprodukt i kolonnen, k a r a k terisert ved at den ennå under trykk foreliggende, fortynnede suspensjon skilles i en hydrocyklon henh. et cyklonbatteri (8) i en konsentrert suspensjon med 30 - 60 vekts% fast malamin og i en melaminfattig, etter kjolesonen (4, 5) sirkulerende suspensjon, hvoretter den konsentrerte suspensjon eventuelt fortynnes i lopet av videreforarbeidelsen.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at den melaminholdige reaksjonsblanding strommer til kjolesonen under et trykk på 5 til 10 atm. og den fra kjolesonen avgående fortynnede melaminsuspensjon tilfores syklonen henholdsvis syklonbatteriet ved et ca. 2 atmosfæres hoyere trykk.

3.. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at den fra syklonen henholdsvis hydrosyklonbatteriet avgående, konsentrerte suspensjon av melaminkrystaller for og/eller etter avdrivning av NH3 og CO2 fortynnes, og den slik erholdte NH^- og COj-frie melaminopplosning renses ved filtrering, hvoretter melaminkrystaller danner seg ved en krystallisasjonsprosess, hvilke krystaller skilles fra moderluten, som deretter bringes til fortynning av friskt tilfort konsentrert suspensjon under gjenopplbsning av melaminkrystallene i sirkulasjonssystemet.