PL62291B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.111.1971 62291 KI. 12 p, 10/05 MKP C 07 d, 55/28 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Tadeusz Wojtowicz, Andrzej Mankowski, Alfons Grze¬ sik, Marek Galantowicz, Eugeniusz Slugocki, Henryk Struzik Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe Kedzierzyn, Kedzierzyn (Polska) Sposób wytwarzania melaminy Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania me¬ laminy z mocznika lub produktów jego termicznego roz¬ kladu na przyklad z kwasu cyjanowego, w temperaturze 300—450°C pod cisnieniem 1—10 ata, w obecnosci amo¬ niaku i katalizatora.W znanych sposobach wytwarzania melaminy naj¬ czesciej stosowane sa katalizatory takie jak: silikazele, zele glinowe i tlenek glinu krystaliczny lub glinokrze- miany naturalne i syntetyczne.Katalizatory te wytwarza sie róznymi metodami, na przyklad silikazele otrzymywane sa przewaznie ze szkla wodnego sodowego przez zelowanie z dodatkiem kwasu siarkowego.Zele zawierajace SiC2 i AI2O3 znane i stosowane mie¬ dzy innymi jako katalizatory krakingowe otrzymywane sa ze szkla wodnego przez stracanie hydrozelu krzemo- -glinowego dodatkiem roztworu siarczanu glinu w kwa¬ sie siarkowym i nastepna obróbke termiczna powstalego hydrozelu.Istotna wada znanych katalizatorów jest ich mala od¬ pornosc mechaniczna, zwlaszcza na scieranie, co w du¬ zym stopniu ogranicza lub wrecz uniemozliwia zasto¬ sowanie ich do prowadzenia procesu syntezy melaminy z mocznika przy uzyciu zloza fluidalnego.Nie mniej wazna wada jest takze mala selektywnosc pracy w zlozu fluidalnym, wyrazajaca sie nadmiernym tworzeniem trudno lotnych substancji stalych na po¬ wierzchni katalizatora. Prowadzi to najczesciej do szyb-* kiej dezaktywacji zloza kontaktowego i zmniejszenia 15 20 25 30 wydajnosci melaminy. Niedogodnosci tych mozna unik¬ nac stosujac sposób wedlug wynalazku.Stwierdzono, ze wbudowanie w strukture zeli krzemo- -glinowych nawet malych ilosci Fe2C3 i P2O5 powo¬ duje zwiekszenie odpornosci na scieranie oraz zwieksza aktywnosc i selektywnosc pracy katalizatora w zlozu fluidalnym.Stwierdzono równiez, ze z wielu mozliwych sposobów wprowadzenia Fe203 i P2O5 do struktury zeli krzemo- -glinowych najlepsze wlasciwosci katalizatora zapewnia nastepujacy sposób postepowania.Roztwór sodowego, potasowego lub sodowo-potaso- wego szkla wodnego o gestosci 1,163 oraz roztwór za¬ wierajacy do 70 g (1 A12(S04)3, do 110 g (1 H2S04 i do 30 g (1 Fe2(SC4)3 miesza sie w takim stosunku aby pH mieszaniny wynosilo 6—8 najlepiej 7,1—7,6. Otrzymany hydrozel po wymyciu woda zawartych w nim siarczanów alkalicznych suszy sie w temperaturze 80—250°C. Na¬ stepnie mase impregnuje sie roztworem zawierajacym do 100 g/l H3PO4, suszy sie ponownie w temperaturze 80— 250°C i prazy w temperaturze 500—900°C. Utworzona szklista twarda masa po rozdrobnieniu do odpowied¬ niego skladu granulometrycznego stanowi katalizator dla procesu syntezy melaminy z mocznika. Wynalazek doty¬ czy sposobu wytwarzania melaminy z mocznika lub kwasu cyjanowego, w obecnosci amoniaku, w tempe¬ raturze 300—450°C pod cisnieniem 1—10 ata w obecno¬ sci katalizatora opartego na zwiazkach krzemo-glinowych zawierajacego: 60—95% wagowych Si02, 5—30% wa¬ gowych AI2O3, 0,01—5% wagowych Fe203 i 0,01—5% 622913 wagowych P2O5 o powierzchni wlasciwej powyzej 100 m2/g. i zawierajacego co najmniej 50% porów o srednicy wiekszej od 20 A.Stwierdzono, ze pracujac w zlozu fluidalnym, kataliza¬ tor ten wykazuje odpornosc na scieranie okolo 5 razy wieksza w porównaniu z odpornoscia znanych kataliza¬ torów, a selektywnosc pracy w warunkach porównaw¬ czych jest okolo 12 razy wieksza.Porównawcza odpornosc na scieranie oznaczano ilo¬ scia procentowa przyrostu pylu w fluidyzujacym zlozu katalizatora, w ciagu 1 godziny.Stwierdzono równiez, ze sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie produkt o wysokiej czystosci, powyzej 99,5% z wydajnoscia przekraczajaca 90% w odniesieniu do wydajnosci teoretycznej, przy obciazeniu mocznikiem lub kwasem cyjanowym srednio o 20% wiekszym w po¬ równaniu do procesów prowadzonych na znanych kata¬ lizatorach.Przedstawione wyzej wlasciwosci chemiczne i fizycz¬ ne nowego katalizatora sa bardzo interesujace z punktu widzenia ekonomicznego.Wysoka odpornosc na scieranie zmniejsza straty kata¬ lizatora, a wiec udzial kosztu katalizatora w kosztach wytwarzania melaminy.Wynalazek wyjasniaja nastepujace przyklady, które nie ograniczaja jego zakresu. Procesy opisane w przy¬ kladach prowadzono w reaktorze rurowym o srednicy 100 mm, zawierajacym 5000 cm3 katalizatora w postaci zloza fluidalnego.Przyklad 1. Roztwór sodowego szkla wodnego o gestosci 1,163, zawierajacy 189,1 czesci wagowych Na2Si03, oraz roztwór 23,5 czesci wagowych A^CSO^a i 0,1253 czesci wagowych Fe2(SC4)3 w 131,6 czesciach wagowych H2SO4 doprowadzano oddzielnymi strugami do mieszalnika. pH otrzymanej mieszaniny wynosilo 7,4.Galaretowata mase powstalego hydrozelu rozdrabniano i przemywano woda do zaniku jonów siarczanowych w wodzie poplucznej, a nastepnie suszono w temperaturze 80—250°C przez 24 godziny. Z kolei zel impregnowano roztworem wodnym zawierajacym 0,069 czesci wagowych H3PO4, suszono ponownie w temperaturze 80—250°C przez 24 godziny i prazono w temperaturze 730—750°C przez 48 godzin.Po prazeniu zel rozdrobniono do skladu granulome- trycznego 0,08—0,40 mm.Otrzymany katalizator zawieral: 92,6% Si02; 6,93% A1203; 0,049% Fe2O3i0,048% P205; oraz posiadal powierzchnie wlasciwa 320 m2/g.Warunki procesu: temperatura w zlozu katalizatora . . . 405±5°C obciazenie katalizatora mocznikiem . . 120±5 g/kg.h stosunek molowy mocznika do amoniaku podawanego do fluidyzacji katalizatora 1 : 5 cisnienie wreaktorze 1,6 ata W tych warunkach otrzymywano melamine o czystos¬ ci 99,6% z wydajnoscia 87,4%. Przyrost pylu w kataliza¬ torze po 150 godzinach pracy wynosil 0,001 % na go¬ dzine.Przyklad II.Roztwór sodowego szkla wodnego o gestosci 1,163, zawierajacy 164,7 czesci wagowych Na2SiC3, oraz roztwór 41,9 czesci wagowych A12(S04)3 i 6,01 czesci wagowych Fe2 4 gowych H2SO4 doprowadzano oddzielnymi strugami do mieszalnika pH otrzymanej mieszaniny wynosilo 7,3.Galaretowata mase powstalego hydrozelu rozdrabnia- no i przemywano woda do zaniku jonów siarczanowych 5 w wodzie poplucznej, a nastepnie suszono w tempera- rze 80—250°C przez 24 godziny. Z kolei zel impregno¬ wano roztworem wodnym zawierajacym 5,66 czesci wa¬ gowych H3PO4, suszono ponownie w temperaturze 80— 250°C przez 24 godziny i prazono w temperaturze 730— 10 750°C przez 48 godzin.Po prazeniu zel rozdrobniono do skladu granulome- trycznego 0,08—0,4 mm.Otrzymany katalizator zawieral: 80,2% Si02; 12,20% A1203; 2,37% Fe203 i 3,91% P205 15 oraz posiadal powierzchnie wlasciwa 293 m2/g i 64% porów o srednicy 41 A.W takich samych warunkach prowadzenia procesu jak w przykladzie I otrzymano melamine o czystosci 20 99,8% z wydajnoscia 94,6%. Przyrost pylu po 150 go¬ dzinach pracy w zlozu fluidalnym wynosil 0,0007% na godzine.Przyklad III. Roztwór sodowego szkla wodnego o gestosci 1,163, zawierajacy 138,2 czesci wagowych 25 Na2Si03, oraz roztwór 80,5 czesci wagowych A12(S04)3 i 10,0 czesci wagowych Fe2(S04)3 w 34,4 czesciach wa¬ gowych H2SO4 doprowadzano oddzielnymi strugami do mieszalnika. pH otrzymanej mieszaniny wynosilo 7,3.Powstaly hydrozel przerabiano dalej jak w przykla- 30 dzie I i II. Impregnacje przeprowadzono roztworem wod¬ nym zawierajacym 5,53 czesci wagowych H3PO4.Otrzymany katalizator zawieral: 67,7% Si02; 23,8% A1203; 3,9% P205 i 4,0% Fe203, oraz posiadal powierzchnie wlasciwa 271 m2/g. 35 W takich samych warunkach prowadzenia procesu jak w przykladzie I otrzymano melamine o czystosci 99,8% z wydajnoscia 95% .Przyrost pylu po 150 godzinach pra¬ cy w zlozu fluidalnym wynosil 0,0008% na godzine. 40 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania melaminy z mocznika lub pro- dutków jego termicznego rozkladu na przyklad z kwasu 45 cyjanowego w obecnosci amoniaku, w temperaturze 300 —450°C pod cisnieniem 1—10 ata, w obecnosci kata¬ lizatora opartego na zwiazkach krzemo-glinowych zna¬ mienny tym, ze stosuje sie katalizator zawierajacy 60— 95% wagowych Si02, 5—30% wagowych A1203, 0,01— 50 5% wagowych Fe203, 0,1—5% wagowych P2O5 o po¬ wierzchni wlasciwej powyzej 100 m2/g i zawierajacego co najmniej 50% porów o srednicy wiekszej od 20 A.

2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze proces prowadzi sie w obecnosci katalizatora otrzymanego przez 55 zmieszanie szkla wodnego sodowego, potasowego lub sodowo-potasowego z kwasem siarkowym oraz z solami glinowymi i zelazowymi wymienionego kwasu lub z wo¬ dorotlenkami glinu i zelaza przy utrzymywaniu wartosci pH srodowiska w granicach 6—8 i. nastepnie przez wy- 60 mycie z utworzonego mieszanego hydrozelu siarczanów alkalicznych, impregnacje kwasem fosforowym, wysusze¬ nie produktu w temperaturze 80—250°C i wyprazenie w temperaturze 500—900°C. WDA-l. Zim. 6690. Naklad 240 egz. PL PL