PL65454B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 02.11.1967 (P 118 816) 10.11.1966 Austria 31.X.1972 65454 KI. 12p, 10/05 MKP C0Vl55/24 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Ferdinand Weinrotter, Alfred Schmidt, Walter Muller, Walter Bóhler Wlasciciel patentu: Osterreichische Stickstoffwerke Aktiengesellschaft, Linz (Austria) Sposób wytwarzania melaminy i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania me¬ laminy na drodze syntezy z gazowego kwasu cyjanowego i amoniaku oraz urzadzenie do stosowania tego spo¬ sobu.Wedlug znanych sposobów, katalityczna synteze mela¬ miny z gazowego kwasu cyjanowego i amoniaku prowa¬ dzi sie stosujac niska temperature gazu wlotowego przed warstwa katalizatora, której szerokosc mierzona pozio¬ mo jest równa wysokosci tej warstwy lub wieksza od niej, przy czym gaz prowadzi sie przez warstwe katali¬ zatora powoli, mianowicie w ilosci 30—80 N m2 na go¬ dzine i metr kwadratowy powierzchni tej warstwy i nie stosuje chlodzenia. Cieplo egzotermicznej reakcji syntezy melaminy odprowadza sie razem z gazowa mieszanina poreakcyjna.W celu zapobiezenia przegrzaniu sie katalizatora, trzeba utrzymywac we wlotowej mieszaninie gazowej mala zawartosc gazowego kwasu cyjanowego, a takze potrzeba stosunkowo duzych ilosci rozcienczajacego' ga¬ zowego amoniaku, niezbednego do odprowadzania ciepla reakcji. Warunkiem koniecznym zwiekszenia ilosci prze¬ rabianego kwasu cyjanowego, bez szkody dla czystosci otrzymywanego produktu, to jest bez przegrzewania katalizatora, przez zwiekszenie stezenia gazowego kwasu cyjanowego w gazie wlotowym, jest dodatkowe chlodze¬ nie warstwy katalizatora.Zazwyczaj w procesach chemicznych, prowadzonych w podobnych warunkach jak przy syntezie imelaminy, sto¬ suje sie wypelnione katalizatorem piece rurowe, z któ¬ rych czesc ciepla reakcji mozna odprowadzic za pomoca 10 15 20 25 30 posredniego chlodzenia. Okazalo sie, ze przy syntezie melaminy tego rodzaju chlodzenie nie daje wyniku, po¬ niewaz nie mozna uzyskiwac róznej temperatury chlo¬ dzenia wzdluz waskiej i wysokiej rury z katalizatorem.W katalizatorze tworza sie bowiem miejsca za chlodne obok przegrzanych, co zmniejsza stopien przemiany i prowadzi do zanieczyszczania melaminy produktami ubocznymi.Wynalazek umozliwia skuteczne chlodzenie kataliza¬ tora przy stosowaniu opisanego wyzej procesu, bez za¬ klócania przebiegu reakcji i bez otrzymywania produk¬ tów ubocznych, przy jednoczesnym zwiekszonym prze¬ robie.Sposobem wedlug wynalazku, nadmiar ciepla reakcji odprowadza sie za pomoca elementów chlodzacych, ma¬ jacych postac rur, umieszczonych (poziomo w warstwie katalizatora.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku jest uwidocznione na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia przekrój pionowy przez warstwe katalizatora z umieszczonymi w niej elementami chlodzacymi, fig. 2 przedstawia przekrój wzdluz linii a — a na fig. 1, a fig. 3 i 4 przedstawiaja przekroje poprzeczne elementów chlodzacych.Elementy chlodzace stosowane w urzadzeniu wedlug wynalazku maja postac rur 3 oddzielonych gazoszczelnie od atmosfery pieca i majacych wewnatrz jedna lub kilka rurek 2\ korzystnie umieszczonych wzdluz osi rur 3.Przestrzen pomiedzy rurkami 2 i rurami 3 jest wypel¬ niona powietrzem lub gazem, albo wytwarza sie w tej 6545465454 przestrzeni cisnienie nizsze od cisnienia atmosferyczne¬ go. Czynnik chlodzacy przeplywa tylko przez wewnetrz¬ ne rurki 2, natomiast w przestrzeni pomiedzy rurkami 2 i rura 3 nie powoduje sie ruchu powietrza lub gazu.Rurki 2 sa umocowane wewnatrz rur 3 za pomoca wsporników 4. Elementy chlodzace sa umieszczone po¬ ziomo w warstwie katalizatora 1.Cieplo napromieniowywane jest do wnetrza elementów chlodzacych, to jest do przestrzeni pomiedzy rurami 2 i 3, a nastepnie zostaje wchloniete przez czynnik chlodza¬ cy, przeplywajacy przez rurki 2. Dzieki temu osiaga sie to, ze na powierzchni oddzielajacej katalizator od ele¬ mentu chlodzacego wystepuje przechlodzenie kataliza¬ tora oraz z drugiej strony to, ze nadmiar ciepla reakcji w miare i zaleznie od calkowitej powierzchni rury zew¬ netrznej, zostaje odprowadzany do jej wewnetrznej prze¬ strzeni przez wypromieniowanie. W ten sposób cieplo reakcji zostaje odprowadzane bez znacznego zaklócania rozkladu temperatury w warstwie katalizatora.Elementy sluzace do wypromieniowania ciepla w prze¬ ciwienstwie do chlodzenia w piecach rurowych sa umie¬ szczone w warstwie katalizatora pionowo do kierunku przeplywu gazu, a wiec zazwyczaj poziomo. Dzieki te¬ mu uzyskuje sie to, ze chlodzenie dziala równomiernie wewnatrz warstwy o takiej samej temperaturze.Ilosc ciepla odprowadzana z katalizatora jest mala.Wynosi ona na przyklad, przy pozadanym ochlodzeniu gazu o 50°C, zaleznie od predkosci przeplywu gazu 300—2400 kcal/godz. na m2 przekroju poprzecznego warstwy katalizatora.Zaleznie od wielkosci aparatury, wysokosci warstwy katalizatora i ilosci cierpla do odprowadzania, srednica rury zewnetrznej 3 wynosi okolo 40-^200 mm podczas gdy wezsze wlasciwe rury chlodzace 2 maja srednice 5—20 mm. Temperature czynnika chlodzacego, plyna¬ cego wewnatrz rur 2, zazwyczaj wody, utrzymuje sie za¬ leznie od potrzeby w granicach 10—100°C. iNa podsta¬ wie odpowiedniego pomiaru powierzchni rury zewnetrz¬ nej lub temperatury wody chlodzacej w rurach wew¬ netrznych usuwa sie z katalizatora pozadana ilosc ciepla. , Przez zainstalowanie wiekszej liczby takich elemen¬ tów chlodzacych w róznych plaszczyznach w warstwie katalizatora mozna spowodowac chlodzenie masy wla¬ snie najaktywniejszej warstwy katalizatora o wysokosci okolo 20—50 mm, przesuwajac to chlodzenie z jednego polozenia elementów chlodzacych do nastepnego tak, ze kazdorazowo najskuteczniej bedzie chlodzona ta war¬ stwa katalizatora, która wlasnie wykazuje najwiekszy wzrost temperatury. Poniewaz promieniowanie wzrasta z temperatura bezwzgledna do czwartej potegi, przeto ru¬ ry znajdujace sie w czesci goracej nasypanego kataliza¬ tora, bez stosowania specjalnej regulacji, lecz z powodu istniejacych tam wysokich róznic temperatury, dzialaja do trzech razy silniej chlodzaco anizeli rury znajdujace sie jeszcze w czesci chlodnej.Przez wyrównywanie temperatury w warstwie katali¬ zatora przedluza sie jednoczesnie znacznie okres jego aktywnosci, poniewaz nie dopuszcza sie juz do wysta¬ pienia temperatury maksymalnej, prowadzacej do ter- 5 micznego rozpadu powstalej melaminy i tym samym do tworzenia sie na katalizatorze pozostalosci, które nie daja sie juz odsublimowac.Specjalna korzysc z chlodzenia sposobem wedlug wy¬ nalazku polega na tym, ze odpowiednio do ilosci od- 10 prowadzanego ciepla z najgoretszej warstwy katalizato¬ ra, mozna zwiekszac stezenie kwasu cyjanowego w gazo¬ wej mieszaninie wlotowej, dzieki czemu zwieksza sie ilosc przerabianego kwasu cyjanowego bez zmniejszenia stopnia czystosci otrzymywanej melaminy. Poniewaz w is sposobie tym odprowadzanie ciepla reakcji w czasie syn¬ tezy nie odbywa sie juz wylacznie za pomoca gazu re¬ akcyjnego, przeto uzyskuje sie znaczne oszczednosci w gazowym amoniaku potrzebnym do procesu. 20. 45 50 PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania melaminy z gazowego kwasu cyjanowego i amoniaku za pomoca nieruchomej war- 25 stwy katalizatora, znamienny tym, ze nadmiar ciepla re¬ akcji, uwalniany w warstwie katalizatora o szerokosci równej co najmniej wysokosci tej warstwy i przy pred¬ kosci przeplywu gazu przez warstwe katalizatora wyno¬ szacej 30—80 normalnych metrów szesciennych na metr 30 kwadratowy powierzchni iprzekrqju poprzecznego war¬ stwy katalizatora na godzine, odprowadza sie w postaci promieniowania cieplnego za pomoca elementów chlo¬ dzacych, rozmieszczonych poziomo w warstwie kataliza¬ tora, bez pierwotnego przeplywu srodka chlodzacego 35 przez te elementy.

2. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze kazdy z elementów chlo¬ dzacych umieszczonych w warstwie katalizatora sklada sie z rury (3) gazoszczelnie oddzielonej od atmosfery 40 pieca oraz z jednej lub kilku wezszych rurek (2), umie¬ szczonych wewnatrz szerszej rury (3), korzystnie wzdluz osi, przy czym przez wezsze rurki (2) przeplywa czyn¬ nik chlodzacy.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze przestrzen miedzy zewnetrzna rura (3) promieniujaca cieplo jedynie do wewnatrz, a rurka lub rurkami chlo¬ dzacymi (2) umieszczonymi osiowo we wnetrzu rury (3) jest wypelniona gazem lub powietrzem, albo tez wytwo¬ rzone jest w niej cisnienie nizsze od atmosferycznego, przy czym w przestrzeni tej nie powoduje sie ruchu po¬ wietrza.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 i 3, znamienne tym, ze elementy chlodzace sa rozmieszczone w warstwie ka- 55 talizatora w róznych plaszczyznach, celowo przesuniete wzgledem siebie.KI. 12p, 10/05 65454 MKP C07d 55/24 Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 PL PL