Sposób wydzielania melaminy z gazowej mieszaniny poreakcyjnej zawierajacej melamine, amoniak i dwutlenek wegla Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania melaminy z gazowej mieszaniny poreakcyjnej za¬ wierajacej melamine, amoniak i dwutlenek wegla.Mieszanine takich gazów otrzymuje sie przy wy¬ twarzaniu melaminy przez ogrzewanie mocznika prowadzone pod zwiekszonym cisnieniem. Wiadomo, ze mieszanine gazowa zawierajaca glównie mela¬ mine, amoniak i dwutlenek wegla, mozna otrzymac z mocznika juz pod cisnieniem atmosferycznym w temperaturze 250—400°C i w obecnosci katalizatora w postaci zelu, na przyklad zelu krzemionkowego.W celu wydzielenia melaminy z goracej miesza¬ niny reakcyjnej, mieszanine gazowa chlodzi sie przez bezposrednie zetkniecie z wodnym roztworem zawierajacym amoniak i dwutlenek wegla. Tworzy sie przy tym rzadka zawiesina zawierajaca okolo 5% wagowych stalych czastek melaminy o wy¬ miarach 20—150 n, która nastepnie oddziela sie przez odwirowanie lub odfiltrowanie.Reakcja analizy mocznika pod ^ cisnieniem niz¬ szym od atmosferycznego, wymaga przestrzeni re¬ akcyjnej i strefy chlodzacej o duzej pojemnosci i z tego powodu korzystne jest ze wzgledów gospodar¬ czych, wytwarzanie melaminy z mocznika, pod cis¬ nieniem wyzszym od atmosferycznego, na przyklad 5—10 at. Jednakze zastosowanie odpowiedniego nis¬ kiego cisnienia wymaga wiekszej grubosci scian aparatury i powoduje wzrost kosztów spowodowa¬ ny praca pod cisnieniem.W znanym sposobie przeprowadzanym pod zmniejszonym cisnieniem, goraca mieszanine reak¬ cyjna chlodzi sie tak, ze melamine w postaci pary kondensuje sie w mieszaninie gazowej, po czym 5 stale czastki melaminy oddziela sie od pozostalej mieszaniny gazów. Jednakze w celu wydzielenia me¬ laminy z zawiesiny znajdujacej sie pod cisnieniem przez bezposrednie chlodzenie krazacym amonia¬ kiem zawierajacym NH8 i CO2, wystepuja trudnosci 10 natury gospodarczej i technicznej. A mianowicie, jezeli znajdujaca sie pod cisnieniem zawiesine roz¬ preza sie najpierw do cisnienia atmosferycznego, a potem wydziela z niej melamine w znany spo¬ sób, na przyklad przez odwirowanie lub odfiltro- 15 wanie, to wskutek rozprezenia, uwalnia sie duza ilosc amoniaku i dwutlenku wegla w postaci mie¬ szaniny gazów. Przeróbka otrzymanej mieszaniny na przyklad w taki sposób, by nadawala sie do syntezy mocznika lub rozdzielanie mieszaniny na 20 amoniak i dwutlenek wegla, powoduje dodatkowe koszty. Sposób ten jest wiec wykonalny technicznie, lecz nieoplacalny gospodarczo.Zapobieganie rozprezeniu sie, znajdujacej sie pod cisnieniem, zawiesiny melaminy w roztworze za- 25 wierajacym amoniak i dwutlenek wegla, wykazuje te niedogodnosc, ze obecnie nie ma odpowiednich wirówek pracujacych w produkcji ciaglej, które moglyby oddzielac w wystarczajacym stopniu, bar¬ dzo male krysztaly melaminy (wymiary 20—150 u) 30 od lugu macierzystego. 80 554^80 554 3 Po rozprezeniu wydzielonej masy krystalicznej do cisnienia atmosferycznego, uwalnia sie duza ilosc NH3 i C02.Do filtrowania zawiesiny melaminy pod cisnie¬ niem potrzebna jest bardzo duza ilosc wody stoso¬ wana do przemywania filtratu, przy czym powstaje rozcienczony roztwór, zawierajacy amoniak, dwu¬ tlenek wegla i melamine, który jest trudny do przerobu.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej opi¬ sanych wad znanych sposobów wydzielania mela¬ miny i opracowania korzystnego pod wzgledem technicznym i gospodarczym sposobu wydzielania melaminy.Sposób wedlug wynalazku dotyczy wydzielania melaminy ze znajdujacej sie pod cisnieniem, za¬ wiesiny melaminy w wodnym roztworze, który jest nasycony nie tylko melamina, ale i amoniakiem oraz dwutlenkiem wegla. Zawiesine te otrzymuje sie przy wytwarzaniu melaminy przez ogrzewanie mocznika i bezposrednie chlodzenie gazów reakcyj¬ nych zawierajacych melamine, amoniak i dwutle¬ nek wegla, za pomoca roztworu zawierajacego amo¬ niak i dwutlenek wegla.Uwalnianiu duzej ilosci gazowego amoniaku i dwutlenku wegla przy oddzielaniu krysztalów me¬ laminy, ze znajdujacej sie pod cisnieniem rozcien¬ czonej zawiesiny, nasyconej amoniakiem i dwutlen¬ kiem wegla, zapobiega sie wedlug wynalazku w taki sposób, ze rozcienczona zawiesine najpierw za¬ geszcza sie za pomoca hydrocyklonu lub baterii cyiklonowej do stezenia 30—60% wagowych, krysz¬ talów melaminy, przy zawróceniu do obiegu roz¬ tworu prawie wolnego od melaminy a nasyconego amoniakiem i dwutlenkiem wegla/ Nastepnie otrzy¬ mana stezona zawiesine, po rozcienczeniu w przy¬ padku zbyt duzego stezenia i po rozprezeniu do cisnienia atmosferycznego, wprowadza sie do kolum¬ ny odpedowej, w której przez doprowadzenie ciep¬ la, korzystnie przez bezposrednie wprowadzenie pa¬ ry, znajdujaca sie jeszcze w roztworze pozostalosc amoniaku i dwutlenku wegla, zostaje prawie calko¬ wicie odpedzona. Nastepnie z zawiesiny, otrzyma¬ nej jako produkt odbierany z dolu kolumny, otrzy¬ muje sie krysztaly melaminy, na przyklad przez od¬ wirowanie lub filtrowanie, po czym lug macierzysty wprowadza sie ponownie do obiegu.Jezeli melamina otrzymana tym sposobem nie jest odpowiednio czysta, nalezy ja poddac ponownej krystalizacji.Zawiesine melaminy odbierana z dolu kolumny odpedowej, rozciencza sie najpierw taka iloscia krazacego lugu macierzystego, ewentualnie z do¬ datkiem wody i srodka odbarwiajacego, takiego jak wegiel aktywny, aby krysztaly melaminy rozpuscily sie, po czym otrzymany roztwór po filtracji, po wprowadzeniu C02 dla osigniecia odpowiedniej wartosci pH, poddaje sie ponownej krystalizacji w krystalizatorze.Sposób prowadzenia procesu wedlug wynalazku wyjasniono w odniesieniu do schematu przedsta¬ wionego na rysunku.Do napelnionego katalizatora reaktora 1 wprowa¬ dza sie przewodem stopiony mocznik 2, a gazowy amoniak przewodem 25 i kompresorem 3. Gazy 4 reakcyjne zawierajace pary melaminy wprowadza sie do urzadzenia chlodzacego, skladajacego sie z dwóch polaczonych szeregowo kolumn 4 i 5. W pierwszej kolumnie gazy plynace we wspólpradzie kontaktuje sie z doprowadzana przewodem 6 lub 7, woda lub krazacym lugiem macierzystym, zas w kolumnie 5, w przeciwpradzie z roztworem dopro¬ wadzanym przewodem 9 z baterii cyklonowej 8.Powstala wskutek chlodzenia rozcienczona zawie¬ sine krysztalów maleminy odprowadza sie za po¬ moca pompy 10 do baterii cyklonowej 8, zas od¬ prowadzona z cyklonów zawiesine rozpreza sie za pomoca zaworu rozprezajacego 11, do cisnienia at¬ mosferycznego i wprowadza do kolumny odpedowej 12. Zawiesine uboga w melamine, lecz nasycona amoniakiem i dwutlenkiem wegla zawraca sie prze¬ wodem 9 do kolumny 5.Gazy poreakcyjne, wychodzace z góry kolumny 5 przewodem 21 pozbawione prawie zupelnie me¬ laminy, wprowadza sie do rozdzielacza 23 przez kondensator 22, w którym kondensuje czesc pary wodnej. N W kolumnie tej, wskutek przemywania gazowa reakcyjnych plynnym amoniakiem, doprowadzanym przewodem 24 nastepuje rozdzielenie tak, ze z góry kolumny odprowadza sie gazowy NH8, który prze¬ wodem 25 ponownie wprowadza sie do reaktora syntezy melaminy, zas jako produkt odbierany z dolu kolumny odprowadza sie przewodem 26 roz¬ twór karbaminianu amonu, który moze byc stoso¬ wany na przyklad do syntezy mocznikia.Odplywajaca z baterii cyiklonowej 8, zageszczona zawiesine melaminy, zawierajaca sladowe ilosci amoniaku i dwutlenku wegla, rozciencza sie lugiem macierzystym (roztworem riasyconym melamina za¬ wierajacym mala ilosc NH8 i CO2) doprowadzanym przewodem 17a. Nastepnie zawiesine te wprowa¬ dza sie do kolumny odpedowej 12, w której uwal¬ nia- sie ja od amoniaku i dwutlenku wegla, za pomoca pary niskopreznej, doprowadzanej przewo¬ dem 13.Odprowadzana z góry kolumny odpedowej 12 gazowa mieszanine NH,, C02 i H20, po uprzednim zageszczeniu w kondensatorze 28, wprowadza sie do kolumny 23, za pomoca pompy 30.Do odprowadzanego z dolu kolumny odpedowej 12 produktu zawierajacego melamine, po dalszym zmieszaniu z krazacym lugiem macierzystym, doda¬ je sie w klarowniiku 14, srodek odbarwiajacy i C02.Otrzymany w ten sposób roztwór melaminy filtruje sie w filtrach 15 stosowanych na zmiane, po czym przesacz podaje sie krystalizacji pod zmniejszonym cisnieniem w krystalizatorze 16. Otrzymane krysz¬ taly, po oddzieleniu od lugu macierzystego w roz¬ dzielaczu 18 i przemyciu woda doprowadzana prze¬ wodem 20, wprowadza sie do suszarki, nie uwi¬ docznionej na rysunku.Tworzaca sie przy krystalizacji pod zmniejszonym cisnieniem para wodna gromadzi sie w kondensato¬ rze 33 razem z lugiem macierzystym, odprowadzo¬ nym z rozdzielacza 18. Lug macierzysty krazacy przewodem 17 stosuje sie jako Rozpuszczalnik dla przekrystalizowania krysztalów melaminy. Mala ilosc tego lugu miesza sie z zageszczona zawiesina melaminy, przed lub po rozprezeniu. Ponadto mala 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6080 554 ilosc lugu macierzystego mozna stosowac jako sro¬ dek chlodzacy wprowadzany przewodem 7 do ko¬ lumny 4.W celu blizszego wyjasnienia przedmiotu wyna¬ lazku podano ponizej przyklad otrzymania okolo 400 kg melaminy.Przyklad. Do reaktora 1 syntezy melaminy, pracujacego pod cisnieniem 7 ata w temperaturze 400°C wprowadza sie w ciagu godziny przewodem 2 1215 kg mocznika i przewodem 25 1740 kg gazowego NH3. Gazy reakcyjne zawierajace melamine wpro¬ wadza sie najpierw do kolumny chlodzacej 4, w której cisnienie wynosi 7 ata i do której przewo¬ dem 6 i 7 wprowadza sie w temperaturze 120°C, w ciagu godziny 633 kg wody i 636 kg lugu ma¬ cierzystego, a nastepnie do kolumny 5, w której kontaktuje sie je z przelewem doprowadzanym prze¬ wodem 9 z baterii cyklonowej 8. Z kolumny 4 od¬ prowadza sie zawiesine melaminy zawierajaca 404 kg krysztalów melaminy, 806 kg NH8, 197 kg C02 oraz 5346 kg H20 i za pomoca pompy 10 do¬ prowadza do cisnienia 9 ata, aby wyrównac zarów¬ no obnizenie cisnienia w baterii cyklonowej 8 jak równiez zapobiec wydzielaniu gazowego NH8 i CO£ w rdzeniu cyklonu.Splywajaca z baterii cyklonowej gesta zawiesine zawierajaca: 381 kg krysztalów melaminy, 24 kg melaminy, 46 kg NH8, 11 kg C02 \ 306 kg H20 rozciencza sie 1515 kg lugu macierzystego i dopro¬ wadza do cisnienia atmosferycznego, po czym z wytworzonej w kolumnie 12 zawiesiny melaminy po dodaniu niewielkiej ilosci wegla aktywnego (Norit) i C02 dla osiagniecia wartosci pH 6—8, odprowadza sie w ciagu godziny 206 kg niskoprez- nej pary.s Nastepnie zawiesine wprowadza sie do krystalizatora 16, w którym melamina wykrystali- zowuje w temperaturze 70QC.Otrzymuje sie 395 kg melaminy, zawierajacej 20 kg wody. Przewodem 19 doprowadza sie w cia¬ gu 1 godziny 240 kg wody.Uchodzaca z kolumny odpedowej 12 mieszanina gazów skladajaca sie z 118 kg pary wodnej, 45 kg amoniaku, 12 kg dwutlenku wegla, zostaje zaabsor¬ bowana w kolumnie absorpcyjnej 28 przez dopro¬ wadzana przewodem 29 wode w ilosci 1538 kg na godzine. Otrzymany roztwór pompuje sie do ko¬ lumny 23 za pomoca pompy 30. Do kolumny ab¬ sorpcyjnej 28 przylaczony jest przewód spustowy 31, w celu utrzymania niezmiennej zawartosci gazu obojetnego w strumieniu amoniaku.Amoniak (43 kg na godzine) odprowadzany z masa zostaje zaabsorbowany w kolumnie 28, zas nie zaabsorbowane gazy obojetne odprowadza sie przewodem 32.Cisnienie w kolumnie 23 wynosi 6 ata. Do kolum¬ ny 23 przewodem 24 wprowadza sie w ciagu go- 5 dziny 572 kg plynnego NH8, zawierajacego 43 kg wody, zas przez przewód 26 odprowadza rozcien¬ czony roztwór karbaminianu amonu zawierajacy 882 kg NH8, 456 kg C02 i 2652 kg H20. io PL PL PL PL