RO115521B1

RO115521B1 - Procedeu pentru purificarea melaminei

Info

Publication number: RO115521B1
Application number: RO97-01138A
Authority: RO
Inventors: Helmut Fingrhut; Lorenzo Canzi; Gerhard Coufal; Silvano Giacomuzzo; Martin Mullner
Original assignee: Agrolinz Melamin Gmbh
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 2000-03-30
Also published as: HRP950605A2; WO1996020183A1; IL116516A; PL320790A1; DK0799213T3; DE59504292D1; IL116516A0; ATE173474T1; HRP950605B1; EP0799213B1; BR9510606A; ATA239394A; AT402295B; CN1171103A; EP0799213A1; RU2161610C2; TW299324B; PL187434B1; ES2124034T3; CN1068315C

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru purificarea melaminei în stare solidă, melamină obținută fiind utilizată la fabricarea rășinilor melamino-formaldehidice, la obținerea materialelor plastice, a adezivilor, precum și a lacurilor și vopselelor.

Din literatura de specialitate sunt cunoscute mai multe procedee de preparare a melaminei, în care materia primă preferată este ureea care se transformă în melamină, amoniac și bioxid de carbon, la presiune ridicată și fără catalizator, sau la presiune mică, în prezența unui catalizator. Este cunoscut, de asemenea, că în aceste procedee, în special, în procedeele la presiune ridicată, se obțin diverși produși secundari, adică impurități, cum ar fi melem, melam, amelina, amelida sau ureidomelamina, care afectează puritatea melaminei.

Până în prezent, procedeele obișnuite de purificare, cum ar fi recristalizarea, prezintă dezavantaje. în cazul recristalizării, rezultă ca prim dezavantaj faptul că impuritățile se acumulează în soluția alcalină mamă și, de aceea, o parte considerabilă din aceasta, care conține și melamină, se aruncă sau trebuie să fie prelucrată ulterior.

în brevetul CH 345.894 se prezintă faptul că impuritățile ca melem, melam sau ureidomelamina nu sunt solubile, respectiv sunt greu solubile în apă și în soluții alcaline apoase, astfel că aceste substanțe pot fi îndepărtate cu greu, prin recristalizare și cu pierderi de melamină.

în brevetul GB 1.032.326, este descris faptul că topitură de melamină rezultată din procedeul de preparare, la presiune ridicată, se destinde rapid la presiunea atmosferică, iar cu ajutorul gazelor reciclate, răcite sau al amoniacului, se răcește la 13O-25O°C, când se obține melamină impură.

în brevetul US 4.565.867, este descris un procedeu de preparare a melaminei din uree, la presiune ridicată, când se obține melamină de puritate de la 96 la 99,5 %, sub forma unei pulberi uscate, direct din topitură lichidă de melamină.

în brevetul US 3637686, este descris un procedeu de recuperare a melaminei purificate, care cuprinde răcirea melaminei topite brute, obținută prin descompunerea termică a ureei sau a unui amestec constituit din melamină topită, amoniac și bioxid de carbon, cu obținerea unei melamine de mare puritate.

Problema tehnică a acestei invenții este de a găsi un procedeu prin care cantitatea de impurități insolubile sau greu solubile în apă sau în soluții alcaline apoase, în special melam și ureidomelamină, să fie redusă în mod evident, din mealmina care se purifică, concomitent cu evitarea pierderii unor cantități mari de melamină. Această problemă a fost soluționată printr-un procedeu în care melamină solidă impură este ținută o perioadă de timp, în prezența amoniacului, la temperatură ridicată, temperatură care se află sub punctul de topire al melaminei.

Procedeul pentru purificarea melaminei, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că melamină impurificată cu melam și ureidomelamină în stare solidă, este adusă la o temperatură dependentă de presiunea amoniacului, temperatură care se situează între 20Q°C și punctul de topire al melaminei, iar apoi este lăsată să stea la o presiune a amoniacului de la 5 la 350 bari, timp de la 1 min până la 20 h, când melamină este în stare solidă, apoi vasul de reacție se destinde și se răcește la temperatura camerei, aceste două operații făcându-se în orice ordine, obținându-se melamină pură, sub formă de pulbere.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje: purificarea melaminei are loc la o temnperatură situată peste 2OO°C și sub punctul de topire al melaminei, la

RO 115521 Bl o presiune a amoniacului de la 5 la 350 bari, intervale care nu sunt indicate în literatura de specialitate. în aceste intervale de temperatură și presiune, conținutul de contaminanți, cum ar fi melam și ureidomelamina, este micșorat.

Prin acest procedeu, melamină impurificată, care se află în formă cristalină sau 50 de pulbere, se încălzește și se lasă să stea în prezența amoniacului, o perioadă de timp, într-un interval de temperatură aflat sub punctul de topire al melaminei, care depinde de presiunea de amoniac. De asemenea, este posibil ca, dacă melamină se află la o temperatură care este deasupra acestui interval, să fie răcită până când intră în acest interval de temperatură. Intervalul de temperatură în care are loc menținerea sub 55 presiunea amoniacului este de la peste 200°C până sub punctul de topire al melaminei. Preferabil, intervalul de temperatură se află între 240°C, optim între 250°C și până sub punctul de topire al melaminei. Astfel melamină se aduce la o temperatură inițială, care este situată în acest interval. Temperatura poate fi menținută constantă, pe perioada de ședere sub presiunea de azot, dar ea poate fi, de asemenea, schimbată în intervalul de 60 temperaturi, definit mai sus. în acest fel, temperatura poate să scadă, respectiv să crească, în mod continuu sau discontinuu, în interiorul limitelor intervalului de temperatură.

Timpul în care melamină este menținută în acest interval de temperaturi poate să varieze într-un interval larg. El depinde, în cea mai mare măsură, de cantitatea finală 65 dorită, de melan și de ureidomelamină, precum și de presiunea amoniacului și de factorii economici și se situează între 1 min și 20 h, preferabil între 10 min. și 10 h, optim între □,5 h și 3 h. Presiunea amoniacului poate, de asemenea, să varieze într-un interval mare, care se situează între 5 și 350 bari, preferabil între 10 și 100 bari.

După terminarea perioadei de ședere a melaminei sub presiunea amoniacului, 70 funcție de condițiile tehnice, se poate face mai întâi răcirea și apoi destinderea sau, în ordine inversă, întâi destinderea și după aceea răcirea. Desfășurarea acestei etape se poate realiza în condițiile date și într-un alt aparat de reacție. Melamină este răcită până la temperatura camerei, de exemplu, cu ajutorul schimbătoarelor de căldură, prin simpla îndepărtare a mijlocului de încălzire și oprirea acestui mijloc, sau prin amestecare cu 75 gaze reci. Prin procedeul conform invenției, melamină se obține sub formă cristalină, de pulbere și prezintă un conținut vizibil redus de melam și ureidomelamină, care, în parte, se situează chiar sub limitele de depistare.

Procedeul conform invenției se poate realiza atât în mod continuu, cât și în mod discontinuu. Procedeul poate, de asemenea, să fie cuplat cu orice procedeu cunoscut so pentru melamină. într-o formă de realizare preferată, procedeul conform invenției se combină cu un procedeu ce decurge la presiune ridicată, descris de Ullmann în Encyclopedia of Industrial Chemistry, a 5-a ediție, voi. A-16, paginile 174-179. în mod optim, procedeul din invenție este efectuat, în continuarea etapelor de prelucrare deja cunoscute ale procedeului la presiune ridicată. Aceste etape de prelucrare cuprind: 85

a) separarea amestecului de gaze NH₃/C0₂ conținut în melamină lichidă, de la transformarea ureei,

b) reducerea C0₂ dizolvat în melamină, prin adăugarea de amoniac,

c) lăsarea melaminei lichide să stea în prezența amoniacului, și

d) răcirea melaminei, prin călire cu apă rece sau cu amoniac lichid, sau prin 90 amestecare cu gaz rece.

Aceste etape de prelucrare sunt descrise în brevetul US 3.116.294.

RO 115521 Bl

Procedeul conform invenției se realizează după etapa d), iar numărul de etape anterioare, de prelucrare, efectuate de la a) la c) pooate varia funcție de condiții. Prelucrarea melaminei rezultată din uree printr-un procedeu la presiune ridicată până la etapa d) poate conține etapele de la a) la c), precum și orice combinație a două etape oarecare sau chiar numai una dintre aceste etape.

în continuare, se dau câteva exemple de realizare a procedeului conform invenției.

Exemplele 1 - 20. într-o miniautoclavă cu volumul de 10 ml se introduce o cantitate cunoscută de melamină ( C ) cu un conținut de 183OO ppm melam și 10600 ppm ureidomelamină, precum și cantitatea de amoniac necesară pentru menținerea unei anumite presiuni p. în continuare, autoclava este adusă la o temperatură T și menținută la această temperatură un timp t. După aceea, autoclava se răcește brusc, prin scufundare în apă rece, și apoi se destinde. Melamină astfel purificată este analizată în ceea ce privește conținutul de melam și de ureidomelamină, constatându-se că conținutul de ureidomelamină se situează sub limita de detecție de 100 ppm. în tabelul 1, sunt prezentați parametrii procedeului și anume, cantitatea de melamină (C), presiunea p, timpul t, temperatura T și conținutul final de melam (MA).

Tabelul 1

Exemplul	C ( mg]	p ( bari]	T(°C)	t (min.)	MA (ppm)
1	22,03	10	250	10	5000
2	22,03	10	250	100	3800
3	22,03	10	250	1000	1100
4	67,93	30	250	10	3000
5	67,93	30	250	100	2500
6	67,93	30	250	1000	820
7	21,19	10	270	10	6100
8	21,19	10	270	100	4500
9	21,19	10	270	1000	190
10	65,16	30	270	10	3000
11	65,16	30	270	100	2500
12	65,16	30	270	1000	280
13	20,42	10	290 .	10	3100
14	20,42	10	290	100	1900
15	20,42	10	290	1000	250
16	62,61	30	290	10	3700
17	62,61	30	290	100	1000
18	62,61	30	290	1000	120
19	286,57	350	290	10	320
20	280,57	350	290	100	40

RO 115521 Bl

Exemplele 21 - 2S. într-o autoclavă cu volumul de 2 I, se introduce o cantitate cunoscută de melamină ( C) cu un conținut MAg, de melam și UM₀ de ureidomelamină, precum și cantitatea de amoniac necesară pentru menținerea unei anumite presiuni p. în continuare, antoclava se aduce la o temperatură T și se menține la această temperatură, timp de t ore. După aceea autoclava se răcește și se destinde. Melamină 135 astfel purificată se supune analizei în ceea ce privește cantitatea de melam (MA) și de ureidomelamină (UM). în tabelul 2, sunt prezentați parametrii procedeului și anume, cantitatea de melamină (C), presiunea p, timpul t, temperatura T, conținutul inițial de melam (MA₀) și de ureidomelamină (UM₀), cantitatea finală de melam (MA) și de ureidomelamină (UM). 140

Tabelul 2

Ex.	C(g)	p (bari)	T(°C)	t (h)	început	Sfârșit
MAo	UM₀	MA	UM
21	300	20	250	2	1200	600	<300	<50
22	300	40	300	1,5	1200	600	<300	<50
23	300	56	250	2	1200	600	<300	<50
24	300	70	300	4	1200	600	<300	<50
25	300	125	296	3	1200	1300	<300	<50
26	51,1	139	250	3	2500	<500	<300	<50

Revendicări

Claims

Revendicări

150

1. Procedeu pentru purificarea melaminei, caracterizat prin aceea că melamină impurificată cu melam și ureidomelamină în stare solidă este adusă la o temperatură dependentă de presiunea amoniacului, temperatură care se situează între 2OD°C și punctul de topire al melaminei, iar apoi este lăsată să stea la o presiune a amoniacului, 155 de la 5 la 350 bari, timp de la 1 min până la 20 h, când melamină este în stare solidă, apoi vasul de reacție se destinde și se răcește la temperatura camerei, aceste două operații făcându-se în orice ordine, obținându-se melamină pură, sub formă de pulbere.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că melamină impură, în stare solidă, este ținută la o temperatură dependentă de presiunea 16O amoniacului, temperatură care se situează între 24O°C și până sub punctul de topire al melaminei.
3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că presiunea amoniacului este de la 10 la 100 bari.