RO120071B1 - Procedeu de purificare a melaminei - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de purificare a melaminei, prin care melamina impură este încălzită la o temperatură care este peste 325°C, dar sub punctul de topire al melaminei, ce depinde de presiunea predominantă respectivă a amoniacului, şi este ţinută în acest interval de temperatură, sub o presiune a amoniacului variind de la 1 la 150 bar, pe o durată de timp de la 1min până la 20 h, aceasta aflându-se în stare solidă. După aceea, în orice ordine dorită, melamina este eliberată de presiune şi răcită. ŕ

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de purificare a melaminei, în care melamină solidă este lăsată să stea sub presiune de amoniac, în apropierea punctului său de topire.

Melamină este fabricată, de preferință, prin piroliză ureei, fiind posibil să se ulitizeze atât procedeele la presiune ridicată, cât și procedeele la presiune scăzută, așa cum este descris, de exemplu, în Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, volumul A16, ediția a 5-a (1990), paginile 171-185. Melamină brută obținută prin sinteza melaminei conține aproximativ 94 - 98 % în greutate melamină, în funcție de procedeul de producție, precum și în special melam, melem, melonă, ureidomelamină, amelinăși amelidă, ca impurități principale, și trebuie să fie, în continuare, purificată pentru întrebuințările mai pretențioase prin etape de procedeu suplimentare cum ar fi, de exemplu, recristalizarea sau printr-un procedeu special în timpul izolării cum ar fi, de exemplu, răcirea lentă așa cum este descris de exemplu în WO 96/20182, printr-o programare specială a temperaturii înainte de solidificare, așa cum este descris, de exemplu, în WO 96/23778, sau prin șederea melaminei solide sub presiune de amoniac, așa cum este descris de exemplu în WO 96/20183, sau printr-o combinație între aceste etape de procedeu.

Cu toate acestea, a rămas încă problema găsirii unor noi variante de procedeu care să conducă la o mai mare creștere a purității melaminei sau problema obținerii melaminei mai pure, într-o manieră mai simplă, eventual, și cu folosirea unor presiuni care să nu fie atât de mari.

S-a constatat, în mod neașteptat, că sunt prezente sau se formează mai multe impurități în timpul șederii melaminei sub presiune de amoniac atât la temperaturi mult mai scăzute față de punctul ei de topire, cât și la temperaturi chiar deasupra punctului ei de topire, decât în timpul șederii la temperaturi în intervalul de stare solidă, imediat sub punctul de topire.

Procedeul de purificare a melaminei, conform invenției, constă în aceea că melamină impură este adusă într-un interval de temperatură T_Ț, care este peste 325°C, dar sub punctul de topire al melaminei ce depinde de presiunea predominantă respectivă, a amoniacului, și este ținută în acest interval de temperatură la o presiune a amoniacului de la 1 la 150 bari, pe o durată de timp de la 1 min până la 20 h, melamină fiind prezentă în stare solidă, în acest interval de temperatură, după care, în orice ordine dorită, se micșorează presiunea și se efectuează răcirea la temperatura camerei, când se obține melamină pură în stare solidă. Șederea, conform cu prezenta invenție, a melaminei solide (temperare), se efectuează de preferință într-un interval de temperatură T_Ț între 330°C (sau în mod deosebit de preferat între 335’C) și punctul de topire al melaminei, care depinde de presiunea respectivă a amoniacului.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- conduce la obținerea de melamină cu puritatea de 99,9% mergând până la puritate de peste 99,99%;

- se poate aplica melaminei de orice puritate, mai scăzută sau mai mare, chiar unei melamine deja purificată prin alt procedeu, pentru obținerea unei foarte mari purități;

- se lucrează la presiune mai mică decât în alte procedee.

Temperatura poate fi menținută constantă în timpul temperării, dar ea poate, de asemenea, să fie schimbată în intervalul de temperatură T_Ț indicat mai sus. Astfel, temperatura poate fi micșorată sau mărită, de exemplu, continuu sau discontinuu, în limitele intervalului de temperatură T_Ț.

RO 120071 Β1

Conform prezentei invenții, presiunea în timpul temperării este, de preferință, între 1 5 și 100 bari, deosebit de preferabil fiind între 10 și 50 bari. Timpul de ședere în decursul temperării, conform cu invenția, este de preferință de la 6 min până la 10 h, deosebit de pre- 3 ferabil fiind de la 3 min până la 5 h. Timpul de ședere depinde, în special, de puritatea dorită pentru melamină; cu cât este mai lungă durata de temperare, cu atât este mai pură mela- 5 mina obținută. Timpul de ședere este dependent de condițiile respective de procedeu. Pentru a se obține o anumită puritate prestabilită, în fiecare caz, este suficient, în mod cores- 7 punzător, un timp de ședere mai scurt la temperaturi mai ridicate și la presiuni mai ridicate.

Procedeul de purificare (temperare), conform invenției, poate fi realizat, de preferință, 9 într-o manieră în care fie melamină solidă impură este încălzită, fie melamină lichidă impură este răcită, pentru a ajunge în intervalul de temperatură (intervalul de temperare) T_T și este 11 lăsată să stea acolo.

După terminarea temperării, este posibil ca, în funcție de condițiile tehnice, mai întâi 13 să se răcească și după aceea să se reducă presiunea sau invers, mai întâi să se reducă presiunea și după aceea să se răcească. Aceste etape pot eventual să se efectueze într-un alt 15 vas de reacție. Melamină este, de preferință, răcită la temperatura camerei, de exemplu, cu ajutorul schimbătorelor de căldură, prin simpla îndepărtare a mediului de încălzire sau prin 17 amestecare cu gaze reci. Prin folosirea procedeului, conform invenției, se obține melamină în formă cristalină sau sub formă de pulbere și are, în mod special, un conținut substanțial 19 redus de melam, melem și amelidă, care în unele cazuri este chiar sub limita de detectare.

Procedeul, conform invenției, poate fi efectuat fie în șarje, fie în mod continuu. 21

Purificarea melaminei conform cu prezenta invenție se aplică adecvat, în mod special, după un procedeu de fabricare a melaminei, mai ales după oricare procedeu dorit la pre- 23 siune ridicată pentru producerea melaminei din uree, în care melamină este obținută inițial în formă lichidă ca topitură. Este avantajos să se răcească topitură de melamină, care con- 25 ține amoniac, înainte de solidificare, în special, prin adăugarea unei cantități suplimentare de amoniac, la o temperatură cu aproximativ 1 până la 50”C peste punctul de topire al me- 27 laminei dependent de presiune. Solidificarea ulterioară se efectuează de preferință într-un pat fluidizat prin aducerea ei în contact cu substanțe solide inerte reci sau cu melamină 29 solidă. Procedeul conform invenției poate să fie, de asemenea, efectuat, în mod avantajos, după oricare alte etape de prelucrare dorite ale procedeelor la presiune ridicată. Aceste 31 etape de prelucrare includ, în special:

a) separarea amestecului gazos NH₃/CO₂ (gazele reziduale), obținut la sinteza mela-33 minei de melamină lichidă,

b) reducerea cantității de CO₂ dizolvat în melamină prin introducerea de NH₃ 35 (stripare),

c) lăsarea melaminei lichide să stea în prezența amoniacului (îmbătrânire),37

d) răcirea și solidificarea melaminei, de exemplu, cu apă, cu soluții sau suspensii apoase, care conțin melamină, cu gaze reci, cum este amoniacul gazos, cu amoniac lichid 39 sau cu substanțe solide inerte reci sau cu melamină solidă rece conform cu WO 99/38852, de exemplu, într-un pat fluidizat. Topitură de melamină poate, de exemplu, conform cu 41 WO 97/20826, să fie împrăștiată într-un container de răcire, în care este prezentă o atmosferă de amoniac.43

Procedeul de purificare, conform invenției, este efectuat după etapa de solidificare și numărul celorlalte etape de prelucrare care se efectuează înaintea lui poate fi variabil, în 45 funcție de circumstanțele respective. Prelucrarea melaminei obținute din uree printr-un procedeu la presiune ridicată, până la etapa de solidificare, poate astfel să cuprindă orice corn- 47 binație dorită a acestor etape sau numai una din ele.

RO 120071 Β1

Prin procedeul conform invenției este posibilă purificarea melaminei, având orice puritate. Puritatea unei melamine brute provenită dintr-un procedeu de producere a melaminei este, de exemplu, de 94 - 98% în greutate, în funcție de procedeul de fabricare a melaminei, utilizat, melamină fiind contaminată, în mod special, cu melam, melem și amelidă. Cu toate acestea, este, de asemenea, posibil conform invenției să se purifice melamine mult mai impure, precum și melamine cu puritate mai mare, care deja au fost purificate prin alte procedee de purificare. Este posibil să se obțină o melamină care are o puritate de mai mult de 99,9% în greutate, în unele cazuri de mai mult de 99,99% în greutate, în funcție de presiunea, temperatura, timpul de ședere utilizate și de puritatea inițială.

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

Materia primă utilizată în fiecare exemplu este o melamină care provine de la o instalație pilot de presiune înaltă pentru producerea melaminei din uree, are o puritate de 98,6% în greutate și este contaminată în special cu 1,3% în greutate melam și cu aproximativ 0,1 % în greutate alți coproduși, ca de exemplu melem sau amelidă (corespunzător exemplului notat cu A în tabelul 1 de mai jos). Determinările analitice pentru melam, melem și amelidă sunt efectuate cu ajutorul HPLC.

Exemplele 1...5.

Melamină și cantitatea necesară de amoniac pentru atingerea presiunii dorite se introduc într-o autoclavă de laborator. După aceea, autoclava se încălzește la o temperatură de 340 sau de 330°C și se lasă să stea la presiunea respectivă, timp de 60 min. După aceea, autoclava este răcită repede la 280°C cu apă, presiunea se micșorează și melamină se analizează cu ajutorul HPLC. Presiunile și temperaturile respective, în timpul temperării și conținutul de coproduși (melam, melem, amelidă) din materia primă (exemplul A) și din melamină după temperare (exemplele 1...5) sunt prezentate în tabelul 1, care urmează.

Tabelul 1

Melamină după temperare timp de 60 minute

Exemplul	Presiunea (bari)	Temperatura CC)	Melam (ppm)	Melem (ppm)	Amelidă (ppm)
A*	-	-	12630	431	155
1	10	340	323	177	-
2	20	340	443	319	-
3	40	340	131	252	39
4	70	340	58	122	-
5	100	330	105	162	-

Limita de detecție este de 2 ppm * Melamină ca materie primă

Claims (8)

1. Procedeu de purificare a melaminei, caracterizat prin aceea că melamină impură este adusă într-un interval de temperatură T_T, care este peste 325°C, dar sub punctul de topire al melaminei ce depinde de presiunea predominantă respectivă a amoniacului și este ținută, în acest interval de temperatură, la o presiune a amoniacului de la 1 la 150 bari pe

RO 120071 Β1 o durată de timp de la 1 min până la 20 h, melamină fiind prezentă în acest interval de tem-1 peratură în stare solidă, după care, în orice ordine dorită, se micșorează presiunea și se efectuează răcirea pentru se obține melamină pură în stare solidă.3

2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că melamină impură lichidă este adusă în intervalul de temperatură T_Ț.5

3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că melamină impură solidă este adusă în intervalul de temperatura T_T.7

4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că melamină impură este adusă într-un interval de temperatură care este între 330°C și o valoare sub punctul de 9 topire al melaminei ce depinde de presiunea predominantă respectivă a amoniacului.

5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că presiunea amonia- 11 cului este între 5 și 100 bari.

6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că melamină este men- 13 ținută în intervalul de temperatură T_T pe o durată de timp de la 5 min până la 10 h.

7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că se efectuează după 15 un procedeu pentru fabricarea melaminei.

8. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că se efectuează după 17 un procedeu la presiune înaltă pentru fabricarea melaminei din uree, în care melamină lichidă, eventual după ce a fost lăsată să stea în prezența amoniacului pentru îmbătrânire, 19 este solidificată într-un pat fluidizat prin aducerea sa în contact cu substanțe solide inerte reci sau cu melamină solidă rece și după aceea este ținută într-un interval de temperatură T_T 21 peste 325°C dar sub punctul de topire al melaminei ce depinde de presiunea predominantă respectivă a amoniacului, la o presiune a amoniacului de la 1 la 150 bari pe o durată de timp 23 de la 1 min până la 20 h, după care, în orice ordine dorită, se micșorează presiunea și se efectuează răcirea pentru a se obține melamină pură în stare solidă. 25