RU2331654C1 - Method of obtaining carbamide-formaldehyde concentrate - Google Patents
Method of obtaining carbamide-formaldehyde concentrate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331654C1 RU2331654C1 RU2007105728/04A RU2007105728A RU2331654C1 RU 2331654 C1 RU2331654 C1 RU 2331654C1 RU 2007105728/04 A RU2007105728/04 A RU 2007105728/04A RU 2007105728 A RU2007105728 A RU 2007105728A RU 2331654 C1 RU2331654 C1 RU 2331654C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formaldehyde
- carbamide
- urea
- column
- concentrate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения карбамидоформальдегидного концентрата (КФК) с улучшенным фракционным составом, применяемого в качестве сырья в производстве высококачественных малотоксичных смол, используемых для склеивания древесины, при получении ДСП, ДВП и МДФ класса эмиссии Е-1 по формальдегиду, а также как антислеживающей добавки к карбамиду и других целей.The invention relates to methods for producing a urea-formaldehyde concentrate (CPK) with an improved fractional composition used as a raw material in the production of high-quality low-toxic resins used for gluing wood, in the production of particleboard, fiberboard and MDF emission class E-1 on formaldehyde, as well as an anti-caking additive to urea and other purposes.
Сегодня существенно возросли требования к охране окружающей среды на предприятиях деревообработки, производящих карбамидоформальдегидные смолы. По указанной причине наиболее перспективными являются технологические процессы, предусматривающие применение карбамидоформальдегидного концентрата с суммарным содержанием карбамида и формальдегида более 80 мас.% (КФК-85). Это позволяет полностью исключить образование высокотоксичных надсмольных сточных вод при синтезе клеевых композиций, объем которых в деревообрабатывающей отрасли превышает 100 тысяч т в год.Today, requirements for environmental protection at wood processing enterprises producing urea-formaldehyde resins have substantially increased. For this reason, the most promising are technological processes involving the use of urea-formaldehyde concentrate with a total content of urea and formaldehyde of more than 80 wt.% (KFK-85). This allows you to completely eliminate the formation of highly toxic tar tar wastewater during the synthesis of adhesive compositions, the volume of which in the woodworking industry exceeds 100 thousand tons per year.
Следует также иметь в виду, что карбамидоформальдегидный концентрат широко используется в качестве антислеживающей добавки к гранулированному карбамиду, причем наилучшими свойствами обладает продукт, имеющий в своем составе свыше 15 мас.% уроновых и триазиноновых производных.It should also be borne in mind that urea-formaldehyde concentrate is widely used as an anti-caking additive to granular urea, and the product with over 15% by weight of uronic and triazinone derivatives has the best properties.
Известен [GB 1517366, Кл. С08G 12/12, С07G 45/24, 47/04] метод получения карбамидоформальдегидного концентрата, включающий в себя четыре стадии хемосорбции формальдегидсодержащих газов, полученных на серебряном катализаторе, водным раствором карбамида.Known [GB 1517366, Cl. C08G 12/12, C07G 45/24, 47/04] a method for producing a urea-formaldehyde concentrate, which includes four stages of chemisorption of formaldehyde-containing gases obtained on a silver catalyst with an aqueous solution of urea.
При его осуществлении поддерживают различное мольное соотношение формальдегид: карбамид в абсорберах.In its implementation, a different molar ratio of formaldehyde: urea in the absorbers is maintained.
Рассматриваемый технологический процесс предусматривает использование на первой ступени хемосорбции подачу карбамидоформальдегидного концентрата с разных колонн.The process under consideration involves the use of urea-formaldehyde concentrate from different columns at the first stage of chemisorption.
К недостаткам данного каскадного способа синтеза карбамидоформальдегидного концентрата необходимо отнести трудность поддержания в абсорберах необходимых мольных соотношений формальдегида и карбамида, что не гарантирует стабильность качества вырабатываемого продукта. Более того, из-за низких значений рН в первых трех колоннах каскада наряду с метилолмочевинами в карбамидоформальдегидном концентрате образуются различные по строению метиленмочевины, ответственные за его повышенную вязкость.The disadvantages of this cascade method for the synthesis of urea-formaldehyde concentrate include the difficulty in maintaining the necessary molar ratios of formaldehyde and urea in the absorbers, which does not guarantee the stability of the quality of the product produced. Moreover, due to the low pH values in the first three columns of the cascade, methylene ureas of different structure, which are responsible for its increased viscosity, are formed in the urea-formaldehyde concentrate in the first three columns of the cascade.
С другой стороны, использование серебряного катализатора окислительного дегидрирования метанола в формальдегид приводит к существенному возрастанию концентрации метилового спирта в товарном продукте. Это снижает реакционную способность карбамидоформальдегидных смол на его основе и способствует загазованности помещений на стадии прессования древесных плит.On the other hand, the use of a silver catalyst for the oxidative dehydrogenation of methanol to formaldehyde leads to a significant increase in the concentration of methyl alcohol in the commercial product. This reduces the reactivity of urea-formaldehyde resins based on it and contributes to the gas contamination of the premises at the stage of pressing wood boards.
Известен [RU №2142964, кл. С08G 12/12] способ получения карбамидоформальдегидного концентрата, включающий окислительное дегидрирование метанола на железомолибденовом катализаторе в реакторе трубчатого или полочного типа и стадию хемосорбции формальдегидсодержащего газа в трехсекционной колонне 50-65%-ным водным раствором карбамида с добавкой 0,05-2,0 мас.% амина, подаваемого на одну из тарелок абсорбционной колонны одновременно с раствором щелочи 12-24%-ной концентрации и поддержание на нижней и средней секциях колонны мольного соотношения формальдегид: карбамид 4,2-6,2 и 2,2-4,4 и рН 7,5-9,3 и 7,4-9,4, соответственно.Known [RU No. 2142964, cl. C08G 12/12] a method for producing a urea-formaldehyde concentrate, comprising the oxidative dehydrogenation of methanol on an iron-molybdenum catalyst in a tubular or shelf type reactor and the stage of chemisorption of formaldehyde-containing gas in a three-section column with a 50-65% aqueous urea solution with an addition of 0.05-2.0 wt. .% of the amine fed to one of the plates of the absorption column simultaneously with an alkali solution of 12-24% concentration and maintaining the molar ratio of formaldehyde: urea of 4.2-6.2 and 2 on the lower and middle sections of the column 2-4.4 and pH 7.5-9.3 and 7.4-9.4, respectively.
Варьирование содержания уроновых и триазиноновых производных в готовом продукте достигается изменением значений рН среды, содержания аминного компонента в растворе карбамида на нижней и средней секциях абсорбционной колонны.Variation of the content of uronic and triazinone derivatives in the finished product is achieved by changing the pH of the medium, the content of the amine component in the urea solution on the lower and middle sections of the absorption column.
К недостаткам рассматриваемого способа могут быть отнесены значительные колебания рН по секциям колонны, обусловленные изменением активности и селективности железомолибденового катализатора, режимов ведения процесса абсорбции, нестабильностью качества применяемого карбамида по буферной емкости.The disadvantages of this method can be attributed to significant fluctuations in pH in sections of the column, due to changes in the activity and selectivity of the iron-molybdenum catalyst, the modes of the absorption process, the instability of the quality of the used urea in the buffer tank.
Наиболее близким по технической сущности может рассматриваться метод получения карбамидоформальдегидного концентрата определенного состава [RU №2196147, кл. С08G 12/12] хемосорбцией формальдегидсодержащих газов, полученных окислительным дегидрированием метанола на железомолибденовом катализаторе, 50-65%-ным водным раствором карбамида, содержащим 0,05-2,0 мас.% аммиака на 100 мас.% карбамида, в трехсекционной колонне (абсорбере) до получения карбамидоформальдегидного концентрата с регулируемым содержанием уроновых и триазиноновых производных, которое достигается варьированием концентрации аммиака в растворе карбамида, мольного соотношения формальдегида и карбамида на средней и нижней секциях колонны, причем значения рН на заданном уровне поддерживают введением в раствор карбамида 0,05-0,5 мас.% буферной добавки на 100 мас.% карбамида.The closest in technical essence can be considered a method of producing a urea-formaldehyde concentrate of a certain composition [RU No. 2196147, cl. C08G 12/12] by chemisorption of formaldehyde-containing gases obtained by oxidative dehydrogenation of methanol on an iron-molybdenum catalyst, with a 50-65% aqueous urea solution containing 0.05-2.0 wt.% Ammonia per 100 wt.% Urea, in a three-section column ( absorber) to obtain a urea-formaldehyde concentrate with a controlled content of uronic and triazinone derivatives, which is achieved by varying the concentration of ammonia in the urea solution, the molar ratio of formaldehyde and urea in the middle and lower sections of the columns They are, moreover, the pH values at a predetermined level are supported by the introduction of 0.05-0.5 wt.% buffer additive per 100 wt.% urea into the urea solution.
К недостаткам данного способа следует отнести невысокую суммарную концентрацию карбамида и формальдегида в производимом КФК (менее 80 мас.%) и его повышенную буферную емкость (более 20) из-за применения на стадии хемосорбции буферной добавки. Последнее обстоятельство негативно отражается на реакционной способности КФК при синтезе карбамидоформальдегидных смол.The disadvantages of this method include the low total concentration of urea and formaldehyde in the produced CPK (less than 80 wt.%) And its increased buffer capacity (more than 20) due to the use of a buffer additive at the chemisorption stage. The latter circumstance negatively affects the reactivity of CPK in the synthesis of urea-formaldehyde resins.
Технической задачей изобретения является оптимизация условий синтеза карбамидоформальдегидного концентрата с улучшенными рабочими характеристиками и, прежде всего, с суммарной концентрацией карбамида и формальдегида, близкой к 85 мас.% и пониженной буферной емкостью.An object of the invention is to optimize the synthesis of urea-formaldehyde concentrate with improved performance and, above all, with a total concentration of urea and formaldehyde close to 85 wt.% And a reduced buffer capacity.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе предусмотрено концентрированно КФК, то есть удаление части воды из верха абсорбционной колонны потоком формальдегидсодержащего газа, подаваемого на нижнюю секцию, а роль регулятора буферной емкости выполняет формиат натрия, образующийся в результате протекания реакции Канницаро-Тищенко на нижней и средней секциях и в кубе абсорбционной колонны, катализируемой гидроокисями щелочных металлов (NaOH, КОН) и Са(ОН)2.The problem is achieved in that the known method provides concentrated CPK, that is, the removal of part of the water from the top of the absorption column with a stream of formaldehyde-containing gas supplied to the lower section, and the sodium formate formed as a result of the Cannizzaro-Tishchenko reaction at the lower and the middle sections and in the cube of the absorption column catalyzed by alkali metal hydroxides (NaOH, KOH) and Ca (OH) 2 .
2СН2О+Н2О→СН3ОН+НСООН2CH 2 O + H 2 O → CH 3 OH + HCOOH
НСООН+МеОН→МеОСОН+Н2ОNSOOH + MeOH → MeOSON + H 2 O
Сущностью предлагаемого технического решения является способ получения карбамидоформальдегидного концентрата, включающий хемосорбцию формальдегида, образующегося при окислительном дегидрировании метанола на железомолибденовом катализаторе в реакторе трубчатого или полочного типа, 50-65%-ным водным раствором карбамида в нейтральной или слабощелочной среде в секционной колонне с одновременным концентрированием, достигаемым удалением воды потоком формальдегидсодержащего газа из верха колонны, а регулирование буферной емкости карбамидоформальдегидного концентрата осуществляется подачей раствора щелочного агента в нижнюю и тарельчатую секции и в куб абсорбционной колонны.The essence of the proposed technical solution is a method for producing a urea-formaldehyde concentrate, including chemisorption of formaldehyde formed during the oxidative dehydrogenation of methanol on an iron-molybdenum catalyst in a tubular or shelf type reactor, with a 50-65% aqueous urea solution in a neutral or slightly alkaline medium in a sectional column with simultaneous achieved removal of water by the flow of formaldehyde-containing gas from the top of the column, and regulation of the buffer capacity of the carba midoformaldehyde concentrate is carried out by feeding a solution of an alkaline agent in the lower and plate sections and in the cube of the absorption column.
Предлагаемое техническое решение отличается от известных тем, что хемосорбция проводится одновременно с концентрированием карбамидоформальдегидного концентрата потоком формальдегидсодержащего газа, проходящего по секциям абсорбционной колонны.The proposed technical solution differs from the known ones in that chemisorption is carried out simultaneously with the concentration of urea-formaldehyde concentrate by a stream of formaldehyde-containing gas passing through sections of the absorption column.
Последнее достигается тем, что пары воды с небольшим количеством метанола и формальдегида выводятся в виде конденсата из верхней секции (санитарной зоны) колонны на узел приготовления раствора карбамида. Несконденсированные газы смешиваются вне колонны с метаноловоздушной смесью и направляются в реактор окислительного дегидрирования.The latter is achieved by the fact that water vapor with a small amount of methanol and formaldehyde is discharged in the form of condensate from the upper section (sanitary zone) of the column to the urea solution preparation unit. Non-condensed gases are mixed off-column with a methanol-air mixture and sent to an oxidative dehydrogenation reactor.
Отличие предлагаемого решения состоит и в том, что для достижения заданной буферной емкости товарного КФК в куб колонны производится подача щелочного агента с целью установления определенного значения рН.The difference of the proposed solution lies in the fact that in order to achieve a given buffer capacity of commercial CPC, an alkaline agent is supplied to the cube of the column in order to establish a certain pH value.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
В качестве абсорбционной колонны использовали вертикальный аппарат цилиндрического тина, имеющий кубовую часть, нижнюю и среднюю секции, тарельчатую часть и верхнюю (санитарную) секцию. С целью повышения эффективности массообмена нижняя, средняя и верхняя секции заполнены кольцами Рашига из нержавеющей стали.As the absorption column used a vertical apparatus of cylindrical mud, having a cubic part, lower and middle sections, a dish-shaped part and an upper (sanitary) section. In order to increase the efficiency of mass transfer, the lower, middle and upper sections are filled with stainless steel Raschig rings.
Формальдегидсодержащий газ, поступающий на хемосорбцию из реактора окислительного дегидрирования метанола, имел состав, об.%:The formaldehyde-containing gas supplied to the chemisorption from the oxidative dehydrogenation reactor of methanol had a composition, vol.%:
Используемый карбамид соответствовал требованиям ГОСТ 2081 марки Б, содержание биурета в нем не превышало 1,0 мас.%.The carbamide used met the requirements of GOST 2081 grade B, the biuret content in it did not exceed 1.0 wt.%.
Буферная емкость карбамида, оцениваемая по объему 0.5 N раствора HCl, пошедшего на титрование 75 см3 1%-ного водного раствора мочевины, варьировала от 1.7 до 2.0.The urea buffer capacity, estimated by the volume of a 0.5 N HCl solution, which went into titration with 75 cm 3 of a 1% aqueous urea solution, varied from 1.7 to 2.0.
Сравнительная характеристика карбамидоформальдегидных концентратов, изготовленных по примерам осуществления предлагаемого способа и известному методу, представлена в таблицах 1 и 2.Comparative characteristics of urea-formaldehyde concentrates made according to examples of the proposed method and the known method are presented in tables 1 and 2.
ПРИМЕР 1.EXAMPLE 1
Формальдегидсодержащий газ с температурой 185°С, полученный в реакторе окислительного дегидрирования метанола, непрерывно подают в нижнюю секцию абсорбционной колонны в количестве 419 кг/ч в расчете на формальдегид, а в тарельчатую часть - 264 кг/ч 60%-ного водного раствора карбамида с температурой 58-60°С.Formaldehyde-containing gas with a temperature of 185 ° C obtained in a methanol oxidative dehydrogenation reactor is continuously fed into the lower section of the absorption column in an amount of 419 kg / h based on formaldehyde, and 264 kg / h of a 60% aqueous urea solution with temperature 58-60 ° C.
Параллельно в куб, нижнюю секцию и тарельчатую зону колонны дозируют 8%-ный раствор едкого натра в количествах 4,6, 9,4 и 8,2 кг/ч соответственно. Подачу водных растворов карбамида и щелочи регулируют таким образом, чтобы мольное соотношение и рН в кубовой части, нижней и средней секциях колонны поддерживались на уровнях, приведенных в таблице 1.At the same time, an 8% sodium hydroxide solution in quantities of 4.6, 9.4 and 8.2 kg / h, respectively, is metered into the cube, lower section and the dish-shaped zone of the column. The supply of aqueous solutions of urea and alkali is regulated so that the molar ratio and pH in the bottom part, lower and middle sections of the column are maintained at the levels shown in table 1.
ПРИМЕР 2.EXAMPLE 2
Условия аналогичны примеру 1.The conditions are similar to example 1.
Количества дозируемого едкого натра в куб, нижнюю секцию и тарельчатую часть абсорбционной колонны составили 6,2, 11,5 и 9,3 кг/ч соответственно.The amounts of dosed caustic soda per cubic meter, the lower section and the plate part of the absorption column were 6.2, 11.5 and 9.3 kg / h, respectively.
ПРИМЕР 3.EXAMPLE 3
Формальдегидсодержащий газ с температурой 185°С непрерывно подают в нижнюю секцию абсорбционной колонны в количестве 432 кг/ч в расчете на формальдегид, а в тарельчатую часть - 278.7 кг /ч 62%-ного водного раствора карбамида.Formaldehyde-containing gas with a temperature of 185 ° C is continuously supplied to the lower section of the absorption column in an amount of 432 kg / h based on formaldehyde, and 278.7 kg / h of a 62% aqueous urea solution in the tray portion.
Подача 10%-ного едкого натра в куб, нижнюю секцию и тарельчатую часть колонны составили 5,5 8,0 и 6.1 кг/ч соответственно.The supply of 10% caustic soda to the cube, the lower section and the plate section of the column were 5.5 8.0 and 6.1 kg / h, respectively.
Из описания изобретения и таблиц видно, что по заявленному техническому решению удается получать карбамидоформальдегидный концентрат с суммарным содержанием карбамида и формальдегида не менее 84 мас.% (КФК-85), а также понизить величину буферной емкости.From the description of the invention and the tables it can be seen that according to the claimed technical solution, it is possible to obtain a urea-formaldehyde concentrate with a total content of urea and formaldehyde of at least 84 wt.% (KFK-85), as well as lower the buffer capacity.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105728/04A RU2331654C1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Method of obtaining carbamide-formaldehyde concentrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105728/04A RU2331654C1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Method of obtaining carbamide-formaldehyde concentrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2331654C1 true RU2331654C1 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007105728/04A RU2331654C1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Method of obtaining carbamide-formaldehyde concentrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2331654C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481359C1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Тольяттиазот" | Method of producing carbamide-formaldehyde concentrate |
RU2685503C1 (en) * | 2018-10-09 | 2019-04-19 | Сергей Васильевич Афанасьев | Method of producing carbamide-formaldehyde concentrate |
-
2007
- 2007-02-15 RU RU2007105728/04A patent/RU2331654C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2481359C1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Тольяттиазот" | Method of producing carbamide-formaldehyde concentrate |
RU2685503C1 (en) * | 2018-10-09 | 2019-04-19 | Сергей Васильевич Афанасьев | Method of producing carbamide-formaldehyde concentrate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60104129T2 (en) | METHOD FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF AN EPOXIDE | |
US9796649B2 (en) | Process for removing formaldehyde from a composition comprising glycolaldehyde | |
CN109053380B (en) | Method for synthesizing benzhydryl alcohol by catalytic hydrogenation of benzophenone | |
CN104817440A (en) | Process unit and method for absorbing formaldehyde in polymethoxy dimethyl ether synthesis | |
RU2331654C1 (en) | Method of obtaining carbamide-formaldehyde concentrate | |
CN101318944A (en) | Purification process for epoxypropane | |
US20230069011A1 (en) | Process and device for preparing trioxane from methanol | |
CN113999358B (en) | Preparation method of urea formaldehyde pre-shrinking liquid for formaldehyde production chipboard | |
RU2418008C1 (en) | Method of producing carbamide-formaldehyde concentrate | |
RU2481359C1 (en) | Method of producing carbamide-formaldehyde concentrate | |
EP0069322A2 (en) | Catalysis of condensation reactions of amines | |
RU2685503C1 (en) | Method of producing carbamide-formaldehyde concentrate | |
RU2196147C2 (en) | Method for production of urea-formaldehyde concentrate | |
US20210246111A1 (en) | Process for purifying an alkylene oxide composition | |
RU2142964C1 (en) | Method of preparing carbamido-formaldehyde concentrate | |
CN115025809B (en) | Modified hzsm-5 molecular sieve composition for continuously synthesizing tertiary amine catalyst for polyurethane and preparation method thereof | |
US20100240932A1 (en) | Process for preparing dimethyl ether | |
EP0111928A1 (en) | Catalysis of condensation reactions | |
CN115007198A (en) | ZSM-11-containing molecular sieve composition of tertiary amine catalyst for continuously synthesizing polyurethane and preparation method thereof | |
CN115536504A (en) | Bulkhead catalytic reaction method and device for synthesizing polymethoxy dimethyl ether | |
RU2561722C1 (en) | Method of obtaining carbamide-formaldehyde concentrate | |
RU2436807C1 (en) | Method of producing melamine carbamide formaldehyde resin | |
US5962702A (en) | Process for production of trioxane | |
CN109912542B (en) | Method for preparing propylene oxide by using homogeneous system with low propylene consumption | |
CN1086509A (en) | The method for making of methyl-formiate |