SE438148B - FORFARANDE FOR FRAMSTELLNING AV melamin av karbamid - Google Patents

Description

lO l5 'zo 25 30 35 7300613-7 blandas katalysatorgranulat med karbamid och sönderfallsprodukter därav vid relativt låg temperatur i en första zon, varefter den bemängda katalysatorn överföres till en andra zon med högre tempera- tur där omvandling till melamin sker. Det erhållna utbytet vid sådana förfaranden är avsevärt lägre än 95 %.

Enligt den nederländska patentskriften 6 503 913 genomföres reaktionen i en första zon vid en temperatur mellan 3700 C och 4500 C och i en andra reaktionszon vid en temperatur mellan 3300 C och 3700 C, varvid en liten del av katalysatorn periodiskt eller kontinuerligt förflyttas mellan de två zonerna. Ehuru det har före- slagits att på detta sätt aktiviteten och selektiviteten hos kata- lysatorn upprätthålles under en längre tid, överskrider det erhållna utbytet icke 95 %. _ Uppfinningen avser ett förfarande för framställning av melamin vid vilket den använda katalysatorns selektivitet förbättras och utbytet av melamin överstiger 95 % av det teoretiska värdet och vid vilket det är möjligt att närma sig eller uppnå termodynamisk jämvikt genom att utnyttja det frigjorda reaktionsvärmet så effektivt som möjligt.

Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av att reak- tionen utföres i en reaktor, som är försedd med en för kataly- satorn genomtränglig skiljevägg, vilken delar katalysatorn i en lägre fluidiserad zon, som hålles vid en temperatur mellan 325 och 4250C och in i vilken smält karbamid sprutas genom ett inlopp och i vilken en större del omvandlas till melamin, samt en övre fluidiserad zon, som hålles vid en temperatur, som är lika med eller högre än temperaturen i nämnda lägre zon, och att nämnda skiljevägg är utförd att låta en katalysator genomströmma densamma till en mängd av mellan 5% och 75% av den katalysator som skulle överströmma om skiljeväggen icke funnes, och att nämnda lägre zon är delad av minst en vertikal skiljevägg, som sträcker sig från en nivå ovanför nämnda in- lopp till en nivå under den övre ytan av den fluiderade bädden och åstadkommer minst två zoner, i minst en av vilka zoner katalysatorpartiklarna stiger uppåt tillsammans med partiklar av smält karbamid, och i minst en annan av vilka zoner kata- lysatorpartiklarna sjunker, samt att värmeväxlare för till- försel av värme för reaktionen är anordnade i den zon eller de zoner, som innehåller uppåtstigande katalysatorpartiklar. 10 20 25 30 35 7800613-7 Katalysatorflödet uttryckes i den viktkvantitet katalysator, som passerar ett plan i nåxm riktning per tidsenhet och per yt- enhet. Den medeltid som katalysatorn stannar i den övre zonen är mellan 5 och 2 000 sek vid normala reaktionsbetingelser.

Vid förfarandet enligt uppfinningen bildas den största delen melamin i den undre zonen. Gaser som strömmar från denna zon inne- håller emellertid sönderfallsprodukter av karbamid som omvandlas till melamin i en exotermisk reaktion i den övre zonen, som tjänar såsom en efterreaktor. Tack vare användningen av den katalysator- genomsläppliga skiljeväggen, som undertrycker axiell blandning men tillåter visst utbyte av katalysator mellan de två zonerna, kan det reaktionsvärme som frigöres i den övre zonen absorberas av kata- lysatorn och överföras till den lägre zonen, där det kan utnyttjas för termisk nedbrytning av karbamid. Om utbytet mellan zonerna sker för snabbt kommer avsevärda kvantiteter katalysatorpartiklar med okonverterad karbamid in i den övre zonen, varvid bäddhöjden i denna zon skulle bli oacceptabelt stor för att uppnå det önskade reaktions- utbytet. Om däremot utbytet mellan zonerna är lågt når endast ringa kvantiteter katalysator, som upphettats i den övre zonen av den exotermiska reaktionen, den lägre zonen, och delar av reaktionsvärmet går förlorade med reaktionsgasen.

Om en skiljevägg med liten fri area användes, dvs.ett]ågt kmær lysatorflöde, blir värmebalansen mindre gynnsam och tryckfall upp- står. Om däremot ett galler med stor fri area användes och följ- aktligen stort katalysatorflöde, blir förbättringarna i reaktionsut- byte endast små.

Speciellt lämpliga katalysatorgenomsläppliga skiljeväggar är sådana, som medger ett flöde på mellan 10 och 50 % av ohämmat flöde genom en fri yta vid drift. Den tid katalysatorn då kvarblir i den övre zonen ligger mellan 10 och 200 sek.

Skiljeväggen mellan de två zonerna i den fluidiserade bädden utgöres lämpligen av ett galler, som kan vara plant, ribbat eller korrugerat. Andra liknande organ, som kan användas, består av parallella stavar eller rör, skärmar eller siktar. Katalysatorutbytet mellan den lägre zonen och den övre zonen beror icke endast på vilket slags skiljevägg som användes utan även på slaget av kata- lysator och gashastigheten i reaktorn. 10 15 20 30 35 7800613-7 Melamin bildas i huvudsak i den lägre fluidiserade zonen. Denna zon kan vara konstruerad och arbeta på konventionellt sätt. Den tid, som de reagerande ämnena befinner sig i denna zon är exempelvis och 300 sek.

Temperaturen i den undre fluidiserade zonen hålles inom ett mellan 5 bestämt område medelst värmeväxlare i reaktorn, genom vilka värme- överföringsmedlet exempelvis smält salt, strömmar. Temperaturen i den undre zonen hålles vid ett värde mellan 3250 C och 4250 C, speciellt mellan 3500 C och 3800 C. Temperaturen beror på trycket i reaktorn, varvid högre temperatur lämpligen bör råda vid högre tryck. Även om goda resultat kan uppnås genom att införa smält karbamid direkt i den fluidiserade bädden i den lägre zonen på godtycklig plats, kan karbamid införas i fast form eller föras genom en eller flera bäddar av inert material.

Såsom ovan påpekas fungerar den övre zonen såsom en efter- reaktionszon, och följaktligen kan denna ha mindre volym än den lägre zonen. Om reaktorn har samma diameter inom områdena för den lägre zonen och den övre zonen kan höjden på den fluidiserade katalysatorbädden i den övre zonen ligga mellan 0,2 och 5 meter.

Vid den undre gränsen av detta område blir förbättringen i reak- tionsutbyte relativt ringa, men med stora kvantiteter katalysator i den övre zonen behöver förbättringarna i reaktionsutbyte icke bli proportionellt större. Goda resultat erhålles om höjden på katalysatorbädden i den övre zonen ligger mellan 0,5 och 4 meter, och speciellt mellan 1,0 och 3 meter.

I icke fluidiserat tillstånd befinner sig skiljeväggen i den annars icke uppdelade katalysatorbädden eller strax ovanför denna.

I fluidiserat tillstånd sträcker sig den övre delen av bädden i den undre zonen upp till strax under gallret eller moumnuande och en given kvantitet fluidiserad katalysator befinner sig ovanför gallret. I tillgänglig litteratur omnämndes formler för höjden på den fluidiserade bädden i den övre zonen i en katalysatorbädd, som är uppdelad i två zoner av ett galler. Denna höjd beror bl a på reaktorns form, gallrets fria yta, kvantiteten katalysator, kata- lysatorns fysikaliska egenskaper och gashastigheten i reaktorn, se bl a Canadian Journal of Chemical Engineering 51, pages 573-577 (1973). 10 15 20 ß) (Il 30 7800613-7 Om så önskas kan organ för återdistribution av gas anordnas i fluidiseringsbädden i den övre zonen. Det är även möjligt att använda en reaktor i vilken den övre zonen har en diameter som avviker från diametern i den lägre zonen. ' I drift är den medeltid, under vilken reaktionsprodukterna be- finner sig i den övre zonen,beroende på höjden i den fluidiserade bädden i denna zon och på gashastigheten, och ligger inom området 0,5-20 sek. De bästa resultaten erhålles i allmänhet vid uppehålls- tider på l-10 sek.

Temperaturen i den övre zonen är lika med eller högre än tem- peraturen i den lägre zonen och överskrider vanligtvis icke 4500 C, lämpligen bör den ligga mellan 35o° c och 4oo° c.

Reaktionsmediet är höggradigt korrosivt, speciellt inom sådana områden där okonverterad karbamid finns. Tidigare förslag att eli- minera korrosion genom att införa karbamid i den fluidiserade bädden ovanför där belägna värmeväxlare har den olägenheten, att ansenliga kvantiteter katalysator måste finnas ovanför karbamidinmatnings- stället, vilket kräver ett stort reaktionskärl, och gashastigheten måste vara låg för att uppnå en tillfredsställande konversion (se nederländsk patentansökan 73 05960).

Vid förfarandet enligt uppfinningen är korrosionen på värme- växlaren avsevärt lägre än den korrosion, som uppstår i värme- växlare installerade i konventionella reaktorer utan vertikal skiljevägg. Dessutom minskas korrosionen på andra metalldelar i reaktorn, speciellt reaktorväggen och eventuella gasfördelande plattor i reaktorns botten. Detta gör det möjligt att använda billigarelnaterial i reaktorväggarna och i reaktorns inre delar.

Den vertikala uppdelningen av reaktorkärlet enligt uppfinningen kan genomföras exempelvis genom en öppen, rörformad skiljevägg, som placeras vertikalt inuti reaktorkärlet, eller av en eller flera diametralt placerade plattor. Uppdelning i mer än tvâ zoner kan genomföras genom att utnyttja varandra skärande plattor, eller med ett flertal rörformade skiljeväggar, så.atten eller flera zoner er- hålles för katalysatorpartiklarnas uppåtriktade rörelse och ett flertal zoner för katalysatorpartiklarnas nedåtgående rörelse, eller om så önskas, lika antal zoner för katalysatorpartiklarnas uppåtriktade och nedåtriktade rörelser. Om så önskas kan skiljeväg- gen eller skiljeväggarna utformas så, att de samtidigt fungerar så- som värmeväxlare. 10 15 20 30 35 7800613-7 Lämpligen utgöres den vertikala skiljeväggen av ett rör med samma diameter över hela sin längd och med öppna ändar, som således delar fluidiseringsbädden i två koncentriska zoner, varvid den cen- trala zonen innehåller erforderliga element för värmetillförsel och fungerar såsom den zon, inom vilken katalysatorn rör sig uppåt. An- vändning av den centrala zonen såsom stigningszon har den fördelen, att det är lätt att anpassa värmeväxlaren i katalysatorbädden och att korrosionen ï reaktorn är praktiskt taget helt eliminerad, eftersom stigningszonen, inom vilken de mest korrosiva förhållandena råder, då är omgiven av den rörformade skiljeväggen. Karbamid- munstyckena befrämjar då flödet av katalysatorpartiklar från fall- zonen till stigningszonen. Eftersom skiljeväggen, speciellt ett rör, icke har någon bärande funktion och tryckdifferensen mellan zonerna är liten, kan konstruktionen göras lätt.

Skiljeväggen kan installeras i reaktorn fast eller lösbar, under förutsättning att katalysatorflödet icke hindras. Så- ledes kan den vila på stöd på en gasfördelande platta eller förbindas med reaktorkärlets lock, anbringas på reaktorkärlets innervägg medelst distansstycken eller vila på utsprång från väggen. Materialet i skiljeväggen kan vara olika slags rostfritt stål.

Skiljeväggens eller skiljeväggarnas nedre sida sträcker sig från en nivå ovanför inloppet för karbamid, varvid lämpligt avstånd beror på slaget använda munstycken, och vanligen ligger detta mellan 10 och l50 cm, Skiljeväggens eller skiljeväggarnas övre del sträcker sig till lämpligen mellan 25 och 60 cm. en nivå i fluidiseringsbädden under dennas övre yta, så att katalysa- torpartiklarna lätt kan överföras från den ena zonen till den andra.

Avståndet mellan skiljeväggens övre del och fluidiseringsbäddens övre yta bör vara minst l0 cm. Lämplig längd är minst en meter.

Den vertikala skiljeväggen är helt innesluten i den fluidi- serade bädden i den undre zonen. Den skall icke sträcka sig genom den skiljevägg, som delar katalysatorn i en lägre och en övre zon, eftersom då fördelarna med uppfinningen skulle gå helt förlorade.

Följden därav skulle bli att melanminutbytet skulle reduceras och att den positiva effekten med den vertikala skíljeväggen på undertryckande av korrosion skulle gå förlorad.

Vidare skulle den samlade effekten av kombinationen av horison- tell och vertikal skiljevägg gå förlorad. Denna effekt består däri, att kombinationen gör det möjligt att ha högre karbamidmatnings- 10 15 20 25 30 35 7800613-'7 hastighet än vad som är möjligt med var och en av skiljeväggarna för sig, medan utbytet blir detsamma eller högre och ingen märkbar korrosion uppstår.

Anbringandetav en vertikal skiljevägg befrämjar blandningen i fluidiseringsbädden, varvid värme effektivt transporteras från värmeväxlarna.

Tvärsnittsarean i zonen eller zonerna med sjunkande katalysator- partiklar kan vara mellan 5 och 35 snittsarean i reaktionskärlet, och lämpligen mellan 10 % och 25 %.

Förhållandet mellan höjd och diameterlmß den del av reaktions- 9 0 9- 0 av den totala fria tvär- kärlet, som innehåller en fluidiserad katalysatorbädd som är delad i två zoner,bör ligga mellan 0,5:l och l0:l, lämpligen mellan 1:1 och 5:1.

Förhållandet mellan längd och diameterlms en rörformad skilje- vägg ligger lämpligen mellan 1:1 och l0:l.

Speciellt lämpligt är ett förfarande där den övre zonen drives under huvudsakligen adiabatiska förhållanden. Därvid bestäm- mes temperaturen i den övre zonen av graden katalysatorutbyte mellan den övre zonen och den isotermiskt arbetande lägre zonen och av de exotermiska reaktionerna som äger rum. Ingen ny karbamid tillföres den övre zonen. Det är emellertid möjligt att avlägsna värme från den övre zonen på annat sätt, exempelvis medelst värmeväxlare.

Under vissa betingelser kan det vara nödvändigt att begränsa dimensionerna i den lägre zonen, så att det blir svårt att arrange- ra tillräckligt stor uppvärmningsyta. En relativt öppen skiljevägg kan då användas mellan zonerna och en del av den totala uppvärmnings- ytan kan placeras i den övre zonen. Det värme som tillföres den övre delen absorberas därvid av katalysatorn och överföres till den lägre zonen. Detta kan minska reationsutbytet något, men en fördel är att reaktorns totala höjd blir mindre och att volymen på katalysa- torbädden i den lägre zonen kan göras mindre.

Fluidiseringsbäddens lägre nivå erhålles på konventionellt sätt medelst gasdistribuerande element, exempelvis en gasdistribue- rande platta, genom vilken fluidiseringsgasen passerar. Om så önskas kan hastigheten i gasflödet vara större under den zon eller de zoner där katalysatorpartiklarna stiger uppåt än under den zon eller de zoner där de sjunker nedåt. 15 20 25 30 35 7800613-'7 Karbamid tillföres i smält form genom ett eller flera mun- stycken, lämpligen tvåfasmunstycken, i matningsinloppet. Sådana mun- stycken installeras lämpligen i reaktionskärlets vägg ovanför gas- distributionsplattan, i avsikt att underlätta installation och under- håll och att undvika igensättning av katalysatorpartiklar när till- förseu1av fluidiseringsgas stoppas eller reduceras. Vanligen pla- ceras sådana munstycken i ett läge mellan 10 cm och 75 cm ovanför gasdistributionsplattan, på sådant sätt att ingen smält karbamid sprutas direkt mot gasdistributionsplattan. Om en vertikal skilje- vägg utnyttjas, placeras munstycken lämpligen så att insprutningen av smält karbamid riktas horisontellt eller något nedåt, så att spetsen av den så kalladelmunstycksflammannnår en punkt under stigningszonen eller -zonerna medan Élamman/sträcker sig genom sjunk- zonen eller -zonerna.

Den ammoniak innehållande gasen, som användes vid konversions- processen, utnyttjas såsom fluidiseringsgas, och den kan även ut- nyttjas såsom finfördelingsgas för den smälta karbamiden. För- hållandet mellan ammoniak och tillförd karbamid kan exempelvis ligga mellan en kubikmeter och fem kubikmeter (NTP) ammoniak per kilo karbamid, lämpligen mellan 1,5 och 2 kubikmeter (NTP)/kilo koldioxid, vid reaktorns botten. Gashastigheten i reaktorn, mätt över den lägre zonen, kan variera mellan 5 cm/sek och 200 cm/sek, i det flesta fall användes hastigheter mellan 20 cm/sek och 70 cm/sek.

Katalysatorn kan utgöras av vilken som helst av kända kata- lysatorer använda vid framställning av melamin av karbamid, t ex aluminiumoxid, aluminiumoxid på kiseloxid, kiseloxid, titanoxid, zirkonoxid, borfosfat eller aluminiumfosfat eller en blandning därav. Med uttrycket "katalysator" eller "katalysatoraktivt material" avses här varje ämne som befrämjer konversion av karbamid till melamin under reaktionsbetingelserna.

Vanligen innefattar reaktorkärlets övre del en cyklon för sepa- rering av fasta katalysatorpartiklar från reaktionsgaserna, vilken cyklon är utrustad med ett stående rör för returnering av partik- larna till katalysatorbädden. Under vissa betingelser måste detta rör vara utsträckt till bottnen av den fluidiserade bädden, efter- som annars problem skulle uppstå vid fluidiseringen. Som följd av detta måste emellertid cyklonen placeras på avsevärt höjd över bäd- den för att övervinna tryckdifferensen såsom resultat av skillnaden 10 15 25 30 35 7800613-7 i densitet mellan katalysatorpartiklarna i bädden och det vertikala röret. Kortare rör kan givetvis användas vilket reducerar reaktorns höjd.

För ytterligare förståelse av uppfinningen skall nu en utfö- ringsform av en reaktor för utövande av förfarandet enligt upp- finningen närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritning.

De i denna ritning använda hänvisningssiffrorna har följande betydelse: l. reaktor 2. karbamidmunstycke 3. karbamidmunstycke 4. matningsmunstycke för fluidiseringsgas 5. distributionsplatta för fluidiseringsgas 6. värmeväxlartuber 7. silbotten 8. värmeväxlartuber 9. cyklon 10. nedledningsrör ll. utlopp för syntesgas l2. vertikal skiljevägg I reaktorn l injiceras karbamid genom munstyckena 1, 2,tillsam- mans med NH3, in i en fluidiserad bädd med katalysatorpartiklar.

Bädden fluidiseras medelst NH3 fördelad över reaktorns tvärsektion av gasmatningsmunstyckena 4 och gasdistributionsplattan 5. Den flui- diserade bädden hålles vid avsedd temperatur medelst värmeväxlar- tuberna 6, som här endast visas schematiskt.

Värmeväxlartuberna är monterade innanför den vertikala Skilje- väggen l2, som har rörform.

Reaktorn l är uppdelad-i två sektioner av en silbotten 7 över vilken värmeväxlarrören 8 är anordnade.

Högst upp i reaktorn i är en cyklon 9 belägen för avlägsnande av katalysatordamm från reaktorgaserna. Det avskiljda katalysator- dammet återföres till den undre katalysatorbädden genom röret 10.

Reaktionsgaserna lämnar reaktorn genom utloppet ll.

Uppfinningen skall vidare belysas med följande exempel: Exempel l Framställning av melamin genomfördes i en cylindrisk, med fluidiserad bädd försedd reaktor med en inre diameter på l,45 m och en total höjd på 15 m. Katalysatorn fluidiserades genom att mata 10 15 20 k) Uï 30 '7800613-7 10 ammoniak genom en gasdistributionsplatta, som var försedd med mun- styckenyochlqmmetumæs av värmeväxlartuber i reaktorn, genom vilka smält salt strömmade. Karbamid i vätskeform matades till reaktorn omedelbart ovanför gasdistributionsplattan under värmeväxlarna medelst tvåfasmunstycken under utnyttjande av ammoniak som finför- delningsgas. Melamin isolerades från reaktorn på känt sätt.

Sex meter ovanför gasdistributionsplattan fanns en silbotten med 40 % fri yta så att katalysatorflödet reducerades till ca l0 % av flöde uuuxbotuan Vid ett katalysatorinnehåll på 5 800 kg uppmättes en bäddhöjd på 1,7 meter i efterreaktorn ovanför silen. Tvåfas- munstyckena matade in 644 g karbamid per sekund med 405 ammoniak per sekund såsom finfördelningsgas. Matningen av fluidiseringsgas. var 401 g per sekund ammoniak, så att förhållandet ammoniak : karbamid var l,8 m3 (NTP)/kg karbamid. Karbamidmatfiifigen Var 0,40 kg per timme och per kg katalysator. Reaktionsbetingelserna var ett absolut tryck på 6,5 atm.och en maximal temperatur på 3900 C uppmätt i efterreaktorbädden. Såsom resultat av exotermiska reak- tioner i den adiabatiskt arbetande efterreaktorbädden var tempera- turen i efterreaktorbädden 1,50 C högre än temperaturen i den lägre zonen. Utbytet av konversionen av vattenfri karbamid till melamin var 98,7 % av det teoretiska värdet.

Exempel_2 En serie försök A-F vid vilka olika parametrar varierades genomfördes i den beskrivna reaktorn. Dessutom genom- fördestyå försök G och H i denna reaktorn,vid vilka bädden ovanför OVaIl silen var försedd med en värmeväxlare som tillförde cirka 25 % av det till reaktorn totalt tillförda värmet. En svag stegring i tempe- raturskillnaden mellan katalysatorbädden i den övre och den undre zonen visade en effektiv transport av katalysator och följaktligen av värme mellan de båda katalysatorbäddarna. Resultaten av dessa försök framgår av följande tabell: 7800613-7 ]l vm m~mm om m.m w.H omm omm oooß omm oow m mm o.mm ß omm w.m o.m oomm m.H omm oow omm w Hm m.wm m How w.m m.H oooß m~H mmm mmm mmm m Hm m.>m w omm «.m m.H oomm m.H Hmm mmm omm m mm o.mm m.m Hmm w~m >.N ooww ß.H mmm oow mmm Q om m~mm m Hmm m.m o.N oomm >_H omm oow omm U om m~mm m omm m~m o.H oomm ß~m omm mmm omm m m mm ß omm «.m m.o oomm ß.m mmm omm omm 4 w som wM>© m O U mmm E mi mx\^mBzV E w\m m\m w\w fl HU. o o m lwmflmß GMQON lmmmfl wu>® CON wu>® mflwowmw \mu©øD mH>® H Unßfi Moumm wfiëmnwmx mcfln xmficoëšm Uwh Lfißwm mumfio eQ H. m wnwmmmm :šfimx \ mz bmflmÉÉ .fiwmnmwfim mëßäm xmmäå 10 15 20 25 30 35 7800613-7 12 Exempel 3 Ett rör med en diameter på 1,30 m och en längd på 5,20 m in- fördes koncentriskt i ett cylindriskt reaktionskärl med fluidise- rad bädd och nedtill försedd med en gasdistributionsplatta, under vilken ammoniak inmatades såsom fluidiserande gas. Reaktorns inre diameter var l,45 m. Tvåfasmunstycken för insprutning av karbamid installerades i reaktorväggen 0,20 m ovanför gasdistributionsplat- tan och 0,40 m under rörets nedre ände. Vid drift nådde munstycks- flamman från munstyckena en punkt under rörets nedre ände. Röret innehöll även ett knippe värmeväxlartuber för tillförsel av värme; De lägsta tuberna var belägna 0,80 m ovanför karbamidmunstyckena.

På ett avstånd på 6,60 m ovanför gasdistributionsplattan var ett galler med fri yta på 40 % monterad i reaktorn. Reaktorn fylldes med 600 kg kiselaluminiumkatalysator tillräckligt för att åstad- komma en bäddhöjd på 9,0 m över gasdistributionsplattan under drifts- förhållanden. Karbamid inmatades vid en hastighet på 940 g karbamid per sekund, med 200 g ammoniak per sekund såsom finfördelningsgas och 100 g ammoniak per sekund såsom fluidiseringsgas. Absolut tryck i reaktorn var 6,5 atmosfärer och temperaturen hölls vid 3e5° c.

Under dessa betingelser var konversionen av vattenfri karbamid till melamin 97,5 % av det teoretiska värdet.

Efter en driftperiod på 6 månader, under vilken tillförseln av karbamid varierades mellan 300 och 950 g per sekund och ammoniak/ 3 (NTF) NH3/kg karbamid, stoppades reaktorn och tömdes. Vid inspektion kunde ingen karbamid-förhållandet varierades mellan l,4 och 3,4 m märkbar korrosion observeras i form av reduktion av väggtjockleken eller angrepp på värmeväxlartuberna eller andra metalldelar i reaktorn, vilka var tillverkade av CrNi (18-8) stål.

I ett konventionellt reaktorkärl med fluidiserad bädd, i vilket avståndet mellan karbamidmunstyckena och de däröver belägna värme- växlartuberna var 0,20 m, observerades korrosion i form av angrepp på tuberna, som var av CrNi (18-8) stålrefter en drifttid på 6 månader. ' Vid förfarandet enligt uppfinningen insprutades karbamid med munstycken med en munstycksflamma mellan 0,7 och 1,0 m. Vid den konventionella reaktorn användes flera hundra munstycken med en flamlängd på 0,2 m, så att förhållandet mellan flamlängd och avstånd till värmeväxlartuber var detsamma i båda fallen.

Claims (16)

1. _..._....__..í_. ._ _ 7800613-7 Ü Patentkrav l. Förfarande för framställning av melamin genom upphettning av karbamid eller termiska sönderfallsprodukter därav i närvaro av en katalysa~ tor och ammoniak i en reaktor, som är försedd med minst tvâ katalysatorbäd- dar, som hàlles i fluidiserat tillstànd, k ä n n e t e c k n a t av att reaktionen utföres i en reaktor, som är försedd med en för katalysatorn genomtränglig skiljevägg, vilken delar katalysatorn i en lägre fluidiserad zon, som halles vid en temperatur mellan 325 och 425 °C och in i vilken smält karbamid sprutas genom ett inlopp och i vilken en större del omvandlas till melamin, samt en övre fluidiserad zon, som hàlles vid en temperatur, som är lika med eller högre än temperaturen i nämnda lägre zon, och att nämnda skiljevägg är utförd att låta en katalysator genomströmma densamma till en mängd av mellan 5 % och 75 % av den katalysator som skulle överströmma om skiljeväggen icke funnes, och att nämnda lägre zon är delad av minst en vertikal skiljevägg, som sträcker sig från en nivå ovanför nämnda inlopp till en nivå under den övre ytan av den fluidiserade bädden och åstadkommer minst tva zoner, i minst en av vilka zoner katalysatorpartiklarna stiger uppat tillsammans med partiklar av smält karbamid, och i minst en annan av vilka zoner katalysatorpartiklarna sjunker, samt att värmeväxlare för tillförsel av värme för reaktionen är anordnade i den zon eller de zoner, som innehåller uppàtstigande katalysatorpartiklar.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att förstnämnda skiljevägg väljes så, att katalysatorflödet blir mellan lD % och 5D % av det katalysatorflöde som skulle uppstå utan skiljevägg.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att temperaturen i den övre zonen hållas på en högre nivå än temperaturen i den lägre zonen. ä.

4. Förfarande enligt något av kraven 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k ~ nat av att reaktionen i den övre zonen genomföras under i huvudsak adiabatiska förhållanden.

5. Förfarande enligt nagot av kraven l~4, k ä n n e t e c k n a t av att reaktanternas medeluppehàllstid i den övre zonen styres mellan 0,5 och 20 sekunder.

6. Förfarande enligt nagot av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att reaktanternas inedeluppehallstid i den övre zonen styres till mellan 1 och 7800613-7 19 10 sekunder.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att såsom vertikal skiljevägg väljes en i båda ändar öppen, rörformad vägg med samma diameter utmed hela sin höjd, vilken rörformade vägg placeras koncentriskt i reaktorn.

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att katalysa- torpartiklarna bringas att stiga uppåt genom den centrala zon som åstad- kommas av den rörformade väggen.

9. Förfarande enligt krav 6 eller 8, k ä n n e t e c n at av att _ förhållanden mellan höjd och diameter hos den rörformade väggen väljas mellan l:l och 10:l.

10. Förfarande enligt något av kraven 6-9, k ä n n e t e c k n a t av att den totala tvärsnittsarean i den zon eller de zoner där katalysatorpartik- larna sjunker väljes mellan 5 % och 35 % av den totala tvärsnittsarean i reaktionskärlet.

11. ll. Förfarande enligt något av kraven 6-10, k ä n n e t e c k n a t av att den totala arean av den zon eller de zoner där katalysatorpartiklarna sjunker väljes mellan 10 % och 25 % av reaktionskärlets tvärsnittsarea.

12. Förfarande enligt något av kraven 6-11, k ä n n e t e c k n a t av att inmatningsorganen placeras mellan 10 cm och 100 cm ovanför bottnen av nämnda zon eller zoner.

13. Förfarande enligt något av kraven 6-12, k ä n n e t e c k n a t av att den övre delen av nämnda zon eller zoner placeras minst 10 cm under den övre ytan av den fluidiserade bädden.

14. Förfarande enligt något av kraven l-9, k ä n n e t e c k n a t av att en cyklon för avlägsnande av katalysatorpartiklar från reaktionsgaserna placera upptill i reaktionskärlet, varvid cyklonens nedàtriktade utloppsrör placeras med sin mynning belägen i överdelen av zonerna för de sjunkande katalysatorpartiklarna.

15. Förfarande enligt något av kraven l-l4, k ä n n e t e c k n a t av att temperaturen i den lägre zonen hålles mellan 325°C och 38000 och att temperaturen i den övre zonen hålles mellan 35Û°C och 400°C.

16. Förfarande enligt något av kraven l-l5, k ä n n e t e c k n a t av att trycket i reaktorn hålles mellan 5 och 12 ata.