TW464644B - Method for preparing melamine - Google Patents

Description

經濟部中失標準局員工消費合作社印裝 4.6 46 4 4 A7 ____B7_ 五、發明説明（i ) 本發明係關於一種經由高壓方法而從尿素製備蜜胺的 方法，其中，固態蜜胺產物係藉由將來自反應器之蜜胺熔 體轉置於產物冷卻容器中，在該容器中，蜜胺熔體用氨氣 予以冷卻。 此一方法係揭示於，例如，E P - A - 7 4 7 3 6 6 中，其述及由尿素製備蜜胺的一種高壓方法。特別是， E P — A - 7 4 7 3 6 6述及尿素是如何在壓力爲 lO·34-24.13MPa且溫度爲354-454 °C之反應器中熱解而產生反應器產物。此一反應器產物包 含液態蜜胺，C ◦ 2及N Η 3且在高壓下，以混合流形態轉 置至分離器中。 在此分離器（其保持在實際上與反應器相同之溫度及 壓力下）中，反應器產物經分離成氣體流及液體流。氣體 流主要包含C 〇 2及Ν Η 3廢氣與蜜胺蒸氣。液體流主要包 含蜜胺溶體。氣體流經轉置於滌氣器單元中而液體流則轉 置於產物冷卻單元中3 在滌氣器單元（在與反應器條件近乎相同之溫度與壓 力條件下操作），氣體流用熔融尿素洗滌。在滌氣器單元 中所得之熱轉移預熱熔融尿素且冷卻氣體流至溫度爲 1 7 7 - 2 3 2 °C。熔融尿素亦洗滌氣體流以從廢氣移除 蜜胺蒸氣。經預熱之熔融尿素以及從C 〇2與NH3廢氣洗 滌出之蜜胺再饋入反應器中。 在產物冷卻單元中，蜜胺熔體用液體冷卻介質冷卻及 固化而產生固態高純度蜜胺產物，該產物毋需進一步純化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- J---1.1-^----,4-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Α7 Λ b 4 6 4 4 __Β7_ 五、發明説明（2 ) 。較理想之液體冷卻介質是在蜜胺熔體之溫度以及在產物 冷卻單元中之壓力下形成氣體者。ΕΡ - Α — 7 4 7 3 6 6認定液態氨是爲在產物冷卻單元中之壓力大 於4 1 . 4 b a r時之較理想液體冷卻介質。雖然根據 EP — A — 747366，使用所揭示方法得到之固態蜜 胺產物的純度大於9 9重量％，此一程度之純度業經證實 難以持續維持在商業級。無法維持純度大於9 9重量％是 一缺點|其導致所產製之蜜胺較不適供高度需求之用途， 尤其是在層壓體和/或塗層中所用之蜜胺-甲醛樹脂。 本發明之目的係爲獲得一種由尿素製備蜜胺的改良方 法，其中，蜜胺係由反應器產物直接得到之高純度乾燥粉 末。更特別是，本發明之目的係爲獲得一種由尿素製備蜜 胺的改良高壓方法，其中，蜜胺是經由冷卻蜜胺熔體而直 接由液態蜜胺熔體得到高純度之乾燥粉末。 吾人已發現高純度蜜胺可直接由來自分離器之蜜胺熔 體連續製成。蜜胺熔體（其溫度介於蜜胺熔點與約4 5 0 °C之間）係經由噴灑元件而噴灑至固化容器內。固化容器 中維持在氣氣氛圍下且氨氣壓力係爲大於/MP a ，宜爲 大於1.5MPa ，更宜大於4.5MPa且更宜大於6 Μ P a。氨氣壓力之上限係爲小於4 Ο Μ P a ，宜爲小於 2 5MP a且更宜爲小於1 IMP a。當它進入固化容器 中時，蜜胺熔體藉由與液態及氣態氨接觸而冷卻與固化產 生溫度介於2 0 0°C與蜜胺固化點之間，宜爲介於2 4 0 °C與固化點之間，且最宜爲介於2 7 0 °C與固化點之間的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公瘦〉 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

經濟部中央標準局員工消费合作社印$L -5- 崾濟部智毪財连局S工:^f合泎Tit-rJ; 附件2:第87 1 07726 號專利申請案 4 6 4644 中文說明書修g頁 民國89年2月呈 五、發明說明（3 )外9充 蜜按粉末：一旦固化後，蜜胺維育4氨氣壓力下經過介於 6秒鐘與5小時·宜爲介於3 0秒鐘與2小時之間的一段 接觸時間= 在此一接觸時間內，蜜胺產物之溫度可實際上維持固 定不變或者可被冷卻至高於2 0 Ot；，宜爲高於2 4 0‘t ，或者更宜爲高於2 7 0°C之溫度，其係在介於6秒鐘至 5小時.宜在介於3 0秒鐘與2小時間之期間內。蜜胺產 物可在固化容器中或在各別冷卻容器中被冷卻。 本發明方法之優點是可以商業規模連續地製造純度大 於9 9重量％的蜜胺乾粉。依本發明所製得之高純度蜜胺 實際上適供任何蜜胺用途，其包括層壓物和/或塗層中所 使用之蜜胺-甲醛樹脂3 蜜胺之製備宜使用尿素作爲原料’該尿素係以熔體形 態饋入反應器中並於高溫及高壓下反應，尿素依以下反應 方程式反應形成蜜胺以及副產物N Η 與c_ 〇 2 : 6 C 0 ί Ν Η ：) ： ^ C · Ν 6 Η 6 -r 6 Ν Η > η- 3 C 0 ： 由尿素製備蜜胺可於高壓（宜介乎5與2 5 M p a之 間），無催化劑存在，且在反應溫度介於3 2 5 :C.與 4 5 0 _ΐ之間’且宜介乎3 5 0 °C與4 2 5 t之間下進行 〃副產物Μ Η :!及C. 0 2通常係再循璟至鄰接的尿素工廠a 本發明之以上所述標的係利用適供由尿素製備蜜胺之 泛度:¾用中困®家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐)-6 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·--------線 A7 464644 ___B7_ 五、發明説明（4 ) 裝置而獲致。適供本發明用之裝置可包括滌氣單元，具有 整體氣體/液體分離器或各別氣體/液體分離器的反應器 ，可能爲後反應器，第一冷卻容器及可能爲第二冷卻容器 。當使用各別氣體/液體分離器時，分離器之壓力與溫度 實際由上和反應器中之壓力與溫度相同。 在本發明體系中，蜜胺乃由尿素而在包含滌氣單元， 具有整體氣體/液體分離器或各別氣體/液體分離器，第 一冷卻容器及第二冷卻容器之反應器中製成。在此一體系 中，尿素熔體經饋入在5—25Mpa ，宜爲8—20 M p a之壓力以及高於尿素熔點之溫度下操作之洗滌單元 中。此一滌氣單元可具有冷卻套或內在冷卻體以提供額外 的溫度控制。 當其通過滌氣單元時，尿素熔體與來自蜜胺反應器或 各別氣體/液體分離器之反應廢氣相接觸。反應氣體主要 包含C 〇2及NH3且可包括蜜胺蒸氣。尿素熔體從C〇2 與NH3廢氣中滌出蜜胺蒸氣並將此一蜜胺帶回反應器中。 在滌氣過程中，廢氣係由反應器之溫度（亦即，從3 5 0 t：至4 2 5 °C )冷卻至1 7 0 _ 2 4 0 °C，尿素則從 170°C加熱至240°C。C02與NH3廢氣由滌氣單元 頂部移除且可，例如，再循環至鄰接尿素工廠，在那兒， 它們可被用爲製造尿素的原料。 預加熱過之尿素熔體由滌氣單元與從廢氣漉出之蜜胺 一起流出，再轉置於在介乎5與25Mpa ，宜介乎8與 2 〇Mp a之壓力下操作的高壓力反應器中。此一轉置可 -- ^^^1 - _ ^^^1 I - - - ^^^1 ml II - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS M4規格（210X297公釐> ^7~ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 464644 Λ7 __B7_ 五、發明説明（5 ) 利用高壓泵或者，在洗滌器位於反應器上方之情況下，利 用重力，或者重力與泵之組合而完成。 在反應器中，尿素熔體在介乎5與2 5Mp a之間， 宜介乎8與2 OMp a之間的壓力下經加熱至介乎3 2 5 與4 5 0 °C之間，宜介乎約3 5 0與4 2 5 °C之溫度以轉 化尿素成爲蜜胺，〔〇2與1^?13。除了蜜胺熔體之外，某 一數量之氨可計量饋入反應器中（液體或熱蒸氣形態）。 額外之氨雖係選擇使用的，但是，可供，例如，避免形成 蜜胺之縮合產物（諸如，melam，melem及melon)，或促 進反應器中之混合。供應至反應器之額外氨數量可多達 1 ◦莫耳氨/莫耳尿素，宜多達5莫耳氨/莫耳尿素，且 最宜爲多達2莫耳氨/莫耳尿素。 在反應器中製得之C 02與NH3以及所供應之任何額 外氨收集於分離部份中，例如，在反應器之頂部或在各別 氣體/液體分離器（位於反應器下游），再從液態蜜胺中 分離出。若使用各別下游氣體/液體分離器，則利於計量 饋入額外氨至此一分離器中。在此情況下，氨之數量爲 0 . 01_10莫耳氨/莫耳蜜胺，且宜爲0 1 — 5莫 耳氨/莫耳蜜胺。加入額外氨至分離器中促使二氧化碳迅 速從反應產物中分離出，因此，避免形成含氧之副產物。 如上所述地，從氣體/液體分離器中移除之氣體混合物可 通過滌氣器單元以移除蜜胺蒸氣且預熱尿素熔體。 蜜胺熔體（溫度介乎蜜胺熔點與4 5 0 °C之間）係從 反應器或從下游氣體/液體分離器流出並噴灑至冷卻容器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2!0X297公釐） -8- 4 6 4 6 4 4 A7 B7 五、發明説明（6 ) 而得固態蜜胺產物。但是，在噴灑前，蜜胺熔體可從反應 器溫度冷卻至近於蜜胺熔體之溫度（但仍高於蜜胺熔點） 〇 蜜胺熔體將從反應器中，在宜高於3 9 Ot，且更宜 高於4 0 0 °C之溫度下流出而在噴灑至冷卻容器前，將被 冷卻至少5 °C，宜爲至少1 5 °C。最理想的是，蜜胺熔體 將被冷卻至蜜胺固化點以上5 - 2 0 t之溫度。蜜胺熔體 可於氣體/液體分離器中或氣體/液體分離器之各別裝置 下游中被冷卻。冷卻可藉由注入冷卻介質（例如，溫度低 於蜜胺熔體溫度之氨氣），或藉由令蜜胺熔體通過熱交換 器而進行。 再者，氨可以氣體/液體混合物在噴灑元件中噴灑之 方式引入蜜胺熔體中。在此一情況下，氨乃在高於蜜胺熔 體壓力且宜在介乎1 5與4 5Mp a之壓力下引入^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 蜜胺熔體在反應器與噴灑元件間的駐留時間宜爲至少 如此形成之蜜胺粉末溫度係介於2 0 0 °C與蜜胺固化點之 間，宜介於2 4 0 °C與固化點之間，且最宜介於2 7 0 °C 與固化點之間。高壓意指高於IMPa ，宜高於1.5 MPa ，更宜高於4 5MPa且最宜高於6MPa之壓 力。氨氣壓力之上限爲低於4 OMP a ，宜低於2 5MP a且最宜爲低於1 IMP a。 蜜胺粉未再維持在氨氣壓力下經過介於6秒鐘與5小 時，且宜爲介於3 0秒鐘與2小時之間的接觸時間。在此 一接觸時間內’蜜胺粉末可維持在同溫下或者可進一步冷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 464644 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五'發明説明（7 ) " _ 卻至高於2 0 〇°C_，宜爲高於2 4 0 °C，且最宜爲高於 2 7 0 C ’在介於6秒鐘與5小時，宜在介於3 〇秒鐘與 2小時之期間內。若必要的話’此一額外冷卻可在第一冷 卻容器或各別第二冷卻容器內進行。 本發明可參照下列實例作更詳盡地說明。 實例： 將溫度爲4 〇 2 °C之蜜胺熔體經由噴灑裝置引入高壓 容器中並用同樣噴灑於容器中之液態氨使之冷卻。在容器 中之溫度是2 9 6 °C。而氨氣壓力是在6 . 8與9 . 2 Μ P a間變化。2分鐘後，冷卻蜜胺粉末至約周溫。終產 物包含0 · 5重量％11161&111及小於〇 · 2重量 〇 比較實例： 維持在1 3 . 6Mp a氨氣壓力下之管子中的4 0 0 。(：蜜胺熔體藉由密閉管（其使之與冰與水之混合物相接觸 )迅速冷卻至周溫。終產物包含1 . 4重量％!^1&111及 0 . 4 重量 ％melem。 本纸張尺度適用中國國家裙準（CNS > A4規格（210X297公釐）-1〇 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) " -訂

Claims (1)

1. 464644

   ABCD

   六、申請專利範圍 附件1 :第87 1 07726號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國9 0年1月修正 1 . 一種經由高壓製程、從尿素製備蜜胺的方法，其 中，固態蜜胺係藉由將來自反應器之蜜胺熔體轉置於一容 器中’在該容器中，用氨冷卻蜜胺而得，其特徵在於來自 蜜胺反應器且溫度介於蜜胺熔點與4 5 0 t之間的蜜胺熔 體係經由噴灑元件噴灑至壓力高於1 Μ P a之容器內的氨 氣環境中，蜜胺熔體經轉化成溫度介於2 0 0 t與蜜胺固 化點之間的蜜胺粉末，然後，粉末與氨氣在高壓下保持接 觸歷經6秒至5小時之期間，其時 > 產物可任意地保持在 實際上相同溫度下或以使產物在6秒至5小時期間內具有 高於2 0 0 °C之溫度的方式予以冷卻*且冷卻係發生於相 同容器中或各別冷卻容器中。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於蜜胺 熔體被轉化成溫度介於2 4 0 °C與蜜胺固化點之間的蜜胺 粉末。 3 .如申請專利範圍第2項之方法，其特徵在於蜜胺 熔體被轉化成溫度介於2 7 0 °C與蜜胺固化點之間的蜜胺 粉末。 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於粉末 與氨氣保持接觸歷經3 0秒至2小時的時間。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於粉末 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210 X Μ?公釐） 464644 # D8 六、申請專利範圍 與氨氣在高於1 Μ P a壓力下相接觸。 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於產物 在6秒至5小時期間內具有大於2 4 0 °C之溫度。 7 .如申請專利範圍第6項之方法，其特徵在於產物 在6秒至5小時期間內具有大於2 7 〇它之溫度。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於產物 在3 0秒至2小時期間內具有大於2 4 〇 t之溫度。 9 .如申請專利範圍第8項之方法，其特徵在於產物 在3 0秒至2小時期間內具有高於2 7 〇 之溫度。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -1Τ "—· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ί張 -紙 本 準 標 家 國 國 中 用 一適 一釐 公 -2- 464644

   ABCD

   六、申請專利範圍 附件1 :第87 1 07726號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國9 0年1月修正 1 . 一種經由高壓製程、從尿素製備蜜胺的方法，其 中，固態蜜胺係藉由將來自反應器之蜜胺熔體轉置於一容 器中’在該容器中，用氨冷卻蜜胺而得，其特徵在於來自 蜜胺反應器且溫度介於蜜胺熔點與4 5 0 t之間的蜜胺熔 體係經由噴灑元件噴灑至壓力高於1 Μ P a之容器內的氨 氣環境中，蜜胺熔體經轉化成溫度介於2 0 0 t與蜜胺固 化點之間的蜜胺粉末，然後，粉末與氨氣在高壓下保持接 觸歷經6秒至5小時之期間，其時 > 產物可任意地保持在 實際上相同溫度下或以使產物在6秒至5小時期間內具有 高於2 0 0 °C之溫度的方式予以冷卻*且冷卻係發生於相 同容器中或各別冷卻容器中。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於蜜胺 熔體被轉化成溫度介於2 4 0 °C與蜜胺固化點之間的蜜胺 粉末。 3 .如申請專利範圍第2項之方法，其特徵在於蜜胺 熔體被轉化成溫度介於2 7 0 °C與蜜胺固化點之間的蜜胺 粉末。 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於粉末 與氨氣保持接觸歷經3 0秒至2小時的時間。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於粉末 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210 X Μ?公釐）