WO2011010953A1 - Способ получения меламина и его очистка - Google Patents

Способ получения меламина и его очистка Download PDF

Info

Publication number
WO2011010953A1
WO2011010953A1 PCT/RU2010/000386 RU2010000386W WO2011010953A1 WO 2011010953 A1 WO2011010953 A1 WO 2011010953A1 RU 2010000386 W RU2010000386 W RU 2010000386W WO 2011010953 A1 WO2011010953 A1 WO 2011010953A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
melamine
solution
pressure
ammonia
aqueous solution
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000386
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Евгений Юрьевич НИКОЛАЕВ
Алексей Георгиевич СКУДИН
Алексей Владимирович СОЛДАТОВ
Александр Алексеевич ПРОКОПЬЕВ
Николай Михайлович КУЗНЕЦОВ
Олег Николаевич КОСТИН
Игорь Вениаминович ЕСИН
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Hayчнo-Иccлeдoвaтeльcкий И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Cинтeзa" (Оао Ниик)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Hayчнo-Иccлeдoвaтeльcкий И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Cинтeзa" (Оао Ниик) filed Critical Открытое Акционерное Общество "Hayчнo-Иccлeдoвaтeльcкий И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Cинтeзa" (Оао Ниик)
Priority to EP10802514.9A priority Critical patent/EP2457902B1/en
Publication of WO2011010953A1 publication Critical patent/WO2011010953A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40—Nitrogen atoms
    • C07D251/54—Three nitrogen atoms
    • C07D251/56—Preparation of melamine
    • C07D251/60—Preparation of melamine from urea or from carbon dioxide and ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40—Nitrogen atoms
    • C07D251/54—Three nitrogen atoms
    • C07D251/62—Purification of melamine

Definitions

  • the invention relates to a technology for producing melamine as a whole by converting urea to melamine in a non-catalytic way at high pressure and to one of the stages of the separation of melamine using aqueous solutions, namely to the stage of removing dissolved gases from an aqueous solution of crude melamine, and can be used in industrial production melamine.
  • Known methods for producing melamine including the stage of synthesis by converting urea to melamine at elevated temperatures and pressures and the stage of separation of melamine using aqueous solutions, including the stage of removal of dissolved gases from an aqueous solution of crude melamine (Maxwell G., Supertis Nitrogeproducts. Guideté Producers and Processes Spripper, 2004, pp. 300-302; Nitrogep, 1982, No. 139, pp. 32-39).
  • a reaction mixture is formed containing, in addition to the target product, a significant amount of impurities, the bulk of which are the condensation products of melamine and oxyaminotriazines.
  • a significant part of the produced melamine is used to obtain melamine-formaldehyde resins used for the manufacture of varnishes, including furniture.
  • One of the main properties of such varnishes is their transparency.
  • high demands are made on the quality of melamine: the content of the basic substance is at least 99.8% and the ability to form transparent resins.
  • the closest in technical essence to the proposed method for producing melamine is a known method for producing melamine, including the conversion of urea to melamine at elevated temperatures and pressure to form a gas-liquid reaction mixture containing melamine, ammonia, carbon dioxide and impurities, cooling the gas-liquid reaction mixture by lowering pressure and contact with an aqueous solution containing ammonia and carbon dioxide (a solution of carbon ammonium salts), with the formation of an aqueous solution of crude melamine and removing part dissolved gases, holding the resulting melamine solution to decompose part of the impurities, then lowering the pressure and temperature and removing the dissolved gases from the aqueous solution crude melamine by its blowdown steam, adding to the resulting solution, the melamine solution of sodium hydroxide and isolation of the melamine crystallization solution (GB 958 633, C07d, 1964 Example 3).
  • the patent describes several methods for producing melamine, characterized by the stages of isolation of the target product.
  • the prototype is the method of example 3, which uses the stage of removal of dissolved gases from an aqueous solution of crude melamine by blowing it with steam.
  • the target product obtained by this method contains only 99.0% melamine and a significant amount of impurities: oxyaminotriazines - 0.7% and condensation products - 0.2%.
  • Test results of melamine of such quality showed that the melamine-formaldehyde resin obtained from it is opaque and cannot be used to obtain varnish coatings.
  • the described method for producing melamine cannot provide the target product of high purity and its independence from fluctuations in process parameters.
  • the technical problem to which the invention is directed is to improve the method for producing melamine, which provides the target product of high quality.
  • the technical result that can be obtained by using the invention is to increase the purity of melamine and ensure its independence from fluctuations in process parameters.
  • a method for producing melamine including the conversion of urea to melamine at elevated temperatures and pressures to form a gas-liquid reaction mixture containing melamine, ammonia, carbon dioxide and impurities, cooling the gas-liquid reaction mixture by lowering pressure and contact with the aqueous medium to form an aqueous crude melamine solution and removal of part of the dissolved gases, exposure of the obtained melamine solution to decompose part of the impurities, subsequent pony ix pressure and temperature, and removal of dissolved gases from the aqueous solution of crude melamine by its blowdown steam, adding to the resulting solution melamine alkali metal hydroxide solution and isolating by crystallization of melamine from a solution, characterized in that during purging steam additionally added ammonia.
  • a method for removing dissolved gases from an aqueous solution of crude melamine by blowing it with steam characterized in that ammonia is additionally introduced in the process of blowing with steam.
  • Purge the aqueous solution of the crude melamine with water vapor is carried out at a temperature of 100-150 ° C and a pressure of 0.1-0.6 MPa.
  • ammonia can be introduced in a gaseous and / or liquid state and / or in the form of an aqueous solution in an amount of 0.01-1.0 kg per 1 kg of melamine. Due to the introduction of ammonia in the process of purging an aqueous solution of crude melamine with water vapor, the proposed method for producing melamine allows to obtain the target product of stably high quality with a purity of at least 99.8%, regardless of fluctuations in the parameters of the processes preceding the steam purging. Melamine-formaldehyde resins prepared using the melamine obtained by the proposed method have high transparency. The proposed technique is not described in the prior art and is new.
  • the invention is illustrated by the following specific examples of the implementation of the proposed method for producing melamine, which uses the proposed method for removing dissolved gases from an aqueous solution of crude melamine.
  • Melamine is synthesized by converting urea to melamine in an autoclave reactor at 375 ° C and a pressure of 7 MPa.
  • the reaction mixture containing 23% melamine, 45% ammonia, 28% carbon dioxide and 4% impurities, is cooled in a rapid cooling apparatus to a temperature of 160 ° C with a decrease in pressure to 2.5 MPa using a solution of carbon ammonium salts containing 17% ammonia and 4% carbon dioxide (9 kg of a solution of carbon ammonium salts per 1 kg of melamine).
  • the reaction gases are discharged through the top of the rapid cooling apparatus.
  • the resulting melamine solution is sent to the column type apparatus, in which the melamine solution is kept for 70 minutes to decompose part of the impurities and then fed to the plate-type distillation column with a decrease in pressure to 0.1 MPa and temperature to 100 0 C.
  • the plate-type distillation column In the lower part of the column distillation and part of the lower plates serves steam and gaseous ammonia in the amount of, respectively, 3 kg and 0.1 kg per 1 kg of melamine. Plates are irrigated with a mother liquor formed after centrifugation of melamine crystals.
  • a solution of sodium hydroxide in an amount sufficient to achieve a concentration of sodium hydroxide of 0.5% is introduced into the bottoms of the stripping column.
  • the solution leaving the distillation column has a melamine concentration of about 4%, an ammonia content of 0.2%, and carbon dioxide of less than 0.01%.
  • the solution is filtered at temperature. 100 ° C through cardboard and charcoal filters and melamine is isolated by crystallization at a temperature of 4O 0 C. Then, melamine crystals are separated by centrifugation, washed with water and dried.
  • the finished product contains 99.9% of the basic substance, the concentration of condensation products is 0.01%, oxyaminotriazines - less than 0.001%.
  • the melamine-formaldehyde resin obtained from this melamine sample is transparent.
  • the synthesis of melamine is carried out analogously to example 1 under the following conditions.
  • the conversion of urea to melamine is carried out at 400 ° C and a pressure of 10 MPa.
  • the reaction mixture containing 27.5% melamine, 38% ammonia, 30% carbon dioxide and 4.5% impurities, is cooled in a rapid cooling apparatus to a temperature of 170 ° C with a decrease in pressure to 3 MPa using a solution of carbon ammonium salts containing 17% ammonia and 4% carbon dioxide (10 kg of a solution of carbon ammonium salts per 1 kg of melamine).
  • the reaction gases are discharged through the top of the rapid cooling apparatus.
  • the resulting melamine solution is sent to the column type apparatus, in which the melamine solution is kept for 40 minutes and then fed to the plate-type distillation column with a decrease in pressure to 0.3 MPa and temperature to 120 ° C. 2.5 kg per 1 kg of melamine is supplied to the lower part of the stripping column and to some of the lower plates, and 0.01 kg of liquid ammonia per 1 kg of melamine is fed to the middle plates. Plates are irrigated with the mother liquor formed after centrifugation of melamine crystals. A solution of sodium hydroxide in an amount sufficient to achieve a concentration of sodium hydroxide of 0.5% is introduced into the bottoms of the stripping column.
  • the solution leaving the distillation column has a melamine concentration of about 5%, an ammonia content of less than 0.01%, and carbon dioxide of 0.1%.
  • Melamine is isolated from a solution by crystallization at a temperature of 38 ° C. Then, the melamine crystals are separated by centrifugation, washed with water and dried.
  • the finished product contains 99.9% of the basic substance, the concentration of condensation products is 0.01% and oxyaminotriazines - 0.01%.
  • the melamine-formaldehyde resin obtained from this melamine sample is transparent.
  • the synthesis of melamine is carried out analogously to example 1 under the following conditions.
  • the conversion of urea to melamine is carried out at 390 ° C and a pressure of 10 MPa.
  • the reaction mixture containing 28% melamine, 38% ammonia, 30% carbon dioxide and 4% impurities, is cooled in a rapid cooling apparatus to a temperature of 160 ° C with a decrease in pressure to 2.4 MPa using a solution of carbon ammonium salts containing 17% ammonia and 4% carbon dioxide (11 kg of a solution of carbon ammonium salts per 1 kg of melamine).
  • the reaction gases are discharged through the top of the rapid cooling apparatus.
  • the resulting melamine solution is sent to the column type apparatus, in which the melamine solution is kept for 60 minutes and then fed to the plate-type distillation column with a decrease in pressure to 0.6 MPa and temperature to 150 ° C.
  • Steam is supplied to the lower part of the stripping column in an amount of 3 kg per 1 kg of melamine, and 2.0 kg of a 25% aqueous ammonia solution per 1 kg of melamine is introduced into the middle part of the column.
  • a solution of sodium hydroxide in an amount sufficient to achieve a concentration of sodium hydroxide of 0.2% is introduced into the bottoms of the stripping column.
  • the solution leaving the distillation column has a melamine concentration of about 6%, an ammonia content of less than 0.01%, and carbon dioxide of less than 0.01%.
  • the solution is filtered at a temperature of 120 0 C through cardboard and carbon filters and melamine is isolated by crystallization at a temperature of 4O 0 C. Then, the melamine crystals are separated by centrifugation, washed with water and dried.
  • the finished product contains 99.9% of the basic substance, the concentration of condensation products is less than 0.001% and oxyaminotriazines - 0.02%.
  • the melamine-formaldehyde resin obtained from this melamine sample is transparent.
  • the synthesis of melamine is carried out analogously to example 1 under the following conditions.
  • the conversion of urea to melamine is carried out at 385 ° C and a pressure of 8 MPa.
  • the reaction mixture containing 27% melamine, 35% ammonia, 33% carbon dioxide and 5% impurities is cooled in a rapid cooling apparatus to a temperature of 16O 0 C with a decrease in pressure to 2.5 MPa using a solution of carbon ammonium salts containing 17% ammonia and four% carbon dioxide (10 kg of a solution of carbon ammonium salts per 1 kg of melamine).
  • the reaction gases are discharged through the top of the rapid cooling apparatus.
  • the resulting melamine solution is kept in a rapid cooling apparatus for 70 minutes and then fed to a plate-type distillation column with a decrease in pressure to OD MPa and temperature to 100 ° C.
  • Steam and gaseous ammonia in the amount of 2.8 kg and 0.5 kg per 1 kg of melamine are respectively supplied to the lower part of the stripping column and to part of the lower plates.
  • a 25% ammonia solution in an amount of 0.4 kg per 1 kg of melamine is served on the top plate. Plates are irrigated with a mother liquor formed after centrifugation of melamine crystals.
  • a solution of sodium hydroxide in an amount sufficient to achieve a concentration of sodium hydroxide of 0.2% is introduced into the bottoms of the stripping column.
  • the solution leaving the distillation column has a melamine concentration of about 4%, an ammonia content of 0.1%, and carbon dioxide of 0.2%.
  • the solution is filtered at a temperature of 100 ° C through cardboard and carbon filters and melamine is isolated by crystallization at a temperature of 38 ° C. Then, the melamine crystals are separated by centrifugation, washed with water and dried.
  • the finished product contains 99.9% of the basic substance, the concentration of condensation products is 0.01% and oxyaminotriazines - 0.01%.
  • the melamine-formaldehyde resin obtained from this melamine sample is transparent.
  • the synthesis of melamine is carried out analogously to example 1 under the following conditions.
  • the conversion of urea to melamine is carried out at 365 ° C and a pressure of 7 MPa.
  • the reaction mixture containing 27% melamine, 38% ammonia, 30% carbon dioxide and 5% impurities, is cooled in a rapid cooling apparatus to a temperature of 150 ° C with a decrease in pressure to 2.2 MPa using a solution of carbon ammonium salts containing 17% ammonia and 4% carbon dioxide (9 kg of a solution of carbon ammonium salts per 1 kg of melamine).
  • the reaction gases are discharged through the top of the rapid cooling apparatus.
  • the resulting melamine solution is sent to a column type apparatus in which the melamine solution is kept for 65 minutes and then fed to a plate-type distillation column with a pressure reduction of 0.3 MPa, and temperatures up to 120 ° C.
  • Steam in the amount of 2 kg per 1 kg of melamine is supplied to the lower part of the stripping column and to the part of the lower plates., 0.01 kg of liquid ammonia per 1 kg of melamine is fed to the middle plates, and 0.6 kg of ammonia gas per lower plates kg of melamine. Plates are irrigated with steam condensate (water).
  • a solution of sodium hydroxide in an amount sufficient to achieve a concentration of sodium hydroxide of 0.05% is introduced into the bottoms of the stripping column.
  • the solution leaving the distillation column has a melamine concentration of about 5%, an ammonia content of 0.1%, and carbon dioxide of 0.1%.
  • the solution is filtered at a temperature of 100 0 C through cardboard and charcoal filters and melamine is isolated by crystallization at a temperature of 38 ° C. Then, the melamine crystals are separated by centrifugation, washed with water and dried.
  • the finished product contains 99.9% of the basic substance, the concentration of condensation products is less than 0.001% and oxyaminotriazines - 0.01%.
  • the melamine-formaldehyde resin obtained from this melamine sample is transparent.
  • the synthesis of melamine is carried out analogously to example 1 under the following conditions.
  • the conversion of urea to melamine is carried out at 380 ° C and a pressure of 9 MPa.
  • the reaction mass, containing 28% melamine, 37.5% ammonia, 30% carbon dioxide and 4.5% impurities, is cooled in a rapid cooling apparatus to a temperature of 165 ° C with a decrease in pressure to 2.8 MPa with water (10 kg of water per 1 kg of melamine).
  • the reaction gases are discharged through the top of the rapid cooling apparatus.
  • the resulting melamine solution is sent to the column type apparatus, in which the melamine solution is kept for 50 minutes and then fed to the plate-type distillation column with a decrease in pressure to 0.3 MPa and temperature to 12O 0 C.
  • To the lower part of the distillation column and to a part lower plates serve 3 kg of steam per 1 kg of melamine, and 1 kg of ammonia gas per 1 kg of melamine is fed to the lower plates. Plates are irrigated with a mother liquor formed after centrifugation of melamine crystals.
  • a potassium hydroxide solution in an amount sufficient to achieve a potassium hydroxide concentration of 0.1% is added to the bottom of the stripping column.
  • the solution leaving the distillation column has a melamine concentration of about 5%, an ammonia content of less than 0.01%, carbon dioxide of 0.2%.
  • the solution is filtered at a temperature of 110 ° C through cardboard and charcoal filters and melamine is isolated by crystallization at a temperature of 4O 0 C. Then, melamine crystals are separated by centrifugation, washed with water and dried.
  • the finished product contains 99.9% of the basic substance, the concentration of condensation products is 0.005% and oxyaminotriazines - 0.01%.
  • the melamine-formaldehyde resin obtained from this melamine sample is transparent.
  • Example 7 (prototype).
  • the synthesis of melamine by the conversion of urea to melamine is carried out in a reactor at a temperature of 380 ° C and a pressure of 10 MPa.
  • the reaction mixture containing 26% melamine (impurities are part of melamine), 46% ammonia and 28% carbon dioxide, is cooled in a rapid cooling column to 150 ° C with a decrease in pressure to 3 MPa using an aqueous solution containing 25% ammonia and 8 % carbon dioxide (solution of carbon ammonium salts).
  • On l kg of melamine serves 9 kg of a solution of carbon ammonium salts.
  • the reaction gases are discharged through the top of the rapid cooling column.
  • the resulting melamine solution is kept in the rapid cooling column for 60 minutes and then fed to the distillation column with a decrease in pressure to 0.1 MPa and temperature to 100 ° C. Steam is supplied to the bottom of the stripping column in an amount of 0.25 kg per 1 kg of melamine solution entering the column.
  • the melamine suspension is sent to another apparatus in which melamine is dissolved in the mother liquor containing 0.2% sodium hydroxide.
  • the melamine concentration in the resulting solution is about 5% at a temperature of 100 0 C.
  • the solution is filtered at 100 ° C and fed to a crystallizer, in which the solution is cooled to 25 0 C.
  • the precipitated melamine crystals are separated by centrifugation, washed with one and a half times water and after drying, melamine is obtained with a basic substance content of 99.0%, oxyaminotriazines 0.7% and condensation products 0.2%. Melamine formaldehyde resin obtained from melamine of this quality is opaque.
  • the invention can be used in the industrial production of melamine.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии получения меламина в целом путем превращения карбамида в меламин некаталитическим способом при высоком давлении и к стадии удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина и может быть использовано в промышленном производстве меламина. Способ получения меламина включает стадию превращения карбамида в меламин при повышенных температуре и давлении с образованием газожидкостной реакционной смеси, содержащей меламин, аммиак, диоксид углерода и примеси, и стадии выделения меламина. Для выделения меламина газожидкостную реакционную смесь охлаждают при понижении давления и контакте с водной средой с образованием водного раствора неочищенного меламина и удалением части растворенных газов. Затем полученный раствор меламина выдерживают для разложения части примесей, понижают давление и температуру и удаляют растворенные газы из водного раствора неочищенного меламина предложенным способом путем продувки этого раствора водяным паром с одновременным вводом аммиака. К полученному раствору меламина добавляют раствор гидроксида щелочного металла и выделяют меламин из раствора кристаллизацией. Техническим результатом, который может быть получен при использовании изобретения, является повышение чистоты меламина и обеспечение ее независимости от колебаний параметров процесса. Меламиноформальдегидные смолы, приготовленные с использованием полученного по предложенному способу меламина, имеют высокую прозрачность.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛАМИНА И ЕГО ОЧИСТКА
Область техники
Изобретение относится к технологии получения меламина в целом путем превращения карбамида в меламин некаталитическим способом при высоком давлении и к одной из стадий выделения меламина с использованием водных растворов, а именно к стадии удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина, и может быть использовано в промышленном производстве меламина.
Предшествующий уровень техники
Известны способы получения меламина, включающие стадию синтеза путем превращения карбамида в меламин при повышенных температуре и давлении и стадии выделения меламина с использованием водных растворов, в том числе стадию удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина (Махwеll G., Sупthеtiс Nitrоgеп Рrоduсts. А Рrасtiсаl Guidе tо thе Рrоduсts апd Рrосеssеs. Sрriпgеr, 2004, рр. 300-302; Nitrоgеп, 1982, No 139, рр. 32-39).
При использовании этих способов на стадии синтеза меламина образуется реакционная смесь, содержащая, кроме целевого продукта, существенное количество примесей, основную часть которых составляют продукты конденсации меламина и оксиаминотриазины. Значительная часть производимого меламина используется для получения на его основе меламиноформальдегидных смол, применяемых для изготовления лаков, в том числе мебельных. Одним из основных свойств таких лаков является их прозрачность. Для получения качественного лака к качеству меламина предъявляются высокие требования: содержание основного вещества не менее 99,8% и способность образовывать прозрачные смолы. Указанные примеси негативно влияют на прозрачность смол, поэтому разработка стадий выделения меламина, обеспечивающих высокую чистоту продукта, является актуальной задачей.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу получения меламина является известный способ получения меламина, включающий превращение карбамида в меламин при повышенных температуре и давлении с образованием газожидкостной реакционной смеси, содержащей меламин, аммиак, диоксид углерода и примеси, охлаждение газожидкостной реакционной смеси при понижении давления и контакте с водным раствором, содержащим аммиак и диоксид углерода (раствор углеаммонийных солей), с образованием водного раствора неочищенного меламина и удалением части растворенных газов, выдержку полученного раствора меламина для разложения части примесей, последующее понижение давления и температуры и удаление растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина путем его продувки водяным паром, добавление к полученному раствору меламина раствора гидроксида натрия и выделение меламина из раствора кристаллизацией (GB 958633, C07d, 1964, пример 3).
В патенте описано несколько способов получения меламина, отличающихся стадиями выделения целевого продукта. Прототипом является способ по примеру 3, в котором используется стадия удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина путем его продувки водяным паром. Целевой продукт, полученный по данному способу, содержит только 99,0% меламина и значительное количество примесей: оксиаминотриазинов - 0,7% и продуктов конденсации - 0,2%. Результаты испытаний меламина такого качества показали, что полученная из него меламиноформальдегидная смола является непрозрачной и не может быть использована для получения лаковых покрытий.
Кроме того, опыт промышленной эксплуатации производства меламина по описанному способу показал, что при колебаниях параметров процессов, предшествующих продувке водяным паром, периодически происходит резкое ухудшение чистоты меламина. Это обусловлено увеличением содержания в нем примесей (оксиаминотриазинов и продуктов конденсации), а используемые в этом способе стадии выделения меламина не могут устранить этот недостаток.
Таким образом, описанный способ получения меламина не может обеспечить получения целевого продукта высокой чистоты и ее независимости от колебаний параметров процесса.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина является известный способ, который осуществляют путем его продувки водяным паром (GB 958633, CQl ά, 1964, пример 3).
Использование такого способа в технологии получения меламина не позволяет получить целевой продукт высокой чистоты, а также обеспечить независимость чистоты продукта от колебаний параметров процесса.
Раскрытие изобретения
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является усовершенствование способа получения меламина, которое обеспечивает получение целевого продукта высокого качества.
Техническим результатом, который может быть получен при использовании изобретения, является повышение чистоты меламина и обеспечение ее независимости от колебаний параметров процесса.
Для достижения технического результата предложен способ получения меламина, включающий превращение карбамида в меламин при повышенных температуре и давлении с образованием газожидкостной реакционной смеси, содержащей меламин, аммиак, диоксид углерода и примеси, охлаждение газожидкостной реакционной смеси при понижении давления и контакте с водной средой с образованием водного раствора неочищенного меламина и удалением части растворенных газов, выдержку полученного раствора меламина для разложения части примесей, последующее понижение давления и температуры и удаление растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина путем его продувки водяным паром, добавление к полученному раствору меламина раствора гидроксида щелочного металла и выделение меламина из раствора кристаллизацией, отличающийся тем, что в процессе продувки водяным паром дополнительно вводят аммиак.
Для достижения технического результата предложен также способ удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина путем его продувки водяным паром, отличающийся тем, что в процессе продувки водяным паром дополнительно вводят аммиак.
Продувку водного раствора неочищенного меламина водяным паром проводят при температуре 100-150°C и давлении 0,1-0,6 МПа. В процессе продувки аммиак можно вводить в газообразном и/или жидком состоянии и/или в виде водного раствора в количестве 0,01-1,0 кг на 1 кг меламина. Благодаря введению аммиака в процессе продувки водного раствора неочищенного меламина водяным паром, предложенный способ получения меламина позволяет получать целевой продукт стабильно высокого качества с чистотой не менее 99,8% независимо от колебаний параметров процессов, предшествующих продувке водяным паром. Меламиноформальдегидные смолы, приготовленные с использованием полученного по предложенному способу меламина, имеют высокую прозрачность. Предложенный прием не описан в уровне техники и является новым.
Варианты осуществления изобретения
Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже конкретными примерами осуществления предложенного способа получения меламина, в котором используется предложенный способ удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина.
Пример 1.
Синтез меламина проводят путем превращения карбамида в меламин в реакторе— автоклаве при 375°C и давлении 7 МПа. Реакционную массу, содержащую 23% меламина, 45% аммиака, 28% диоксида углерода и 4% примесей, охлаждают в аппарате быстрого охлаждения до температуры 160°C при понижении давления до 2,5 МПа с помощью раствора углеаммонийных солей, содержащего 17% аммиака и 4% диоксида углерода (9 кг раствора углеаммонийных солей на 1 кг меламина). Реакционные газы выводят через верхнюю часть аппарата быстрого охлаждения. Образовавшийся раствор меламина направляют в аппарат колонного типа, в котором раствор меламина выдерживают в течение 70 минут для разложения части примесей и затем подают в колонну отгонки тарельчатого типа с уменьшением давления до 0,1 МПа и температуры - до 1000C. В нижнюю часть колонны отгонки и на часть нижних тарелок подают пар и газообразный аммиак в количестве, соответственно, 3 кг и 0,1 кг на 1 кг меламина. Тарелки орошают маточным раствором, образующимся после центрифугирования кристаллов меламина. В кубовую часть колонны отгонки вводят раствор гидроксида натрия в количестве, достаточном для достижения концентрации гидроксида натрия 0,5%. Раствор, выходящий из колонны отгонки, имеет концентрацию меламина около 4%, содержание аммиака - 0,2%, диоксида углерода - менее 0,01%. Раствор фильтруют при температуре 100°C через картонный и угольный фильтры и выделяют меламин кристаллизацией при температуре 4O0C. Затем кристаллы меламина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат.
Готовый продукт содержит 99,9% основного вещества, концентрация продуктов конденсации составляет 0,01%, оксиаминотриазинов - менее 0,001%. Меламино-формальдегидная смола, полученная из этого образца меламина, является прозрачной.
Пример 2.
Синтез меламина проводят аналогично примеру 1 при следующих условиях. Превращение карбамида в меламин осуществляют при 400°C и давлении 10 МПа. Реакционную массу, содержащую 27,5% меламина, 38% аммиака, 30% диоксида углерода и 4,5% примесей, охлаждают в аппарате быстрого охлаждения до температуры 170°C при понижении давления до 3 МПа с помощью раствора углеаммонийных солей, содержащего 17% аммиака и 4% диоксида углерода (10 кг раствора углеаммонийных солей на 1 кг меламина). Реакционные газы выводят через верхнюю часть аппарата быстрого охлаждения. Образовавшийся раствор меламина направляют в аппарат колонного типа, в котором раствор меламина выдерживают в течение 40 минут и затем подают в колонну отгонки тарельчатого типа с уменьшением давления до 0,3 МПа и температуры - до 120°C. В нижнюю часть колонны отгонки и на часть нижних тарелок подают пар в количестве 2,5 кг на 1 кг меламина, а на средние тарелки подают 0,01 кг жидкого аммиака на 1 кг меламина. Тарелки орошают маточным раствором, образующимся после центрифугирования кристаллов меламина. В кубовую часть колонны отгонки вводят раствор гидроксида натрия в количестве, достаточном для достижения концентрации гидроксида натрия 0,5%. Раствор, выходящий из колонны отгонки, имеет концентрацию меламина около 5%, содержание аммиака - менее 0,01%, диоксида углерода - 0,1%. Из раствора меламин выделяют кристаллизацией при температуре 38°C. Затем кристаллы меламина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат.
Готовый продукт содержит 99,9% основного вещества, концентрация продуктов конденсации составляет 0,01% и оксиаминотриазинов - 0,01%. Меламиноформальдегидная смола, полученная из этого образца меламина, является прозрачной. Пример 3.
Синтез меламина проводят аналогично примеру 1 при следующих условиях. Превращение карбамида в меламин осуществляют при 390°C и давлении 10 МПа. Реакционную массу, содержащую 28% меламина, 38% аммиака, 30% диоксида углерода и 4% примесей, охлаждают в аппарате быстрого охлаждения до температуры 160°C при понижении давления до 2,4 МПа с помощью раствора углеаммонийных солей, содержащего 17% аммиака и 4% диоксида углерода (11 кг раствора углеаммонийных солей на 1 кг меламина). Реакционные газы выводят через верхнюю часть аппарата быстрого охлаждения. Образовавшийся раствор меламина направляют в аппарат колонного типа, в котором раствор меламина выдерживают в течение 60 минут и затем подают в колонну отгонки тарельчатого типа с уменьшением давления до 0,6 МПа и температуры - до 150°C. В нижнюю часть колонны отгонки подают пар в количестве 3 кг на 1 кг меламина, а в среднюю часть колонны вводят 2,0 кг 25%- ного водного раствора аммиака на 1 кг меламина. В кубовую часть колонны отгонки вводят раствор гидроксида натрия в количестве, достаточном для достижения концентрации гидроксида натрия 0,2%. Раствор, выходящий из колонны отгонки, имеет концентрацию меламина около 6%, содержание аммиака - менее 0,01%, диоксида углерода - менее 0,01%. Раствор фильтруют при температуре 1200C через картонный и угольный фильтры и меламин выделяют кристаллизацией при температуре 4O0C. Затем кристаллы меламина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат.
Готовый продукт содержит 99,9% основного вещества, концентрация продуктов конденсации составляет менее 0,001% и оксиаминотриазинов - 0,02%. Меламиноформальдегидная смола, полученная из этого образца меламина, является прозрачной.
Пример 4.
Синтез меламина проводят аналогично примеру 1 при следующих условиях. Превращение карбамида в меламин осуществляют при 385°C и давлении 8 МПа. Реакционную массу, содержащую 27% меламина, 35% аммиака, 33% диоксида углерода и 5% примесей, охлаждают в аппарате быстрого охлаждения до температуры 16O0C при понижении давления до 2,5 МПа с помощью раствора углеаммонийных солей, содержащего 17% аммиака и 4% диоксида углерода (10 кг раствора углеаммонийньж солей на 1 кг меламина). Реакционные газы выводят через верхнюю часть аппарата быстрого охлаждения. Образовавшийся раствор меламина выдерживают в аппарате быстрого охлаждения в течение 70 минут и затем подают в колонну отгонки тарельчатого типа с уменьшением давления до ОД МПа и температуры - до 100°C. В нижнюю часть колонны отгонки и на часть нижних тарелок подают пар и газообразный аммиак в количестве, соответственно, 2,8 кг и 0,5 кг на 1 кг меламина. Кроме того, на верхнюю тарелку подают 25%-ный раствор аммиака в количестве 0,4 кг на 1 кг меламина. Тарелки орошают маточным раствором, образующимся после центрифугирования кристаллов меламина. В кубовую часть колонны отгонки вводят раствор гидроксида натрия в количестве, достаточном для достижения концентрации гидроксида натрия 0,2%. Раствор, выходящий из колонны отгонки, имеет концентрацию меламина около 4%, содержание аммиака - 0,1%, диоксида углерода - 0,2%. Раствор фильтруют при температуре 100°C через картонный и угольный фильтры и меламин выделяют кристаллизацией при температуре 38°C. Затем кристаллы меламина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат.
Готовый продукт содержит 99,9% основного вещества, концентрация продуктов конденсации составляет 0,01% и оксиаминотриазинов - 0,01%. Меламиноформальдегидная смола, полученная из этого образца меламина, является прозрачной.
Пример 5
Синтез меламина проводят аналогично примеру 1 при следующих условиях. Превращение карбамида в меламин осуществляют при 365°C и давлении 7 МПа. Реакционную массу, содержащую 27% меламина, 38% аммиака, 30% диоксида углерода и 5% примесей, охлаждают в аппарате быстрого охлаждения до температуры 150°C при понижении давления до 2,2 МПа с помощью раствора углеаммонийных солей, содержащего 17% аммиака и 4% диоксида углерода (9 кг раствора углеаммонийных солей на 1 кг меламина). Реакционные газы выводят через верхнюю часть аппарата быстрого охлаждения. Образовавшийся раствор меламина направляют в аппарат колонного типа, в котором раствор меламина выдерживают в течение 65 минут и затем подают в колонну отгонки тарельчатого типа с уменьшением давления до 0,3 МПа и температуры - до 120°C. В нижнюю часть колонны отгонки и на часть нижних тарелок подают пар в количестве 2 кг на 1 кг меламина., на средние тарелки подают 0,01 кг жидкого аммиака на 1 кг меламина, а на нижние тарелки - 0,6 кг газообразного аммиака на 1 кг меламина. Тарелки орошают паровым конденсатом (водой). В кубовую часть колонны отгонки вводят раствор гидроксида натрия в количестве, достаточном для достижения концентрации гидроксида натрия 0,05%. Раствор, выходящий из колонны отгонки, имеет концентрацию меламина около 5%, содержание аммиака - 0,1%, диоксида углерода - 0,1%. Раствор фильтруют при температуре 1000C через картонный и угольный фильтры и меламин выделяют кристаллизацией при температуре 38°C. Затем кристаллы меламина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат.
Готовый продукт содержит 99,9% основного вещества, концентрация продуктов конденсации составляет менее 0,001% и оксиаминотриазинов - 0,01%. Меламиноформальдегидная смола, полученная из этого образца меламина, является прозрачной.
Пример 6.
Синтез меламина проводят аналогично примеру 1 при следующих условиях. Превращение карбамида в меламин осуществляют при 380°C и давлении 9 МПа. Реакционную массу, содержащую 28% меламина, 37,5% аммиака, 30% диоксида углерода и 4,5% примесей, охлаждают в аппарате быстрого охлаждения до температуры 165°C при понижении давления до 2,8 МПа с помощью воды (10 кг воды на 1 кг меламина). Реакционные газы выводят через верхнюю часть аппарата быстрого охлаждения. Образовавшийся раствор меламина направляют в аппарат колонного типа, в котором раствор меламина выдерживают в течение 50 минут и затем подают в колонну отгонки тарельчатого типа с уменьшением давления до 0,3 МПа и температуры - до 12O0C. В нижнюю часть колонны отгонки и на часть нижних тарелок подают пар в количестве 3 кг на 1 кг меламина, а на нижние тарелки подают 1 кг газообразного аммиака на 1 кг меламина. Тарелки орошают маточным раствором, образующимся после центрифугирования кристаллов меламина. В кубовую часть колонны отгонки вводят раствор гидроксида калия в количестве, достаточном для достижения концентрации гидроксида калия 0,1%. Раствор, выходящий из колонны отгонки, имеет концентрацию меламина около 5%, содержание аммиака - менее 0,01%, диоксида углерода - 0,2%. Раствор фильтруют при температуре 110°C через картонный и угольный фильтры и меламин выделяют кристаллизацией при температуре 4O0C. Затем кристаллы меламина отделяют центрифугированием, промывают водой и сушат. Готовый продукт содержит 99,9% основного вещества, концентрация продуктов конденсации составляет 0,005% и оксиаминотриазинов - 0,01%. Меламиноформальдегидная смола, полученная из этого образца меламина, является прозрачной.
Пример 7 (по прототипу). Синтез меламина превращением карбамида в меламин проводят в реакторе при температуре 380°C и давлении 10 МПа. Реакционную массу, содержащую 26% меламина (примеси входят в состав меламина), 46% аммиака и 28% диоксида углерода, охлаждают в колонне быстрого охлаждения до 150°C при понижении давления до 3 МПа с помощью водного раствора, содержащего 25% аммиака и 8% диоксида углерода (раствор углеаммонийных солей). На l кг меламина подают 9 кг раствора углеаммонийных солей. Реакционные газы выводят через верхнюю часть колонны быстрого охлаждения. Образовавшийся раствор меламина выдерживают в колонне быстрого охлаждения 60 минут и затем подают в колонну отгонки с уменьшением давления до 0,1 МПа и температуры - до 100°C. В нижнюю часть колонны отгонки подают пар в количестве 0,25 кг на 1 кг раствора меламина, поступающего в колонну. Суспензию меламина направляют в другой аппарат, в котором меламин растворяют в маточнике, содержащем 0,2% гидроксида натрия. Концентрация меламина в образовавшемся растворе составляет около 5% при температуре 1000C. Раствор фильтруют при 100°C и подают в кристаллизатор, в котором раствор охлаждают до 250C. Выпавшие кристаллы меламина отделяют центрифугированием, промывают полуторакратным количеством воды и после сушки получают меламин с содержанием основного вещества 99,0%, оксиаминотриазинов 0,7% и продуктов конденсации 0,2%. Меламиноформальдегидная смола, полученная из меламина такого качества, является непрозрачной.
Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано в промышленном производстве меламина. Таблица
Figure imgf000012_0001

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛАМИНА И СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НЕОЧИЩЕННОГОМЕЛАМИНА Формула изобретения
1. Способ получения меламина, включающий превращение карбамида в меламин при повышенных температуре и давлении с образованием газожидкостной реакционной смеси, содержащей меламин, аммиак, диоксид углерода и примеси, охлаждение газожидкостной реакционной смеси при понижении давления и контакте с водной средой с образованием водного раствора неочищенного меламина и удалением части растворенных газов, выдержку полученного раствора меламина для разложения части примесей, последующее понижение давления и температуры и удаление растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина путем его продувки водяным паром, добавление к полученному раствору меламина раствора гидроксида щелочного металла и выделение меламина из раствора кристаллизацией, отличающийся тем, что в процессе продувки водяным паром дополнительно вводят аммиак.
2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что продувку водяным паром проводят при температуре 100-15O0C и давлении 0, 1-0,6 МПа.
3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что аммиак вводят в газообразном и/или жидком состоянии и/или в виде водного раствора.
4. Способ по пункту I5 отличающийся тем, что аммиак вводят в количестве 0,01-1,0 кг на 1 кг меламина.
5. Способ удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина путем его продувки водяным паром, отличающийся тем, что в процессе продувки водяным паром дополнительно вводят аммиак.
6. Способ по пункту 5, отличающийся тем, что продувку водяным паром проводят при температуре 100-150°C и давлении 0,1-0,6 МПа.
7. Способ по пункту 5, отличающийся тем, что аммиак вводят в газообразном и/или жидком состоянии и/или в виде водного раствора.
8. Способ по пункту 5, отличающийся тем, что аммиак вводят в количестве 0,01-1,0 кг на 1 кг меламина.
PCT/RU2010/000386 2009-07-20 2010-07-12 Способ получения меламина и его очистка WO2011010953A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10802514.9A EP2457902B1 (en) 2009-07-20 2010-07-12 Method for producing and purifying melamine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127905/04A RU2417992C2 (ru) 2009-07-20 2009-07-20 Способ получения меламина и способ удаления растворенных газов из водного раствора неочищенного меламина
RU2009127905 2009-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011010953A1 true WO2011010953A1 (ru) 2011-01-27

Family

ID=43499270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000386 WO2011010953A1 (ru) 2009-07-20 2010-07-12 Способ получения меламина и его очистка

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2457902B1 (ru)
RU (1) RU2417992C2 (ru)
WO (1) WO2011010953A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB958633A (en) * 1961-12-01 1964-05-21 Montedison Spa A process of recovering melamine
WO1997020826A1 (de) * 1995-12-07 1997-06-12 Agrolinz Melamin Gmbh Verfahren zur herstellung von reinem melamin
RU2161610C2 (ru) * 1994-12-23 2001-01-10 Агролинц Меламин Гмбх Способ очистки меламина
WO2003045927A1 (de) * 2001-11-16 2003-06-05 Ami - Agrolinz Melamine International Gmbh Verfahren zur herstellung von melemfreiem melamin und quencher
RU2271354C2 (ru) * 2000-08-07 2006-03-10 Агролинц Меламин Гмбх Способ получения меламина

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1315255B1 (it) * 1999-11-16 2003-02-03 Eurotecnica Dev And Licensing Procedimento di purificazione della melammina.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB958633A (en) * 1961-12-01 1964-05-21 Montedison Spa A process of recovering melamine
RU2161610C2 (ru) * 1994-12-23 2001-01-10 Агролинц Меламин Гмбх Способ очистки меламина
WO1997020826A1 (de) * 1995-12-07 1997-06-12 Agrolinz Melamin Gmbh Verfahren zur herstellung von reinem melamin
RU2271354C2 (ru) * 2000-08-07 2006-03-10 Агролинц Меламин Гмбх Способ получения меламина
WO2003045927A1 (de) * 2001-11-16 2003-06-05 Ami - Agrolinz Melamine International Gmbh Verfahren zur herstellung von melemfreiem melamin und quencher

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAXWELL G.: "Synthetic Nitrogen Products. A Practical Guide to the Products and Processes", 2004, SPRINGER, pages: 300 - 302
NITROGEN, 1982, pages 32 - 39
See also references of EP2457902A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2417992C2 (ru) 2011-05-10
EP2457902A1 (en) 2012-05-30
EP2457902A4 (en) 2013-08-28
EP2457902B1 (en) 2015-09-02
RU2009127905A (ru) 2011-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5427759A (en) Method of recovering ammonia and compounds from offgases contaminated with organic materials, carbon dioxide, and ammonia
SU1424734A3 (ru) Способ удалени побочных продуктов реакции при получении меламина из мочевины
KR102062142B1 (ko) 에틸 3-에톡시프로피오네이트(eep)의 제조방법
EP1230226B1 (en) Melamine purification process
WO2011010953A1 (ru) Способ получения меламина и его очистка
SA02220652B1 (ar) عملية لا نتاج ميلامين melamine عالي النقاء من اليوريا urea
RU2713178C2 (ru) Способ получения меламина с разделением и выделением высокочистых CO2 и NH3
EA006933B1 (ru) Способ непрерывного получения углеводородов из синтез-газа в шламовых реакторах и отделения получаемой жидкой фазы от твердой фазы
TW201600464A (zh) 於碳酸化合物之存在下除去醇溶液中之氨
RU2497814C2 (ru) Усовершенствованный способ очистки меламина
CN111566078B (zh) 包括从丁炔二醇原料中选择性除去Cu++离子的用于制造丁二醇的改进方法
US5929255A (en) Process for coproducing fumaric acid and maleic anhydride
CN108147988B (zh) 一种高手性纯度内酰胺化合物的制备方法
WO2009132750A1 (en) Process for recovering solid melamine
CN110372521A (zh) 一种从含有戊二胺的水相中汽提回收戊二胺的方法
US2950173A (en) Process for separating carbon dioxide from ammonia in the production of melamine from urea
JPH0532605A (ja) アセトニトリル精製法
CN111732540B (zh) 一种罗喹美克的制备方法
US1884509A (en) Production of cyanogen celoride and substituted guanidines
JPS60156548A (ja) 一酸化炭素捕集剤及びその製法
SU899538A1 (ru) Способ получени мочевины и меламина
CN109205569B (zh) 蒽醌法生产的双氧水的纯化方法
EP2907808B1 (en) Method for cooling a melamine melt
CN105733677B (zh) 一种异丙醇尿素脱蜡工艺溶剂回收方法
CN1388803A (zh) 由脲制备三聚氰胺的方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10802514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010802514

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A20111753

Country of ref document: BY