190834. lajstromszámú szabadalom • Javoított eljárás melamin előállítására karbamidból, vagy hőbontási termékeiből
1 190 834 2 A találmány javított eljárás melamin előállítására, karbamidnak vagy karbamid hőbontási termékeinek átalakításával, melynek során a képződő reakcióelegyet vízzel vagy valamilyen vizes közeggel hűtve, oldott vagy szuszpendált melamint tartalmazó vizes termékáramot kapunk. A szilárd melamint ezután elválasztjuk a vizes termékáramtól, igy egy vizes folyadékáram marad vissza. Minthogy ez a visszamaradó vizes folyadékáram- általában a kristályosítás után visszamaradó anyalúg - még tartalmaz bizonyos mennyiségű melamint, kívánatos a visszavezetése a melamingyártási folyamatba; ahelyett, hogy egyszerűen elvezetnénk a szennyvízzel. Ez a visszamaradó vizes áram azonban még tartalmaz reakció-mellékterméket is- például ammelint és ammelidet - és ha hagyjuk, hogy ezeknek a melléktermékeknek a koncentrációja a visszavezetett folyadékban megnövekedjék, akkor ezek fokozott mértékben szennyezni fogjak a kikristályosodó melamint. Ezért ahhoz, hogy elfogadható tisztaságú melamint kapjunk, a visszavezetés bizonyos pontján tisztítani kell ezt a visszamaradó vizes áramot. Ilyen eljárás ismeretes a 3 496 176. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból, amely szerint a szilárd melamin kikristályosítása és eltávolítása után visszamaradó vizes folyadékból először kifúvatják az ammóniát, és a folyadékot lehűtik, majd a melléktermékeket - például az ammelint (4,6-diamino-l,3,5-triazin-2(lH)-on) és az ammelidet (6-amino-1,3,5-triazin-2,4(l H,3H)dion) - szén-dioxiddal vagy valamilyen savval kicsapatják. A kicsapott ammelint és ammelidet szűréssel távolítják el, ezután a szűrlet visszavezethető és felhasználható a reakcióelegy hűtésére. Bár ez az ismert eljárás alkalmas arra, hogy megakadályozzák a reakció-melléktermékek felgyülemlését a visszavezetett folyadékáramban, ennek a tisztítási folyamatnak a végrehajtása azonban, igen nagy energiafelhasználással jár. Ezért a találmány olyan eljárás megvalósítására irányul, amelynek segítségével a technika állásából ismertnél lényegesen kisebb energiafelhasználás mellett megakadályozzuk a reakció-melléktermékek felszaporodását a visszavezetett maradék vizes áramban, s ugyanakkor elfogadható szinten tartsuk a melamin termék tisztaságát. Azt tapasztaltuk, hogy a szennyező melléktermékeknek a felgyülemlése a visszavezetett folyadékban stabilizálható oly módon, hogy ennek a folyadékáramnak egy viszonylag kis részét tisztító kezelésnek vetjük alá, ezáltal jelentősen csökken az energiaigény, s ugyanakkor a kapott melamin végtermék nagyon kevés vagy semmi szennyezést nem tartalmaz. Közelebbről meghatározva a találmány javított eljárás melamin előállítására karbamidból vagy annak hőbontási termékeiből, amelynek során a reakcióelegyet vizes közeggel hűtjük. így olyan vizes termékáramot kapunk, amely melamint és reakciómelléktermékeket tartalmaz. A kapott melamint a vizes termékáramtól elválasztva egy - a folyamatba visszavezethető - vizes folyadékáram marad vissza, amelyet például vizes közegként felhasználhatunk a reakcióelegy további adagjainak hűtésére. A ta10 15 20 25 30 35 40 45 SO 55 60 65 lálmány szerinti eljárás során a visszamaradó vizes áramnak - mely még tartalmaz reakció-melléktermékeket - egy részét elkülönítjük az áram többi részétől, s ezt az elkülönített részt a folyamatba való visszavezetés előtt kezeljük, a melléktermékek eltávolítása céljából. A visszamaradó vizes áram általában még tartalmaz bizonyos mennyiségű ammóniát, így viszonylag magas a pH-ja. A tisztítás során a folyadékáram elkülönített részének a pH-ját 7,5 és 9,0 közötti értékre csökkentjük, valamilyen sav hozzáadásával. Ilyen pH-értéknél a szennyezések - pl. az ammelin és ammelid - oldhatósága jelentősen csökken, így azok kicsapódnak. Ezt a csapadékot azután kiszűrjük a visszamaradó vizes oldatból, mielőtt visszavezetnénk a folyamatba. A savazást előnyösen szén-dioxid bevezetésével végezzük. Minthogy szén-dioxid már úgyis jelen van az elegyben, nem vezetünk be semmiféle idegen vegyületet, amely azután felgyülemlene és el kellene távolítani. Hogy energiacsökkenést érjünk el és ugyanakkor megfelelően tiszta melamint gyártsunk, a visszamaradó vizes áramnak meghatározott részét - mégpedig általában 5-50%-át tisztító kezelésnek vetjük alá. Célszerű, ha a visszamaradó termékáram 8—15%-át vetjük alá a kezelésnek. A találmány szerinti eljárás bármely olyan ismert megoldásnál alkalmazható, amellyel melamin állítható elő karbamidból vagy annak hőbomlási termékeiből, akár nagy nyomáson, akár közepes, akár kis nyomáson. A nagynyomású eljárások szerint a melamint 50 x 105 Pa-nál nagyobb nyomáson, katalizátor alkalmazása nélkül állítjuk elő karbamidból, így olyan reakcióelegyet kapunk, amely melaminolvadékból, ammóniából és szén-dioxidból áll. Ez a reakcióelegy vízzel vagy vizes oldattal lehűthető, akár az elegy nyomásának csökkentésével egyidejűleg, akár az után. Az egész folyamat hő- és vízegyensúlyának optimalizálása céljából hűtőközegként általában előnyös a folyamatnak egy későbbi fázisából származó oldat - pl. a melamin kikristályosítása és eltávolítása után visszamaradó anyalúg - alkalmazása. A közepes- és kisnyomásún a melamint karbamidból állítják elő katalizátor jelenlétében általában 1-25 x 105 Pa közötti, előnyösen 1-25 • 105 Pa közötti nyomáson. Ennek az átalakulásnak legalább egy része fluidágyban megy végbe ammónia és esetleg szén-dioxid jelenlétében. Az ilyen közegben végrehajtott kis nyomású eljárásokban általánosan használt katalizátorok: szilikagél, alumínium-oxid, szilícium-dioxid-aluminium-oxid-gél, titán-dioxid, cirkónium-oxid, bór-foszfát, alumínium-foszfát vagy ezen vegyületek közül kettőnek vagy többnek a keveréke. A kis- vagy közepes nyomású eljárásokban képződő, melamintartalmú reakcióelegy gáz halmazállapotú, és a melamin mellett ammóniát, szén-dioxidot és általában kis mennyiségű gáz halmazállapotú szennyezést tartalmaz. Ez a gáz halmazállapotú reakcióelegy tartalmazhat egy kevés katalizátort is, amit a reaktorból ragad magával. Ha a melaminnak a reakcióelegyből való kinyerésére nedves módszert alkalmazunk, akkor a gáz-2
