139933. lajstromszámú szabadalom • Eljárás melamin előállítására
139933. 3 meg is állapítottuk, mert kitűnt, hogy 500°-on, sőt még ennél magasabb hőmérsékleteken is, igen kitűnő melaminhozadékot értünk el, csak néhány percnyi heví-5 téssel. Minthogy az ipari termelésnél az idő fontos tényező, célszerűen 350° és mintegy 600° hőmérséklet között kell dolgoznunk. 350°-on, célszerűen, nem hevítünk 6 órán túl, 400°-on félórán túl és 10 500°-on pedig 10 percnél nem tovább. Számos kísérletünk folyamán megfigyeltük, hogy ha a reakciót 350° fölött hajtjuk végre és ha a reakciótér egy része ennél alacsonyabb hőmérsékleten van, pl. ha az 15 autokláv felső részét nem hevítjük, úgy a keletkező melamin tekintélyes része szublimál és az edény hidegebb részein igen tiszta finom tűk alakjában válik le. Ilyként a melamint szokatlanul tiszta állapotban 20 nyerhetjük. Ez a felismerés a találmány igen fontos és értékes része. Az autoklávmaradványból a melamint vízből átkristá-Iycsitással nyerhetjük ki. A fent megadott egyenlet szerint szén-25 dioxid és ammóniák szabadul fel. Ezek és esetleges egyéb bomlási gázok az autokiávban uralkodó nyomást emelik, a hőmérséklettől és az autokláv szabad terének nagyságától függő mértékben. 300 30 cm3 -es autoklávval és 60 g karbamiddal, 350°-on mintegy 220 atm. nyomás keletkezik. Egy más kísérletben 1300 cm3 -es autoklávban 60 g karbamidot két órán át hevítettünk 350°-ra; a maximális nyomás csak 35 mintegy 14 atm. volt. A kísérletet 120 g karbamiddal megismételve, mintegy 28 atm. maximális nyomás keletkezett. 240 g karbamiddal végzett kísérletnél a nyomás 44 atm-t ért el. Minden esetben jó mela-40 minhozadékot kaptunk, anélkül, hogy a nyomásnak különös hatása látszott volna. További kísérletnél 60 g karbamidot tettünk 300 cm3 -es autoklávba és 350°-ra hevítettük, mire a gázok kibocsátásával a 45 nyomást megszüntettük, a hevítést pedig légköri nyomáson folytattuk, az autoklávot lehűtöttük és tartalmát megelemeztük. Az elméletinek 10,4%-ára rúgó melaminmennyiséget találtunk. Ebből kitűnik, hogy 50 nyomás alatt jobb hatásfokot érünk el és ezért legalább 9,5 atm. nyomáson, mégpedig a reakciógázok által kifejtett ily nyomáson, célszerű dolgozni. Bizonyos körülmények között célszerű 55 lehet a reakciót a magától fejlődő nyomásnál kisebb nyomás alatt lefolytatni, amit biztonsági szelepekkel, vagy a reakciótérbe, illetve ezzel közlekedő térbe adott oly anyagokkal érhetünk el, amelyek a fejlődő gázokat elnyelik. 60 A magától előálló nyomásnál nagyobb nyomásokkal is kísérleteztünk, amelyeket az autoklávba adott ammóniákkal értünk el. Megállapítottuk, hogy a reakció jó hozadékot adott a magától keletkezőnél na- 65 gyobb nyomásokkal is, még ha ezek elérték a 450 amt.-t is, vagy ezt meg is haladták. Megfigyeltük, hogy — különösen alacsonyobb hőmérsékleteknél — a hozadék javult, ha hozzáadott ammóniák volt jelen 70 a reakció övezetben. így pl. ha 60 g karbamidot helyeztünk 300 cm3 -es autoklávba és csak a magától keletkező nyomás alatt végeztük a hevítést két órán át 270°-ra, úgy az elméletinek csak 72 —1 %-ára rúgó 75 mennyiségű melamin keletkezett, míg ha 25 g NH3-t adtunk az autoklávba, a hoza-^ dék 10.6 %-ra emelkedett. 300°-on azonos körülmények mellett, ammóniák nélkül 7,2%, 25 g ammóniák hozzáadásával pe- 80 dig 27% volt a melaminhozadék, amiből kitűnik, hogy a melamintermelést alacsonyabb hőmérsékleteken jobb hozadékkal végezhetjük el ammoniákos légkörben. Azt is megállapítottuk, hogy az ammo- 85 niák a melaminra stabilizálólag hat, úgyhogy a melamint a rendes bomlási hőmérsékletnél magasabb hőmérsékleteken állíthatjuk elő. így pl. ha 60 g melamint hevítettünk két órát át, autoklávban 400°-ra, 90 a melaminnak csak 52%-a maradt meg, míg 25 g ammóniák hozzáadásával a bornlatlan melamin 96.5%-ra emelkedett, amiből az ammóniák bomlást gátló hatása szembeszökő. Ezért az eljárást ammóniák- 95 gáz jelenlétében célszerű végrehajtani, amely vagy a reakcióból keletkezik, vagy pedig külön adjuk hozzá. Mint már említettük, a karbamid 300°-ig hevítve hőbomlási termékekként biurétet, 100 cianursavat, ammelidet és ammelint ad, ammóniák mellett. Minthogy az eljárás szerint a karbamidot igen magas hőmérsékletekre is hevítjük, kétségen kivül a fenti bomlástermékek vagy ezek egv része 105 jelen vannak a reakcióövezetben és szintén átalakulnak melaminná. Ezért a karbamid különböző hőbomlási termékeivel kísérleteztünk úgy, hogy ezeket autoklávban mintegy 270°-ra és e fölé hevítettük. 110 Az egyik kísérlet szerint 35 g biurétet helyeztünk 300 cm3 -es autoklávba és lezárva két órán át 350°-on tartottuk. A lehűtött autoklávban az elméletinek 55%-ra rúgó melaminmennyiséget állapítottunk «5 meg. A biuret átalakulását melaminná az " alábbi egyenlet szemlélteti:
