DE1670154C3 - Verfahren zur Abscheidung von reinem Melamin aus den Abgasen der Melamlnsynthese aus Harnstoff - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase auf eine Temperatur von 290 bis 310" C abkühlt. ^a°

Bei der Herstellung von Melamin durch Erhitzen von Harnstoff in Gegenwart von Katalysatoren und unter Zusatz von Ammoniak wird das Melamin aus der Reaktionszone in gasförmigem Zustand ausgetragen. Dio aus der Reaktionszone entweichenden Abgase enthalten im wesentlichen Kohlendioxyd und Ammoniak neben dem bei der Reaktion gebildeten Melamin. Die Umsetzung wird in der Regel bei Temperaturen von 300° C bis 450° C vorgenommen.

Zur Abscheidung des in den Abgasen enthaltenen Melamins ist es bekannt, die Abgase auf 180 bis 356° C abzukühlen, wobei vorzugsweise Temperaturen von 200 bis 275° C eingehalten werden. Die Abkühlung kann beispielsweise mit Hilfe gekühlter Wände oder durch Zumischen von kalten Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen bewerkstelligt werden. Um das restliche, im Gas tensionsmäßig noch verbleibende Melamin zu entfernen, können die Gase anschließend auf Temperaturen von 60 bis 100^Λ C weiter abgekühlt werden.

Das auf diese Weise erhaltene Melamin weist einen hohen Reinheitsgrad von etwa 99,8% auf. Es wurde jedoch festgestellt, daß dieses Melamin bei seiner Weiterverarbeitung zu Harzen aus bisher ungeklärten Ursachen zu Trübungen Anlaß geben kann, die bei der Verwendung von Melamin, das durch Umsetzung von Cyanamid erhalten worden ist, nicht auftreten.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß diese Trübungen bei der Weiterverarbeitung des Melamins, das durch thermische Umwandlung von Harnstoff in Gegenwart von Katalysatoren und Ammoniak und anschließende Abscheidung aus den Reaktionsgasen durch Kühlung auf Temperaturen unterhalb von 220° C erhalten worden ist, nicht auftreten, wenn man die Abgase vor der Kühlung auf 220° C auf eine unterhalb der jeweiligen Synthesetemperatur liegende Temperatur, die im Bereich von oberhalb des jeweiligen Taupunktes des Melamins in dem Gasgemisch bis 360° C liegt, abkühlt und die dabei ausfallenden Feststoffe aus dem Gas entfernt und anschließend die Gas« weiter abkühlt.

Der Taupunkt des Melamins stellt keine definierte Größe dar, sondern ist abhängig von der Konzentration des Melamins in den Abgasen. In der Regel hegt edoch der Taupunkt in einem Bereich von 280 bis 30O=C Vorteilhaft kühlt man die Gase vor der eigentlichen Abscheidung des Melamins auf eine Seratur von 290 bis 310^ C ab. Be, der genannten Kühlung scheidet sich in geringen Mengen ein Feststoff ab, der, wie analytische Untersuchungen ergeben haben, wesentliche Mengen an Meiern enthalt. Die erfindungsgemäße Kühlung kann auf irgendeine bekannte Weise durchgeführt werden. So ist es möglich die Abgase durch Zumischen von kalten Inerteasen beispielsweise den bereits von Melamin befreiten kalten Abgasen, oder auch Zumischen von kalten Feststoffen abzukühlen. Besonders vorteilhaft läßt sich die Abkühlung des Gases in einem Röhrenkühler durchführen, wobei sich überraschende rwe.se die Feststoffe nicht, wie dies bei der Kühlung der Abgase der Melaminsynthese sonst üblich ist, in Form von festen Krusten an den Wandungen des Kühlers, sondern als feinkristalliner Staub abscheiden, der leicht, z. B. mit Hilfe von Filtern, aus dem Abgas entfernt werden kann. .

Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. Beispiel 1

a) In einem Wirbelreaktor werden stündlich 150 kg Harnstoff mit 520 kg eines Gasgemisches aus 2 Volumteilen Ammoniak und 1 Volumteil Kohlendioxid in Gegenwart eines Aluminiumoxidkatalysators bei einer Temperatur von 39(V C zu etwa 95% zu Melamin umgesetzt. Die den Reaktor verlassenden Abgase werden durch Zumischen von bereits von Melamin befreiten, 130° C warmen Abgasen auf 200° C abgekühlt, wobei sich Melamin abscheidet.

b) Wie unter a) angegeben, wird Harnston zu Melamin umgesetzt; die melaminhaltigen Abgase werden jedoch vor der Kühlung auf 220' C in einem Röhrenkühler auf 300" C abgekühlt und die ausfallenden feinteiligen Feststoffe mittels eines Staubfilters von den Gasen abgetrennt. Anschließend werden sie durch Zumischen von 130° C warmen, von Melamin befreiten Abgasen weiter auf 200° C abgekühlt, wobei sich Melamin ausscheidet.

Vermischt man 126 Gewichtsteile des nach Beispiel 1 a erhaltenen Melamins mit 740 Gewichtsteilen Butanol, 550 Gewichtsteilen 33%iger Formaldehydlösung, 70 Gewichtsteilen Toluol und 0,15 Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid und destilliert anschließend Wasser azeotrop bis 109° C ab, so erhält man eine Harzlösung mit einer Benzol verträglichkeit von etwa 1:10. Schließlich engt man noch auf einen Festkörpergehalt von ungefähr 60% ein. Nach etwa 3 Monate langer Aufbewahrung unter Verschluß tritt bei der Harzlösung eine Trübung auf, die bei der weiteren Verwendung nachteilig ist. Im Gegensatz hierzu tritt bei einer Harzlösung aus nach Beispiel Ib hergestelltem Melamin während des gleichen Zeitraumes keine Trübung auf.

Beispiel 2

a) Wie in Beispiel 1 a) angegeben, werden 150 kg Harnstoff in Gegenwart eines Aluminiumoxid-

katalysators bei einer Temperatur von 390° C, jedoch unter Zusatz von 230 kg reinem Ammoniak zu Melamin umgesetzt. Die melaminhaltigen Abgase werden durch Zumischen von warmen, bereits melaminfreien Abgasen auf 200° C gekühlt und hierdurch das Melamin abgeschieden.

Wie unter a) angegeben, wird Harnstoff zu Melamin umgesetzt, wobei jedoch die den Ofen verlassenden Abgase vor ihrer Kühlung auf 200° C in einem RöhrenkUhler auf 300 <- abgekühlt werden. .._a Harzlösungen, die wie in Beispiel 1 *»*&*** Beispiel 2 a erhaltenem Melamin hergestellt werden, zeigen nach etwa 3 Monate langer Aufbewahrung eine Trübung, während in Harzlosuneen aus Melamin, das gemäß Beispiel 2 bι erhalten wird, keinerlei störende Trübungen auftreten.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abscheidung von reinem Melamin aus den Abgasen der Melaminsynthese, wie sie bei der thermischen Umwandlung von Harnstoff bei Temperaturen oberhalb von 300 C bis 450° C in Gegenwart von Katalysatoren und Ammoniak erhalten werden, durch Kühlung der Gase auf Temperaturen unterhalb von 220 C, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gase zunächstsauf eine unterhalb der jeweiligen Synthesetemperatur liegende Temperatur, die im Bereich von oberhalb des jeweiligen Taupunktes des Melamins bis 360° C liegt, abkühlt, die dabei ausfallenden Feststoffe aus dem Gas entfernt und anschließend die Gase weiter abkühlt.