CH285131A - Procédé pour la préparation de mélamine. - Google Patents

Description

Proeede pour la preparation de me1amine.

La pi-esente iii, ention coneerne un pro cAde perfectionne pour 1a. preparation de melamine.

Dans la preparation de 1a. melamine, il est avantageux de pouvoir disposer d'uree pure et sensiblement anhvdre. Toutefois, ä, la cori nais_sanee de la brevetee, il n'etait pas possible ,iusqu'ici d'obtenii- directement de 1'uree pre sentant les qualites voulues. Il fallait Bone, i pi,ealablement ä sa transforniation en inelainine, debarrasser l.'uree des iinpuretes qui 1'aeeonipagnaient (NH3, C02) et la se eber, ee qui entmine des frais eleves d'appa reillage et de combustible, que l'on peut eviter iiee ä la presente invention.

Le procede perfeetionne pour la prepara tion de nielamine qui Fait 1'objet de 1'inven t ion est eai-acterise en ee ctu'on introdiiit de 1'amniotiiae et du dioxvde de earbone daris une eticeinte de reaction fermee dann laquelle an inaintient une teinperature d'au nioins 732 <B>C</B> et une Pression d'au moins 70 kg/eni'-', niais ne depassant pas 140 kg/cm2, an nia,in tient. la Pression partielle de 1'eau foi,niee coinnie sous-produit de la reaetion ä. une va Ieur telle que Bette Bau Teste sous forme de vapeur, et an cha.iiffe 1'uree liquide sensible nietit. anlivdre obtenue en presenee d'amnio 1iiae sous Pression pour <B>Ja</B> transformer en melamine. Les temperatni#es et Pression opti miiin se situent respectiveinent ä 200" C" en-

viron et ä 140 kg/cm2 etwiron. Dans ees con ditions preferees, 1'eau ne Teste en Phase va peur que si sa Pression partielle est inferieure ä. 15,82 kg/cin2. Le restant du gaz peut eire constitue par un excedent de 1'un ou 1'autre reaetif ou par tont autre gaz ne pouvant pas nuire ä la reaetion, comme par exemple l.'azote.

La quantite de gaz diluant necessaire va rie suivant la temperature et la Pression, mais an peut faeileinent 1a. caleuler. En supposant, par exemple, qu'on desire fornier de 1'uree aai voisinage de son poiut de Fusion, .soit 132 C, si Fon se refere aux tables normalisees des v apeurs, comme eelles publiees dans la ein quieme edition du Handbook of Chemistry de Lange, Page 1456, an constate que la Pres sion de vapeui- qui eoi-respond ä. rette teinpe rature est d@environ 3 kg/eni". En admettant alors que 1e systeme est maintenu ä une Pres sion d'environ 70 kg/em2, il faut qu'une Pres sion partielle de 70 -- 3, soit 67 kg/cm2, soit fournie par d'a.utres gaz si Fon veut mainte nir 1'eau en Phase vapeur. Si Fon fait reagir 1e gaz animoniac et 1e ga.z carbonique ä. la vitesse necessaire pour transformer 50 % de Faeide carbonique en uree, la reaction totale Sera la suivante

?N13;, + 2C02---> <B><I>(N"-')</I> 2C0</B> + H20 -@- C02 :Attendu que la Pression partielle de 1'eau es[ de 3 kg/en1.2, ainsi cltr'on l.'a dejä cleter-

mine, et que suivant 1'equation il se forme une moleeule d'eau, il est evident que, dann ]es conditions d'equilibre, il restera une inole eule de gaz earbonique qui n'aura pas suhi la reaction, et qui donnera une Pression par tielle de 3 1s /eint. Ainsi, 1'eau et 1'aeide car bonique donnent ttne Pression totale de 6 kg/cm . La difference entre 70 et 6, c'est ä-dire 64 kg/cm2, peut etre obtenue en intro duisant dans 1e recipieilt un gaz inerte, tel que de 1'azote ou un gaz analogue, sous une Pression de 70 kg/cm='. 11 est evident qu'il fau-

dra 61, divise par 6, soit approxiniativeniellt 11 molecnles de ee gaz inerte.

Bien qu'on 1iuisse utiliser de 1'azote Beul comme diluallt, le renclelnenl en uree par unite de temps est assen reduit dans ce cas. On peut obtenir des rendeinents superieurs en inelangeant le < gaz aminoniae ä 1'azote, les ineilleul-s rendements etant obtenus par 1'ad dition du total de 11 molecules de diluant sous forme de gaz animoniae plutöt que d'azote. La i-eaetion d'enseinble s'effeetuei-ait done comme suit, ä. 132" C et 70 kg/em=.

0n peut ealeuler dune facoil analogue que, pour les eonditions Optimum d'environ ?00 C, 140 kg/em= et avec un degre de conversion.

de gaz earbonique d'environ 50 %, la reaetion d'enseinble serait approxiniativeinent de

10<B>N</B>1i<B>3</B> + <B><U>-2C0##</U></B> (:VIic)2CO + HoO ;- ("()c -@ <B><I>INNEI-1,</I></B>

0n remarquera que, dans 1'equation ei dessus, 1e gaz animoniac et 1e gaz earbonique sont dass 1e rapport niolecidaire de 5:1. Bien que Fon ait indique 1'emploi dun exee dent de gaz ammoniae, an peut egalenient atteindre la Pression totale ndcessaire, niais avee des rendements plus reduits, en utilisant du gaz carbonique, de 1'azote ou tout autre az inerte.

11 est indique .d'exti-aii-e 1'uree obtenu du recipient, pour la eonvertir ensuite en melamine, en un point isole de tout (,ontaet avec la vapeur d'eau. Un inoyen effieaee con siste ä extraire 1'uree du fond du reeipient reactionnel 'a travers un orifiee muni dune soupape ou d'un robinet. I:ii niarelie continue, la soupape ou robinet peut etre commande en fonetion du niveau d'uree dans 1e recipient reaetionnel, par exemple au moyen d'un ni veau liquide qni eommande une soupape de tont type eonnu an approprie.

L'invention Sera. deerite niaintenant en de tail et en se referant au dessin annexe qui represente un appareil destine ä la mise en wuvre du present procede.

L'unique figure du dessin est wie e1ev < < lion eil eoupe partielle nioliti-alit 1e i.eeipiellt pour foriner 1'uree ainsi que 1e dispositif, assoeie au reeipient precite, pour foriner 111 liielalnine.

()n voit en 1 un reeipierit cle reaction, re sistant 'a la Pression, revetu intArieurement, de prefei-ence, dune matiere sensiblement inerte aux i-eaetifs, par exeniple de 1'argent ou 1'alliage eonipose de 60 Parties de niek(A, 3 Parties de molybdene et 7 Parties de fer. Une ehenlise cha.uffante ? entoure le reci pient de reaetion l et presente des raeeords 3 et. 4 destines respectivenient ä 1'admission et @. 1'evaeuation de 1'agent ehaliffant, par exem ple de la vapeur. Le gaz ainmoniae et. 1e gaz earbonique sont introduits respeetivement dann 1e recipient de reaetion 1 par l'internie diaire de conduites 5 et 6 et melanges daiis un tuyau comimin 7. L'extreniite intei-ieui-e de ce dernier deboueiie au-dessoms du niveau de 1'uree liquide, attendu que cette disposition perinet nn contaet plus efficaee entre !es re actifs et d'atteindre plus rapidement la Phase d'equilibre du systenie. Cependant, il se for inera quand nienie de 1'uree sensiblenient anhydre, que le tuyau déhouehe au-dessous ou au-dessus du niveau de l'urée.

Cela se vérifie plus particulièrement au cours (les phases initiales du<I>procédé.</I>

Les tuyaux d'admission :5 et 6 pour le gaz ainnioniac et le gaz carbonique sont entourés d'un manchon ebanffant S tout au moins sur une partie (le leur longueur pour porter les gaz réactionnels introduits dans l'appareil à la température de réaction. Un évent. 9 per met d'évacuer les gaz résiduels; cet. évent esi- protégé par une crépine 10 et par un siphon 11 pour enipêelier le colmatage. Les gaz expul sés par l'évent 9 se composent d'ammoniac, d'acide carbonique et de vapeur d'eau. On peut débarrasser ce mélange de l'eau qu'il contient soit en 1e mettant en contact- avec un agent déshydratant ne réagissant pas avec le gaz atirnlorriac <B>011</B> le -;az carbonique, par exemple du rlilorure (le calcium, soit en pro cédant par condensation dit mélange d'eau, de gaz ammoniac et de gaz carbonique, suivie de la séparation des composants par distillation, soit encore par tout autre moyen connu appro prié (non représenté. Le mélange résiduel de ;gaz ammoniac et. de gaz carbonique peut être ajouté à l'un (les courants cl'adniission de gaz ammoniac ou de gaz carbonique de com plément en vue d'une réaction ultérieure dan, le récipient 1. Le procédé, par conséquent, peut être rendu cyclique, au choix, en ealeu- lant soigneusement les proportions totales des gaz, aussi bien pour ceux restitués au cycle < lue pour ceux provenant de sources de com plément pour maintenir la pression partielle de l'eau résiduelle à une valeur suffisamment basse pour conserver cette eau en phase va peur. Dans les conditions préférées Ie 00 C et de 1-10 kgicin' <B>(le</B> pression, le gaz résiduel se compose de S parties de gaz ammoniac, d'une partie de gaz carbonique et d'une partie de vapeur cl'eittt, alors que 10 parties de gaz ammoniac et deux parties de raz carbonique sont nécessaires pour la réaction. Ainsi, dans les conditions préférées, il faut deux parties de gaz ammoniac de complément et une partie de gaz carbonique de complément pour assu rer le fonctionnement cyclique. Un tube de niveau liquide 1 peut. être prévu pour maintenir automatiquement le ni veau de l'urée liquide entre des limites fixes. Lorsque le niveau d'urée atteint une hauteur prédéterminée dans le tube 12, il provoque l'ouverture d'une soupape 13 (qui ferme nor malement l'orifice à la. base de la chambre de réaction 1.) au inoy en d'un mécanisme eom- mandé par un niveau liquide, d'un type connu, non représenté en détail, mais contenu dans un boîtier -14. Le niveau d'urée dans le réci pient. 1 baisse ensuite jusqu'au moment où le mécanisme de commande de la soupape 13 actionne celle-ci. Ce moyen de commande du niveau d'urée n'est donné qu'à titre d'exem ple, et de nombreux moyens analogues peu vent #kre appliqués pour remplir le même of riee.

L'appareil pour la préparation d'urée est représenté sur le dessin comme étant associé à un appareil pour produire de la vapeur de mélamine en l'alimentant avec de l'urée en fusion. Lorsque la soupape 13 s'ouvre, l'urée est introduite dans une enceinte chauffée 15 dans laquelle elle entre en contact avec du gaz ammoniac introduit sous pression par la con duite 16. Les éléments 15 et 16 sont entourés, respectivement, par des chemises chauffantes 17 et<B>18</B> munies de dispositifs pour l'admission et l'évaeuacion d'un agent de chauffage tel. que vapeur ou autres. Lorsque la pression produite dans la zone où se forme la inélamine atteint une valeur prédéterminée indiquée par un manomètre 19, ce dernier entre en jeu et ouvre à l'aide d'air comprimé ou de tout antre moyen approprié une soupape 20 normale ment fermée de faeon que les gaz présents dans la zone 15 od se forme la mélamine soient forcés dans un collecteur 21. En utili sant. un appareillage non représenté, mais bien connu des spécialistes, on petit alors re- ï roidir les vapeui;s de rnélamine et recueillir de la mélamine solide.

Claims (6)

1. R.v ENDICATION Procédé de préparation de inélamine, ca- ractérisë en ce qu'on introduit. de l'ammoniac et du dioxyde de carbone dans une enceinte de réaction fermée dans laquelle on maintient une température d'au moins<B>1320</B> C et une pression d'au moins 70 lzg/em", mais ne dé passant pas 140 kg/cni , on maintient la pres sion partielle de l'eau formée comme sous- produit de la réaction à une valeur telle que cette eau reste sous forme de vapeur, et on chauffe l'urée liquide sensiblement anhydre obtenue en présence d'ammoniac sous pression pour la transformer en mélamine. SOUS-REVEN DILATIONS 1. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'eau formée est maintenue en phase vapeur en introduisant l'un des réactifs en quantité et sous une pression suffisantes pour empêcher la liquéfaction de la vapeur d'eau à. la température où 1-'on opère.
2. 2. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 1. caractérisé en ce qu'on extrait l'ammoniac et le dioxyde de carbone n'ayant. pas réagi en même temps que l'eau formée comme sous-produit, en ce qu'on dé- barrasse le mélange de l'eau et qu'on renvoie dans l'enceinte l'ammoniac et le dioxyde de carbone.
3. 3. Procédé selon la revendication et les sous-revendications 1 et `, caractérisé en ee au'on extrait. l'urée de l'enceinte de réaction à travers un orifice situé au-dessous du niveau de l'urée.
4. 4. Procédé selon la revendication et les sous-revendications 1 à. 3, caractérisé en ce que l'on maintient dans l'enceinte de réaction la. température à. environ 200 C et la pression à environ 140 kg/em2.
5. 5. Procédé selon la revendication et les sons-revendieations 1 à. 4, caractérisé en ce que la pression partielle de la vapeur d'eau formée comme sous-produit. est maintenue ait- dessous de 15,82 kg/em .
6. 6. Procédé selon la revendication et les sous-revendications 1 à :5, caractérisé en ce que l'ammoniac et le dioxyde de carbone sont présents dans l'enceinte de réaction dans tin rapport moléculaire cl'eiiv iron 53 :1.