CH343406A - Verfahren zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff - Google Patents

Description

      Verfahren    zur Herstellung von     Melanin    aus     Harnstoff       Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein  Verfahren zur Herstellung von Melanin durch Er  hitzen von Harnstoff in Gegenwart von Ammoniak  auf Temperaturen von     350-450     C bei einem Druck  von 20-100     at,    das dadurch gekennzeichnet ist,  dass der Harnstoff vor dem Erhitzen auf Tempera  turen von     350-450     C von Wasser befreit und die  Reaktion in einem Gefäss durchgeführt wird, welches  aus einer Legierung besteht oder mit einer Legie  rung ausgekleidet ist, welche unter den Reaktionsver  hältnissen nicht angegriffen wird.  



  Die Möglichkeit, durch Erwärmen von Harnstoff,  im besonderen in Anwesenheit von Ammoniak,  Melanin herzustellen, ist schon lange Zeit bekannt.  Es wurden mehrere Verfahren vorgeschlagen zur Er  zeugung von Melanin im technischen Massstab durch  Erhitzen von     Harnstoff    auf hohe Temperaturen unter       Ammoniakdruck    (siehe z. B. das USA-Patent Num  mer 2566231). Es scheint indessen, dass diese Vor  schläge bis heute keine praktische Verwirklichung in  grossem Massstab gefunden haben.  



  Der Grund für diese ausgebliebene Verwirkli  chung ist hauptsächlich in der Tatsache zu suchen,  dass von der bisher verwendeten Reaktionsmischung  die als Werkstoffe meistens verwendeten Metalle und       Legierungen    bei den zur Erzielung praktisch brauch  barer Umsätze und Ausbeuten erforderlichen Tem  peraturen und Drucken rasch angegriffen werden.  Es ist nicht interessant, das Verfahren bei niederen  Drucken im technischen Massstab durchzuführen, da  die erreichten Umsätze und Ausbeuten sehr gering  sind.  



  Es wurde nun gefunden, dass, wenn der Harnstoff  vor dem Einsatz zur Herstellung von Melanin durch  eine     Wärmevorbehandlung    von Wasser befreit wird,  gebräuchliche Legierungen, z. B.      Hastelloy        C     oder        Haynes    25  (eingetragene Marken) bei den für die    Durchführung des Verfahrens nötigen     Temperatur-          und    Druckverhältnissen nicht     merklich    angegriffen  werden.  



  Solche Legierungen sind z. B. die Legierung        Hastelloy    C , welche aus ungefähr 14% Chrom,  <B>58%</B> Nickel,<B>17%</B>     Molybdän,    6 % Eisen und 5       Wolfram    besteht, sowie die Legierung      Haynes   <B>25 ,</B>  die aus 19-2l % Chrom, 46-53     %    Kobalt, 9-11  Nickel, max. 3     %    Eisen, 14-16 %     Wolfram    und klei  nen Prozentsätzen Silizium und Mangan zusammen  gesetzt ist.  



  Beide Legierungen korrodieren bei Verwendung  von     nicht    getrocknetem Harnstoff.  



  Für die Trocknung des Harnstoffes können Edel  stahl-Apparate verwendet werden. Dauer und Tem  peratur können innerhalb weiter Grenzen schwanken.  Der Harnstoff kann z. B.     während    1 bis 12 Stunden  bei Temperaturen zwischen 135     und    160  C unter  normalem oder vermindertem Druck erwärmt werden.  Während dieser Erwärmung verliert der Harnstoff  das hygroskopisch aufgenommene Wasser; falls das  Erhitzen längere Zeit bei höheren Temperaturen  durchgeführt wird, können kleine Mengen Ammoniak  entweichen; der Harnstoff enthält dann geringe Men  gen     Desaminierungsverbindungen    wie     Biuret,        Cyanur-          säure    usw.

   Das so gewonnene Produkt ist vollkom  men wasserfrei, klar und farblos. Es wird z. B. mit  tels     einer    Injektionspumpe mit erwärmten Kolben in       geschmolzenem    Zustand in das Reaktionsgefäss ein  gepumpt.  



  Im folgenden wird eine beispielsweise Ausfüh  rungsform des erfindungsgemässen Verfahrens anhand  einer Zeichnung dargelegt.  



  Der in Melanin umzuwandelnde     Harnstoff    (wel  cher ungefähr 1 % Wasser enthält) wird 1-2 Stunden  in einem Apparat aus     WA-Stahl    (der im Schema  nicht angeführt ist) bei     normalem    oder vermindertem      Druck auf 135-145  C     erwärmt.    Aus diesem Appa  rat wird er durch eine erwärmte Leitung kontinuier  lich in das Beschickungsgefäss (1) der Einspritzpumpe  geleitet. Dieses Gefäss besteht ebenfalls aus     V4A-          Stahl    und wird auf einer Temperatur von l35  C ge  halten.

   Aus diesem wird der Harnstoff durch die  Einspritzpumpe (2) in den     rohrförmigen,    mit     Rührer     versehenen und aus     Hastelloy    C oder     Haynes    25 her  gestellten Reaktionsapparat (3) eingepumpt.  



  Dieser Apparat ist auf     380-420     C     erwärmt.     In denselben wird gleichzeitig mit dem     Harnstoff     durch die Schlange (6) auf 400-500  erwärmtes  Ammoniak aus dem Behälter (4) durch die Pumpe  (5)     eingeführt.    Die     Ammoniakmenge    beträgt un  gefähr 9 kg für jedes kg hergestelltes     Melamin,    wel  ches im Behälter (7)     gesammelt    wird. Im Reak  tionsapparat hält man einen     Ammoniakdruck    von  40-80 atü aufrecht.

   Das gleichzeitig mit dem Harn  stoff in den Reaktionsapparat eingeführte Ammoniak  dient sowohl als Wärmeübertrager als auch zur  vollständigen Sublimierung des sich bildenden     Mela-          mins.    Wenn man bei 410  C und einem Ammoniak  druck von 50 atü arbeitet (unter diesen Bedingungen  beträgt die     Melamin-Dampfspannung    0,75 atü), ist  zur vollständigen Sublimierung von 1 kg     Melamin     eine     Ammoniakmenge    von  
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    notwendig.  Beim Austritt aus dem Reaktionsapparat kann  das     Melamin    in. den festen Aggregatzustand über  geführt und nach den bekannten Methoden vom Am  moniak abgetrennt werden.  



  Bei einer     Harnstoffbeschickung    von 600     g/h    wur  den mit einer Apparatur der geschilderten Art 194     g/h     mindestens     99%iges    sublimiertes     Melamin    erhalten.  Das gewonnene     Melamin    war vollkommen wasser  löslich und enthielt als     Verunreinigungen    nur nicht         verwandelten    Harnstoff; die Ausbeute, bezogen auf  den eingegebenen Harnstoff, betrug 90%. Das Ver  fahren kann auch so durchgeführt werden, dass das  erzeugte     Melamin    in flüssigem Zustand abgezogen  wird.

   In diesem Falle beträgt der notwendige     Ammo-          niakzusatz    nur 1 bis 2 kg pro kg des erzeugten       Melamins.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Melamin durch Erhitzen von Harnstoff in Gegenwart von Ammo niak auf Temperaturen von 350-450 C bei einem Druck von 20-100 at, dadurch gekennzeichnet, dass der Harnstoff vor dem Erhitzen auf Temperaturen von 350-450 C von Wasser befreit und die Reak tion in einem Gefäss durchgeführt wird, welches aus einer Legierung besteht oder mit einer Legierung ausgekleidet ist, welche unter den Reaktionsverhält nissen nicht angegriffen wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Legierung eine solche mit ungefähr 14% Cr, 58% Ni, 17% Mo, 6% Fe und 5 % W verwendet. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Legierung eine solche mit 19-21% Cr, 46-535X0 Co, 9-11% Ni, höchstens 3 %a Fe, 14-16 ö W sowie kleine Mengen Si und Mn verwendet. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Legierung eine solche mit von Wasser durch Erhitzen des rohen Harnstoffes während 1-12 Stunden auf 135-160 C vornimmt. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass man das Erhitzen des Harnstoffes zur Befreiung von Wasser bei vermindertem Druck vornimmt.