专利名称：纯化三聚氰胺熔化物的方法
技术领域：
本发明涉及通过在高压过程中热解脲来制备纯三聚氰胺的方法，以及通过分开汽提来纯化所得三聚氰胺熔化物的方法。
背景技术：
在制备三聚氰胺的高压过程中，脲在吸热液相反应中反应，得到三聚氰胺。在此反应中，每摩尔三聚氰胺形成3mol的CO2和6mol的NH3，并且取决于反应器中的压力和温度条件，液态三聚氰胺含有另外变化量的溶解的NH3和CO2，也含有高分子量和低分子量副产物及未反应脲。
US-A 3,116,294公开了CO2可通过用气态NH3逆流汽提粗三聚氰胺熔化物来除去CO2。在WO 00/21940中披露汽提有利地在充满液态三聚氰胺的塔中实施，而不是在充满气体的塔中。另外，可在鼓泡塔中冷却熔化物至高于三聚氰胺熔点5-20℃的温度。
出乎意料地，现已发现一种方法，其可通过将NH3分开导入汽提塔来得到较高纯度的三聚氰胺。
发明内容
本发明因此提供一种在高压过程中通过热解脲来制备纯三聚氰胺的方法，其特征在于将所形成的三聚氰胺熔化物加入汽提设备中，在该汽提设备中，三聚氰胺熔化物在逆流下，-在第一阶段与热的新鲜气态NH3接触，并另外与在来自第二阶段的NH3接触，熔化物的温度保持同样的温度或变得更高，-在第二阶段与冷的气态NH3接触，使得其冷却至高于取决于压力的三聚氰胺熔点1-30℃的温度，以及，如果需要，-在第三阶段放置10分钟-10小时，-随后以任何希望方式加工该三聚氰胺熔化物。
为了实施本发明的方法，在温度为325-450℃，优选350-425℃，并且压力为50-450巴，优选50-250巴下，脲反应形成液态三聚氰胺和废气。为了避免形成副产物，或为了改进反应器中的混和，取决于三聚氰胺反应器的构造，将每摩尔脲高达10摩尔NH3、优选高达2摩尔NH3的过量NH3气引入反应器中。
在本发明的过程之后，不需要将反应器中形成的反应混合物加入分离器中，并在那里使液相、即三聚氰胺熔化物完全由气相、即废气中分离。
在反应器顶部排出的废气包括气态NH3、CO2和少量的气态三聚氰胺，如果需要，将该废气与来自三聚氰胺设备中其它高压部分的废气一起加入脲涤气器中，所述来自三聚氰胺设备中其它高压部分的废气同样包括气态NH3、CO2和少量的气态三聚氰胺。在该脲涤气器中存在脲熔化物，其洗涤热废气中存在的气态三聚氰胺，同时变得更热，而废气放出三聚氰胺并冷却。该预热的、含三聚氰胺的脲熔化物然后加入三聚氰胺反应器中并转化为三聚氰胺。
离开反应器的三聚氰胺熔化物另外含有变化量的溶解的NH3和CO2，也含有相对高分子量和低分子量的副产物及未反应脲。CO2、副产物及未反应脲应尽可能完全地由三聚氰胺熔化物中除去。
根据本发明，这可通过在汽提设备中分开汽提来实现，在该汽提设备中，三聚氰胺熔化物在逆流下，在第一阶段与热的新鲜气态NH3接触，并另外与在来自第二阶段的热NH3接触，熔化物的温度保持同样的温度或增加，并且以此方式纯化的三聚氰胺熔化物在第二阶段与冷的气态NH3接触，使得熔化物冷却至仅高于取决于压力的三聚氰胺熔点1-30℃的温度。取决于设备的构造，此温度为高于取决于压力的三聚氰胺熔点1-30℃，优选1-20℃，特别优选1-10℃。
三聚氰胺熔化物所处条件为NH3压力为50-450巴，优选反应器压力。然而，也可在显著低于反应器压力的压力下成功地实施汽提。在优选实施方案中，进入汽提设备的三聚氰胺熔化物的温度约与反应器温度相同。然而，也可增加或降低温度。
为了在第一阶段实施汽提，所加入新鲜氨的温度约与第一阶段中存在的熔化物的温度相同。然而，也可加入具有略高温度的NH3，使得第一阶段中的熔化物温度整体增加。
在加入新鲜热NH3的同时，将通过第二阶段后所得的已加热NH3也加入到第一阶段中，使得在最优汽提所需的高温下汽提设备中所用NH3的总量，能够用于第一极端中气体过程中的汽提过程。
新鲜热NH3的入口存在于汽提设备中的任何区域，其中已在第二阶段中冷却的三聚氰胺熔化物已大约达到进入第一阶段的三聚氰胺熔化物温度。
汽提设备的用量、温度和特定结构决定了所述区域的位置，在所述区域中实质上没有对三聚氰胺熔化物进行更多冷却，并且在所述区域中开始第一阶段，并引入新鲜热NH3。
新鲜热NH3气体可在一个或多个点引入。
在汽提设备的底部以一定量和一定温度将冷的NH3引入第二阶段，将三聚氰胺熔化物冷却到恰好高于其熔点的温度。然而，应确保在操作中发生任何波动时该温度不降至低于熔点，以便三聚氰胺结晶。
冷的NH3的温度范围为150-300℃，优选150-200℃，所需冷的NH3的量取决于三聚氰胺熔化物的加入温度、产量、汽提设备的尺寸和构造，并因此可在宽广范围内变化。
在通过第二阶段期间，冷的NH3吸收了冷却三聚氰胺熔化物期间除去的热量，并在该过程中自身加热。在此第二阶段，特别地除去相对高分子量的副产物。
在本发明的另一实施方案中，在第二阶段之下的空间用于第三阶段，在该第三阶段中，温度已经高于三聚氰胺熔点的三聚氰胺熔化物在主要NH3压力下放置。以此方法可实现额外的老化作用。
在第二和第三阶段出口得到的纯三聚氰胺熔化物可以任何希望方式加工，或例如通过熔化物减压、通过在流化床中凝固、通过用水、用液态或气态氨淬火、或者通过由气相升华和凝华来凝固。
本发明方法适合于所有类型的气—液塔。可使用很多种类的填充，例如多孔板、筛板、浮阀塔板或有序填充如Sulzer填充。
图1所示为汽提设备，其中A是该汽提设备的第一阶段，B是该汽提设备的第二阶段，1是进入第一阶段的三聚氰胺熔化物，2是离开第二阶段的三聚氰胺熔化物，3是热的气态NH3，4是冷的NH3，5是排出的NH3。
具体实施例方式
下面的实施例1表明，在相同量用于汽提的NH3时，在不同温度下根据本发明分开添加NH3，比在比较例1中于反应器底部恒定温度下未分开的NH3添加得到更高纯度的NH3。比较例2表明如果塔具有介于三聚氰胺熔化物入口和出口之间的温度分布，则不可能引入制备纯三聚氰胺所需的“冷的”NH3的量，因为在汽提设备出口的三聚氰胺温度之后不能再保持在所需温度。仍得到低品质的三聚氰胺。
实施例1分开的NH3添加将温度为370℃的每小时4kg的三聚氰胺在顶部引入长度为1米、直径为8cm的塔中，用Sulzer填充来填充，并处于180巴的NH3压力下。三聚氰胺中含氧组分(CO2、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺、脲基三聚氰胺和异氰酸)的含量为2.9重量％。在塔的底部将温度为160℃的0.43kg的NH3，以及将温度为370℃的2.9kg/h的NH3在370℃三聚氰胺熔化物的温度范围的起始处引入。
在温度为340℃的塔的底部，所得三聚氰胺的纯度为99.6重量％，含氧组分的含量为0.21重量％。
比较例1未分开的NH3添加如实施例1所述，在塔的顶部引入4kg含氧组分含量为2.9重量％且温度为370℃的三聚氰胺。然而引入塔的底部的NH3的总量为3.33kg/h，温度为370℃。
在塔的底部，所得三聚氰胺熔化物的纯度为99.0重量％，其含氧组分的含量为0.22重量％。
比较例2未分开的NH3添加如实施例1所述，在塔的顶部引入4kg含氧组分含量为2.9重量％且温度为370℃的三聚氰胺。塔的底部引入温度为330℃的NH3，直到塔的底部的温度为340℃。
在塔的底部，所得三聚氰胺熔化物的含氧组分的含量为0.45重量％，三聚氰胺的纯度为99.2重量％。
权利要求
1.一种在高压过程中通过热解脲来制备纯三聚氰胺的方法，其特征在于将所形成的三聚氰胺熔化物加入汽提设备中，在该汽提设备中，三聚氰胺熔化物在逆流下，—在第一阶段与热的新鲜气态NH3接触，并另外与在来自第二阶段的NH3接触，熔化物的温度保持相同或变得更高，—在第二阶段与冷的气态NH3接触，使得其冷却至高于取决于压力的三聚氰胺熔点1-30℃的温度，以及，如果需要，—在第三阶段放置10分钟-10小时，—随后以任何希望方式加工该三聚氰胺熔化物。
2.权利要求1的方法，其特征在于，所述三聚氰胺熔化物在第二阶段与冷的气态NH3接触，使得其温度高于取决于压力的三聚氰胺熔点1-20℃。
3.权利要求1的方法，其特征在于，所述三聚氰胺熔化物在第二阶段与冷的气态NH3接触，使得其温度高于取决于压力的三聚氰胺熔点1-10℃。
4.权利要求1的方法，其特征在于，所述三聚氰胺熔化物直接来自反应器。
5.权利要求1的方法，其特征在于，所述三聚氰胺熔化物在第一阶段中的温度与反应器的温度相同。
6.权利要求1的方法，其特征在于，在多个点将热的新鲜气态NH3加入第一阶段。
7.权利要求1的方法，其特征在于，加入第二阶段的冷的气态NH3的温度为150-300℃，优选150-200℃。
全文摘要
本发明涉及在高压过程中通过热解脲来制备纯三聚氰胺的方法。根据该方法，在第一阶段三聚氰胺熔化物与热NH
文档编号C07D251/62GK1604895SQ02824954
公开日2005年4月6日 申请日期2002年12月10日 优先权日2001年12月12日
发明者格哈德·曹法尔 申请人:Ami阿格罗林茨三聚氰胺国际有限公司