[發明專利]從尿素中生產高純度三聚氰胺的方法

有效

• 申請號: 201210362614.5
• 申請日: 2009-02-24
• 公開（公告）號: CN102850286A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 葛朗卡羅·塞歐里
• 申請（專利權）人: 卡薩爾尿素公司
• 主分類號: C07D251/60
• 分類號: C07D251/60;C07D251/62;B01J19/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 瞿衛軍;張晶

相關申請

本申請是申請號為200980107828.4、申請日為2010年9月6日、發明名稱為“從尿素中生產高純度三聚氰胺的方法”的中國專利申請的分案申請；本申請要求2008年3月4日提交的歐洲專利申請EP08004013.2的優先權。

技術領域

一般而言，本發明涉及一種從尿素中生產高純度三聚氰胺（melamine）的高壓非催化方法。

特別是，本發明涉及一種通過適當的物理化學處理從如脲基-三聚氰胺（ureido-melamine）、氧代三嗪（oxotriazines）、蜜白胺（melam）、蜜勒胺（melem）等不純物中純化三聚氰胺的方法。

本發明還涉及生產高純度三聚氰胺的高壓非催化設備。

背景技術

三聚氰胺合成的現代方法可分為兩類：低壓催化法和高壓非催化法。所有方法都具有三個階段的特征：a）通過尿素裂解合成三聚氰胺；b）三聚氰胺純化和回收；c）廢氣處理。現有技術中已有概述：Ullmann’s?Encyclopedia?of?Industrial?Chemistry,Vol.A?16,p.171-181(1990)。

在高壓非催化方法中，來自廢氣洗滌器的尿素熔體被直接輸送到高壓反應器，在70bar-200bar的壓力范圍和360-420℃的溫度范圍下反應。尿素按照下列反應式熱解為三聚氰胺：

6尿素→三聚氰胺+6NH₃+3CO₂

該反應的產物為粗三聚氰胺，為液相，稱為三聚氰胺熔體，含有多種類型的雜質，雜質通常是三聚氰胺分子本身的前體或衍生物，或者未反應的尿素。根據不同的生產方法，粗三聚氰胺中雜質的濃度按重量計在6-12%之間。它們至少包括氧氨基三嗪（oxy-amino-triazines）（如三聚氰酸二酰胺（ammeline）和三聚氰酸一酰胺（ammelide））、三聚氰胺縮聚物（如蜜白胺、蜜勒胺、三聚二氰亞胺（melon））、脲基-三聚氰胺、尿素、溶解的氨和二氧化碳。

然而三聚氰胺使用者要求一般不低于99.8%的非常高純度的商業產品。因此粗三聚氰胺必須通過分離所述雜質來純化，直到達到所需的純度水平。

在該技術領域中已針對這個問題進行了大量的工作，目的是找出一種通過簡單的方法獲得高純度三聚氰胺的適當的解決辦法，其具有合理的投資以及運營成本。

在這方面，根據在高壓非催化三聚氰胺生產過程中主要使用的技術，通過分解經高壓反應器獲得的三聚氰胺熔體，隨后從水溶液中結晶三聚氰胺，純化/回收純的三聚氰胺。

美國專利US?3161638（聯合化學公司）公開了上述類型的基本純化方法。該文獻公開了一種生產高純度三聚氰胺的方法，其中來自三聚氰胺合成反應器（液體和氣體狀態）的所有流出物都減壓并在水溶液（以下稱為回收的母液）的存在下冷卻至約160℃，使得所有的三聚氰胺、未反應的尿素和各種雜質，都流入至下游處理的溶液中。

首先使淬火的流出物（溶液）進入低壓汽提塔（stripper），通過直接接觸蒸汽除去氣相，其中包括大量的水飽和的氨氣和二氧化碳，所述氣相被回收到尿素合成設備，然后在無水氨氣的存在下，將所述溶液在熱壓蒸餾器（digester）中加熱至約170℃，所述無水氨氣被加入到溫熱的溶液中，至其達到按重量計的12-15%的水平。在上述條件下停留在熱壓蒸餾器的期間，縮聚物幾乎完全轉化為三聚氰胺，較小的量轉化為氧氨基三嗪（OAT）。

過濾從熱壓蒸餾器純化的氨溶液，然后輸送到溫度降至40-50℃的結晶器中，從而使大部分三聚氰胺結晶。結晶器中的氨氣用于使OAT保留在溶液中，從而分離具有高純度（+99.9%，按重量計）特征的產物。然后在液體/固體分離器中從含有反應中生成的OAT的水蒸汽中和用于三聚氰胺水解的各種水循環的設備中分離結晶的三聚氰胺。

該水蒸汽（稱為母液），而非OAT，還含有殘留的三聚氰胺（約為按重量計的0.8-1%）和大量的氨氣，不能被直接循環到淬火裝置，因為如果如此，OAT含量將繼續增加，一旦達到飽和濃度，它會沉淀在結晶中污染產物。

因此，美國專利US?3161368提供了一種純化母液的方法，在將母液回收至淬火前，首先在氨氣回收部分中分離氨氣，然后冷卻所得不含氨的溶液，以便產生沉淀和分離OAT，然后從水循環中除去OAT。

然而，盡管上述示例的方法目前在部分設備中已有工業化應用，但需要高能耗和昂貴的裝備，尤其是從母液分離OAT。