專利名稱：：制備蜜胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備蜜胺的方法，該方法通過溶解尿素并隨后在一個結(jié)晶裝置中蜜胺由氣相凝華。
背景技術(shù)：
：由尿素制備蜜胺是一種很久以來就已知的方法，在此要區(qū)分二種類型的工藝過程即不催化的高壓法和催化的低壓法。高壓法需要至少8MPa的壓力，與此相反，在0.1至最大為1MPa的壓力下和至少380-41(TC的溫度下在流化床中實(shí)施催化的低壓法。在低壓法時所使用的載體氣體由氨組成或者由二氧化碳和氨的混合物組成，按照反應(yīng)所得的蜜胺以氣態(tài)形式存在。o+6卿+3CO,'NH2NH3以尿素的用量計(jì)，蜜胺的產(chǎn)率為約90-95%。在文獻(xiàn)資料中已知三種最常用的低壓法，即BASF-法、Chemie-Linz-法和Stamicarbon法。BASF法是指一種一步反應(yīng)法(圖1)，在該方法中，熔融尿素在395-400'C的溫度下在幾乎大氣壓的壓力下在流化床中進(jìn)行反應(yīng)。由此得到的反應(yīng)氣體除了含有蜜胺和尿素以外還含有痕量的副產(chǎn)物，如蜜勒胺和蜜白胺以及由氨和二氧化碳組成的反應(yīng)氣體。隨后冷卻所生成的反應(yīng)氣體混合物，分離所排出的催化劑和結(jié)晶的副產(chǎn)物，并將含蜜胺的反應(yīng)氣體輸送到一個結(jié)晶器中。在結(jié)晶器中用冷反應(yīng)氣體(急冷氣)冷卻含蜜胺且熱的氣體，這樣將含蜜胺的氣體冷卻至1卯-22(TC的溫度。在這些條件下使接近98%的蜜胺從反應(yīng)氣體中凝華出來。在蜜胺分離后，殘留氣體(循環(huán)氣體)借助于一個循環(huán)氣體風(fēng)機(jī)輸送至尿素洗漆器中，在此其與尿素熔體直接接觸而被冷卻、洗滌并循環(huán)回反應(yīng)器中。急冷氣的溫度為138'C，以致于在結(jié)晶裝置中要將溫度調(diào)節(jié)為190-22(TC所必需的是，每千克含蜜胺的氣體摻入2.5-3.5kg急冷氣。從含蜜胺的氣體混合物中分離蜜胺長久以來是一個已知的工藝過程。德國專利公開文本1204679已經(jīng)有所描述，即通過在冷壁上的冷卻，或通過與冷的惰性氣流、冷的惰性液體或冷的惰性固體的非直接接觸而完成蜜胺的分離。然而通過與冷的惰性氣流非直接接觸而分離蜜胺的常規(guī)方法具有缺點(diǎn)，即對于與反應(yīng)氣體量成比例所必需的溫度降低而言，需要非常大的急冷氣體量。該比例為約4比1。由于大的氣體容積就需要相應(yīng)大尺寸的裝置，這與生產(chǎn)蜜胺時相應(yīng)的更多的財(cái)力成本和更高的投資費(fèi)用相關(guān)。此外必須將離開產(chǎn)物旋分器的氣體提純和借助循環(huán)氣體風(fēng)機(jī)再循環(huán)。這會導(dǎo)致，循環(huán)氣體仍是蜜胺飽和的且在每一次的溫度降低時都有蜜胺凝華。還會在不期望的位置上出現(xiàn)蜜胺粘附，如在循環(huán)氣體風(fēng)機(jī)處發(fā)生，這顯著縮短了裝置工作時間、導(dǎo)致不期望的生產(chǎn)故障且還提高了維護(hù)要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法允許以成本適宜的方式從含蜜胺的反應(yīng)氣體中分離蜜胺，而不使用急冷氣體和壓縮機(jī)n(圖1)。該問題通過本發(fā)明所述制備蜜胺的方法而解決，不同于使用由反應(yīng)時所形成的組分共同組成的氣體混合物(急冷氣體)，而是使用其他固體、液體或氣體成分而凝華氣態(tài)蜜胺。釆用本發(fā)明所獲得的優(yōu)點(diǎn)在于，不同于使用傳統(tǒng)的急冷氣體，而是使用其他固體、液體或氣體成分來凝華氣態(tài)的蜜胺，這顯著地減少了在工藝過程中循環(huán)的氣體量，導(dǎo)致了較小的裝置尺寸和管道的尺寸，又導(dǎo)致了較小的投資成本。此外還可以取消在應(yīng)用急冷氣體時所必需的壓縮機(jī)。通過省略急冷氣體管道p(圖1)，使減少了的循環(huán)氣體量可直接從巳有的壓縮機(jī)n(圖1)輸送。本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案在權(quán)利要求2和以下的權(quán)利要求中說明。根據(jù)權(quán)利要求2，含蜜胺的反應(yīng)氣體可以通過同時導(dǎo)入結(jié)晶的蜜胺而凝華。根據(jù)權(quán)利要求3的進(jìn)展，含蜜胺的反應(yīng)氣體在反應(yīng)容器中可以通過導(dǎo)入結(jié)晶的蜜胺而從約350。C冷卻至約190'C。此外根據(jù)權(quán)利要求4，用于急冷的結(jié)晶蜜胺具有小于IO(TC的溫度，優(yōu)選為約4(TC的溫度。優(yōu)選地從結(jié)晶容器中取出的蜜胺的溫度通過用于急冷的結(jié)晶蜜胺的量而進(jìn)行調(diào)節(jié)，在此該溫度不應(yīng)低于1卯'C。特別有利的是，將從結(jié)晶容器中取出的蜜胺的過量部分在循環(huán)中重新導(dǎo)入到結(jié)晶容器中并用于急冷熱的含蜜胺的反應(yīng)氣體。根據(jù)權(quán)利要求7的進(jìn)展，蜜胺可以通過液態(tài)的或氣態(tài)的氨而凝華。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，含蜜胺的反應(yīng)氣體可以通過導(dǎo)入液態(tài)的氨而從35(rC冷卻至19(TC。在此有利的是，所應(yīng)用的氨具有0.01-0.26MPa的壓力和-34至+60"C的溫度。通過所用氨的量可以調(diào)節(jié)所取出蜜胺的溫度，其優(yōu)選為190'C。在附圖中顯示了本發(fā)明的實(shí)施例并在下面進(jìn)一步描述。圖示為圖1根據(jù)BASF-法制備蜜胺的方法；圖2本發(fā)明所述的通過導(dǎo)入結(jié)晶蜜胺而制備蜜胺的方法；圖3本發(fā)明所述的通過導(dǎo)入液態(tài)氨而制備蜜胺的方法。具體實(shí)施例方式圖1表示的是根據(jù)BASF-法制備蜜胺的方法。其中將已熔融尿素借助尿素貯存容器k輸送到體系中。通過泵l將尿素輸送到尿素洗滌器i中；隨后，在其后接入的液滴分離器m中將液態(tài)的和氣態(tài)的組分相互分離。將一部分得到的氣態(tài)組分通過壓氣機(jī)n壓縮、在加熱元件c中預(yù)加熱，隨后輸送入反應(yīng)器a中，在反應(yīng)器a中，其用于形成起催化作用的流化層。離開反應(yīng)器a的氣態(tài)的組分通過氣體冷卻器d冷卻，隨后導(dǎo)入到氣體過濾器e中。在氣體過濾器e中，從反應(yīng)氣體中分離沉淀的副產(chǎn)物，如蜜勒胺、蜜白胺和催化劑排出物。隨后，將所得反應(yīng)氣休輸送到結(jié)晶裝置f中，在結(jié)晶裝置f中，使用優(yōu)選具有約14(TC的溫度的其他反應(yīng)氣體(急冷氣體)將該反應(yīng)氣體冷卻至190-20(TC的溫度。隨后，將在結(jié)晶裝置中所得到的結(jié)晶蜜胺輸送到產(chǎn)物旋分器g中，在產(chǎn)物旋分器g中，氣流與結(jié)晶蜜胺分離。在分離蜜胺后，該氣體借助于循環(huán)氣體風(fēng)機(jī)h而輸送到尿素洗滌器i中。圖2表示的是本發(fā)明所述通過導(dǎo)入結(jié)晶蜜胺而制備蜜胺的方法。其中將液態(tài)的尿素通過尿素貯存器k輸送到體系中。通過泵1和冷卻單元j將液態(tài)的尿素輸送到尿素洗漆器i中，隨后，在液滴分離器m中將液態(tài)的和氣態(tài)的組分相互分離。隨后，氣態(tài)的組分通過壓縮機(jī)n壓縮并在氣體加熱元件c中加熱；隨后加熱后的氣體被輸送到反應(yīng)器a中，在反應(yīng)器a中，其用于生成起催化作用的流化層。使在反應(yīng)器中所形成的氣態(tài)組分在氣體冷卻器d中冷卻，隨后輸送至氣體過濾器e中，其中從氣態(tài)的組分中分離所結(jié)晶出的組分，如蜜勒胺、蜜白胺和催化劑排出物。隨后將氣態(tài)的組分輸送到結(jié)晶裝置f中，在結(jié)晶裝置f中使氣態(tài)的組分通過結(jié)晶的蜜胺而進(jìn)行冷卻。隨后，將由此所形成的蜜胺通過產(chǎn)物旋分器g與氣態(tài)的組分分離。將一部分所得蜜胺在固體冷卻器o中冷卻至約4(TC的溫度，并再次輸送至結(jié)晶裝置中，以冷卻熱的從反應(yīng)器出來的含蜜胺氣體。在不用其他的輸送裝置的條件下，從蜜胺釋放的氣體從產(chǎn)物旋分器g流向尿素洗滌器i。這里取消了在BASF方法中包含的急冷氣體管道p和循環(huán)風(fēng)機(jī)h。圖3表示的是本發(fā)明所述通過導(dǎo)入液態(tài)氨而制備蜜胺的方法。其中將液態(tài)的尿素通過尿素貯存器k而輸送到體系中。通過泵1和冷卻單元j而將液態(tài)的尿素輸送到尿素洗滌器i中，隨后在液滴分離器m中將液態(tài)的和氣態(tài)的組分相互分離。將氣態(tài)的組分以反應(yīng)所需量在壓縮機(jī)n中壓縮、在加熱單元c中加熱并隨后輸送至反應(yīng)器a中。在反應(yīng)器中所形成的氣態(tài)組分在氣體冷卻器d中冷卻并隨后輸送至氣體過濾器e中，其中從氣態(tài)的組分中分離結(jié)晶的組分，如蜜勒胺、蜜白胺和催化劑排出物。隨后將氣態(tài)的組分輸送至結(jié)晶裝置f中，在結(jié)晶裝置f中使該氣態(tài)的組分通過液態(tài)的、蒸汽的氨而進(jìn)行冷卻。隨后使所形成的蜜胺通過產(chǎn)物旋分器g與氣態(tài)組分分離。相當(dāng)多從蜜胺固體釋放的氣體流回到尿素洗滌器i中。這里取消了在BASF方法中包含的急冷氣體管道p和循環(huán)風(fēng)機(jī)h。根據(jù)實(shí)施例1、2和3進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1實(shí)施例1描述了已知的BASF-法。離開反應(yīng)器的熱的含蜜胺氣流在中間冷卻和過濾后，在32(TC的溫度具有下列組分。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在結(jié)晶裝置中，使所得含蜜胺氣體隨后與急冷氣體接觸。急冷氣體，其典型地由30摩爾％的C02和70摩爾％的NH3組成且具有138"C的溫度，在結(jié)晶裝置出口處該急冷氣體的溫度降低至不超過205'C。在考慮蜜胺的凝華焓和氣體混合物的比熱容量下，需要7650kmol/h的急冷氣體。這相應(yīng)于約3份急冷氣體與1份含蜜胺的氣體的比例。根據(jù)結(jié)晶裝置和結(jié)晶態(tài)蜜胺的分離，氣體的量為10200kmol/h。蒸汽態(tài)蜜胺的量為約0.6kmol/h，蜜胺在205'C的溫度時不能結(jié)晶。實(shí)施例2實(shí)施例2描述了本發(fā)明所述通過用蜜胺晶體急冷來凝華蜜胺的方法。如實(shí)施例1所述，將相同組分和相同溫度的熱的含蜜胺氣體輸送至具有已冷卻的蜜胺的結(jié)晶裝置中。已冷卻的蜜胺溫度為40°C。在考慮蜜胺的凝華焓、氣體混合物的比熱容量以及固體蜜胺的比熱容量下，對于根據(jù)結(jié)晶裝置的230'C混合溫度，需要380kmol/h的蜜胺。根據(jù)結(jié)晶蜜胺的分離，氣體的量仍然只為2500kmol/h。本實(shí)施例的循環(huán)氣體量與實(shí)施例2的氣體容積相比相差4個因子。因此，裝置f、g、i和m(圖1-3)和連接管道只要一半那樣大小的尺寸。完全可以不用循環(huán)氣體風(fēng)機(jī)h.(圖1)。'實(shí)施例3實(shí)施例3描述本發(fā)明所述用液態(tài)氨來凝華蜜胺的方法。離開反應(yīng)器的含蜜胺的氣體流在中間冷卻和過濾后，在32(TC的溫度下具有下列典型的組分。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在結(jié)晶裝置中，使熱的含蜜胺的氣體與蒸發(fā)后的氨接觸。氨的溫度為40。C，壓力為0.16MPa。在結(jié)晶裝置的出口處應(yīng)有如實(shí)施1和2相同量的蒸發(fā)態(tài)的蜜胺，那么需要650kmol/h的氨。在出口處將溫度調(diào)節(jié)至225°C。在結(jié)晶蜜胺分離后流向尿素洗滌器的氣體量為3200kmol/h。在本實(shí)施例與實(shí)施例1之間的循環(huán)氣體量相比，氣體容積減少了3個因子。與實(shí)施例1相比較，下列裝置的尺寸明顯地變小了1.7個因子尿素洗滌器、液滴分離器、結(jié)晶裝置和產(chǎn)物旋分器。在此可完全不用循環(huán)氣體風(fēng)機(jī)(圖1)。圖例說明a)流化床反應(yīng)器b)加熱元件c)氣體加熱元件d)氣體冷卻器e)氣體過濾器f)結(jié)晶裝置g)產(chǎn)物旋分器h)循環(huán)氣體風(fēng)機(jī)i)尿素洗漆器j)冷卻單元k)尿素貯存器1)泵m)液滴分離器n)壓縮機(jī)o)固體冷卻器P)急冷氣體管道權(quán)利要求1、一種通過溶解尿素而制備蜜胺的方法，其特征在于，與通過使用急冷氣體不同，本方法通過使用其他固體、液體和/或氣體介質(zhì)來冷卻從反應(yīng)器流出的反應(yīng)氣體而凝華蜜胺。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，熱的、含蜜胺的反應(yīng)氣休是在用于凝華的結(jié)晶容器中通過同時導(dǎo)入結(jié)晶蜜胺而進(jìn)行冷卻的(急冷)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在結(jié)晶裝置中通過導(dǎo)入結(jié)晶蜜胺，將含蜜胺的反應(yīng)氣體從約350'C冷卻至約190°C。4、根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在于，用于急冷的、結(jié)晶的蜜胺具有低于10(TC的溫度，優(yōu)選為約40'C。5、根據(jù)權(quán)利要求2-4所述的方法，其特征在于，從結(jié)晶容器中取出的蜜胺的溫度通過用于急冷的結(jié)晶蜜胺的量而進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到預(yù)先給定的額定值，其優(yōu)選為不低于1卯"C。6、根據(jù)權(quán)利要求2-5所述的方法，其特征在于，將從結(jié)晶容器中取出的蜜胺的過量部分在循環(huán)中重新輸送到結(jié)晶容器中并用于熱的、含蜜胺的反應(yīng)氣體的急冷。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，液態(tài)的或氣態(tài)的氨用于凝華來自反應(yīng)氣體的蜜胺。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在結(jié)晶容器中通過導(dǎo)入液態(tài)的氨，將含蜜胺的反應(yīng)氣體從約350'C冷卻至約1卯。C。9、根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的方法，其特征在于，用于急冷的液態(tài)氨具有0.01-0.26MPa的壓力和-34至+6(TC的溫度。10、根據(jù)權(quán)利要求7-9所述的方法，其特征在于，從結(jié)晶裝置中取出的蜜胺的溫度通過所使用的氨的量來進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使所取出的蜜胺的溫度優(yōu)選為190°C。全文摘要本發(fā)明涉及一種通過溶解尿素而制備蜜胺的方法，與使用由反應(yīng)時所形成的組分組成的氣體混合物不同，在本方法中使用固體、液體或氣體介質(zhì)以從氣相中凝華蜜胺。文檔編號C07D251/60GK101171240SQ200680015540公開日2008年4月30日申請日期2006年2月27日優(yōu)先權(quán)日2005年5月6日發(fā)明者A·沙特,J·埃伯哈特,M·米勒-哈斯凱申請人:盧吉股份公司