PL100321B1 - Sposob otrzymywania weglanu guanidyny z rozcienczonych roztworow wodnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania weglanu guanidyny z rozcienczonych roztworów wodnych.

Znana jest od dawna nietrwalosc guanidyny, wzglednie jej weglanu i mocznika w goracych roztworach wodnych, W opisie patentowym RFN DOS nr 2234732, opisano sposób obróbki rozcienczonych roztworów wodnych, które obok guanidyny zawieraja jeszcze mocznik i jego produkty pirolizy, takie jak melamina a miedzy innymi tez amoniak i dwutlenek wegla, wystepujace przewaznie w postaci weglanu amonu. Zgodnie z tym opisem patentowym guanidyne otrzymuje sie z wysoka wydajnoscia w postaci weglanu i o duzej czystosci w ten sposób, ze powstajace lugi macierzyste zateza sie w temperaturze co najwyzej 80°C pod obnizonym cisnieniem, az do pozostawienia znikomej ilosci resztek wody, a weglan guanidyny wytraca sie przez dodanie cieklego amoniaku i nastepnie oczyszcza 'sie jedynie przez zwykle szlamowanie. Ponadto wedlug tego sposobu udaje sie równoczesnie odzyskac stosunkowo malo rozlozony mocznik, znajdujacy sie w pierwotnych lugach macierzys¬ tych i zawracac go do ponownego uzycia. Wybranie tej drogi odzyskiwania guanidyny jest jednakze w niektórych przypadkach mniej korzystne, a to np. wówczas, gdy otrzymywane ilosci mocznika sa stosunkowo male, tak ze jego mozliwie najdalej posunieta hydroliza na amoniaku i dwutlenek wegla oraz dalsze stosowanie tych produktów, ewentualnie w obiegu syntezy poczatkowej, sa bardziej racjonalne. Taki(v przypadek moze ewentualnie zachodzic przy katalitycznym wytwarzaniu melaminy z mocznika.

Jezeli sposób, w którym otrzymuje sie te roztwory wodne, przebiega pod cisnieniem normalnym lub pod nieznacznym nadcisnieniem, to w tych warunkach nalezy dazyc, aby obróbka macierzystych lugów byla przeprowadzana wielokrotnie, co od strony technicznej i ekonomicznej jest bardziej korzystne od zatezania pod próznia. Wreszcie, niezbedne przy tej metodzie daleko idace zatezanie oraz zuzywanie duzych ilosci cieklego amoniaku, wiazace sie z nakladami, sa uzasadnione tylko wtedy, jezeli mocznik jest pozadanym produktem.

Stwierdzono obecnie, ze mozliwe jest wedle uznania czesciowe lub calkowite rozkladanie mocznika, to jest rozszczepianie go na amoniak i dwutlenek wegla, i mimo to otrzymywanie jeszcze z wysoka wydajnoscia weglanu guanidyny, obecnego w lugach macierzystych. Osiaga sie to, jesli, w przeciwienstwie do sposobu wedlug2 100 321 zgloszeniowego opisu patentowego RFN DOS nr 2234732, lug macierzysty ogrzewa sie nie pod próznia i nie w temperaturze ponizej 80° C lecz pod cisnieniem normalnym lub nieco podwyzszonym i w temperaturze powyzej 80°C, przy czym nie wolno przekroczyc dokladnie okreslonej temperatury najwyzszej i dokladnie okreslonego czasu trwania ogrzewania. Nastepnie odsacza sie rózne produkty pirolizy, takie jak melanina, amelid, amelina oraz ewentualnie melon i melem, a w tak odparowanym i odsaczonym lugu macierzystym nastawia sie okreslone stezenie amoniaku za pomoca stezonego wodnego roztworu amoniaku, przy czym wiec, w przeciwienstwie do zgloszeniowego opisu patentowego RFN DOS nr 2234732, nie jest niezbedny ciekly amoniak. Po ochlodzeniu do okreslonego przedzialu temperaturowego, wytracajacy sie przy tym, czysty, to jest nie zawierajacy omówionych produktów pirolizy i mocznika, weglan guanidyny odsacza sie.

Sposób otrzymywania weglanu guanidyny z rozcienczonych roztworów wodnych, zawierajacych obok guanidyny mocznik i jego produkty pirolizy oraz amoniak i dwutlenek wegla, zwlaszcza z lugów macierzystych, powstalych przy katalitycznej syntezie melaminy z mocznika wzglednie kwasu cyanowego i amoniaku, na drodze zatezania tych roztworów, usuwania wytraconych produktów pirolizy, zwlaszcza przez saczenie i wyodrebnianie weglanu guanidyny przez wytracanie za pomoca amoniaku, polega wedlug wynalazku na tym, ze rozcienczony wodny roztwór lub lug macierzysty, który oprócz mocznika i weglanu guanidyny ewentualnie moze zawierac melamine, amelid, ameline, melon i melem, zateza sie w temperaturze 80-130°C do osiagniecia zawartosci weglanu guanidyny co najmniej 20 g/l oraz zawartosci produktów pirolizy co najwyzej 28 g/l przy temperaturze zatezania 80°C, wzglednie co najwyzej 28 g/l przy temperaturze zatezania 130°C, przy czym przy górnej temperaturze granicznej ogrzewanie prowadzi sie w ciagu ca najwyzej 6 godzin, po czym do otrzymanego roztworu po ochlodzeniu do temperatury co najwyzej 45°C, dodaje sie amoniak w postaci gazowej lub cieklej lub w postaci jego stezonego roztworu wodnego do osiagniecia zawartosci amoniaku równej 15—30% wagowych, a wytracony weglan guanidyny oddziela sie znanym sposobem i ewentualnie przemywa sie wodnym roztworem amoniaku.

Szczególnie korzystne jest ogrzewanie do temperatury 105-115°C, przy czym niezbedne jest nieznaczne nadcisnienie co najwyzej równe 1,3 atmosfery. W normalnych warunkach czas reakcji 8 godzin, jaki zostal podany przy 130°C jako najwyzsza granica, nie jest konieczny, aby osiagnac niezbedny czesciowy rozklad.

Stwierdzono, ze w warunkach normalnych wystarczajacy czas zatezania wynosi 2-4 godziny w temperaturze 130°C, Jezeli obnizy sie temperature, to moze takze czas ogrzewania zostac rozszerzony, jednakze przy temperaturze równej 110°C ogrzewanie w ciagu 5-6 godzin jest calkowicie wystarczajace. W temperaturze 80°C moze byc naturalnie temperatura podgrzewania wydluzona jeszcze bardziej. Nawet przy czasie podgrzewania wynoszacym 10 godzin nie zostal zauwazony jeszcze nadmierny rozklad znajdujacego sie w roztworze weglanu guanidyny. Po zakonczeniu zatezania nalezy mieszanine co najmniej tak daleko schlodzic, aby rozpuszczalnosc NH3 odpowiadala przynajmniej wymaganemu stezeniu, wynoszacemu 15%. Ten przypadek osiaga sie z reguly w temperaturze 45°C. Zaleca sie ewentualnie jeszcze dalsze schlodzenie do temperatury otoczenia, poniewaz wyzsze niz 15% stezenie -NH3 sprzyja wytracaniu. Naturalnie moga byc równiez stosowane nizsze temperatury, przy czym obserwuje sie, ze granica rozpuszczalnosci innych znajdujacych sie substancji nie zostaje przekroczo¬ na. Korzystnie utrzymuje sie stezenie NH3 równe 20-25%.

Wprowadzanie amoniaku jest mozliwe kazdym dowolnym sposobem. Zalecanym jest wprowadzanie amoniaku w postaci gazowej z jednej strony z przyczyn ekonomicznych, z drugiej zas aby zapobiegac nadmiernemu powiekszeniu sie objetosci, jakie wystapilyby przy dodaniu wody amoniakalnej. Wprowadzanie amoniaku gazowego pozwala przeprowadzic proces odparowania najbardziej korzystnie. W tym przypadku wystarcza czesto juz odparowanie lugów macierzystych do podwójnego stezenia wzglednie do zawartosci wody w roztworze wynoszacej 80-90%.

Po nastawieniu niezbednego stezenia -NH3 weglan guanidyny wytraca sie, przy czym mozna zarówno go odsaczac jak i odwirowywac.

Sposób moze byc przeprowadzony nie tylko metoda okresowa lecz równiez bez wiekszych problemów takze metoda ciagla.

Podany nizej przyklad objasnia blizej sposób wedlug wynalazku.

Przyklad. Me Iaminowy lug macierzysty ma nastepujacy sklad: % mocznika 1,75% guanidyny (w przeliczeniu na weglan) 0,45% produktów pirolizy (miedzy innymi glównie melamina) 11,1% amoniaku 8,5% dwutlenku wegla reszta % woda 11 tego roztworu zageszcza sie do okolo 1/6 objetosci, w temperaturze 107°C przy cisnieniu 1,3atm. Wciagu okolo 5 godzin. Otrzymuje sie roztwór skladajacy sie z:100 321 3 24.5 kg mocznika 12,75% .6 kg weglanu guanidyny 8,12% 4,5 kg produktówpirolizy 2,33% .0 kgamoniaku 2,60% 142,4 kgwody 74,20% 192,0kg 100% Stosownie do tego skladu, po zageszczeniu otrzymuje sie w odniesieniu do stezenia w roztworze pierwotnym 51% rozklad mocznika oraz 11% weglanu guanidyny.

Roztwór schladza sie, przy czym wytraca sie 3,5 kg produktów pirolizy, a zwlaszcza melamina. Te produkty odsacza sie i przemywa 3,5 kg wody. Otrzymany roztwór ma nastepujacy sklad: 24.5 kgmocznika 12,75% .6 kg weglanu guanidyny 8,12% 1,0 kgmelaminy 0,53% ,0 kgamoniaku 2,60% 145,9 kgwody 76,00% 192,0kg 100% Do roztworu ochlodzonego do temperatury otoczenia wprowadza sie amoniak, az kiedy zostanie osiagniete stezenie amoniaku wynoszace 25%. Weglan guanidyny wytraca sie w ilosci 11,9 kg co odpowiada 68% wydajnosci w odniesieniu do lugu macierzystego melaminy, o czystosci prawie 99%. Samo stracenie dochodzi do udzialu procentowego wynoszacego 76,3%.

Po oddzieleniu weglanu guanidyny pozostaly roztwór ma nastepujacy sklad: 24,5 kg mocznika 3,7 kg weglanu guanidyny 1,0 kg produktów pirolizy (zwlaszcza melamina) 61,3 kg amoniaku 154,9 kg wody 245,4 kg Roztwór ten moze byc skierowany z powrotem do ogrzewanej w znany sposób metoda ciagla wyparki lugów macierzystych. Przy czym mocznik po okolo 3-4rotag'i w podanych warunkach zostaje praktycznie calkowicie rozlozony, podczas gdy weglan guanidyny hydrolizuje jedynie w nieznacznej czesci, a czesc niezhydrolizowana jest równoczesnie odzyskana.

Zgodnie z tym przykladem, mozna w postaci weglanu w ten sposób odzyskac lacznie 86% guanidyny, zawartej pierwotnie w lugach macierzystych melaminy.

Claims (6)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób otrzymywania weglanu guanidyny z rozcienczonych wodnych roztworów, zawierajacych obok guanidyny mocznik i jego produkty pirolizy oraz amoniak i dwutlenek wegla, zwlaszcza z lugów macierzystych powstalych przy katalitycznej syntezie melaminy z mocznika lub kwasu cyjanowego i amoniaku, na drodze zatezania tych roztworów, usuwania wytraconych produktów pirolizy przez saczenie i wyodrebniania weglanu guanidyny przez wytracanie za pomoca amoniaku, znamienny tym, ze rozcienczony wodny roztwór lub lug macierzysty, który oprócz mocznika i weglanu guanidyny ewentualnie moze zawierac melamine, amelid, ameline, melon i melem, zateza sie w temperaturze 80-130°C do osiagniecia zawartosci weglanu guanidyny co najmniej 20 g/l oraz zawartosci produktów pirolizy co najwyzej 28 g/l przy temperaturze zatezahia 80°C, wzglednie co najwyzej 128 g/l przy temperaturze zatezania 130°C, przy czym przy górnej temperaturze granicznej ogrzewanie prowadzi sie co najwyzej 6 godzin, po czym do otrzymanego roztworu po ochlodzeniu do temperatury co najwyzej 45°C dodaje sie amoniak w postaci gazowej lub cieklej lub w postaci jego stezonego roztworu wodnego do osiagniecia zawartosci amoniaku równej 15-30% wagowych, a wytracony weglan guanidyny odziela sie w znany sposób i ewentualnie przemywa wodnym roztworemamoniaku. j

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zatezanie prowadzi sie w temperaturze 105-115°C.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, ze zatezanie prowadzi sie pod cisnieniem 1-1,3 atm.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ogrzewanie w temperaturze 130°C utrzymuje sie w ciagu 2-4 godzin.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utrzymuje sie stezenie amoniaku równe 20-25%.

6. Sposób wedlug zaitrz. 1, znamienny tym, ze roztwór, uwolniony od wytraconego weglanu guanidyny, zawraca sie do etapu zatezania.