Способ получения водного потока, содержащего меламин и альдегид

010550 Изобретение относится к способу получения водного потока, содержащего меламин и альдегид, или к способу получения водного потока, содержащего меламин, мочевину и альдегид. В настоящее время такой поток, который известен как меламиноформальдегидный предконденсат (MF) или меламиномочевино-формальдегидный предконденсат (MUF) используется в ограниченном масштабе в качестве исходного материала для производства MF и MUF-смол. Согласно существующему уровню техники, MF и MUF-смолы производят на основе твердого меламина, гранулированной мочевины или приллированной мочевины и водного раствора формальдегида. Эти исходные материалы часто транспортируют на большие расстояния до установки для производства смол. В процессе транспортирования водного раствора формальдегида необходимо соблюдение существующих мер по технике безопасности и в случае какого-либо инцидента окружающая среда может подвергаться опасности. По этой причине установки по производству смол часто располагают вблизи от установки по производству формальдегида. Чтобы получить смолу, твердый меламин и, возможно, гранулят мочевины или приллированную мочевину растворяют в воде и/или в водном растворе формальдегида. Недостатком способа в соответствии с существующим уровнем техники является то, что необходимо получать твердый меламин, что сопровождается дорогостоящим удалением воды из меламина и вниманием, которое необходимо для распределения частиц меламина по размерам в процессе его перекристаллизации. Вслед за этим твердый меламин транспортируется к установке для производства смол, где меламин необходимо вновь растворить в воде, что является необходимым для производства смолы. Целью изобретения является устранение названного недостатка. Указанная цель достигается тем, что меламинсодержащий водный поток вводят в контакт с потоком, содержащим альдегид, причем меламинсодержащий водный поток поступает с установки по производству меламина (меламиновой установки). Эта цель достигается также тем, что меламинсодержащий водный поток и поток, содержащий мочевину, вводятся в контакт с потоком, содержащим альдегид и при этом меламинсодержащий водный поток поступает с меламиновой установки. Такой путь получения водного раствора, содержащего меламин и альдегид, или водного раствора,содержащего меламин, мочевину и альдегид, в действительности исключает необходимость отделять воду от меламинсодержащего водного потока для получения твердого меламина. В этом случае отсутствует какая-либо необходимость перекристаллизации меламина для получения высокочистого меламина со специфическим распределением частиц по размеру. Это обеспечивает очень большую экономию в отношении энергии, капитальных вложений и затрат на рабочую силу. Другим преимуществом способа согласно изобретению является то, что водный поток, содержащий меламин и альдегид, и водный поток, содержащий меламин, мочевину и альдегид, являются устойчивыми в течение длительного периода времени и могут транспортироваться на большие расстояния без какого-либо ущерба для безопасности и загрязнения окружающей среды. Еще одним преимуществом является то, что указанным путем экономически целесообразно производить большие объемы содержащего меламин и альдегид водного потока или водного потока, содержащего меламин, мочевину и альдегид, благодаря чему такие потоки становятся доступными в качестве исходного материала для производства MF и MUF-смол. Содержащий меламин и альдегид водный поток или водный поток, содержащий меламин, мочевину и альдегид, является предконденсатом. Предконденсат представляет собой водный раствор, который содержит меламин, альдегид и, возможно, мочевину в свободной и/или растворенной, и/или прореагировавшей форме. Содержащий меламин и альдегид водный поток или водный поток, содержащий меламин,мочевину и альдегид, обладает низкой вязкостью, которая позволяет хранить эти продукты в резервуарах и транспортировать их с помощью насоса. Меламинсодержащий водный поток поступает с установки по производству меламина. Малеиновая установка включает секцию синтеза, включающую реактор, устройство для быстрого охлаждения и отгонное устройство, за которой следует секция выделения, где меламин очищается от побочных продуктов. Меламинсодержащий водный поток может быть отведен, например, непосредственно после меламинового реактора, но можно также отводить меламинсодержащий водный поток и на более поздней стадии процесса. Предпочтительно отведениемеламинсодержащего водного потока с установки после отгонного устройства. В результате отвода давление в меламинсодержащем водном потоке снижается, и поток после этого используется для производства предконденсата. Возможно объединение нескольких потоков, выходящих с разных мест меламиновой установки после реактора в единый поток. Равным образом в качестве меламинсодержащего водного потока можно использовать весь меламин или только часть от всего количества меламина, производимого на меламиновой установке. Предпочтительно, чтобы меламинсодержащий водный поток составлял более 5 мас.% от всего выходящего из реактора потока, более предпочтительно более 10 мас.% и особенно предпочтительно более 20 мас.%. Предпочтительно, чтобы меламинсодержащий водный поток составлял менее 95 мас.% от всего-1 010550 выходящего из реактора потока, более предпочтительно менее 75 мас.% и, особенно предпочтительно,менее 50 мас.%. При условии, что, по крайней мере, часть от всего количества произведенного меламина не проходит через все последующие стадии, например в секции выделения, для получения чистого меламина,способ согласно изобретению обеспечивает возможность оптимизировать меламиновую установку без необходимости увеличения емкости всех частей секции синтеза меламина и секции выделения. Меламинсодержащий водный поток преимущественно содержит от 5 до 50 мас.% воды и в особенности предпочтительно от 10 до 25 мас.% воды. Воду можно добавлять к меламинсодержащему водному потоку или удалять из него. Меламинсодержащий водный поток преимущественно подвергают очистке, но это не является обязательным в случае использования этого потока для производства предконденсата. Очистку проводят с целью получения предконденсата, отвечающего техническим условиям для получения смол. Очистку можно проводить перед получением предконденсата, но можно также очищать и сам предконденсат. Очистку меламинсодержащего водного потока или предконденсата можно, например, осуществлять пропусканием меламинсодержащего водного потока через фильтр, гидроциклон или центрифугу и/или промывкой потока, например водой. Это приводит, в частности, к удалению побочных продуктов производства меламина, таких, например, как мочевина, гуанидин, CO2, NH3, мелам и мелем. Остатки катализатора (если меламин получают в процессе каталитического производства) могут быть при желании удалены с помощью, например, фильтрации предконденсата. В качестве альдегида поток, содержащий альдегид, может содержать, например, формальдегид,фурфурол и/или глиоксаль. Преимущественно альдегидом в потоке, содержащем альдегид, является формальдегид. Поток, содержащий альдегид, может быть газообразным, но может также быть и раствором формальдегида в воде или метаноле. Поток, содержащий формальдегид, может состоять по существу из формальдегида, как, например, в случае газообразного потока почти чистого формальдегида с формальдегидной установки, но это не является обязательным, как это, например, имеет место в случае водного раствора формальдегида, называемого обычно формалином. На практике формалин часто содержит от 20 до 60 мас.% формальдегида и от 0 до 15 мас.% метанола. В одном из предпочтительных воплощений изобретения поток, содержащий формальдегид, является газообразным и поступает с установки по производству формальдегида, на которой формальдегид получают известным способом, который часто состоит в каталитической реакции, для которой в качестве исходного материала используют метанол. Преимуществом этого является то, что поток, содержащий формальдегид, может согласно изобретению вступать в контакт с меламинсодержащим водным потоком и, возможно, с потоком, содержащим мочевину, непосредственно после отвода с формальдегидной установки. В том случае, когда наряду с меламинсодержащим водным потоком и альдегидсодержащим водным потоком для получения водного потока, содержащего меламин, мочевину и альдегид, используется также поток, содержащий мочевину, этот поток может быть твердой мочевиной (гранулированной или приллированной) или содержащим мочевину водным потоком. Твердую мочевину можно смешивать с меламинсодержащим водным потоком с целью растворения мочевины и получения, таким образом, реакционной смеси, которая может образовывать предконденсат. Содержащий мочевину водный поток может быть приготовлен из твердой мочевины или отводиться с установки по производству мочевины. Установка по производству мочевины включает секцию синтеза или одну или более секций выделения, вслед за которыми следуют секция испарения и секция гранулирования или приллирования. Секция синтеза представляет собой секцию, в которой NH3 и CO2 превращаются в мочевину при высоких давлении и температуре. В этой реакции выделяется вода. Покидающий зону синтеза поток представляет собой реакционный раствор, который наряду с мочевиной и водой может также содержать NH3 и CO2, а также карбамат. Если целью, как это бывает обычно, является получение чистой твердой мочевины, то реакционный раствор подвергают нескольким дополнительным операциям в секции(ях) выделения и секции испарения, после чего получают твердую мочевину с помощью гранулирования или приллирования. Еще одним преимуществом изобретения является отвод содержащего мочевину водного потока непосредственно с установки по производству мочевины, поскольку в этом случае содержащий мочевину водный поток не нужно пропускать через секцию испарения и через секцию гранулирования или приллирования на установке по производству мочевины, что дополнительно экономит энергию, снижает капитальные вложения и стоимость рабочей силы. Если содержащий мочевину водный поток отводят с установки по производству мочевины, то этим потоком может быть, например, реакционный раствор или один из содержащих мочевину водных потоков, которые образуются в секции выделения. Можно объединять несколько потоков, поступающих из нескольких мест установки по производству мочевины после секции синтеза в единый поток. Равным образом в качестве содержащего мочевину потока можно использовать всю мочевину или только часть от всего количества производимой на установке мочевины. Предпочтительно, чтобы содержащий мочевину поток составлял менее 20 мас.% от всего выходя-2 010550 щего из реактора потока, более предпочтительно менее 10 мас.% и, особенно предпочтительно менее 5 мас.%. Если по крайней мере часть от всего количества произведенной мочевины не проходит через последующие стадии, например, в секции выделения для получения чистой мочевины, способ согласно изобретению обеспечивает возможность оптимизировать установку по производству мочевины без необходимости увеличения емкости всех частей секции синтеза мочевины и секции выделения. Содержание воды в содержащем мочевину потоке предпочтительно выше 5 и ниже 50%. Воду можно добавлять или удалять из содержащего мочевину потока. Для получения водного потока, содержащего меламин и формальдегид, или водного потока, содержащего меламин, мочевину и формальдегид, можно провести объединение меламинсодержащего водного потока, необязательно потока, содержащего мочевину, и потока, содержащего формальдегид, на установке, включающей секцию синтеза меламина, в которой образуется меламинсодержащий водный поток,и, необязательно, секцию выделения, в которой производится очистка меламина, причем установка включает объединительную секцию, в которой меламинсодержащий водный поток вводят в контакт с потоком, содержащим формальдегид, и, необязательно, с потоком, содержащим мочевину, в результате чего образуется содержащий меламин и формальдегид водный поток или водный поток, содержащий меламин, мочевину и формальдегид, а также средство для транспортирования содержащего формальдегид потока и, необязательно, потока, содержащего мочевину, к объединительной секции и для транспортирования меламинсодержащего водного потока от меламиновой установки к объединительной секции. Установка может также включать секцию синтеза мочевины, в которой образуется содержащий мочевину поток и, необязательно, секцию выделения, в которой из содержащего мочевину потока полностью или частично удаляются другие соединения, причем содержащий мочевину поток, подаваемый в объединительную секцию, поступает из секции синтеза мочевины. В объединительной секции меламинсодержащий водный поток, необязательно поток, содержащий мочевину, и поток, содержащий формальдегид, контактируют друг с другом, в результате чего образуется MF или MUF-предконденсат. Это в большей или меньшей степени сопровождается реакцией, обычно реакцией конденсации, между меламином, формальдегидом и, необязательно, мочевиной. Указанная реакция обычно проходит самопроизвольно. Благодаря этому для объединительной секции применимы многие методы и условия. Как правило, не требуется никакого катализатора. Стадия объединения может осуществляться как в стационарном режиме, так и непрерывно. Стадия объединения может осуществляться при атмосферном давлении, но может также осуществляться при повышенном и при пониженном давлении. Из соображений экономики обычно выбирают атмосферное давление. Температура при осуществлении стадии объединения может варьировать в широких пределах и обычно лежит между 50 и 150 С, предпочтительно от 60 до 140 С и более предпочтительно от 70 до 120 С. В образующемся согласно способу изобретения водном потоке, содержащем меламин и альдегид,мольное отношение формальдегида к меламину (отношение F/M) преимущественно находится между 0,5 и 20,0 и особенно предпочтительно составляет от 1,5 до 12,0. В водном потоке, содержащем меламин, мочевину и формальдегид, мольное отношение между формальдегидом, мочевиной и меламином (выраженное как отношение F/(NH2)2) находится в пределах между 0,5 и 5,0 и особенно предпочтительно составляет от 1,0 до 3,0. Водный поток, содержащий меламин и альдегид, или водный поток, содержащий меламин, мочевину и альдегид, содержит мольный избыток формальдегида по отношению к количеству меламина и, необязательно, мочевины. Это дает возможность потокам оставаться стабильными в течение длительного периода времени и пригодными для транспортирования на дальние расстояния. Водный поток, содержащий меламин и альдегид, и водный поток, содержащий меламин, мочевину и альдегид, могут содержать следы других компонентов. Примерами таких компонентов являются непрореагировавшие исходные соединения, побочные продукты синтеза формальдегида или получения мочевины или меламина, а также добавки. Примерами таких добавок являются спирты, амины, аминоспирты и другие органические и неорганические соединения. Водный поток, содержащий меламин и альдегид, или водный поток, содержащий меламин, мочевину и альдегид, можно превращать в твердое вещество, например с помощью сушки распылением. Твердое вещество устойчиво в течение более длительного периода по сравнению с водным потоком. Если содержащий формальдегид поток является газообразным, объединительная стадия может, например, осуществляться путем пропускания содержащего формальдегид потока через меламинсодержащий водный поток и/или через поток, содержащий мочевину, например, в какой-либо емкости или в абсорбционной колонне. Такую абсорбционную колонну используют в известных процессах производства формальдегида с целью получения формалина из потока газообразного формальдегида с помощью воды. В одном из воплощений изобретения возможно осуществление объединительной стадии в процессе получения формальдегида с использованием абсорбционной колонны путем подачи в абсорбционную колонну вместо воды меламинсодержащего водного потока с меламиновой установки и, необязательно,потока, содержащего мочевину. Если всего количества воды в меламинсодержащем водном потоке и/или потоке, содержащем мо-3 010550 чевину, не достаточно, целесообразно направлять водный поток в объединительную секцию. Можно также добавлять или удалять воду из уже образовавшегося MF или MUF-предконденсата. Образующиеся таким образом MF или MUF-предконденсаты могут иметь различное применение. Примерами являются применение в качестве или в MF-смоле или в MUF-смоле, или в качестве или вMF-клее или в MUF-клее. В тех случаях, когда в MF или MUF имеется молярный избыток формальдегида, может оказаться необходимым вводить в предконденсат меламин и/или мочевину. Такие операции специалистам известны. Далее изобретение разъясняется на основе не ограничивающих его двух фигур и примеров. Фиг. 1 описывает способ производства MF-смолы согласно существующему уровню техники. Меламин получают на меламиновой установке, расположенной в месте, удаленном от расположения установки по производству MF-смол. Меламин (М) получают введением мочевины (U) в меламиновый реактор (R) меламиновой установки. Меламиновая установка, кроме того, включает устройство для быстрого охлаждения (Q), отгонное устройство (S), секцию выделения (О) и сушилку (D). Меламиновая установка производит твердый меламин, который хранится и транспортируется. В том же месте, где расположена установка по производству MF-смол, находится формальдегидная установка, включающая секцию синтеза (FH) и абсорбционную секцию (А). В секцию синтеза вводятся воздух (L) и метанол и формальдегид образуется при высокой температуре с помощью катализатора. Формальдегид после этого транспортируют к секции абсорбции, где газообразный формальдегид поглощается водой. Далее раствор формальдегида подают в заданном количестве на установку по производству MF-смолы. Необходимый для получения смолы меламин подают, транспортируя его от находящейся на большом расстоянии меламиновой установки, причем твердый меламин вначале растворяют в воде. Вслед за этим раствор меламина дозируют на установку по производству смолы с целью полученияMF-смолы (MF). Фиг. 2 описывает способ производства MF-смолы (MF) из MF-предконденсата (MFP), являющегося, согласно изобретению, исходным материалом. Расположение установки по производству смолы удалено от расположения меламиновой установки и формальдегидной установки, которые необходимы для получения MF-предконденсата. MF-предконденсат транспортируют к месту, где производится MFсмола. На установку по производству MF-смолы может быть также направлен твердый меламин (М) или растворенный твердый меламин. Меламин получают введением мочевины (U) в меламиновый реактор(R) меламиновой установки. Меламиновая установка включает также устройство для быстрого охлаждения (Q) и отгонное устройство (S). Меламинсодержащий водный поток, получаемый после отгонной секции, дозируют в объединительную секцию (С) согласно изобретению. На формальдегидной установке, включающей секцию синтеза (FH), формальдегид получают при высокой температуре с помощью катализатора. Образовавшийся газообразный формальдегид также вводят в объединительную секцию согласно изобретению, где он поглощается меламинсодержащим водным потоком, что приводит к образованию MF-предконденсата (MFP). Пример 1. С целью получения MF-предконденсата в реактор емкостью 2,0 л загружают 497 г потока, содержащего формальдегид, рН потока, содержащего формальдегид, устанавливают равным 8,5 с использованием NaOH и добавляют 466 г меламинсодержащего водного потока. Меламинсодержащий водный поток отделяют непосредственно после отгонной секции меламиновой установки. Меламинсодержащий водный поток содержит 79 мас.% меламина и 21 мас.% воды, а поток, содержащий формальдегид, содержит 30 мас.% формальдегида и 70 мас.% воды. Позднее рН восстанавливают до значения 8,5. Раствор нагревают до 95 С. Через 10 мин начинается реакция, которая продолжается до тех пор, пока через приблизительно 40 мин не будет достигнута точка помутнения. Точку помутнения определяют как момент,при котором капля предконденсата, добавляемая к большому количеству воды при 20 С, перестает сразу же растворяться и создает мутность. За ходом реакции следят дальше и через каждые 10 мин отбирают образец для определения толерантности к воде (WT). Реакцию останавливают охлаждением до комнатной температуры при достижении значения WT = 2,3. WT определяется как количество воды (в граммах), которое может быть добавлено при 20 С к 1 г предконденсата до того, как предконденсат начнет становиться мутным. MF-предконденсат перед тем, как его полностью охлаждают, фильтруют через 2 мкм фильтр. После достижения указанного значения WT предконденсат стабилен в течение более чем 30 дней и может транспортироваться, при этом реакция не продолжается. Получают MF-предконденсат,содержащий 55 мас.% твердых материалов и имеющий мольное отношение F/M равное 1,7. При использовании распылительной сушки можно получать MF-предконденсат, который стабилен в течение неопределенного периода времени. Пример 2. С целью получения MF-предконденсата в реактор емкостью 2,0 л загружают 300 г потока, содержащего формальдегид, рН потока, содержащего формальдегид, устанавливают равным 7,9 с использованием NaOH и добавляют 547 г меламинсодержащего водного потока. Меламинсодержащий водный поток отделяют непосредственно после отгонной секции меламиновой установки. Меламинсодержащий водный поток содержит 79 мас.% меламина и 21 мас.% воды, а содержащий формальдегид поток содер-4 010550 жит 55,4 мас.% формальдегида и 44,6 мас.% воды. Позднее рН восстанавливают до значения 7,9. Раствор нагревают до 60 С. Через 10 мин начинается реакция, которая продолжается до тех пор, пока через приблизительно 45 мин не будет достигнута точка помутнения. Точку помутнения определяют как момент,при котором капля предконденсата, добавляемая к большому количеству воды при 20 С, перестает сразу же растворяться и создает мутность. За ходом реакции следят дальше до достижения общего времени реакции 300 мин. Получают MF-предконденсат с мольным отношением F/M равным 10. WT предконденсат устойчив в течение более чем 30 дней и может транспортироваться, при этом редакция не продолжается. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения водного потока, содержащего меламин и альдегид, согласно которому меламинсодержащий водный поток вводят в контакт с потоком, содержащим альдегид, причем меламинсодержащий водный поток поступает с меламиновой установки. 2. Способ получения водного потока, содержащего меламин, мочевину и альдегид, согласно которому меламинсодержащий водный поток и поток, содержащий мочевину, вводят в контакт с потоком,содержащим альдегид, причем меламинсодержащий водный поток поступает с меламиновой установки. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что перед контактом с потоком, содержащим альдегид,меламинсодержащий водный поток подвергают очистке. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что содержащий мочевину поток поступает с установки по производству мочевины. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что альдегидом является формальдегид. 6. Способ по любому из пп.1, 3 или 5, отличающийся тем, что содержащий меламин и формальдегид водный поток имеет отношение формальдегид/меламин от 0,5 до 20,0. 7. Способ по любому из пп.2, 4 или 5, отличающийся тем, что водный поток, содержащий меламин,мочевину и альдегид, имеет отношение формальдегид/(NH2)2 от 0,5 до 5,0. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что содержащий формальдегид поток является газообразным потоком, поступающим с формальдегидной установки. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что меламинсодержащий водный поток содержит от 5 до 50 мас.% воды. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что меламинсодержащий водный поток поступает с отгонной секции меламиновой установки. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что контактирование меламинсодержащего водного потока и, необязательно, потока, содержащего мочевину, с потоком, содержащим формальдегид,осуществляют на формальдегидной установке. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что контактирование меламинсодержащего водного потока с потоком, содержащим формальдегид, осуществляют в абсорбционной колонне формальдегидной установки. 13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что водный поток, содержащий меламин и альдегид, очищают с помощью фильтрации. 14. Способ оптимизации работы меламиновой установки, которая содержит секцию синтеза, включающую реактор, устройство для быстрого охлаждения и устройство для отгонки, и секцию выделения, в которой осуществляется очистка меламина, характеризующийся тем, что емкость секции синтеза меламина увеличивают в большей степени, чем емкость секции выделения, и часть потока меламина из секции синтеза меламина вводят в способ по п.1 или 2 в качестве меламинсодержащего водного потока. 15. Установка для производства водного потока, содержащего меламин и формальдегид, включающая секцию синтеза меламина, в которой образуется меламинсодержащий водный поток, и, необязательно, секцию выделения, в которой производят очистку меламина, характеризующаяся тем, что установка включает объединительную секцию, в которой меламинсодержащий водный поток вводят в контакт с потоком, содержащим формальдегид, в результате чего образуется водный поток, содержащий меламин и формальдегид, и средство для транспортирования потока, содержащего формальдегид, к объединительной секции и для транспортирования меламинсодержащего водного потока от меламиновой установки к объединительной секции. 16. Установка для производства водного потока, содержащего меламин, мочевину и формальдегид,включающая секцию синтеза меламина, в которой образуется меламинсодержащий водный поток, и, необязательно, секцию выделения, в которой производят очистку меламина, характеризующаяся тем, что установка включает объединительную секцию, в которой меламинсодержащий водный поток вводят в контакт с потоком, содержащим мочевину, и потоком, содержащим формальдегид, в результате чего образуется водный поток, содержащий меламин, мочевину и формальдегид, и средство для транспортирования потока, содержащего формальдегид, и потока, содержащего мочевину, к объединительной секции и для транспортирования меламинсодержащего водного потока от меламиновой установки к объединительной секции.-5 010550 17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что она дополнительно включает секцию синтеза мочевины, в которой образуется поток, содержащий мочевину, и, необязательно секцию выделения, в которой полностью или частично удаляют соединения, отличные от мочевины, отличающаяся тем, что поток,содержащий мочевину, подаваемый в объединительную секцию, поступает из секции синтеза мочевины.