[发明专利]制备高纯蜜胺的方法

说明书

本发明涉及由两个不同的产物结晶阶段制备非常高纯度的蜜胺的改进方法。本发明适用于从尿素制备蜜胺的任何已知的方法，其中蜜胺是通过用氨水溶液冷却和洗涤而从反应流出物（除了含蜜胺之外，还含有氨、二氧化碳和反应副产物）中回收的，将蜜胺回收为溶液形式或者为含悬浮在氨水介质中的固体蜜胺颗粒的淤浆形式。

曾有人提出各种工艺，从此类氨水溶液中获取具有与工业标准相当的纯度的蜜胺;但是，它还须从蜜胺中除去所存在的包括以下各类型的杂质：

a）细催化剂颗粒，一般是活性硅石，仅对催化工艺而言。

b）蜜胺的脱氨产物（蜜白胺，蜜勒胺，氰尿酰胺）。

c）水解产物（一般是三聚氰酸二酰胺，三聚氰酸一酰胺，和氰尿酸蜜胺）。

d）痕量存在的各种性质的有机产物，它们趋向于损坏产物的颜色特性（colour    specification）。

该催化剂颗粒是不溶的，能够通过简单的过滤除去。b）类的有机副产物微溶于碱性或中性溶液。

c）和d）类有机副产物可溶于碱性溶液和非常轻微地溶于中性溶液。

在现有技术的目前状况下，这些副产物的除去是通过在控制温度和PH值的条件下过滤蜜胺溶液而实现的。对于以上所指明的那种工艺，优选在接近中性（7.0+1.0）的PH值下进行过滤。

按照在USA专利号3，496，117和3，598，818中所描述的提纯蜜胺的典型方法，通过以下步骤回收和提纯蜜胺：

Ⅰ）用氨水溶液从反应气中回收蜜胺。蜜胺被回收为淤浆液流（一部分在溶液中，一部分为悬浮的固体颗粒），其浓度一般在4-6%之间。

Ⅱ）该蜜胺溶液被送至一些旋液分离器中，在那里浓缩，并从该溶液中分离出颗粒浓度为30-40%（按重量）的淤浆。旋液分离器内的稀释溶液产物被回收，用来冷却反应气。

Ⅲ）通过用蒸汽进行热汽提，从浓缩的淤浆中除去大部分的氨和二氧化碳。

Ⅳ）在溶解罐中以较长的停留时间将汽提过的浓缩淤浆充分溶解在来自随后的离心操作（阶段Ⅶ）的母液中，以完全溶解蜜胺。在100-110℃的温度下、在通过添加有机酸或二氧化碳所得到的中性PH条件下进行该溶解操作。

Ⅴ）在加入活性炭后过滤该溶液。

Ⅵ）结晶。

Ⅶ）离心操作，目的是从将被回收用于溶解操作（阶段Ⅳ）的母液中分离出蜜胺晶体，该蜜胺待送去干燥。

上述工艺在设备的连续操作过程中难以制得非常高纯度的（尤其具有恒定纯度的）蜜胺。

现已意识到，随着上述生产周期数的增加，产物的性质趋向于变坏，甚至变得不可控制和不合格。

尤其已证实，产品逐渐地趋向于不符合甲醛试验，以及同样不符合颜色标准和重金属含量。

甲醛试验包括将26g蜜胺在控制的温度下溶于50g甲醛中：如果产物符合所要求的纯度，溶液会是清澈的。

从上述工艺中应该注意到，溶解步骤（阶段Ⅳ）和过滤步骤（阶段Ⅴ）对于提纯产物来说是特别关键的。蜜胺的溶解，温度和PH的控制，活性炭的加入和所有杂质被分离成固相都是在这一设备中进行的。有效地过滤是对有效的溶解的补充，产物会因为操作或机械方面的失误而被污染。

由于加入到溶解罐的流体（蜜胺淤浆和回收的母液）的可能变化以及因为及时检查副产物存在（也可以痕量存在）的困难，使情况变得更困难，该副产物会污染过滤之后的最终产物，结果制得不合格产物。

还应注意到，一些副产物往往在过滤之后还存在。这些副产物包括在过滤过程中溶液中的杂质或由蜜胺水解在液相中形成的杂质（三聚氰酸二酰胺，三聚氰酸一酰胺，等）。

为了避免这些缺陷（如在EP0091174中所指出的），有人建议进行另外的处理：过滤来自离心操作（阶段Ⅶ）的一部分母液。为此，需引入一新步骤：

Ⅷ）在控制温度和PH的条件下过滤一部分母液。

在这个替换的工艺中，对碱性PH（在7.5和9.0之间）的溶液进行初级过滤（阶段Ⅴ），其中一些副产物，尤其对于蜜胺水解产物而言，是部分地可溶的。

上述专利（对已经过滤的流体再进行第二次和后续的过滤）似乎暗中已证实上述缺陷的存在及证明这样的事实：这些缺点归因于杂质的不断积累。

然而，这第二次过滤并不能保证在设备的连续操作过程中制备恒定的高纯度的蜜胺。

就EP0091174而言，已暗示了蜜胺是通过从含有不可忽视的水平杂质的溶液中结晶而制得的。

事实上，这种可溶于碱性环境的杂质应该以比在所指出的工艺方法中因对8%～15%的循环母液进行辅助过滤而形成的副产物的相应含量高6～13倍的浓度存在。