Способ получения меламина

 

Использование: синтез меламина из цианухлорида. Сущность изобретения: цианурхлорид обрабатывают 10 25%-ным водным раствором аммиака при 110 120°С в течение 6 8 ч. при массовом соотношении раствора аммиака и цианурхлориад, равном (18 19) 1, с последующим отделением продукта от раствора. 3 табл.

Изобретение относится к химии, в частности к способам получения 2,4,6-триамино-1,3,5-триазина (меламина), который представляет интерес как компонент для получения меламинформальдегидных смол, нашедших широкое применение для пластических масс, покрытий, а также в качестве клеев.

Известен способ получения меламина, включающий обработку цианурхлорида концентрированным водным раствором аммиака с последующим отделением продукта от раствора (1).

Недостатками способа является сложность осуществления и недостаточно высокий выход продукта.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение выхода продукта.

Предлагаемый способ получения меламина заключается в том, что цианурхлорид перемешивают с 10-25% -ным водным раствором аммиака при 101-120^оС в течение 6-10 ч. Целевой продукт после охлаждения реакционной массы отделяется известными способами, например, обычным фильтрованием и содержит после сушки не менее 95% основного вещества. Выход продукта составляет 50-90% в зависимости от условий реакции и качества цианурхлорида.

Оптимальные условия проведения реакции отрабатывались в лабораторных условиях (пример 1). При этом цианурхлорид обрабатывали 25%-ным водным раствором аммиака. В реакционную массу после охлаждения добавляли горячую воду, нагревали и проводили горячее фильтрование. Выпавший после охлаждения продукт отфильтровывали. Содержание основного вещества после сушки не менее 97,5-98,0% Выход продукта составлял 50-85% Как видно из табл. 1, успешный синтез меламина может быть осуществлен при 110-120^оС.

Оптимальное время проведения реакции лежит в интервале 6-18 ч. При уменьшении времени протекания реакции падает выход меламина и в результате реакции образуется трудноразделимая смесь хлорпроизводных S-триазина, меламина и циануровой кислоты. В то же время и при длительном проведении реакции (более 8 ч) наблюдается некоторое падение выхода меламина, очевидно, вследствие его разложения.

Выход меламина возрастает с увеличением концентрации используемого водного аммиака. Причем резкое увеличение выхода имеет место при переходе от 5 к 10%-ному раствору аммиака. Теоретически по уравнению реакции аминирования на 1 моль цианурхлорида необходимо 6 молей аммиака (3 моля на замещение атомов хлорида и 3 на связывание выделяющегося HCl). Однако при переходе от лабораторной методики к опытно-промышленной оказалось, что при использовании концентрированного 25%-ного аммиака и соотношении реагентов 1:6 практически невозможно получить меламин, поскольку в этом случае образуется неперемешиваемая пастообразная реакционная масса. В то же время применение большего избытка аммиака приводит к резкому увеличению его расхода. Кроме того, при использовании 25%-ного раствора аммиака при аминировании развивается давление до 10 атм. Использование же разбавленного аммиака позволяет улучшить консистенцию и перемешиваемость реакционной массы, что позволяет получить меламин с высоким выходом, низкими расходными коэффициентами по аммиаку и невысоким давлением в аппарате (до 4 атм). Это позволяет использовать в процессе обычное технологическое оборудование. Таким образом для успешного синтеза меламина целесообразно использование разбавленных до 10-25% растворов аммиака.

Выход меламина с зависимости от качества исходного цианурхлорида (при длительном хранении имеет место гидролиз части цианурхлорида) составляет по предлагаемому способу 50-90% Полученный по предлагаемому способу из свежего цианурхлорида меламин содержит не менее 95% основного вещества.

Очистка технического меламина осуществляется обычными методами, в том числе перекристаллизацией, промывкой и т.д.

П р и м е р 1. Реакцию аминирования цианурхлорида проводили в запаянных стеклянных ампулах объемом 150-200 мл, которые нагревали на силиконовой бане. В каждом опыте использовали 1 г (0,0054 моль) цианурхлорида и 20 мл раствора аммиака. После проведения реакции реакционную массу охлаждали, ампулы вскрывали и содержимое выливали в стакан. Обмывали трубки 20 мл горячей воды и добавляли к реакционной массе. Полученную смесь нагревали до кипения и проводили горячее фильтрование. Выпавший после 8-10 ч стояния при 18-20^оС осадок меламина отфильтровывают и сушат при 110^оС. Целевой продукт содержит не менее 97,5-98,0% меламина. Наличие примесей в целевом продукте определяли качественно методом масс-фрагментометрии по молекулярным ионам меламина (m/z 126) и основным возможным примесям: 2-гидрокси-4,6-диаминотриазина (m/z 127), 2,4-дигидрокси- 6-аминотриазина (m/z 128), циануровой кислоты (m/z 129), 2-хлор-4,6-диаминотриазина (m/z 145).

Данные опытов по определению оптимальной температуры, времени реакции и концентрации раствора аммиака приведены в табл. 1-3.

П р и м е р 2. В реактор объемом 250 л с мешалкой, рубашкой загружают при перемешивании 40 л воды, 115 л 25%-ного аммиака и 31 кг цианурхлорида. Коэффициент загрузки 0,7. Реакционную смесь нагревают до 103-106^оС и перемешивают при этой температуре 9 ч. Давление в аппарате 2,5 атм. Реакционную массу охлаждают до 20-25^оС и осадок меламина отфильтровывают через нутч-фильтр. Выход технического продукта 76% Содержание основного вещества 95% При проведении реакции в автоклаве и том же соотношении цианурхлорид аммиак (1:9) с 25%-ным аммиаком без разбавления, коэффициенте загрузки 0,7 и температуре 103-106^оС давление в аппарате достигает 8-10 атм.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛАМИНА, включающий обработку цианурхлорида водным раствором аммиака с последующим отделением продукта от раствора, отличающийся тем, что обработку осуществляют при 110 120^oС в течение 6 8 ч при массовом соотношении раствора аммиака и цианурхлорида, равном (18 19) 1, а концентрация раствора аммиака составляет 10 25%

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2