DE1167348B - Verfahren zur Regenerierung ausgebrauchter Katalysatoren fuer die Herstellung von Melamin - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regenerierung ausgebrauchter Katalysatoren für die Herstellung von Melamin Bei manchen Verfahren zur Herstellung von Melamin aus Harnstoff, dessen thermischen Zersetzungsprodukten oder Cyansäure bei atmosphärischem oder erhöhtem Druck in der Gasphase werden zur Beschleunigung der Umsetzung bzw. zur Milderung der Reaktionsbedingungen Katalysatoren verwendet.
• Seit längerem sind zu diesem Zweck Silikagel, Kieselgur, Bimsstein, Tonerde, Thoriumoxyd u. a. m. beschrieben. Nach jüngeren Vorschlägen kann die Umsetzung von Harnstoff bzw. Cyansäure und ähnlichen Ausgangsstoffen zu Melamin durch die Verwendung verschiedener Mischoxyde mit Phosphorpentoxyd, wie Borphosphat, so verbessert bzw. beschleunigt werden, daß das Verfahren kontinuierlich durchführbar ist.
• Alle diese Katalysatoren verlieren nach einiger Zeit ihre katalytische Aktivität. Dieses Absinken der Wirkung ist - ähiffich wie bei Crackkatalysatorenauf die Blockierung ihrer katalytischen Oberfläche durch höherkondensierte Stoffe zurückzuführen, im vorliegenden Falle der Melaminherstellung durch Substanzen vom Melam-, Melem- oder Melontypus.
• Da die Kosten der Katalysatoren, und zwar gerade der wirksamsten hoch sind, war ihre Verwendung bisher meist nicht wirtschaftlich. Es wurde daher nach einem Weg gesucht, leistungsverminderte Katalysatoren der angegebenen Art wieder für die Melaminherstellung verwendbar zu machen.
• Es wurde gefunden, daß die Wiederherstellung der vollen Aktivität aller dieser eingangs erwähnten Katalysatoren gelingt, wenn die inaktiv gewordenen Katalysatoren mit überhitztem Wasserdampf von rund 250 bis 6000 C behandelt werden, bis das Abgas ammoniakfrei ist. Dabei wurde festgestellt, daß niedrigere Temperaturen nicht im gewünschten Maße wirken, höhere dagegen einen bleibenden Verlust an Aktivität verursachen würden.
• Zur Durchführung der Regeneration kann eine beliebige, für die Behandlung von körnigem Gut mit einem Gas strom geeignete Vorrichtung verwendet werden. Es kann also sowohl eine ruhende Schicht des ausgebrauchten Katalysators chargenweise oder aber kontinuierlich als Wirbelbett mit ständiger Zugabe von in aktivem bzw. Überlauf von regeneriertem Katalysator mit Dampf behandelt werden. Da die notwendig gewordene Regeneration des Katalysators aber auf jeden Fall eine Unterbrechung der Melaminherstellung bedingt, kann dieser Vorgang mit Vorzug auch gleich in der Vorrichtung zur Herstellung des Melamins vor sich gehen, indem von Zeit zu Zeit an Stelle des gas- oder dampfförmigen Melaminrohstoffes bzw. dessen Gemisches mit einem Trägergas der überhitzte Wasserdampf durch den Katalysator geleitet wird.
• Zweckmäßigerweise wird der Wasserdampf mit einem Inertgas wie Kohlensäure oder insbesondere Stickstoff verdünat; ähnlich wie beim Cracken von Kohlenwasserstoffen treten auch die den Kontakt in aktivierenden kohlenstoffreichen Kondensate mit überhitztem Wasserdampf in exotherme Reaktion, wodurch lokale Überhitzungen des Katalysators mit bleibender Beeinträchtigung seiner Wirkung auftreten können. Durch die Verdünnung des Wasserdampfes mit einem Inertgas kann diese Wirkung völlig verhindert werden.
• In Fällen besonders starker Verkrustung, wo mit einem starken Auftreten der exothermen Zersetzungsreaktion mit dem überhitzten Wasserdampf gerechnet werden muß, kann der obenerwähnten Gefahr der lokalen Oberhitzung in einfacher Weise durch entsprechende Vermehrung des Inertgaszusatzes begegnet werden.
• Die notwendige Dauer der Behandlung kann leicht durch Kontrolle des abziehenden Gases bestimmt werden. Die Regeneration ist beendet, wenn im Abgas kein Ammoniak mehr enthalten ist.
• Der regenerierte Kontakt ist manchmal durch geringe Mengen von abgeschiedenem Kohlenstoff grau gefärbt. Dieser Kohlenstoff kann beseitigt werden, wenn bei der Regeneration dem Wasserdampf eine geringe Menge Sauerstoff zugegeben wird. Je nach der Menge des abgeschiedenen Kohlenstoffes, also entsprechend der festgestellten Graufärbung, genügen hierzu Mengen bis zu 5 Volumprozent an Sauerstoff.
• Wird zur Verdünnung des Wasserdampfs als Inertgas Luft, zweckmäßig im ungefähren Volumenverhältnis von 5:1 verwendet, so enthält das Dampf-Luft-Gemisch gleichzeitig die ungefähr nötige Menge von rund 4 Volumprozent an Sauerstoff.
• Beispiel In einem Röhrenofen wurde ein Cyansäure-Ammoniak-Gemisch bei 3400 C über einen Borphosphatkontakt zu Melamin umgesetzt. Unter gleichbleibender Belastung sank der Umsatz im Reaktor nach 2 Monaten Betrieb von anfänglich 68 auf 238/o.
• Bei 4200 C wurde sodann 3 Stunden lang ein Gemisch aus Wasserdampf und Luft im Verhältnis 5:1 über den Kontakt geleitet. Nach dieser Zeit war das Abgas ammoniakfrei. Unter den gleichen Reaktionsbedingungen und der gleichen Belastung wie zuvor ergab sich nach der Regeneration ein Umsatz von 660/o.
• In gleicher Weise werden auch die eingangs der Beschreibung genannten übrigen Katalysatoren für die Melaminsynthese aus Harnstoff behandelt Patentansprüche: 1. Verfahren zur Regenerierung ausgebrauchter Katalysatoren für die Herstellung von Melamin aus Harnstoff, dessen thermischen Zersetzungsprodukten oder Cyansäure in der Gasphase, wie Silikagel, Kieselgur, Bimsstein, Tonerde, Thoriumoxyd oder Mischoxyde mit Phosphorpentoxyd, wie Borphosphat, dadurch gekennzeichnet, daß die inaktiv gewordenen Katalysatoren mit überhitztem Wasserdampf von rund 250 bis 6000 C behandelt werden, bis das Abgas ammoniakfrei ist.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überhitzte Wasserdampf mit einem Inertgas, wie Kohlensäure und/oder Stickstoff, vorzugsweise im Volumenverhältnis Wasserdampf zu Inertgas von 5: 1, verdünnt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem gegebenenfalls verdünnten Wasserdampf eine geringe Menge, vorzugsweise bis rund 5 Volumprozent, an Sauerstoff zugemischt wird.