JPH0328417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメラミンの合成の際に生じる廃ガス混
合物から液状尿素もしくは液状尿素とその熱分解
生成物との混合物を分離する方法に関する。

メラミンの合成では尿素および／またはその熱
分解生成物を触媒および添加されるアンモニアの
存在で温度350〜400℃に加熱する。メラミン蒸気
を含有する合成ガスの後処理のために該ガスを分
別凝縮する。すなわちガスを温度170〜250℃に冷
却する。メラミンはその温度で選択的にかつ殆ど
完全にガス流から晶出し、かつ分離される。しか
しメラミンの分離後に残つた、主としてアンモニ
アと二酸化炭素から成るガス混合物は尚蒸気圧に
よつてメラミンおよび熱分解生成物、イソシアン
酸の形で合成の際に反応しなかつた尿素を含有す
る。

更にガスを冷却し、かつこれらの不純物を分離
するためにガスを尿素の融液または尿素とその熱
分解生成物との混合物の融液で洗浄することがド
イツ連邦共和国特許第1204679号明細書から公知
である。溶融尿素で洗浄する際にガス流によつて
必然的に小さな尿素液滴が同伴され、これは後接
続された液滴分離器、例えば充填塔、多板式分離
器またはサイクロンで分離しなければならない。
これらの装置の分離表面は長期間操作の際に尿素
融液に不溶の、尿素の分解生成物、例えばシアヌ
ル酸、メラミンシアヌレート等によつて付着堆積
される。

この付着堆積は特に液状尿素が長時間高められ
た温度に曝される装置表面に現われる。極端な場
合には分離表面に付着した液滴は完全にその分解
生成物に変わることがある。

更にかかる付着堆積を除くために液滴分離器に
周期的に尿素融液を通流させることが公知である
（ドイツ連邦共和国特許第1670216号明細書）。連
続的操作を保証するためには尿素洗浄器にこの液
滴分離器を多数後接続させ、これらを交互に使用
し、または尿素融液で通流することにより清浄化
しなければならない。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第2440315号公
報には、液滴を分離器の内部表面との衝突によつ
て分離するために同伴液滴を含むガスを分離器
（サイクロン分離器、偏向板を備えた衝突式分離
器または多板式分離器）に導通することによつて
前記の欠点を回避することが提案されており、そ
の際分離器の内部表面に溶融尿素、尿素とその熱
分解生成物の溶融混合物および／またはメラミン
との溶融混合物の流下膜を設ける。この手段によ
つて分離器の操作時間を短縮させられるとして
も、連続的な液膜を形成することは、その手段を
用いても満足な操作時間を達成し得ないことを別
としてもそのための特別の手段が必要で著しい装
置上および方法技術的経費を意味する。

多板式分離器では液体を噴射してガス入口に向
いた分離表面上に付着堆積を防止するために連続
的な液膜を形成することができるが、しかしガス
出口側にある分離表面上にはできる限り僅かな液
体を負荷することが無条件に必要である。したが
つてこの後方の分離表面には不断に成長する堆積
が形成され、これは分離機能を損い、これにより
後置の導管内に付着堆積が生じ、したがつて分離
器に融液膜を設けたとしても規則的な間隔で中断
し、かつ清浄化することを余儀なくされる。

同様に前記の公報に記載されているサイクロン
分離器では、尿素の融液膜の分離に関しては更に
僅かな満足度の結果しか達成されない。文献から
知られているように（“Chemie−Ingenieur−
Technik”，25，（1953年），328〜330頁）、サイク
ロンでガスから液体を分離する場合にはこの分離
器を出るガスが液体を同伴しないように特別な方
策を講じなければならない。この液体同伴は、サ
イクロンの外壁にはねとばされた液体がうず巻き
領域の中心と周辺との間にある差圧の作用下に蓋
に沿つてサイクロンの蓋の中央に設けられた、ガ
ス出口として用いられる浸漬管までゆつくり進
み、ここで下方へ流れ、次いで上昇するガス流に
よつて捕えられ、かつ同伴されることに起因す
る。

通常の液体の場合にはこのゆるい流れは流出管
を中心として同心的に配置された環（カラー）に
よつて減少させることができる。これらの組込み
部材をも越える少量の液体を分離するために、前
記の文献ではガス流出管の後方に更に、浸漬管の
内壁に沿つて伝い進む液体を排出するための構造
的な部材を設けることが推奨されている。

メラミン合成の廃ガスから尿素の融液滴を分離
する場合にはかかる部材は除かれる、それという
のもまさにこの部分に集まる尿素が先ず熱分解さ
れ、かつ付着堆積を形成するからである。これら
の困難は、サイクロンの壁に付加的に流下する溶
融尿素の膜を設けることによつても取除くことが
できない。

したがつて本発明の課題は、尿素を高めた温度
で接触的変換する際に生じ、分別凝縮によつてメ
ラミンから遊離され且つ引続き溶融尿素または溶
融尿素とその熱分解生成物との混合物で洗浄され
た、メラミン合成の廃ガスから液状尿素または液
状尿素とその熱分解生成物との混合物を分離する
ための方法であつて、多大な装置上、方法技術的
経費なしに実施でき、更にガスと液相の効果的な
分離を保証し、かつ同時に分離系内および分離系
に後接続された導管内の付着堆積の形成が回避さ
れる方法を提供することである。

該課題は、洗浄ゾーンを出た、ガス１Kg当り融
液２〜10Kgを含む気液混合物を速度８〜30ｍ／ｓ
で軸対称の分離ゾーンの上部に接線方向に導入
し、その際気液混合物に加えた回転力によつて２
つの相を相互に分離し、かつ２相を同方向に上か
ら下へ分離ゾーンを移動させ、かつガスおよび分
離された液体を分離ゾーンの下方端部で相互に別
個に取出し、その際分離ゾーン内でのガス混合物
の平均滞留時間を少なくとも0.5秒とすることに
より解決されることが判明した。

通常メラミンを取除かれたガスは１Kg当り尿素
融液または溶融尿素とその熱分解生成物との混合
物５〜10Kgで洗浄される。したがつて公知方法と
は異なり本発明による方法ではガスに同伴される
液滴のみならず、特に有利に洗浄液体の全量また
は少なくとも著しい部分がガスと一緒に分離ゾー
ンに導入される。

意想外にも本発明による方法では、分離器の表
面に流下する液膜を設けずに、かつ分離ゾーンを
尿素融液または尿素とその熱分解生成物との溶融
混合物で周期的に通流させて清浄化せずに、分離
ゾーンおよび後接続された導管の壁への尿素の熱
分解生成物、例えばシアヌル酸またはメラミンシ
アヌレートの付着堆積を防止し、したがつて分離
効率の低下を回避することに成功した。

本発明による方法のもう１つの特徴は、ガスと
遠心力によつて分離された液体とを分離ゾーン内
を同方向に導通させることであり、これにより融
液の滞留時間、したがつて分解生成物の形成が減
少される。

更に分離ゾーンへの入口において前記の速度範
囲を維持することが大事であり、その際満足な分
離は速度≧８ｍ／ｓで初めて保証され、他方速度
30ｍ／ｓを越えてはならない、それというのもさ
もなければ壁面の分離された液滴が再び壁から離
れ、かつ分離ゾーンを出るガス流によつて同伴さ
れ、これによつて分離系に後接続された導管およ
び装置部分の付着堆積を、かつ最後には閉塞を起
すからである。

最少滞留時間0.5秒の維持はガス中の液滴の完
全な分離にとつてもかなり重要である。理論的に
は滞留時間の増加とともに分離結果が良好になる
のだが、実際的理由から、および融液の分解を避
けるために滞留時間５秒を上回らない。

次に本発明による方法を添付図面を参照しなが
ら詳説する。

メラミンを除かれた、しかし尚未反応尿素と蒸
気圧によるメラミンを含有する廃ガスは導管１か
ら洗浄器２に装入される。洗浄液として例えば尿
素融液が導管３を通して導入される。洗浄器の下
端部でガスと融液は一緒に取出され、流入部４か
ら軸対称の、有利には円筒状の分離器５に接線方
向に導入される。

融液は加えられた回転力によつて壁に向つては
ねとばされ、かつ壁に沿つてらせん状に下方に移
動する。同様に下方に移動するガスは分離ゾーン
の底部に突出する浸漬管６を通つて分離ゾーンを
去り、他方液体は底部に集まり、管７から排出さ
れる。分離器の下部内には浸漬管の上端部から始
まり分離ゾーンの底部まで鎮静空間が形成され、
これによつてガス流による液体の同伴は確実に回
避される。伝い進む液膜も浸漬管の上部の開口ま
で達しない、それというのもそのためには液膜は
重力を克服しなければならないからである。この
領域で液体と浸漬管の乾いた壁とは、はつきりと
分かれているので、乾いた壁に付着堆積物が発生
することはない。空気と無負荷状態の水との混合
物で操作された、透明なモデル装置での試験が示
したように、本発明による方法を維持する場合に
壁に沿つて下方に移動するらせん状の液体垂れが
形成され、これらはその位置を静的に変える。意
想外にもこれによつて尿素融液を含有する廃ガス
で操作する際に付着堆積の形成が有効に回避され
る。

次に実施例および比較例によつて本発明方法を
説明するとともに、その利点を詳説する。

比較例 既にメラミンを十分に除いたガス19000Kg／ｈ
をメラミンおよび尿素の熱分解生成物を含有する
尿素融液130000Kg／ｈで洗浄し、引続き速度14
ｍ／ｓで高さ対内径比３：１を有する。ガス取出
口即ち浸漬管を上方に有する従来構造の形式のサ
イクロンに接線方向に導入する。分離されたガス
は浸漬管を通つてサイクロンの上部より取出され
分離された尿素融液は下部で取出される。サイク
ロンに後接続された重力分離器から14日後にサイ
クロンで分離されなかつた尿素融液が既に毎時20
Kg取出される。20日後にはこの量は40Kg／ｈに上
昇する。サイクロンの分離効率はガス通過量を変
えることによつて改善することができない。

既に14日後に浸漬管および後続のガス導管内に
尿素分解生成物の著しい沈積物が見られる。

実施例 前記比較例で記載された、メラミン装置の尿素
洗浄からの気液混合物を速度24ｍ／ｓで本発明に
係る円筒状分離ゾーンに接線方向に導入し、かつ
該ゾーンを軸方向速度４ｍ／ｓで上から下へ流通
させる。滞留時間２秒後に尿素を取除かれたガス
混合物は下端部の中央の管を通つて分離ゾーンを
去る。分離された尿素融液は同様に下から取出さ
れる。分離ゾーンの後に接続された重力分離器か
らは８ケ月間の操作期間後も液状尿素は取出され
ない。この間ガス排出管の壁および後続の導管に
は尿素分解生成物の障害的な沈積物は形成されな
い。分離ゾーンの分離効率は操作下必然的なガス
量の14000〜22000Kg／ｈの変動の際にも変らな
い。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明による方法を実施するための
装置の略示図である。 １，３……導管、２……洗浄器、４……流入
部、５……分離器、６……浸漬管、７……管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 尿素を高めた温度で接触的変換する際に生
   じ、分別凝縮によつてメラミンから遊離され且つ
   引続き溶融尿素または溶融尿素とその熱分解生成
   物との混合物で洗浄される、メラミン合成の廃ガ
   スから液状尿素または液状尿素とその熱分解生成
   物との混合物を分離するための方法において、洗
   浄ゾーンを出た、ガス１Kg当り融液２〜10Kgを含
   む気液混合物を速度８〜30ｍ／ｓで軸対称の分離
   ゾーンの上部に接線方向に導入し、その際気液混
   合物に加えた回転力によつて２つの相を相互に分
   離し、かつ２相を同方向に上から下へ分離ゾーン
   を移動させ、かつガスおよび分離された液体を分
   離ゾーンの下方端部で相互に別個に取出し、その
   際分離ゾーン内でのガス混合物の平均滞留時間を
   少なくとも0.5秒とすることを特徴とする、メラ
   ミン合成の廃ガスから液状尿素を分離する方法。