BR112014011817B1

BR112014011817B1 - Método para a produção de cristal de carbamida de alta pureza

Info

Publication number: BR112014011817B1
Application number: BR112014011817-5A
Authority: BR
Inventors: Batullin Farid Alekovich; Andreev Andrei Vladimirovich
Original assignee: Batullin Farid Alekovich; Andreev Andrei Vladimirovich
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2019-09-17
Also published as: US9192893B2; NO20140641A1; CA2856276A1; RU2472777C1; NZ625024A; GB2538483A; RO131559A2; SE537706C2; WO2013077775A2; GB201408531D0; AU2012341102B9; SG11201402507YA; PT2013077775B; BG66591B1; DK178065B1; AT515241B1; AU2012341102A1; BR112014011817A2; BG111761A; ES2486640A2

Abstract

resumo método para a produção de cristal de carbamida de alta pureza, a invenção relaciona-se com o método para a produção de cristal de carbamida de alta pureza; o método compreende a cristalização e secagem da carbamida, em que uma solução aquosa de carbamida é pré-aquecida de 30 °c a 130 °c, e, em seguida, a solução é purificada por eletrodiálise com uma tensão no intervalo de 400v - 600v; o resultado técnico é a produção de cristal de carbamida de alta pureza que pode ser utilizado como um aditivo na indústria alimentar e como um reagente em análises laboratoriais.

Description

/ 3 “MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE CRISTAL DE CARBAMIDA DE ALTA PUREZA” Descrição [001] A invenção refere-se ao campo da produção de carbamida, particularmente ao método para a produção de cristal de carbamida de alta pureza.

[002] No momento existem métodos amplamente conhecidos para a preparação de carbamida granulada e cristalina. Os métodos industriais para a produção de carbamida têm base na cristalização de uma solução aquosa de carbamida obtida a partir do dióxido de carbono e do amoníaco. No entanto, a carbamida obtida por métodos conhecidos não tem suficiente grau de pureza para utilização na indústria alimentar e para utilização como um reagente em análises laboratoriais.

[003] A solução técnica mais próxima escolhida como protótipo é um método para a produção de carbamida cristalina obtida a partir de dióxido de carbono e amoníaco (Patente RU 2.041.202). O método compreende a cristalização de carbamida em todo o volume da solução supersaturada, a remoção de água a partir de cristais para obter uma massa compacta, seguida da remoção dos cristais de carbamida por filtração e secagem. No entanto, a carbamida obtida também não tem suficiente grau de pureza para utilização na indústria alimentar e para utilização como um reagente para análises laboratoriais.

[004] O objetivo reivindicado do invento é proporcionar uma produção de elevada pureza cristalina de carbamida.

[005] O objetivo é atingido por um método para produção de elevada pureza cristalina de carbamida a partir de uma solução aquosa de carbamida, compreendendo carbamida cristalização e secagem de acordo com a invenção, a solução aquosa de carbamida é aquecida à temperatura de 30°C a 130°C, e em seguida a solução é purificada por eletrodiálise com uma tensão no intervalo de 400V - 600V, em que a solução é aquecida a 30°C a uma concentração de 30 %, a 40-50°C a uma concentração de 50 %, a 70-80°C a uma concentração de 70 %, a 90-130°C, a uma concentração de 90 % e superior.

A figura 1 é um dispositivo para a realização do método.

/ 3

A figura 2 mostra a Tabela 1 acerca da concentração da solução e a temperatura de aquecimento da mesma.

[006] O dispositivo compreende um recipiente de armazenamento 1, para a solução inicial de carbamida, a unidade de eletrodiálise 2, uma bomba 3 para o fornecimento da solução a partir do recipiente 1 para a unidade de eletrodiálise 2, um contentor 4 para a solução purificada de carbamida, uma bomba 5 para o fornecimento da solução de carbamida purificado ao recipiente 4, a evaporação e a cristalização da unidade 6, 7, uma bomba para fornecimento da carbamida purificada a partir do recipiente 4 para a unidade de evaporação e cristalização a 6. [007] O método é realizado da seguinte forma. A solução aquosa de carbamida bruto localizada no recipiente de armazenamento 1 é aquecida até a temperatura de operação de 30 °C a 130 °C para evitar a cristalização precoce de carbamida, em que a solução é aquecida a 30 °C a uma concentração de 30 %, a 40-50 °C a uma concentração de 50 %, a 70-80 °C a uma concentração de 70 %, a 100-120 °C a uma concentração de 90 % e acima. A relação entre a concentração da solução e a temperatura de aquecimento do mesmo é determinada empiricamente e é mostrada na Tabela 1.

[008] Como pode ser visto a partir da Tabela 1, a carbamida é parcialmente convertida em estado cristalino à temperatura da solução de carbamida inferior a 30 °C. Depois de aquecer a solução acima de 130 °C, uma hidrólise parcial da ureia ocorre e é dimerizada de biureto; o conteúdo da carbamida purificada é rigorosamente normalizado.

[009] Em seguida, a solução é fornecida pela bomba 3 para a unidade de eletrodiálise 2. Na unidade de eletrodiálise 2, íons formadores de sal são removidos da solução por corrente eléctrica de 400V - 600V. Esta gama oferece o melhor desempenho do processo: a relação quantidade / qualidade. Quando a tensão está acima de 600V, o produto resultante não atende aos requisitos da carbamida purificada, aplicáveis durante análises laboratoriais e na indústria de alimentos. Quando a tensão é inferior a 400V, o processo de purificação por

3/3 eletrodiálise é lenta, de modo que a eficiência do processo é reduzido. Após o processo de deionização, a solução purificada é fornecida pela bomba 5 para o recipiente de armazenamento 4, e, em seguida, é fornecido pela bomba 7 para a unidade de evaporação e cristalização 6 em que a solução é separada formando carbamida cristalino purificada (carbamida cristalização) e água deionizada. Cristalização de carbamida com a sua secagem simultânea é realizada por aquecimento da solução até a temperatura de 110 °C a 150 °C, sob pressão atmosférica ou sob pressão de vácuo a 50 -10 mm Hg. 50-80 °C.

[010] Parâmetros de qualidade de carbamida obtido pelo método reivindicado é mostrada na Tabela 2.

Nome do Parâmetro	Valor
1. Fração da massa de carbamida (CH4ON2),%, não menos	99,8
2. Temperatura de fusão,°C	132,7 ± 1
3. Fração da massa de Componentes insolúveis Água,%, comeu	0,003
4. Fração da massa de resíduos após a cozedura (na forma de sulfato),%, até	0,01
6. Fração da massa de sulfatos (SO4),%, até	0,001
7. Fração da massa de cloretos (Cl),%, até	0,0005
8. Fração da massa de Ferrum (Fe),%, até	0,0001
9. Fração da massa de metais pesados (Pb),%, até	0,0002
10. Fração da massa de amônia livre (NH3),%, até	0,005
11. Fração da massa do biureto%, até	0,1

[011] Assim, o grau de pureza da carbamida cristalino obtido permite a sua utilização como um aditivo na indústria alimentar (aditivo alimentar E927b) e como um reagente para análises laboratoriais.

[012] Além disso, o cristalino de elevada pureza obtido de carbamida é embalado em sacos de polipropileno ou outros recipientes semelhantes. A água deionizada é obtido um produto com uma aplicação alvo: o uso como um componente de uma solução anticongelante e não-congelamento para para-brisas de louça.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1) “MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE CRISTAL DE CARBAMIDA DE ALTA PUREZA”, a partir de uma solução aquosa de carbamida, que compreende a cristalização de carbamida e secagem, caracterizado por a solução aquosa de carbamida ser aquecida a uma temperatura de 30 °C a 130 °C, após o que a solução é purificada por eletrodiálise (2) com uma tensão no intervalo de 400V - 600V.
2) “MÉTODO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução aquosa de carbamida ser aquecida a 20-30 °C a uma concentração de 30%, a 50-60 °C a uma concentração de 50%, a 70-80 °C a uma concentração de 70%, a 90-130 °C, a uma concentração de 90% e maior.