Verfahren zur Reinigung von festem Harnstoff. Der auf synthetischem Weg durch Umset zung von Ammoniak mit Kohlendioxyd unter erhöhtem Druck und bei erhöhter Tempera tur erhaltene Harnstoff enthält stets geringe Mengen Biuret. Der Biuretgehalt der dem Hochdruckreaktionsgefäss entnommenen, kon zentrierten Harnstofflösung ist zwar verhält nismässig gering, er steigt aber merklich bei der Entfernung der nicht.
umgesetzten Aus gangsstoffe Ammoniak und Kohlendioxyd, und der Hauptanteil des Biuretgehaltes, der mehrere Prozent betragen kann, entsteht bei der anschliessenden Gewinnung von festem Harnstoff aus der Lösung. Dies geschieht in der Weise, dass man die Lösung durch Ver dampfen von Wasser in eine wasserarme Schmelze überführt und diese durch Versprü hen mittels eines Luftstromes oder einer Zen trifuge zu körnigem Harnstoff verfestigt. Eine andere Möglichkeit der Gewinnung von festem Harnstoff, und zwar in Form von Ein zelkristallen, besteht darin, die Harnstoff lösung in üblicher Weise durch Abkühlen zur Kristallisation zu bringen und die abgeschie denen Kristalle von der Mutterlauge zu tren nen.
Auch dieser Harnstoff ist oft biuret- haltig.
Es wurde nun gefunden, dass man einen Harnstoff mit. verbesserten Eigenschaften, insbesondere mit weitgehend herabgesetztem Biuretgehalt erhält, wenn man den festen Harnstoff, sei es das durch Erstarrenlassen der Harnstoffschmelze oder das durch Aus kristallisieren aus der Lösung gewonnene Er zeugnis, mit einer wässerigen, gesättigten Harnstofflösung behandelt.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfin dung ist also ein Verfahren zur Reinigung von festem Harnstoff zwecks Gewinnung von kri stallisiertem Harnstoff mit vermindertem Biuretgehalt und kennzeichnet sich dadurch, dass man den Harnstoff mit einer wässerigen gesättigten Harnstofflösung behandelt.
Bei dieser Behandlung wird aus dem Harn stoff .praktisch nur das Biuret herausgelöst, und es bleibt der gereinigte Harnstoff weit gehend ungelöst zurück. Die Behandlung kann bei gewöhnlicher Temperatur in einem übli chen Rührbehälter erfolgen. Da das Heraus lösen des Biurets sehr rasch vonstatten geht, kommt man mit verhältnismässig kleinen Vor richtungen aus, und das Verfahren kann leicht kontinuierlich durchgeführt werden. Anstatt den Harnstoff mit der Lösung zu ver rühren, kann man ihn auch aufschichten und mit der Lösung besprühen oder ihn zusammen mit der Lösung durch eine Mischschnecke füh ren.
Die durch Verfestigen von Harnstoff schmelzen erhaltenen Harnstoffkörner zerfal len bei der Behandlung zum Teil in kleinere Einzelkristalle, die im Gegensatz zu den durch Auskristallisieren aus Lösungen erhaltenen Kristallnadeln eine kurze, gedrungenere Ge- stalt aufweisen und sich durch gute Lager fähigkeit auszeichnen.
Zur technischen Ausführung des Verfah rens benutzt man zweckmässig als Behand- lumgslösung die bei der Harnstoffsynthese dem Hochdruckreaktionsgefäss entnommene Harn stofflösung, die verhältnismässig wenig Biuret, z. B. weniger als<B>1.</B> "/o, enthält.
Soll die Behand lung des festen Harnstoffes bei gewöhnlicher i Temperatur vorgenommen werden, so ver dünnt man diese konzentrierte Lösung zweck mässig zunächst mit Wasser bis zur Sättigung bei gewöhnlicher Temperatur, so dass ein Liter Lösung etwa 600 g Harnstoff enthält. Eine Entfernung von nicht umgesetzten Mengen Ammoniak und Kohlendioxyd aus der Lösung vor ihrer Anwendung zur Behandlung des festen Harnstoffes ist nicht unbedingt erfor derlich, da Ammoniak und Kohlendioxyd die Löslichkeit des Biurets in der Harnstofflösumg nicht beeinträchtigen.
Enthält der zii behandelnde feste Harnstoff noch erhebliche Mengen Wasser, so verwendet man mit Vorteil eine bei schwach erhöhter ; Temperatur gesättigte Harnstofflösung, so dass sie während der Behandlung durch die Aufnahme des Wassers aus dem festen Harn stoff in den der Raumtemperatur entsprechen den Sättigungszustand übergeht.
Es gelingt auf diese Weise leicht, den Biu- retgehalt im Harnstoff auf etwa 0,1 bis 0,2% herabzusetzen. Zur Gewinnung von Harnstoff mit noch geringerem Biuretgehalt, z.
B. mit weniger als 0,01% Biuret, empfiehlt es sich, 5 den Harnstoff mit einer biuretfreien Harn stofflösung nachzuwaschen.
<I>Beispiel 1:</I> 100 Teile körniger Harnstoff, der durch Versprühen einer etwa 6% Wasser enthalten- 9 den Harnstoffschmelze mittels eines Luft stromes erhalten wurde und 31/o Biuret ent hält, werden mit 100 Teilen einer bei ge wöhnlicher Temperatur gesättigten wässerigen Harnstofflösung 20 Minuten lang verrührt.
; Sodann wird der Harnstoff von der Flüssig keit durch Abschleudern getrennt und ge trocknet. Man erhält 92 Teile kristallinen Harnstoff mit einem Biuretgehalt von nur 0,1%.
<I>Beispiel</I> Eine heisse Harnstofflösung, die durch Umsetzung von Ammoniak und Kohlendioxyd in der Hitze unter Diuiek erhalten wurde und die sich nach Entfernung der Hauptmenge der nicht umgesetzten Ausgangsstoffe aus 83% Harnstoff, 1% Biuret, 0,10/0 Ammoniak, 0,1% Kohlendioxyd und l5,
80/0 Wasser zu- sammensetzt, wird durch rasche Abkühlung auf einer Kühlwalze verfestigt. 100 Teile der erhaltenen zerkleinerten Kristallmasse werden mit je 80 Teilen einer bei gewöhnlicher Tem peratur gesättigten Lösung von Harnstoff, der 0,7% Biuret enthält, 25 Minuten lang ver- rührt. Der Harnstoff wird dann von der Flüs sigkeit getrennt und getrocknet.
Man erhält 92 Teile Harnstoff mit einem Biuretgehalt von weniger als 0,04%.
<I>Beispiel 3: ,</I> 100 Teile Harnstoff, der durch Auskristal lisieren aus einer heissen konzentrierten Harn- stofflösung gewonnen wurde und 0,4% Biuret enthält, werden raut 80 Teilen einer bei ge- wöhnlicher Temperatur gesättigten wässerigen Harnstofflösung 10 Minuten lang verrührt.
Durch Abtrennen von der Flüssigkeit und Trocknen erhält man 98 Teile Harnstoff mit einem Biuretgehalt von nur 0,020/a.
Method for purifying solid urea. The urea obtained synthetically through the reaction of ammonia with carbon dioxide under increased pressure and temperature always contains small amounts of biuret. The biuret content of the concentrated urea solution removed from the high pressure reaction vessel is relatively low, but it does not increase noticeably when the urea solution is removed.
converted starting materials ammonia and carbon dioxide, and the main part of the biuret content, which can amount to several percent, arises from the subsequent extraction of solid urea from the solution. This is done in such a way that the solution is converted into a low-water melt by evaporation of water and this is solidified to granular urea by spraying using an air stream or a centrifuge. Another way of obtaining solid urea, in the form of single crystals, is to bring the urea solution to crystallization in the usual manner by cooling and to separate the crystals from the mother liquor.
This urea also often contains biuret.
It has now been found that you can use a urea. improved properties, in particular with a largely reduced biuret content, are obtained when the solid urea, be it that obtained by solidifying the urea melt or the product obtained by crystallizing from the solution, is treated with an aqueous, saturated urea solution.
The subject of the present invention is therefore a method for purifying solid urea for the purpose of obtaining crystallized urea with reduced biuret content and is characterized in that the urea is treated with an aqueous saturated urea solution.
In this treatment, only the biuret is extracted from the urea, and the purified urea remains largely undissolved. The treatment can take place at ordinary temperature in a usual stirred tank. Since the release of the biuret takes place very quickly, you can get by with relatively small devices, and the process can easily be carried out continuously. Instead of stirring the urea with the solution, it can also be piled up and sprayed with the solution, or it can be passed through a mixing screw together with the solution.
The urea grains obtained by solidifying urea melts disintegrate during the treatment into smaller individual crystals which, in contrast to the crystal needles obtained by crystallizing out from solutions, have a short, more compact shape and are characterized by good storability.
For the technical implementation of the process, the urea solution taken from the high-pressure reaction vessel during urea synthesis is expediently used as the treatment solution, which contains relatively little biuret, e.g. B. less than <B> 1. </B> "/ o.
If the treatment of the solid urea is to be carried out at normal temperature, this concentrated solution is expediently first diluted with water until it is saturated at normal temperature, so that one liter of solution contains about 600 g of urea. A removal of unreacted amounts of ammonia and carbon dioxide from the solution prior to their use to treat the solid urea is not absolutely necessary, since ammonia and carbon dioxide do not affect the solubility of the biuret in the urea solution.
If the solid urea to be treated still contains considerable amounts of water, it is advantageous to use a slightly increased amount; Temperature-saturated urea solution, so that it changes to the saturation state during the treatment by absorbing the water from the solid urea which corresponds to room temperature.
In this way it is easy to reduce the biuret content in the urea to about 0.1 to 0.2%. For the production of urea with an even lower biuret content, e.g.
B. with less than 0.01% biuret, it is recommended to rewash the urea with a biuret-free urea solution.
<I> Example 1: </I> 100 parts of granular urea, which was obtained by spraying a urea melt containing about 6% water by means of a stream of air and containing 31 / o biuret, are more common with 100 parts of a urea Stirred temperature saturated aqueous urea solution for 20 minutes.
; The urea is then separated from the liquid by centrifuging and dried. 92 parts of crystalline urea with a biuret content of only 0.1% are obtained.
<I> Example </I> A hot urea solution, which was obtained by reacting ammonia and carbon dioxide in the heat under Diuiek and which, after removing most of the unreacted starting materials, is made up of 83% urea, 1% biuret, 0.10 / 0 ammonia, 0.1% carbon dioxide and 15,
80/0 composed of water, is solidified by rapid cooling on a chill roll. 100 parts of the crushed crystal mass obtained are mixed with 80 parts each of a solution of urea which is saturated at ordinary temperature and which contains 0.7% biuret, stirred for 25 minutes. The urea is then separated from the liquid and dried.
92 parts of urea are obtained with a biuret content of less than 0.04%.
Example 3: 100 parts of urea, which was obtained by crystallization from a hot, concentrated urea solution and contains 0.4% biuret, are roughly 80 parts of an aqueous urea solution 10 saturated at ordinary temperature Stir for minutes.
Separation from the liquid and drying gives 98 parts of urea with a biuret content of only 0.020 / a.