CZ305573B6 - Způsob výroby vysoce čistého krystalického karbamidu - Google Patents

Abstract

Způsob výroby vysoce čistého krystalického karbamidu. Způsob zahrnuje krystalizaci a sušení karbamidu, kde vodný roztok karbamidu je předehříván na +30 .degree.C až +130 .degree.C, a potom je roztok čištěn elektrodialýzou při elektrickém napětí v rozsahu 400 V až 600 V. Technickým výsledkem je výroba vysoce čistého krystalického karbamidu, který může být použit jako přísada v potravinářském průmyslu a jako reakční činidlo při laboratorních analýzách.

Description

Vynález se vztahuje k oblasti výroby karbamidu, zvláště ke způsobu výroby vysoce čistého krystalického karbamidu.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou obecně známé způsoby pro přípravu granulovaného a krystalického karbamidu. Průmyslové metody pro výrobu karbamidu jsou založené na krystalizací vodného karbamidového roztoku získaného z oxidu uhličitého a čpavku. Avšak karbamid získaný známými postupy nemá dostačující míru čistoty pro použití v potravinářském průmyslu a pro použití jako reakční činidlo pro laboratorní analýzy.

Nejbližší technické řešení vybrané jako prototyp je způsob výroby krystalického karbamidu získaného na základě oxidu uhličitého a čpavku (patent RU 2 041 202). Způsob zahrnuje krystalizaci karbamidu v celém objemu z přesyceného roztoku, odstranění vody z krystalů pro získání husté hmoty, následované vyjmutím karbamidových krystalů filtrací a jejich sušením. Avšak získaný karbamid také nemá dostačující stupeň čistoty pro použití v potravinářském průmyslu a pro použití jako reakční činidlo pro laboratorní analýzy.

Cílem přihlašovaného vynálezu je získat vysokou čistotu krystalického karbamidu.

Podstata vynálezu

Cíle je dosaženo způsobem výroby vysoce čistého krystalického karbamidu z vodného roztoku karbamidu, zahrnujícím krystalizací karbamidu a jeho sušení podle vynálezu, kde je vodný roztok karbamidu zahřívaný na teplotu od +30 °C do +130 °C, a pak je roztok čištěn elektrodialýzou při elektrickém napětí v rozsahu 400 V až 600 V, kde roztok je při koncentraci 30% zahřívaný na +30 °C, při koncentraci 50% na +40 až 50 °C, při koncentraci 70% na +70 až 80 °C a při koncentraci 90% a vyšší na +90 až 130 °C.

Objasnění výkresu

Zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu je znázorněno na obrázku 1.

Příklad uskutečnění vynálezu

Zařízení obsahuje akumulační nádobu I pro výchozí karbamidový roztok, elektrodialýzační jednotku 2, čerpadlo 3 pro dopravu roztoku z nádoby 1 do elektrodialýzační jednotky 2, nádobu 4 pro vyčištěný karbamidový roztok, čerpadlo 5 pro dopravu vyčištěného karbamidového roztoku do nádoby 4, odpařovací a krystalizační jednotku 6, čerpadlo 7 pro dopravu vyčištěného karbamidu z nádoby 4 do odpařovací a krystalizační jednotky 6.

Způsob je realizován takto. Surový vodný karbamidový roztok umístěný v akumulační nádobě i je zahříván na pracovní teplotu od +30 °C do +130 °C pro zamezení předčasné krystalizace karbamidu, přičemž roztok je zahříván na +30 °C při koncentraci 30%, na +40 až 50 °C při koncentraci 50%, na +70 až 80 °C při koncentraci 70% a na +100 až 120 °C při koncentraci 90%

-1 CZ 305573 B6 a více. Vztah mezi koncentrací roztoku a teplotou jeho ohřívání je zjištěn empiricky a je znázorněn na Tabulce 1.

Tabulka 1

Jak je vidět z Tabulky 1, karbamid je částečně převeden do krystalického stavu při teplotě karbamidového roztoku menší než 30 °C. Při ohřívání roztoku nad 130 °C nastává částečná hydrolýza močoviny a také její dimerizace na biuret, jehož obsah v čištěném karbamidu je přísně normalizován.

Pak je roztok dopraven čerpadlem 3 do elektrodialýzační jednotky 2. V elektrodialýzační jednotce 2 jsou z roztoku elektrickým proudem o napětí 400 V až 600 V odstraněny soli vytvářející ionty. Tento rozsah zajišťuje optimální technické parametry procesu: koeficient množství/kvalita. Když elektrické napětí přesahuje 600 V, výsledný produkt nesplňuje požadavky na čištěný karbamid, upotřebitelný v laboratorních analýzách a v potravinářském průmyslu. Když je elektrická napětí nižší než 400 V elektrodialýzační čisticí proces je pomalý, takže efektivita procesu je snížená. Po deionizačním procesu, je čištěný roztok dopraven čerpadlem 5 do akumulační nádoby 4, a pak je dopraven čerpadlem 7 do odpařovací a krystalizační jednotky 6, kde je roztok rozdělen na vyčištěný krystalický karbamid (krystalizace karbamidu) a deionizovanou vodu. Krystalizace karbamidu sjeho současným sušením je vykonána ohříváním roztoku na teplotu od 110 do 150 °C za atmosférického tlaku nebo za podtlaku 50 až 10 mm Hg a 50 až 80 °C.

Kvalitativní parametry karbamidu získaného přihlašovaným postupem jsou uvedeny v Tabulce 2.

-2CZ 305573 B6

Tabulka 2
Název parametru	Hodnota
1. Hmotnostní podíl karbamidu (CH4ON2),%, ne méně než	99,8
2. Tavící teplota, °C	132,7±1
3. Hmotnostní podíl ve vodě nerozpustných složek, %, až do	0,003
4. Hmotnostní podíl zbytků po sušení(ve formě síranů),%,až do	0,01
6. Hmotnostní podíl síranů (SO4),%, až do	0,001
7. Hmotnostní podíl chloridů (Cl), až do	0,0005
8. Hmotnostní podíl železa (Fe), %, až do	0,0001
9. Hmotnostní podíl těžkých kovů (Pb), %, až do	0,0002
10. Hmotnostní podíl volného čpavku (NH3), %, až do	0,005
11. Hmotnostní podíl biuretu,%, až do	0,1

Stupeň čistoty takto získaného krystalického karbamidu umožňuje jeho použití jako přísady v potravinářském průmyslu (potravinová přísada E927b) a jako činidla pro laboratorní analýzy.

Kromě toho, získaný vysoce čistý krystalický karbamid je balený do polypropylénového obalu nebo jiného podobného obalu. Získaná deionizovaná voda je vedlejším produktem s dalším použitím: je možno ji používat jako součást nemrznoucí kapaliny a nemrznoucího roztoku pro ostřikovače čelního skla.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby krystalického karbamidu z jeho vodného roztoku, s hmotnostním podílem karbamidu vyšším než 99,8 %, zahrnující krystalizací a sušení karbamidu, vyznačující se tím, že vodný roztok karbamidu je zahříván na teplotu od +30 °C do +130 °C, načež je roztok čištěn elektrodialýzou při elektrickém napětí v rozmezí 400 V až 600 V.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodný roztok karbamidu je zahříván na 30 °C při koncentraci 30%, na 50 až 60 °C při koncentraci 50%, na 70 až 80 °C při koncentraci 70% a na 90 až 130 °C při koncentraci 90% a vyšší.

   1 výkres

   -3CZ 305573 B6