DE1065833B

DE1065833B -

Info

Publication number: DE1065833B
Application number: DENDAT1065833D
Authority: DE
Publication date: 1959-09-24

Description

DEUTSCHES

In der Patentanmeldung St 13077 IVb/12 ο ist bereits vorgeschlagen_; Harnstofflösungen durch stufenweise Vakuumverdampfung so zu konzentrieren, daß endgültig eine annähernd wasserfreie Schmelze verbleibt, wobei man in der letzten Verdampfungsstufe von dem Umstand Gebrauch macht, daß sich die Lösung, wenn man sie expandieren läßt, spontan in Wasserdampf und festen Harnstoff aufteilt, worauf man anschließend an diese Aufteilung aus dem Verdampfungsraum an der einen Seite Wasserdampf abführt und an der anderen Seite Harnstoff, letzterwähnten nachdem man ihn aufgeschmolzen hat.

Es wurde nunmehr gefunden, daß die erforderliche schnelle Trennung des gebildeten Wasserdampfs und Harnstoffs in einfacher Weise dadurch herbeigeführt werden kann, daß man den Harnstoff in suspendierter Yorm abführt in einer Flüssigkeit, die sich dem »Harnstoff gegenüber indifferent verhält. ■

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Konzentrieren von Harnstofflösungen vorgesehen, bei dem man die zu behandelnde harnstoffhaltige Flüssigkeit zur vollständigen Eindampfung in einen Verdampfungsraum einleitet und unter Anwendung eines 200 mm Hg unterschreitenden Druckes und bei einer Temperatur, bei der sich die eingeleitete Harnstofflösung in Wasserdampf und festen Harnstoff aufteilt, expandiert, wobei man den Harnstoff mit einer im Verdampfungsraum befindlichen, Harnstoff gegenüber indifferenten und sich mit Harnstoff nicht mischenden Flüssigkeit eine Suspension bilden läßt, die Suspension aus dem Verdampfungsraum abführt und aus der abgelassenen Flüssigkeit den Harnstoff dadurch gewinnt, daß man die Suspension aus festem Harnstoff und indifferenter Flüssigkeit zum Aufschmelzen des festen Harnstoffs erhitzt und von der sich dann bildenden Harnstoffschicht einen Teil entfernt.

Weil die indifferente Flüssigkeit den festen Harnstoff, der sich in dem Verdampfungsraum gebildet hat, gleichsam von dem Wasserdampf abschließt,' läßt sich dieser in genannter, fester Form mühelos aus dem Verdampfungsraum entfernen, indem man die Suspension ablaufen läßt.

Der in dem Verdampfungsraum anzuwendende Druck soll vorzugsweise 100 mm Hg unterschreiten. In Abhängigkeit von den Druckwerten, die man wählt und anwendet, wird eine geeignete Temperatur in dem Verdampfungsraum zwischen 70 und 130° C liegen.

Die indifferente Flüssigkeit muß selbstverständlich bei den angewandten Temperatur- und Druckverhältnissen einen niedrigen Dampfdruck aufweisen. Gute Erfolge lassen sich mit einem mineralischen Öl erzielen.

zum Konzentrieren von Harnstofflösungen zum Gewinnen einer annähernd wasserfreien Harnstoffschmelze

Anmelder:

Stamicarbon N. V., Heerlen (Niederlande^.

Vertreter: Dr. F. Zumstein, Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Ε. Assmann .. und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger₁ Patentanwälte, *5 München 2, Bräuhausstr. 4

Beansprudite Priorität: , Niederlande vom. 15. Dezember 1956

Petrus Johannes Cornells Kaasenbrood₁ ^ Sittard (Niederlande), ist als Erfinder genannt worden

Insonderheit läßt sich das erfindungsgemäße Ver: fahren vorteilhaft anwenden bei der Verarbeitung :von Flarnstofflösungen, die von Synthesen herrühren, bei denen die Bildung von Carbamat und die Umwandlung dieses Stoffes in Harnstoff sich innerhalb einer indifferenten viskosen Flüssigkeit, z. B. Mineralöl, vollzieht, wobei aus der Syntheseapparatur. Lösungen, die mit dieser viskosen Flüssigkeit untermischt sind (vgl. Chem, Eng., 62 [April 1955], S. 230), abgeführt werden. Das Schema zeigt das erfindungsgemäße Verfahren.

Die zu konzentrierende Harnstofflösung wird über

4P eine Leitung 1 und die indifferente Flüssigkeit über eine Leitung 2 in einen Verdampfungsraum 3 eingeleitet, wobei man die Lösung in diesem Raum, in welchem eine Temperatur von 70 bis 130° C herrscht, expandieren läßt bis zu einem Druck, der geringer ist als 200 mm Hg und vorzugsweise 100 mm Hg unterschreitet.

Unter diesen Verhältnissen wird die Lösung sich in Wasserdampf und festen Harnstoff aufteilen. Ein Rührer 4, der mit hoher Geschwindigkeit rotiert, bewirkt, daß der abgetrennte Harnstoff und die indifferente Flüssigkeit sich intensiv mischen. Über eine Leitung 5 wird das so erhaltene Gemisch aus dem Verdampfungsraum abgeführt. Man kann zu der Entfernung geringer Mengen Wasserdampf, die von

909 629/328

Claims

der durch die Suspension mitgerissenen Lösung herrühren, das abgeführte Gemisch sicherheitshalber noch in einen nächsten Verdampfungsraum 3 ο einleiten; die Suspension, die aus festem Harnstoff und indifferenter Flüssigkeit besteht, wird über eine Leitung 5 a aus dem Verdampfungsraum abgeführt. Der gebildete, aus den Verdampfungsräumen abgeführte Wasserdampf wird den Abscheidern 6 und 6 ο zugeleitet, in denen etwa mitgeführte Tropfen abgetrennt werden, die dem Verdampfungsraum anschließend wieder zugeleitet werden. Im Hinblick auf die Weiterverarbeitung zu Harnstoffkörnern wird die Suspension in einem in der Zeichnung nicht eingezeichneten Wärmeaustauscher erhitzt, bis der Harnstoff schmilzt; es bilden sich dann zwei Schichten, von denen eine aus geschmolzenem Harnstoff besteht, die andere die indiffenrente Flüssigkeit ist. Der geschmolzene, annähernd wasserfreie Harnstoff kann dann in der üblichen Weise durch Verspritzen in Tropfen verteilt werden, die man in einem Raum frei herunterfallen läßt, wobei sie abkühlen und dann zu Körnern erstarren. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, das in der Lösung vorhandene Wasser schnell und bei relativ niedriger Temperatur zu entfernen, in einer solchen Weise, daß eine Zersetzung des Harnstoffs unter Biuretbildung fast völlig unterbleibt. ίο In der nachstehenden Tabelle sind die Ergebnisse einiger Versuche, die Verhältnisse, unter denen gearbeitet wurde, die gefundene Biuretzunahme und der endgültige Wassergehalt aufgeführt; bei diesen Versuchen ist von einer bei der Harnstoffsynthese erhaltenen 75%igen Harnstofflösung ausgegangen, die bereits 0,2 0Zo Biuret enthielt, wobei man aus dem zweiten Verdampfer eine Harnstoffsuspension in Paraffinöl abführte, die 30 Gewichtsprozent Harnstoff enthielt. Temperaturin denVerdampfern0CDruckmm HgRiihrer-drehzahlUmdr./Min.Verweilzeiim erstenVerdampfert, Minutenim zweitenVerdampferBiuretzunahmeGewichtsprozentWassergehaltdes festenHarnstoffs110 100 110100 50 501000 1000 10007 7 75 5 50,07 0,05 0,050,6 0,4 0,2 Die Biuretzunahme beläuft sich demnach auf nur 0,05 bis 0,07 Gewichtsprozent. In Anbetracht der Tatsache, daß die Biuretbildung beim Aufschmelzen des in der Suspension vorhandenen Harnstoffs und beim Bewerkstelligen der Trennung der Harnstoffschmelze von dem mitvorhandenen öl auch 0,25 Gewichtsprozent nicht zu überschreiten braucht, ist es möglich, wenn man von einer 75°/oigen Harnstofflösung ausgeht, Harnstoffkörner herzustellen, die weniger als 1% Biuret enthalten, während der Feuchtigkeitsgehalt dieser Körner auch stets niedriger ist als 1 °/o. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Konzentrieren von Harnstofflösungen zum Gewinnen einer annähernd wasserfreien Harnstoffschmelze durch stufenweise Vakuumverdampfung, wobei man die zu behandelnde harnstoffhaltige Flüssigkeit zum endgültigen Eindampfen in einen Verdampfungsraum einleitet und unter Anwendung eines 200 mm Hg unterschreitenden Druckes und bei einer Temperatur, bei der sich die eingeleitete Harnstofflösung in Wasserdampf und festen Harnstoff aufteilt,

expandiert, dadurch gekennzeichnet, daß man den Harnstoff mit einer im Verdampfungsraum befindlichen und Harnstoff gegenüber indifferenten und sich mit Harnstoff nicht mischenden Flüssigkeit eine Suspension bilden läßt, die Suspension aus dem Verdampfungsraum abführt und zum Aufschmelzen des festen Harnstoffes erhitzt und die Harnstoffschmelze von der indifferenten Flüssigkeit abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Verdampfungsraum 100 mm Hg unterschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als indifferente Flüssigkeit ein mineralisches öl verwendet.

4. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzudampfende Harnstofflösung mit der indifferenten Flüssigkeit mischt, bevor man sie in den Verdampfungsraum einleitet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Harnstofflösung und indifferenter Flüssigkeit ein bei der Harnstoffsynthese anfallendes Gemisch ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen