DE1100004B - Zweistufiges Verfahren zur Herstellung von Sulfaminsaeure aus Harnstoff, Schwefelsaeure und Schwefeltrioxyd - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Sulfaminsäure durch Umsetzung von Harnstoff, Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd in einem zweistufigen Verfahren, wobei die erste Stufe eine Kalt- oder Flüssigkeitsstufe und die zweite eine Heiß- oder Feststoffstufe darstellt und jeder Stufe S O₃ zugeführt und im Überschuß angewendet wird.

Es ist bekannt, Sulfaminsäure durch Reaktion von Harnstoff, Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd unter Bildung von CO₂ als Nebenprodukt herzustellen. Dieses Verfahren läßt sich durch folgende Gleichung darstellen :

CO(N H₂)₂+ H₂SO₄+ SO₃

^NH₂SO₃H

CO₂

Es wird hierzu auf die USA.-Patentschrift 2 102 350 hingewiesen. Es ist ferner bekannt, daß die hierbei ablaufenden Reaktionen stark exotherm verlaufen und bei Außerachtlassung besonderer Vorsichtsmaßnahmen sehr heftig erfolgen. Deshalb hat man bereits verschiedene Methoden vorgeschlagen oder angewendet, um die Reaktionswärme abzuleiten. Zum Beispiel ist in der USA.-Patentschrift 2 408 492 ein Verfahren beschrieben, nach welchem die Reaktionsteilnehmer in Gegenwart großer Mengen eines festen Verdünnungsmittels vermischt werden, wobei die Mengenverhältnisse so gewählt werden, daß die reagierende Masse ihr trockenes Aussehen beibehält und sich eine zusammenhängende flüssige Phase in merklichen Mengen nicht bildet. Das Verdünnungsmittel dient dazu, die Selbstauslösung der Reaktion zu verhindern, eine größere Oberfläche für die Freisetzung des CO₂ zu bilden und die Temperaturlenkung zu ermöglichen.

In der USA.-Patentschrift 2 408 823 ist ein weiteres Verfahren beschrieben, nach welchem Harnstoff und Schwefelsäure in einer großen Menge von flüssigem S O₃ gemischt werden. Das S O₃ wirkt dabei als flüssiges Verdünnungsmittel für die Reaktion und unterstützt auf diese Weise die Ableitung der Wärme und die Lenkung der Temperatur.

In der USA.-Patentschrift 2 390 648 ist ein Verfahren beschrieben, wonach die gesamten in dem Verfahren zu verwendenden Reaktionsteilnehmer, Harnstoff, Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd, zunächst unter Kühlung vorgemischt werden. Die als Produkt dieser ersten Verfahrensstufe gebildete Flüssigkeit wird dann in einer zweiten Stufe zwecks Bildung der Sulfaminsäure erhitzt. In der USA.-Patentschrift 2 409 572 wird eine Modifizierung dieses Verfahrens beschrieben, bei welcher die in der ersten Stufe erforderliche Kühlung durch Kreislauf führung der flüssigen Masse durch einen äußeren Kühler erfolgt.

Allen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß das Schwefeltrioxyd in einer Verfahrensstufe zugeführt Zweistufiges Verfahren zur Herstellung

von Sulfaminsäure aus Harnstoff,

Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6

Ernest J. Tauch, East Cleveland, Ohio (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

und auch ein Rühren der Sulfaminsäure nach Bildung in Gegenwart eines Inertgasstromes nicht in Betracht gezogen wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung von Sulfaminsäure aus Harnstoff, Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd, bei dem man in der ersten Verfahrensstufe Harnstoff und Oleum von einer Stärke von bis zu 51%, vorzugsweise von 45 bis 48%, in im wesentlichen äquimolaren Mengen unter Kühlung auf eine Temperatur zwischen etwa 20 und 50° C vermischt, um die Bildung von Sulfaminsäure zu unterdrücken. Die so entstandene flüssige Masse wird nun in der zweiten Reaktionsstufe mit weiterem S O₃ vermischt und die Temperatur der Masse erhöht, vorzugsweise auf über 70° C, wobei dieser Zusatz ausreicht, um mindestens einen 30%igen S O₃-Überschuß über den theoretisch zur Bildung von Sulfaminsäure erforderlichen Wert in der Reaktionsmasse aufrechtzuerhalten. Dabei wird CO₂ freigesetzt und Sulfaminsäure gebildet. Die gebildete Sulfaminsäure kann gegebenenfalls in einem Kohlendioxydstrom, vorzugsweise bei 45 bis 95° C, gerührt werden. Die Temperatur in der zweiten Verfahrensstufe beträgt vorzugsweise 75 bis 85° C, insbesondere 80 ± 1° C.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung, in der das Fließbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens abgebildet ist.

Der Vormischtank 1 ist mit dem Einlaßrohr 2 zur Zufuhr von Harnstoff und dem Einlaßrohr 3 zur Zuführung von Oleum ausgestattet. In Auslaßrohr 4 wird das in Reaktion getretene flüssige Medium abgezogen und unter Förderung mittels Pumpe 5 durch Rohrleitung 6„ Kühler 7 und Rohrleitung 8 und 9 im Kreis-

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lauf in das Gefäß 1 zurückgeführt. Rohrleitung 10 ermöglicht die gesamte oder teilweise Zufuhr des Oleums unmittelbar vor der Einlaß sei te der Förderpumpe 5.

Diese Anlage eignet sich für die Durchführung der ersten Stufe des zweistufigen Verfahrens gemäß der Erfindung. Bei Durchführung dieser ersten Stufe werden Harnstoff und Oleum in solchen Mengen gemischt, daß im wesentlichen 1 Mol Schwefelsäure auf 1 Mol Harnstoff entfällt. Je näher das Molverhältnis von Schwefelsäure zu Harnstoff dem Wert 1 kommt, um so besser ist die Qualität des Produktes, wenn die anderen Bedingungen des Verfahrens unverändert bleiben. Wenn ein Überschuß an Schwefelsäure verwendet wird, so erscheint dieser im rohen Endprodukt als Verunreinigung. Wenn die Schwefelsäure im Unterschuß vorhanden ist, so enthält das Reaktionsprodukt nicht umgesetzten Harnstoff oder Zersetzungsprodukte desselben.

Wenn die Stärke der Oleumbeschickung auf über etwa 48^fi/oiges Oleum erhöht wird, so wird die reagierende flüssige Masse der ersten Stufe des Verfahrens zunehmend zähflüssig, wodurch die Temperaturlenkung erschwert wird. Die Verwendung von Oleum von einer Stärke von mehr als etwa 51 % ist für großtechnisches Arbeiten unpraktisch, wenn man nicht außergewöhnliche Einrichtungen zur Lenkung der Temperatur zur Verfügung hat, weil die reagierende Masse eine extrem hohe Viskosität erlangt und die Gefahr entsteht, daß die Kontrolle über die Reaktion verlorengeht und sogar Explosionen erfolgen. Wenn auch in der ersten Stufe gegebenenfalls Oleum von einer Stärke von unterhalb etwa 45% bis hinunter zu 10%igem oder sogar noch schwächerem Oleum verwendet werden kann, so würde es dann für die optimale Durchführung des Gesamtverfahrens notwendig sein, in der zweiten Stufe größere Mengen SO₃ zuzusetzen, wodurch die Temperaturlenkung in der zweiten Stufe schwieriger würde, wenn man nicht SO₃ in sehr großem Überschuß zusetzt, um auf diese Weise ein Verdünnungsmittel oder flüssiges Reaktionsmedium zu erhalten, in welchem die Reaktion erfolgt.

In der ersten Stufe des Verfahrens (der Kaltstufe) wird die reagierende Masse gekühlt, um die Bildung von C O₂ zu verhindern und damit die Entstehung von Sulfaminsäure zu unterdrücken. Zu diesem Zweck hält man die Temperatur der reagierenden Masse in einem Bereich von etwa 20 bis 50, insbesondere 25 bis 35° C.

Wie oben erwähnt, wird in der ersten Stufe des Verfahrens eine erhebliche Wärmemenge frei. Infolgedessen hängt die Geschwindigkeit, mit welcher Harnstoff und Oleum gemischt werden können, ohne daß die zur Unterdrückung der Sulfaminsäurebildung erforderliche obere Temperaturgrenze überschritten wird, weitgehend von der apparativen Möglichkeit ab, die man zur Ableitung der Wärme aus der Reaktionsmasse getroffen hat.

In der Zeichnung ist eine praktische Methode für die Temperaturlenkung in der ersten Stufe gezeigt. Danach wird eine verhältnismäßig große Flüssigkeitsmenge, die zuvor aus Oleum und Harnstoff unter Kühlung hergestellt worden ist, im Vormischtank 1 aufrechterhalten. Dieses Gefäß ist mit einem Rührwerk sowie ferner vorzugsweise mit einer Kühleinrichtung ausgestattet, die beide nicht eingezeichnet sind. Ein Teil der in ihm enthaltenen Flüssigkeit wird stetig abgezogen und im Kreislauf durch den äußeren Kühler 7, der so ausgelegt ist, daß die gesamte oder mindestens der größte Teil der Reaktionswärme entfernt wird, geführt. Diese Maßnahme ist gut geeignet, um die Temperatur in der erforderlichen Weise zu kontrollieren. Man kann jedoch auch andere Apparaturen und Methoden zur Durchführung der ersten Stufe des Verfahrens anwenden, wobei man im Auge behalten muß, daß die Kühlkapazität ausreichen muß, um bei den jeweils gewählten Zuführungsgeschwindigkeiten von Oleum und Harnstoff die Bildung von Sulfaminsäure zu unterdrücken.

Man kann in dieser ersten Stufe des Verfahrens das

ίο gesamte Oleum oder einen Teil desselben durch eine getrennte Zufuhr von H₂ S O₄ und S O₃ ersetzen. Diese ' Maßnahme ist der Verwendung von Oleum äquivalent, weil dieses lediglich eine Lösung von S O₃ in H₂ S O₄ darstellt.

Die in der ersten Verfahrensstufe gewonnene gekühlte Flüssigkeit wird durch Rohrleitung 11 der zweiten Stufe des Verfahrens (der Heiß stufe) zugeführt, die im Reaktionsgefäß 12 erfolgt. Die Flüssigkeit durchströmt dabei nach dem Verlassen des Tanks 1 den Kühler 7 und die Rohrleitungen 8 und 11. Bei der bevorzugten stetigen Arbeitsweise wird nur ein Teil der Flüssigkeit, welche den Kühler 7 durchströmt, durch Rohrleitung 11 in das Reaktionsgefäß 12 geleitet, während der Hauptteil derselben im Kreislauf durch Rohrleitung 9 in den Vormischtank 1 zurückströmt.

Das Reaktionsgefäß 12 ist mit nicht eingezeichneten Kühleinrichtungen sowie einem Rührwerk ausgerüstet. Das Einlaßrohr 13 dient der Zufuhr von S O₃, die Entlüftungsleitung 14 zur Entfernung von Gasen und die Fördereinrichtung 15 zum Abziehen der SuIfaminsäureteilchen.

In der zweiten Stufe des Verfahrens erfolgt die Umwandlung der Reaktionsmasse in Sulfaminsäure, indem man die Temperatur der Flüssigkeit so weit erhöht, daß C O₂ freigesetzt und Sulfaminsäure gebildet wird. Die Bildung von CO₂ beginnt bei etwa 70° C; die Reaktion schreitet natürlich bei höheren Temperaturen, bis zu 150° C, fort. Man kann jedoch diese zweite Stufe des Verfahrens durchaus wirksam bei Temperaturen durchführen, die etwa 90° C nicht überschreiten. Demzufolge wird in dieser zweiten Stufe des Verfahrens die Temperatur vorzugsweise in einem Bereich von etwa 70 bis 90, insbesondere 75 bis 85° C gehalten, wobei der optimale Wert etwa 80° C beträgt.

Es ist ein wesentliches Merkmal des Verfahrens der Erfindung, daß SO₃ außer in der ersten Verfahrensstufe auch in der zweiten oder Heiß stufe des Verfah- rens zugeführt wird. Um den vollen Nutzen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erzielen, soll die SO₃-Menge, die der zweiten Stufe des Verfahrens zugeführt wird, vorzugsweise mindestens 10°/o der insgesamt dem System zugeführten S O₃-Menge betragen; ferner soll der S O₃-Zusatz in der zweiten Stufe ausreichen, um die Menge an S O₃, die dem System insgesamt zugeführt wird, vorzugsweise auf 30 bis 40% über die stöchiometrisch zur Bildung von Sulfaminsäure erforderliche Menge zu bringen. Mit anderen Worten, die Gesamtmenge an S O₃, die dem System zugeleitet wird, beträgt mindestens 1,3, vorzugsweise 1,3 bis 1,4MoI je Mol Harnstoff. Natürlich kann gegebenenfalls auch ein größerer Überschuß als 40% SO₃, bis zu 100% und darüber, verwendet werden, aber dann sind größere Anlagen zur Wiedergewinnung von S O₃ notwendig, oder man muß höhere S O₃-Verluste in Kauf nehmen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird die zweite Reaktions-

7<i stufe in der Weise durchgeführt, daß man das flüssige

Reaktionsmedium aus der ersten Stufe mit zusätzlichen SOg-Mengen unter Rühren in Kontakt mit fester pulverförmiger Sulfaminsäure bringt, wobei man die Geschwindigkeit der Zuführung der in der ersten Stufe gebildeten Flüssigkeit sowie der Zuführung von weiterem S O₃ so lenkt, daß die in der zweiten Stufe entstandene Masse ihr trockenes Aussehen beibehält, ohne daß wesentliche Mengen an zusammenhängender flüssiger Phase gebildet werden. Das kann erreicht werden, indem man die aus der ersten Stufe des Verfahrens stammende flüssige Reaktionsmasse sowie das weitere S O₃ mit geeigneter Geschwindigkeit durch getrennte Rohrleitungen der gerührten Masse der Feststoffteilchen zuführt oder indem man abwechselnd die Flüssigkeit aus der ersten Stufe und das S O₃ in einer einzigen Beschickungsleitung an einer einzigen Stelle zuführt, die unmittelbar vor dem Ende dieser Beschickungsleitung in oder über der Masse der Feststoffteilchen liegt.

Bei der in der zweiten Verfahrensstufe herrschenden Temperatur wird Sulfaminsäure unter Freisetzung von CO₂ gebildet. Bei der in der Zeichnung abgebildeten Ausführungsform der Erfindung wird aus den aus dem Reaktionsgefäß abströmenden Gasen S O₃ und C O₂ gewonnen und aus der rohen Sulfaminsäure ein Produkt von höherer Güte hergestellt.

Die C O₂ und S O₃ enthaltenden abströmenden Gase werden in Rohrleitung 14 entfernt und im Absorptionsgefäß 16 im Gegenstrom zu Schwefelsäure geführt. Hier wird SO₃ in der H₂SO₄ absorbiert und die so entstandene stärkere Schwefelsäure durch Rohrleitung 17 abgezogen. Das aus dem Absorptionsgefäß abströmende CO₂ wird teilweise durch Rohrleitung 18 entlüftet und teilweise im Kreislauf durch Rohrleitung 19 in das Entgasungsgefäß 20 zurückgeführt.

Der vorstehend gebrauchte Ausdruck »Schwefelsäure« ist in breitem Sinne zu verstehen; es sind damit auch Schwefelsäuren gemeint, die weniger als 100% H₂SO₄ enthalten, z.B. eine wäßrige H₂SO₄-Lösung, aber andererseits auch Säuren, die ein H₂SO₄-Äquivalent von mehr als 100°/» enthalten, z. B. Oleum. Die Korrosion wird auf einem Minimum gehalten, indem man als absorbierende flüssige Beschickung für das Absorptionsgefäß 16 Oleum, vorzugsweise 30%iges, verwendet.

In dem Entgasungsgefäß wird der Kreislauf-C O₂ im Gegenstrom zu Sulfaminsäure geführt, die aus Reaktionsgefäß 12 abgezogen wurde. Da das erläuterte Verfahren stetig durchgeführt wird, enthält die aus dem Reaktionsgefäß abgezogene Sulfaminsäure an ihrer Oberfläche oder okkludiert eine bedeutende Menge S O₃. Aus dieser Sulfaminsäure. kann durch Gegenstromkontakt mit C O₂ viel S O₃, praktisch sogar der gesamte S O₃-Gehalt entfernt werden, wobei die entfernte S O₃-Menge weitgehend von der verwendeten Apparatur und den Arbeitsbedingungen des Entgasers abhängt. Als Entgaser kann man jede beliebige Apparatur verwenden, die sich zur Erzielung eines Gegenstromkontakr.es von pulverförmigen Feststoffen und Gasen eignet. Für diesen Zweck kann beispielsweise ein Förderband oder eine Förderschnecke verwendet werden. Wenn gewünscht, kann dem Entgasungsgefäß Wärme zugeführt werden, um die Entfernung des S O₃ zu unterstützen. Vorzugsweise wird die Temperatur der Sulfaminsäure im Entgasungsgefäß auf einen Wert zwischen 45 und 95, insbesondere 80 und 95° C gehalten.

Die aus dem Entgasungsgefäß abströmenden Gase werden zur Entfernung des S O₃ durch Rohrleitung 21 in das Absorptionsgefäß 16 zurückgeführt. Die als Produkt gewonnene Sulfaminsäure wird aus dem Entgasungsgefäß in Rohrleitung 22 abgezogen.

Die Zeichnung erläutert eine bevorzugte stetige Methode zur Durchführung des zweistufigen Verfahrens bei zweimaligem SO₃-Zusatz.

Der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Beispiele.

Beispiel 1

810 Gewichtsteile Harnstoff werden mit einer Geschwindigkeit von etwa 6³/4 Gewichtsteilen je Minute zu 2400 Gewichtsteilen eines etwa 45 %igen Oleums unter Rühren hinzugefügt, wobei die Temperatur der reagierenden Masse auf 25 bis 35° C gehalten wird. Die Masse bleibt dabei stets flüssig, wobei ihre Viskosität allmählich zunimmt.

Die so erhaltene viskose Flüssigkeit wird langsam

ao zusammen mit flüssigem S O₃ in gerührte feste, pulverförmige Sulfaminsäure eingeführt. Auf diese Weise werden 0,126 Gewichtsteile SO₃ je Gewichtsteil der viskosen Flüssigkeit zugeführt. Die Gesamtmenge des so zugesetzten SO₃ beläuft sich auf 0,375 Mol je Mol des in der ersten Stufe verwendeten Harnstoffes. Die Temperatur der reagierenden Masse wird auf etwa 80 ±3° C gehalten.

Das bei diesem Verfahren gewonnene Produkt enthält 94,11% Sulfaminsäure. Der Sulfaminsäuregehalt steigt durch Rühren bei 90° C in Gegenwart von C O₂ auf 95,67%.

Beispiel 2

Die erste Stufe wird so ausgeführt, wie es im Beispiel 1 beschrieben ist. In der zweiten Stufe wird flüssiges SO₃ mit der viskosen Flüssigkeit aus der ersten Stufe in einer Menge von 0,336 Gewichtsteilen je Teil der viskosen Flüssigkeit (auf molarer Basis:

1 Mol SO₃ je Mol Harnstoff) zusammengebracht. Die Temperatur der Reaktionsmasse wird auf 80 + 3⁰C gehalten.

Das Produkt enthält 93,18% Sulfaminsäure. Dieser Gehalt wird auf 95,40% erhöht, indem man das Produkt bei 90° C mit C O₂ rührt.

Beispiel 3

Man geht von der im Fließbild abgebildeten leeren Anlage aus und belädt den Vormischtank 1 mit 3000 Gewichtsteilen 48 %igem Oleum. Der (nicht eingezeichnete) Rührer dieses Gefäßes und die Pumpe 5 werden angestellt, wobei darauf geachtet wird, daß die Temperatur des Kühlmittels im Kühler 7 über 34° C liegt, damit das 48%ige Oleum nicht erstarrt. Dann beginnt man mit dem allmählichen Zusatz von Harnstoff in den Vormischtank 1. Die Zuführungsgeschwindigkeit des Harnstoffes wird so in Abhängigkeit von der Kühlkapazität der Anlage bemessen, daß in der vorgemischten Masse eine Temperatur von 35 bis 40° C aufrechterhalten wird. Sobald der Harnstoff zugesetzt wird, sinkt der Gefrierpunkt des Oleums rasch ab. Deshalb kann, sobald der Harnstoffzusatz begonnen ha.t, die Temperatur im Kühler gesenkt und die Zuführungsgeschwindigkeit des Harnstoffes entsprechend erhöht werden. Bei dieser Vormischung werden insgesamt 956 Gewichtsteile Harnstoff zugesetzt.

Nun wird das Rührwerk des Reaktionsgefäßes 12 angestellt, das Gefäß bis zu etwa 10% seines Fassungsvermögens mit etwa 1500 Gewichtsteilen roher

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trockner Sulfaminsäure aus einer früheren Herstellung beschickt und diese Sulfaminsäurebeschickung auf 80° C erhitzt.

Dann beginnt die gleichzeitige Einführung von Harnstoff und 48 %igem Oleum durch Rohrleitung 2 und 3 in den Vormischtank 1. Harnstoff und 48%iges Oleum werden in einem Gewichtsverhältnis von 3,14 Teilen Oleum je Teil Harnstoff (Molverhältnis: 1 Mol Harnstoff je Mol Schwefelsäure je 1,13 Mol SO₃) zugeführt.

Nun beginnt der gleichzeitige Zusatz der vorgemischten Flüssigkeit in Rohrleitung 11 und des S O₃ in Rohrleitung 13 in das Reaktionsgefäß 12. S O₃ wird in einer Menge von 0,22 Mol je Mol Harnstoff, das dem Vormischtank zugesetzt wurde, zugeführt, wodurch die Gesamtmenge des dem System zugeführten S O₃ auf 1,35 Mol je Mol Harnstoff steigt. Die Zuführungsgeschwindigkeiten des Harnstoffes und des 48 %igen Oleums in den Vormischtank 1 sowie der vorgemischten Flüssigkeit und des flüssigen SO₃ in das Reaktionsgemisch 12 sind konstant und so auf das Kühlmittel abgestimmt, daß sowohl ein konstantes Volumen der reagierenden Massen als auch eine konstante Temperatur aufrechterhalten werden. Die Temperatur der flüssigen Vormischung im Tank 1 wird in einem Bereich von 35 bis 45, vorzugsweise bei 40° C gehalten. Die reagierende Masse im Reaktionsgefäß 12 wird auf einer Temperatur in einem Bereich von 75 bis 85° C, insbesondere bei etwa 80 ± 1° C, gehalten.

Bei der Bildung der Sulfaminsäure im Reaktionsgefäß 12 wird 1 Mol CO₃ je Mol gebildeter Sulfaminsäure entwickelt. Die in Rohrleitung 14 abströmenden Gase enthalten S O₃ und geringe Mengen, suspendierten Sulfaminsäurestaubes. Sie werden im Absorptionsgefäß 16 im Gegenstrom zu 30%>igem Oleum geführt,

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um ihnen S O₃ und Sulfaminsäure zu entziehen. Das in den Rohrleitungen 18 und 19 abgezogene Gas besteht praktisch aus CO₂.

Die als Produkt gewonnene Sulfaminsäure wird stetig aus Reaktionsgefäß 12 abgezogen. Sie stellt ein körniges Produkt von einem durchschnittlichen SuIfaminsäuregehalt von etwa 94 Gewichtsprozent dar.

Dieses aus Reaktionsgefäß abgezogene Produkt mit 94% Sulfaminsäure wird in seiner Qualität verbessert, indem man es im Entgasungsgefäß 20 einer weiteren Behandlung unterwirft. Dieses Gefäß ist geschlossen und mit einem Rührer ausgerüstet. In ihm wird die Sulfaminsäure gerührt, während sie sich im Gegenstromkontakt zu einem C O₀-Strom befindet, der aus Absorptionsgefäß 16 in Rohrleitung 19 einströmt. Die Menge an Sulfaminsäure im Entgasungsgefäß 20 wird ungefähr auf konstantem Volumen gehalten; die durchschnittliche Verweilzeit der Sulfaminsäure beträgt 90 Minuten. Die durchschnittliche Temperatur der Sulfaminsäure im Entgasungsgefäß wird auf etwa 80° C gehalten.

Die Menge des CO₂, das im Kreislauf des Absorptionsgefäßes 16 durch Entgasungsgefäß 20 geführt wird, wird so bemessen, daß in den aus Entgasungsgefäß durch Rohrleitung 21 abströmenden Gasen ein S O₃-Partialdruck von etwa 40 bis 45 mm Hg herrscht. Die abströmenden Gase werden durch Rohrleitungen in das Absorptionsgefäß geleitet, um aus ihnen S O₃ zu gewinnen.

Die als Produkt gewonnene Sulfaminsäure, die stetig aus Entgasungsgefäß 20 abgezogen wird, ist eine körnige, frei fließende feste Masse von einem durchschnittlichen Sulfaminsäuregehalt von über 96,0%.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zweistufiges Verfahren zur Herstellung von Sulfaminsäure aus Harnstoff, Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Verfahrensstufe Harnstoff und Oleum von einer Stärke von bis zu 51%, vorzugsweise von 45 bis 48%, in im wesentlichen äquimolaren Mengen unter Kühlung auf eine Temperatur zwischen etwa 20 und 50° C vermischt und in der zweiten Verfahrensstufe diese flüssige Vormischung mit weiterem S O₃ vermischt und die Temperatur der Masse erhöht, vorzugsweise auf über 70° C, wobei dieser weitere Zusatz von SO₃ ausreicht, um mindestens einen 30%igen

S O₃-Überschuß über den theoretisch zur Bildung von Sulfaminsäure erforderlichen Wert in der Reaktionsmasse aufrechtzuerhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Verfahrensstufe gewonnene flüssige Mischung zusammen mit dem weiter zugesetzten S O₃ in der zweiten Verfahrensstufe im Kontakt mit fester, pulverförmiger Sulfaminsäure gerührt wird, wobei die Mengenanteile von Flüssigkeit und Feststoff so bemessen werden, daß die entstandene Masse ihr trockenes Aussehen beibehält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 10% der insgesamt in das System eingeführten Menge an Schwefeltrioxyd. in der zweiten Stufe zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in der zweiten Verfahrensstufe eine Temperatur von 75 bis 85° C, vorzugsweise 80 +1 ° C, verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der zweiten Verfahrensstufe gebildete Sulfaminsäure in Gegenwart eines Kohlendioxydstroms, vorzugsweise bei 45 bis 95°C, rührt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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