DE1169916B

DE1169916B - Process for the recovery of crystallized urea

Info

Publication number: DE1169916B
Application number: DEST19887A
Authority: DE
Inventors: Petrus Johannes Co Kaasenbrood
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1961-10-26
Filing date: 1962-10-25
Publication date: 1964-05-14

Description

Verfahren zur Gewinnung von kristallisiertem Harnstoff In der französischen Patentschrift 1 127 788 wurde eine Methode zum Kristallisieren von Harnstoff aus biurethaltigen Harnstofflösungen beschrieben, wobei entweder aus einer verdampfenden Harnstofflösung kontinuierlich so viel Wasserdampf abgeführt wird, wie Wasser durch frische Lösung unter Austragung der gebildeten Harnstoffkristalle zugeführt wird, oder eine ungesättigte Harnstofflösung bis unter den Sättigungspunkt gekühlt wird, wonach man in beiden Fällen dafür Sorge trägt, daß der Biuretgehalt der verdampfenden oder gekühlten Lösung nicht über 32 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 900 C, 29 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 800 C, 25 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 700 C, 20 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 600 C, 14 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 500 C, 10 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 400 C, 7 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 300 C, 5 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 200 C hinaussteigt und daß bei dazwischenliegenden Temperaturen der Biuretgehalt nicht über die dementsprechenden Zwischenkonzentrationen hinausgeht.Process for the recovery of crystallized urea In the French U.S. Patent 1,127,788 disclosed a method of crystallizing urea from Bi urea solutions containing urea described, either from an evaporating Urea solution is continuously discharged as much water vapor as water is through fresh solution is added with discharge of the urea crystals formed, or an unsaturated urea solution is cooled to below the saturation point, after which one takes care in both cases that the biuret content of the evaporating or chilled solution not exceeding 32 percent by weight at a temperature of the solution of 900 C, 29 percent by weight at a temperature of the solution of 800 C, 25 percent by weight at a temperature of the solution of 700 C, 20 percent by weight at one temperature of the solution of 600 C, 14 percent by weight at a temperature of the solution of 500 C, 10 percent by weight at a solution temperature of 400 C, 7 percent by weight at a temperature of the solution of 300 C, 5 percent by weight at one temperature the solution rises from 200 C and that at temperatures in between the Biuret content does not exceed the corresponding intermediate concentrations.

Es hat sich nunmehr herausgestellt, daß diese Werte für den Biuretgehalt zu hoch liegen. Eine Ausscheidung reiner Harnstoffkristalle ist bei solchen Biuretgehalten nämlich unmöglich; es zeigt sich nämlich, daß außer Harnstoff stets noch geringe Mengen eines der bekannten Molekülverbindung 2 Harnstoff 1 Biuret auskristallisiert. It has now been found that these values for the biuret content lying too high. Pure urea crystals are excreted with such biuret contents namely impossible; it turns out that besides urea there are always small amounts Amounts of one of the known molecular compounds 2 urea 1 biuret crystallized out.

Es wurde gefunden, daß nahezu reine Harnstoffkristalle erhalten werden konnten, falls der Biuretgehalt nicht über 21 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 900 C, 17 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 800 C, 14 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 700 C, 12 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 600 C, 9 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 500 C, 8 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 400 C, 6 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 300 C, 4 Gewichtsprozent bei einer Temperatur der Lösung von 200 C hinausging. It has been found that almost pure urea crystals are obtained could if the biuret content does not exceed 21 percent by weight at a temperature of the solution of 900 C, 17 percent by weight at a temperature of the solution of 800 C, 14 percent by weight at a temperature of the solution of 700 C, 12 percent by weight at a temperature of the solution of 600 C, 9 percent by weight at one temperature the solution of 500 C, 8 percent by weight at a temperature of the solution of 400 C, 6 percent by weight at a temperature of the solution of 300 C, 4 percent by weight at a temperature of the solution of 200 C went beyond.

Um den jeweiligen Biuretgehalt der Lösung unterhalb des betreffenden Grenzwertes zu halten, muß, weil durch die frische biurethaltige Harnstofflösung stets neues Biuret zugeführt wird, aus der von Harnstoffkristallen befreiten Lösung (Mutterlauge) vor Rückführung derselben periodisch oder kontinuierlich ein Teil des gelösten Biuret ausgeschieden werden. Dies kann z. B. geschehen, indem man das Biuret in einem zweiten Kristallisationsgerät auskristallisiert, zu welchem Zweck die Mutterlauge zuerst verdünnt und anschließend gekühlt werden muß. To the respective biuret content of the solution below the relevant The limit value must be kept because of the fresh urea solution containing urea always new biuret is supplied from the solution freed from urea crystals (Mother liquor) before recycling the same periodically or continuously a part of the dissolved biuret are excreted. This can e.g. B. can be done by the Biuret crystallized in a second crystallization device, for what purpose the mother liquor must first be diluted and then cooled.

Auf diese Weise läßt sich ein Teil des gelösten Biurets auskristallisieren, worauf man die Kristalle von der Mutterlauge trennt.In this way, part of the dissolved biuret can be crystallized out, whereupon the crystals are separated from the mother liquor.

Um nun dieses Biuret unter möglichst günstigen Bedingungen auskristallisieren zu können, ist man bestrebt, die Biuretkonzentration der Mutterlauge vor Verdünnung und Abkühlung dieser Lösung möglichst zu steigern. In order now to crystallize this biuret under the most favorable conditions possible To be able to, one strives to the biuret concentration of the mother liquor before dilution and to increase the cooling of this solution as much as possible.

Erfindungsgemäß führt man aus diesem Grunde die Harnstoffkristallisation aus der biurethaltigen Harnstofflösung kontinuierlich in einem Kreisprozeß durch, und zwar bei einer Temperatur von 900 C oder höher, unter einem Druck von unter 160 mm Hg, unter kontinuierlicher Zuführung einer biurethaltigen Harnstofflösung und ferner unter Ausscheidung der Harnstoffkristalle aus der Mutterlauge, deren Biuretgehalt minimal 15 und maximal 25 Gewichtsprozent beträgt, wobei diese Mutterlauge, nachdem aus einem Teil derselben durch Verdünnen und Kühlen so viel Biuret entfernt wurde, wie durch die frische Harnstoffiösung zugeführt worden ist, dem Kristallisationsgefäß wieder zugeht. For this reason, urea crystallization is carried out according to the invention from the bi urethane Urea solution continuously in a cycle by, at a temperature of 900 C or higher, under a pressure of below 160 mm Hg, with the continuous supply of a urea solution containing bi urethane and also with the precipitation of urea crystals from the mother liquor, their Biuret content is a minimum of 15 and a maximum of 25 percent by weight, with this mother liquor, after so much biuret has been removed from a part of it by dilution and cooling was, as has been supplied by the fresh urea solution, to the crystallization vessel closes again.

Beispiel Aus einem unter Vakuum betriebenen Harnstoffkristallisator, in dem die Temperatur der kristallisierenden Lösung auf 1100 C und der Druck auf 80 mm Hg gehalten wird, geht je Umlauf eine etwa 25gewichtsprozentige Suspension von Harnstoffkristallen in Mutterlauge ab. Diese Suspension bestand aus 100 kg Harnstoffkristallen und 313,5 kg Lösung mit 243 kg Harnstoff, 59,5 kg Biuret, 11 kg Wasser. Example From a urea crystallizer operated under vacuum, in which the temperature of the crystallizing solution to 1100 C and the pressure to 80 mm Hg is maintained, an approximately 25 weight percent suspension goes per cycle of urea crystals in mother liquor. This suspension consisted of 100 kg of urea crystals and 313.5 kg of solution with 243 kg of urea, 59.5 kg of biuret, 11 kg of water.

Die Lösung wird zentrifugiert und von der gebildeten Mutterlauge 8,8 kg abgetrennt. Die verbleibende Menge (304,7 kg) wurde zusammen mit der als Waschflüssigkeit gebrauchten frischen Harnstofflösung (110 kg), bestehend aus 100 kg Harnstoff, 0,9 kg Biuret und 8,8 kg Wasser, dem Harnstoffkristallisator wieder zugeführt. The solution is centrifuged and the mother liquor formed 8.8 kg separated. The remaining amount (304.7 kg) was used together with the as Washing liquid used fresh urea solution (110 kg), consisting of 100 kg urea, 0.9 kg biuret and 8.8 kg water, the urea crystallizer again fed.

Die 100 kg abzentrifugierter Kristalle mit anhaftender hochkonzentrierter Harnstofflösung in Höhe von 6,7 kg wurden gekühlt, worauf eine Menge von 106 kg Harnstoff mit einem Biuretgehalt von 0,05 0/o anfiel. The 100 kg of centrifuged crystals with adhering highly concentrated Urea solution in the amount of 6.7 kg was cooled, followed by an amount of 106 kg Urea was obtained with a biuret content of 0.05%.

Die abgetrennte Mutterlauge (8,8 kg) wurde mit 5,8 kg Wasser verdünnt und auf 250 C gekühlt; hieraus kristallisierten 0,9 kg Biuret mit 0,13 kg Wasser (5 Biuret 4 4 aq). The separated mother liquor (8.8 kg) was diluted with 5.8 kg of water and cooled to 250 C; from this, 0.9 kg of biuret crystallized with 0.13 kg of water (5 Biuret 4 4 aq).

Aus der verbleibenden Lösung wurde in einem gesonderten Verdampfer bei 1200 C und unter atmosphärischem Druck weitere 3,2 kg Wasser verdampft, worauf die so konzentrierte Lösung, welche aus 6,8 kg Harnstoff, 0,8 kg Biuret, 2,8 kg Wasser bestand, dem Harnstoffkristallisator gleichfalls wieder zuging. Je Umlauf wurden aus dem Harnstoffknstallisator 11,4 kg Wasser entfernt. The remaining solution was used in a separate evaporator at 1200 C and under atmospheric pressure, another 3.2 kg of water evaporates, whereupon the so concentrated solution, which consists of 6.8 kg of urea, 0.8 kg of biuret, 2.8 kg Water existed that Urea crystallizer also closed again. Per round 11.4 kg of water were removed from the urea generator.

Auf diese Weise werden mithin aus einer biurethaltigen Mutterlauge mit einem Biuretgehalt von 19 Gewichtsprbzent 0,9 kg Biuret entfernt, wobei die Lösung zuerst mit 5,8 kg Wasser, also 6,4 kg Wasser je Kilogramm Biuret, verdünnt werden mußte. In this way, therefore, a mother liquor containing bi urethane is made with a biuret content of 19 percent by weight 0.9 kg biuret removed, with the Solution first diluted with 5.8 kg of water, i.e. 6.4 kg of water per kilogram of biuret had to become.

Sollte die Harnstoffkristallisation bei weit niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, z. B. bei 600 C und unter einem Druck von 70 mm Hg, so könnte gleichfalls eine etwa 25gewichtsprozentige Kristallsuspension abgeführt werden, welche nach Abscheidung der Harnstoffkristalle eine Mutterlauge mit 10 Gewichtsprozent Biuret ergibt. Um aber aus dieser Mutterlauge 0,9 kg Biuret entfernen zu können, müßte man die Mutterlauge mit 11,9 kg Wasser, entsprechend 13 kg Wasser je Kilogramm Biuret, verdünnen, also das Zweifache der beim erfindungsgemäßen Verfahren benötigten Menge. Weil dieses zur Verdünnung der Mutterlauge benötigte Wasser schließlich auch wieder verdampft werden muß, bringt eine Herabsetzung dieses Wasserzusatzes eine beträchtliche Verringerung der mit dem Verfahren verbundenen Kosten mit sich. Should the urea crystallization at far low temperatures be carried out, e.g. B. at 600 C and under a pressure of 70 mm Hg, so could an approximately 25 percent by weight crystal suspension is also discharged, which after deposition of the urea crystals a mother liquor with 10 percent by weight Biuret yields. However, in order to be able to remove 0.9 kg of biuret from this mother liquor, you would have to mix the mother liquor with 11.9 kg of water, corresponding to 13 kg of water per kilogram Biuret, dilute, that is, twice the amount required in the process according to the invention Lot. Because this is the water needed to dilute the mother liquor, too must be evaporated again, a reduction in this water addition brings one entails a significant reduction in the costs associated with the procedure.

Claims

Claim: Process for the production of crystallized urea by vacuum crystallization in a cyclic process from a urea solution containing urea with continuous feeding of the urea solution containing urea and with discharge a suspension containing urea crystals, characterized in that the Crystallization at a temperature of at least 900 C and a pressure below 160 mm Hg carries out with the discharge of a suspension of urea crystals in a Mother liquor, which contains a minimum of 15 and a maximum of 25 percent by weight biuret, after which after deposition of the urea crystals, the mother liquor after from one part as much biuret has been removed from it by dilution and cooling as by fresh urea solution has been supplied to the crystallization vessel again.