DE1468229B

DE1468229B - Verfahren zur Herstellung einer biuretarmen und nahezu ammoniakfreien Harnstoff-Schmelze

Info

Publication number: DE1468229B
Authority: DE
Inventors: Umberto. Mailand Zardi (Italieh)
Original assignee: Montecatini Edison SpA
Current assignee: Montedison SpA

Description

In neuerer Zeit wurde die industrielle Herstellung von Harnstoff in Richtung der nach den bekannten Granulierungsverfahren aus geschmolzenem Harnstoff erhaltenen körnigen Produkten, die einen Restwassergehalt zwischen 0,2 und 0,5% besitzen, beeinflußt.

Dieser Harnstoff ist demjenigen Produkt, das aus einer Lösung mit 1 bis 2% Wasser erhalten und einer endgültigen Trocknung unterworfen wird, vorzuziehen; da es nicht trocken ist, ist es nicht porös und besitzt eine höhere Dichte sowie einen höheren Widerstand gegen Zerbröckeln und daher eine geringere Neigung zur Agglomeration. Die nach den verschiedenen bekannten Verfahren erhaltenen wäßrigen Harnstofflösungen werden daher einer Konzentrierung unterworfen, bis ein geschmolzener Harnstoff erzielt wird.

Die bei einer derartigen Konzentrierung auftretende Hauptschwierigkeit sind die Zersetzungsprodukte von Harnstoff, die bei den angewendeten Temperaturen selbst bei Arbeiten unter einem Hochvakuum und bei außerordentlich geringen Verweilzeiten der Lösung in den Verdampfungsvorrichtungen auftreten.

Es ist bekannt, daß oberhalb 100° C Harnstoff sich mit hoher Geschwindigkeit zersetzt und zur Bildung einer Reihe von Verbindungen, wie Blausäure, Biuret und Triuret, begleitet von der Entwickung von Ammoniak, führt.

Es ist daher von beträchtlichem industriellem Interesse, sehr reinen Harnstoff, der frei von diesen Zersetzungsprodukten ist, zu erhalten; insbesondere wird die Abwesenheit von Biuret und von freiem Ammoniak gefordert.

Biuret ist für gewisse Verwendungszwecke des Harnstoffs im Bereich der Landwirtschaft schädlich; freies Ammoniak läßt den pH-Wert des Produktes ansteigen, wodurch es für verschiedene technische Anwendungen ungeeignet wird.

Es hat nicht an Bemühungen gefehlt, Verfahren zu schaffen, durch die die geschilderten Nachteile vermieden werden. So ist ein Verfahren bekannt, bei dem fester, bereits granulierter Harnstoff bei erhöhter Temperatur von etwa 100 bis 125° C und bei Drücken von 0,1 bis 5 atü mit Ammoniak behandelt wird. Die feste Form des Harnstoffs zwingt dazu, ihn mehrere Stunden in Gegenwart von Ammoniak verweilen zu lassen. Dies bedeutet einen beträchtlichen Aufwand insbesondere dann, wenn es sich um größere Mengen Harnstoff handelt.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung einer biuretarmen Harnstoffschmelze, dessen hohe Drücke von über 100 bis 200 atü bei erhöhten Temperaturen bis zu 200° C aufgewendet werden, was bekanntlich einen technischen Aufwand erfordert und als nachteilig angesehen werden muß. Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer biuretarmen und nahezu ammoniakfreien Harnstoffschmelze unter Zusatz von flüssigem Ammoniak zur Harnstoffschmelze bei einem Druck von über 100 atü und Temperaturen von etwa 160° C und anschließender Entspannung auf Normaldruck. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man nahezu wasserfreien geschmolzenen Harnstoff mit 0,5 bis 3 g Ammoniak pro Kilogramm Harnstoff versetzt, das Gemisch bei Temperaturen zwischen 120 und 150° C unter Drücken von 2 bis 15 atm 1 bis 25 Minuten lang hält und dann den überschüssigen Ammoniak mit heißer Luft unter etwa Normaldruck nahezu vollständig abstreift.

Abgesehen von der Vermeidung der bekannten Nachteile der oben geschilderten Verfahren, ist ein besonderer Vorteil des Verfahrens der Erfindung darin zu sehen, daß man mit sehr wenig Ammoniak auskommt, da die Harnstoffschmelze sehr geringe Verweilzeiten ermöglicht.

. Bei den geringen Ammoniakmengen, mit denen ίο das Verfahren nach der Erfindung auskommt, ist es sodann nicht erforderlich, das Ammoniak wiederzugewinnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung beschrieben.

Der Harnstoff aus dem Harnstoffkonzentrierungsabschnitt 1 wird mit Ammoniak in einem Mischer 2 kräftig vermischt und danach für kurze Zeit in einer Ammonierungsvorrichtung 3 gehalten, welche einfacherweise aus einem Rohrabschnitt unter einem Druck von 2 bis 15 atm bestehen kann.

Die innige Vermischung von Ammoniak mit Harnstoff beschleunigt beträchtlich die Rückbildungsreaktion von Harnstoff und der anderen Zer-Setzungsprodukte des Harnstoffs und ermöglicht es, mit geringen Mengen (0,5 bis 3 g/kg Harnstoff) an in das System unter niedrigem Druck eingebrachten Ammoniak zu arbeiten.

Die Verweilzeit des Harnstoffs im Ammonierungskreislauf 3 beträgt 1 bis 25 Minuten.

Der vom Ammonierungskreislauf 3 kommende Harnstoff wird danach über ein Entspannungsventil 4 einer Entgasungseinrichtung 5 zugeleitet, welche unter einem Druck von 0,2 bis 1 atm arbeitet und in welcher das im Harnstoff enthaltene freie Ammoniak mit Hilfe von heißer Luft bei 110 bis 140° C abgestreift wird.

Der hochreine Harnstoff wird noch im geschmolzenen Zustand durch einen Hahn 6 entfernt und anschließend nach bekannten Verfahren zur Erzielung des körnigen oder granulierten Produktes weiterverarbeitet.

Das nachfolgende Beispiel erläutert die Erfindung.

Beispiel

Eigenschaften des geschmolzenen Harnstoffs: ' *

Biuretgehalt 1 %

Wassergehalt 0,5%

Gehalt an freiem Ammoniak .. 300 ppm

Arbeitsbedingungen im Reinigungssystem:

Druck 15 kg/cm²

Temperatur 14O⁰C

Verweilzeit der Lösung 10 Minuten

Zugeführtes Ammoniak ...... 1 g/kg Harnstoff

Eigenschaften des gereinigten geschmolzenen Harn-Stoffs:

Biuretgehalt 0,5%

Wassergehalt 0,5 %

Gehalt an freiem Ammoniak .. 80 ppm
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Aus dem Beispiel ist offenkundig, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine beträchtliche Beseitigung der Zersetzungsprodukte und die fast vollstän-

dige Eliminierung freien Ammoniaks ermöglicht, wodurch ein hochreines Produkt erhalten wird.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer biuretarmen und nahezu ammoniakfreien Harnstoffschmelze unter Zusatz von flüssigem Ammoniak zur Harnstoff schmelze bei einem Druck von über 100 atü und Temperaturen von etwa 160° C und anschließender Entspannung auf Normaldruck, dadurch gekennzeichnet, daß man nahezu wasserfreien geschmolzenen Harnstoff mit 0,5 bis 3 g Ammoniak pro Kilogramm Harnstoff versetzt, das Gemisch bei Temperaturen zwischen 120 und 150° C unter Drücken von 2 bis 15 atm 1 bis 25 Minuten lang hält und dann den überschüssigen Ammoniak mit heißer Luft unter etwa Normaldruck nahezu vollständig abstreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen