DE1618128A1

DE1618128A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Isobutylidendiharnstoff

Info

Publication number: DE1618128A1
Application number: DE19671618128
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Roessler
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1967-03-30
Filing date: 1967-03-30
Publication date: 1970-11-12
Also published as: AT278846B; FR1555361A; NL6804201A; BE711803A; GB1212605A

Description

BADISCHH ΑΝΙΙΙΙΤ- & SODA-I¹ABRIK Aif), jg ¹J g I 28

Unser Zeichen: .Q-. Z/ 24 793 Hz/HI ludwigshafen am Rhein, 29. 3. 1967

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Isobutylidendiharnstoff

Es ist bekannt, Isobutylidenharnstöff Ln verdünnter wässeriger Phase, herzustellen, wonach man das entstandehe Produkt entweder durch Filtrieren bzw. Zentrifugieren und anschließendes· Trocknen oder aber durch Trocknen der wässerigen Maisehe, &., B* mit Hilfe eines Walzentrockner3 öder eines Sprühtrockenverfahrens gewinnt. Im ersten Falle gestaltet sich die Verwertung oder Beseitigung der Mutterlaugen recht umständlich und aufwendig,während im ■ zweiten Falle besonders höhe Energiekoaten für das 'Verdampfen der sehr eÄe-bliehen vorhandenen Mengen an Wasser anfallen. Vor allem aber tritt in den verdünnten wässerigen Lösungen kein vollständiger Tjmeats; ein, so daß rnan Verluste an Ausgangsat offen ebenso wie mit Harnstoff_ und yerschiedenen AnlageruÄgaverbinäungeii Ton leobutyraldehyd an Harnstoff verunreinigte Endprodukte in Kauf nehmen liiüß'i Be shall) hat .man -empfohlen, pulverförmigen oder granulierten Harnstoff mit flüssigem oder dampfförmlgem Isobütyraldehyd in öegeöwsirt einer Säur-e.nmusuaetiaan. JedoeJi hierbei die iwmer wei-ttr sttig^ndeti. Aöför4ePöHeeit aa ^ gleichbleibende Beinheü der EndetQffe wegen der eeiiön «ä langsamen und durch die eich bildende Seiiicht des laobutyliden-

BAD ORIGINAL ■

008046/1052

' ■ - 2 - OYZ. 24 793

diharnstoffs weiter gehemmten Diffusion des Aldehyds in dem Kern der Harnstoffteilchen kaum befriedigen.

Es wurde nun gefunden, daß man Isobutylidendiharnstoff auf wesentlich wirtschaftlichere Weise kontinuierlich erhält, wenn man eine mindestens 50gew.$ige wäßrige Harnstofflösung, Isobutyraldehyd und eine wäßrige Säurelösung mit Hilfe einer oder mehrerer Mischdüsen vermischt, die Mischung zur Fortsetzung der umsetzung einem Reaktionsraum zuführt und von dort im Maße der Zufuhr das ganz ο dar weitgehend umgesetzte (Jem lach abzieht und aufarbeitet.

Xr

Es ist einer der Vorteile des neuen Verfahrens, daß'"durch die Verwendung mindestens 50gew.?Slger/wäßriger Harnstofflösungen eine, verglichen mit dem Bband der Technik» ganz erhebliche^%Beschleunigung der Umsetzung erzielt wird, wodurch man die" oben"^J< erwähnten Verluste an nicht umgesetzten Ausgangsstoffen viör-*¹^'⁴ meidet und gleichzeitig ein. wesentlich reineres Produkt ernälifj weitere Vorteile dieser Maßnahme sind natürlich auch eine V©r-"" kleineruiig der Bimenaioaen. der benötigten BeaictionsgefSJSe sowie sehr erhebliche Ersparnisse an Energiekosten bei der darauffolgenden; Aufarbeitung» ' .

, - 5 -BAD ORIGINAL

009846/ 1 Ö 3 2

- 3 - O.Z. 24 793

Schließlich, verdient als besonderer Vorteil des neuen Verfahrens noch hervorgehoben zu werden, daß die sehr gute und rasche Durchmischung der Ausgangsstoffe es erlaubt, diese in einem molaren Verhältnis zu verwenden, das dem optimalen Verhältnis von 2 Mol Harnstoff zu T- Mol Isobutyraldehyd sehr nahe kommt, bei dem also Überschüsse eines der Umsetzungspartner, die ja wirtschaftlich als Verluste zu verbuchen sind, nicht vonnöten sind. Es sind aber auch Abweichungen vom optimalen Molverhältnis in ,beliebigem Umfang, insbesondere im Bereich von Überschüssen eines- der beiden Umsetzungspartner bis zu 50 Mol$, möglich* Daß auch die Dosierung und die Zufuhr des Harnstoffs in seiner beim neuen Verfahren verwendeten konzentrierten wäßrigen Lösung wesentlich einfacher ist als die des festen Harnstoffs beim oben zuletzt genannten bekannten Verfahren, liegt auf der Hand. '

Für das neue Verfahren geeignete Säuren sind starke bis mittelstarke Säuren, vor allem Mineralsäuren, wie Salz-, Salpeter-, Schwefel- oder Phosphorsäure, in Mengen von Q,002 bis 0,02, insbesondere 0,008 bis 0,012 Mol Säure pro Mol Harnstoff, die in wäßriger Lösung in Konzentrationen von 5 bis 60, insbesondere von 30 bis 50 Gew.^, verwendet werden.

Als Mischdüsen haben sich. u. a. Hingdüsen bewahrt, in die die drei Reaktionskomponenten oder aber nur zwei von ihnen, etwa die Komponenten Harnstofflösung und Isobutyraldehyd, tangential ein-, treten. Es ist also möglich und.u* U. vorteilhaft, zwei der -Reaktionskomponenten zunächst miteinander und erst dann ihre Mischung mit der dritten Reaktionskomponente, etwa der Säurelösung,

■■-■■;.- 4 009846/ 1832

- 4 - O.Z. 24 793

zu vermischen. Es ist ferner möglich, nach der ersten noch eine zweite Mischdüse, beispielsweise eine Dralldüse, vorzusehen, der das in der ersten Düse erhaltene Gemisch zugeführt wird. Hat man in der ersten. Düse nur zwei der Reaktionsteilnehmer bereits miteinander vermischt, so kann man den dritten Partner diesem Gemisch unmittelbar vor dessen Eintreten in die gegebenenfalls vorgesehene zweite Düse, etwa die Dralldüse, einspeisen« In jedem Falle bringt die Verwendung einer zweiten Düse eine weitere intensive Durchmischung des Reaktionsgütes mit sich, wobei die erzielten hohen Durchgangsgeschwindigkeiten eine Abscheidung festen UmsetzungspTodukts und dadurch zustandekommende Verengerungen des Düsenquerschnitts verhindern*

Durch die geschilderte Düse bzw» die Düsen hindurch gelangt das tfmsetzungsgemisch in einen Reaktionsraum, in dem die Umsetzung beendet und aus dem das Verfahrensprodukt im Maße des Zulaufs wieder entnommen wird. Es ist vorteilhaft, auch in diesem Reaktiöiisraum Mis ölvorrichtungen vorzusehen* also z« B* mit oder ohne 2/wangsförderung arbeitende Geräte, wie Kiieter, oder andere, z. B. mit Mischpendeln oder Mischschnecken versehene Reaktoren, zu verwenden« Zweckmäßig ist es auch, zur Erzielung einer bestimmten, gleichmäßig einstellbaren Temperatur einen mit einem Heiz- bzw* Kühlmantel versehenen Reaktionsraum zu benutzen.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungform des neuen Verfahrens besteht darin, den aus der letzten vorgesehenen Düse austretenden Stoff strom bzw. das Sprühgut auf bereits vorgebildetes Umsetzungsprodukt auf treffen zu lassen, so daß sich das ankommende

009846/ 1832

• BAD O^iGINAL

- 5 - O.Z. 24 793

1618728

Gut,in dem "bereits im Reaktionsraum befindlichen rasch verteilt.· Denn hierbei laßt sich eine ganz besonders rasche Abführung der entstehenden Reaktionswärme bewerkstelligen, wodurch eine zu Verlusten an Isobutyraldehyd und u, U. auch zu teilweiser Hydrolyse bereits gebildeten Isobutylidendiharnstoffs führende Temperatursteigerung vermieden wird und zugleich ein ümsetzungsprodukt von ganz besonderer Gleichmäßigkeit' der Korngrößenverteilung entsteht, Allgemein reicht der beim neuen Verfahren besonders günstige Temperaturbereich von 4-0 bis 90 G, insbesondere von 50 bis 70⁰C. ' ·

Die Entnahme aus dem Eeaktionsraum kann mit Hilfe für diesen Zweck bekannter Vorrichtungen, wie Schneckenförderer oder Überlauf,: vorgenommen werden, Fach dem Trocknen der so erhaltenen UmsetZungsprodukte, das wegen des beim neuen Verfahren relativ geringen Wassergehalts sich besonders wirtschaftlich gestaltet_? erhält man den IsObutylidendiharnstoff in feinkrümeliger und daher gut .rieselfähiger und reiner iorm; als weiteren Vorteil besitzen die Produkte des neuen Verfahrens die Eigenschaft, sich auf einfache Weise und ohne daß Wasser zugesetzt werden muß,. mit anderen Pflanzennährstoffen zu Mehrstoffdüngern und gewünschtenfalls zu Volldüngern verarbeiten zu lassen; bekanntlich nimmt der Gebrauch derartiger ,Düngemittel immer mehl* zu,

Ganz besondere Vorteile lassen sich - und auch hierzu eignen p,ich die ΡτούυΙΐΐ,β des neuen Verfahr-ms in hervorragender .Weise ~_ dadurch erzielen,, ti aß man die noch feuchten, aäurehaltigen Ver-3erKeu/?nLiUif#.j e bwa durch ümu et sen mit gasförmigem Ammoniak

BAD ORIGINAL - 6 ' ,-■■■ 009848/1832

- 6 - 0,Z. 24 793

oder aber mit einer entsprechenden Menge einer wäßrigen Lösung von Kaliumhydroxyd oder" mit fein gemahlenem Calcium- oder Magnesiumoxyd, in einer Trockentrommel oder einer heizbaren Mischvorrichtung zugleich neutralisiert und trocknet. In jedem dieser letztgenannten Falle erhält man also auf besonders einfache Weise verschiedenartige, jeweils für andersartige Zwecke besonders geeignete Mehrstoffdünger.

Die in folgendem Beispiel genannten Teile sind G-ewichtsteile ; die Raumteile verhalten sich zu den G-ewichtsteilen wie Liter zu Kilogramm.

Beispiel

In einer Ringdüse vermischt man bei tangentialem Zulauf je Stunde 126 Raumteile einer 65 C warmen 70$igen Harnstofflösung und Raumteile Isobutyraldehyd eines Reinheitsgrades von 95 G-ew,$, führt der Mischung stündlich 4,2 Raumteile 45/°ige Schwefelsäure zu und versprüht das Gemisch mit Hilfe einer Dralldüse in einen ummantelten Mischer von etwa 200 Raumteilen Inhalt im ersten Drittel seiner Länge. Durch Kühlen des Mantels wird die Temperatur des Reaktionsgutes im Bereich von 55 bis 58⁰C gehalten. Über einen am Ende des Mischers angeordneten Auslauf treten stündlich 2IO Teile eines Umsetzungsprodukts von 27 Gew,^ Wassergehalt aus. Nach Zuführen von 1,4 Teilen Magnesiumoxyd je Stunde und Trocknen mit Warmluft von 70 bis 200⁰C erhält man je Stunde Teile eines- Düngemittels, das noch etwa- 1 Grew.$ Wasser, etwa

009-846/1832

BAD QRiGlNAL

..---■^ί;"- 7 - O.Z. 24 793

30 Ms 31 Gew.$ Gesamtstickstoff, von dem circa 8 fo- durch Urease abspaltbar sind; das Produkt stäubt nicht und ist gut rieselfähig.

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Isobutylidendiharnstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man eine mindestens 50gew.$ige wäßrige Harnstofflösung, Isobutyraldehyd und eine wäßrige Säurelösung mit Hilfe von einer oder mehreren Mischdiisen vermischt, die Mischung zur Fortsetzung der Umsetzung einem Reaktionsraum zuführt und sie von dort im Maße der Zufuhr das ganz oder weitgehend umgesetzte Gemisch abzieht und aufarbeitet.

BADISCHE ANILIN- &■SODA-FABRIK AG

009846/1S32