DE2841430A1

DE2841430A1 - Verfahren zur herstellung von cyanursaeure

Info

Publication number: DE2841430A1
Application number: DE19782841430
Authority: DE
Inventors: Ronald Henry Willingboro N.J. Carlson
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1986-10-02
Also published as: GB2005675B; AU521884B2; BR7806224A; ES473497A1; ZA785232B; SE443363B; NO783210L; US4187376A; DE2841430C2; JPS5455589A; JPS5914462B2; MX150295A; GB2005675A; CH637645A5; NL189761B; NO153531C; NL189761C; CA1090342A; FR2404000B1; BE870703A

Description

284U30

PATENTANWÄLTE

DlpWng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZiK DlpMng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

335024 SIEGFRIEDSTRASSE B

TELEFON: C089) _{8OQo MDNCHEN} _4Q

Case: 1736

FMC Corporation
2000 Market Street
Philadelphia, USA

Verfahren zur Herstellung von Cyanursäure.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Cyanursäure sowie zur Entfernung einer Verunreinigung, insbesondere Harnstoff und/oder Biuret, aus einem in einem inerten Lösungsmittel hergestellten Cyanursäure-Reaktionsprodukt, und zwar insbesondere aus einem solchen Reaktionsprodukt, das durch pyrolytische Umwandlung von Harnstoff oder Biuret in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels erhalten worden ist.

Gemäß U.S.-Patentschrift Nr. 3 563 987 und den darin genannten Literaturstellen kann Cyanursäure bekanntlich hergestellt werden, indem Harnstoff in einem inerten Lösungsmittel pyrolysiert wird, und zwar nach der folgenden Gleichung:

O Il

3NH-,

worin
als

3NH₂ - C - NH₂

Cyanursäure (im folgenden mit CS bezeichnet)

	- N	I	\	N	\	N -	H	oder j
H	I		H	I
	= C		C =	O
O

?^H

C-OH

HO-C

dargestellt werden kann.

Für die Pyrolyse geeignete inerte Lösungsmittel haben einen Siedepunkt von wenigstens etwa 180⁰C bei Drücken bis zu etwa 250 mm Hg, sie lösen leicht Harnstoff und Biuret, besitzen eine begrenzte Löslichkeit gegenüber CS und sind Harnstoff, Biuret und CS gegenüber nicht chemisch reaktiv. Solche Lösungsmittel sind z.B. Alkylsulfone und cyclische Sulfone, wie SuIfolan (Tetramethylensulfon).

ORIGINAL INSPECTED

Zurückbleibender, nicht-pyrolysierter Harnstoff/Biuret wird beim Abkühlen einer Sulfolanreaktionsaufschlämmung zusammen mit CS ausgefällt und verunreinigt den erhaltenen Filterkuchen, der anschließend gereinigt wird. Die Anwesenheit von Harnstoff/Biuret in einem CS-Kuchen ist sowohl vom Standpunkt der Leistungsfähigkeit als auch der Durchführbarkeit eines Verfahrens unerwünscht. Wenn man eine maximale Wirksamkeit von Sulfolan, maximale Arbeits bedingungen und eine maximale endgültige Reinheit der CS erhalten will, sollten die Anteile an Harnstoff und Biuret in dem Kuchen eines Reaktionsprodukts so niedrig wie möglich sein (z.B. Je <1 %). Bei höheren Anteilen ist ein größerer Energie- und Wasserverbrauch erforderlich, um eine zufriedenstellende Reinigung der CS zu erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Cyanursäure aus Harnstoff und/oder Biuret. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zum Entfernen einer Verunreinigung, nämlich Harnstoff, Biuret oder einer Mischung von diesen, welche in einer Mischung von CS und einem inerten Lösungsmittel enthalten ist. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Mischung aus CS und dem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 150 - 250⁰C und unter einem Druck von etwa 70 - 170 mm Hg destilliert und ein Destillat entfernt wird, welches das inerte Lösungsmittel sowie praktisch den gesamten Harnstoff, das gesamte Biuret oder die gesamte Mischung von Harnstoff und Biuret umfaßt. Der Harnstoff, das Biuret oder die Mischung von diesen wird also mit dem Lösungi mittel zusammen abdestilliert.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen speziellen Reaktionsmechanismus beschränkt; eine häufige Reaktion, Harnstoffanteile (Harnstoff, Biuret oder Mischungen von diesen) aus einer Mischung von CS und einem inerten Lösungsmittel, welche solche Anteile enthält, zu entfernen, besteht jedoch darin, Harnstoff und Biuret pyrolytisch in Isocyansäure und" Ammoniak zu spalten,

COPY

wobei anschließend die Isocyansäure wieder mit Ammoniak, Harnstoff oder Isocyansäure zusammengegeben wird, um Harnstoff (oder Ammoniumcyanat), Biuret bzw. CS auf relativ kälteren Kühleroberflächen der verwendeten Destilliervorrichtung ·' · zu bilden. Diese Beziehungen werden durch die Gleichungen (1) bis (3) dargestellt:

1. H₂NCNH₂ NH₃ + HNCO (Harnstoff)

2 0
NHC
(Biuret)
3.

2
NHCNH₂ -^=±. HNCO + H₃NCNH₂Ig—■» NH₃ + 2HNC0

Bei der Destillation dient das mit-verdampfte inerte Lösungsmittel als Spülgas zur Erhöhung der Geschwindigkeit, mit welcher NH, und HNCO aus der zu destillierenden Mischung entfernt werden. Außerdem wird durch das Strömen von Lösungsmitteldämpfen aus dem verwendeten Destillationsgefäß in ein anderes Gefäß (d.h., Destillation im Gegensatz zu Rückfluß) auch ein automatisches Zurückfließen von kondensierten Harnstoffdämpfen in das Destillationsgefäß verhindert. Ein herausragendes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht also darin, daß das inerte Lösungsmittel aus der zu destillierenden Mischung oder aus einem CS-Reaktionsprodukt mit abdestilliert wird, um zurückgebliebene, nicht-umgesetzte Harnstoffanteile mitzureißen. Das Abdestillieren des Lösungsmittels ist im Gegensatz zu dem bisher gelehrten Lösungsmittelrückfluß eine Voraussetzung für eine wirksame Entfernung von zurückgebliebenen, nicht-umgesetzten Harnstoffanteilen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete inerte Lösungsmittel sind u.a. Alkylsulfone der Formel:

i\

j SO,

ORIGINAL INSPECTED

worin R^ und R₂ Alkylgruppen mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen oder Gruppen, welche durch Kombinieren von R₁ und R₂ zur Bildung eines cyclischen SuIfons, worin das Schwefelatom Teil des Rings ist, gebildet werden, bedeuten. Die Verbindung: Tetramethylensulfon ist ein geeignetes Beispiel für ein Sulfon, das durch Kombinieren von R*-und Rp-Alkylgruppen zwecks Bildung eines cyclischen Sulfons erhalten wird. Andere geeignete Lösungsmittel sind substituierte Kresole oder Phenole, bei welchen der Substituent Halogen, insbesondere Chlor oder Brom, sein kann. Dazu zählen z.B. 4-Chlor-m-kresol und 2,4-Dibromphenol. Eine weitere Klasse von geeigneten Lösungsmitteln sind die N-substituierten Urethane und cyclischen Urethane, wobei es sich bei den Substituenten um Phenyl- oder Alkylgruppen mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen handelt. Ein Beispiel dafür ist 5-Methyl-2-oxazolidinon. Sulfolan, d.h. Tetramethylensulfon, wird als Lösungsmittel besonders bevorzugt, und in der vorliegenden Beschreibung wird Sulfolan beispielhaft als Lösungsmittel verwendet.

Die pyrolytische Umwandlung von Harnstoff oder Biuret in CS wird in einem Reaktionsgefäß bei einer Temperatur von etwa 150 - 25O°C unter einem Druck von etwa 70 - 170 mm Hg und bei einer Verweilzeit von etwa 2-120 Minuten vorgenommen. Bevorzugte Bedingungen sind eine Temperatur von 180 - 220⁰C, ein Druck von 80 - 120 mm Hg und eine Verweilzeit von 5-60 Minuten.

Eine an das Reaktionsgefäß angeschlossene Kühlervorrichtung zum Kondensieren des Sulfolan und Harnstoff-Anteile umfassenden Destillats wird bei einer Temperatur von etwa 25 75°C, vorzugsweise etwa 30 - 55⁰C, betrieben. Die Destillationsgeschwindigkeit beträgt etwa 1-25, vorzugsweise etwa 2-15, Gramm pro Minute. Die abdestillierte Sulfolanmenge kann bis zu etwa 60 V0I.-96 des anwesenden Sulfolans, vorzugsweise etwa 10 35 %, betragen.

Bei der pyrolytischen Umwandlung von Harnstoff oder Biuret in CS
beträgt die Menge an nicht-umgesetztem Harnstoff und/oder Biuret
im allgemeinen etwa 0,01 - 5 Gew.-96. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren beträgt die Menge einer jeden dieser Verbindungen
vorzugsweise etwa 0,05 - 3 % und zusammen etwa 5 %.

Das Verfahren kann entweder ansatzweise oder kontinuierlich
durchgeführt werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. In den Beispielen 1-9 werden ansatzweise
Verfahren und in den Beispielen 10 - 17 kontinuierliche Verfahren beschrieben.

In.den Beispielen 1-3 wird die Auswirkung von Druck und Temperatur bei praktisch gleichbleibender Verweilzeit gezeigt.
In den Beispielen 4-6 wird die Auswirkung der Verweilzeit
bei praktisch gleichbleibendem Druck und gleichbleibender Temperatur verdeutlicht. Aus den Beispielen 7-9 ist der Einfluß
von Hitzezufuhr und Verhältnis von Rückfluß- und Destillatmenge
(R:D) bei praktisch gleichbleibenden Verweilzeit-, Temperatur-
und Druckbedingungen zu ersehen.

Beispiel 1 - 3 -

In der ersten Versuchsreihe wurden drei Versuche unter Anwendung

der maximalen Temperatur- und Druckbereiche von 195⁰C (80 mm Hg) {

bis 220⁰C (16O mm Hg) durchgeführt. Ein typischer Versuch wurde |

wie folgt durchgeführt: Eine Gesamtmenge von 250 g SuIfolan wurde ξ

in einen Drei-Hals-Kolben von 500 ml Fassungsvermögen gegeben, | der mit einem Destillierkopf mit mehreren öffnungen (für

Thermometer, Entnahme usw.) und mit einem Wasserkühler aus- '-_

gestattet war, und wurde unter Vakuum erhitzt, um Wasser zu ent- |

fernen. Der Kolben kann als simulierte Reaktions-/Strippvor- * richtung betrachtet werden. Bei Beginn der Sulfolandestillation _ f wurde der Druck in der Vorrichtung wieder auf 1 Atmosphäre ge- i

, ι

COPY ' f

bracht, und es wurden dem SuIfolan 23 g CS und je 5 g Harnstoff und Biuret zugegeben, was ausreicht, um eine Aufsch!ämmungszusammensetzung von etwa 9 % CS und Je 2 % Harnstoff und Biuret zu erhalten. Die Aufschlämmung wurde dann 45 Minuten lang unter ■Rühren in dem gewünschten Temperatur- und Druckbereich erhitzt, um die Destillation von SuIfolan zu bewirken. Eine Phosphorsäurefalle (150 g 20-%iges Η,ΡΟ^) wurde am Ausgang (down-stream) des Sulfolankühlers vorgesehen, um sich entwickelndes NH, zu sammeln. Am Ende der Reaktionszeit wurde die Aufschlämmung in dem Gefäß zusammen mit dem Destillat und der Flüssigkeit in der Η,ΡΟ^-Falle abgekühlt und gewogen. Angesammelte Feststoffe in dem Wasserkühler wurden mit Aceton ausgewaschen. Proben wurden hinsichtlich,des Gehalts an CS, Harnstoff, Biuret, NH, und NH^OCN analysiert. Die Daten sind in Tabelle I und II aufgeführt und zeigen, daß unter allen Arbeitsbedingungen eine praktisch vollständige (98 %) Entfernung von Harnstoff und Biuret aus den simulierten Reaktionsauf schlämmungen erreicht wurde, wenn 33 - 45 % der ■ anfänglichen Sulfolanbeschickung destilliert wurden. Die simulierte Aufschlämmung stellt eine Zusammensetzung dar, welche einer etwa 90 96-igen Umwandlung einer 16,6 %-igen Harnstoff lösung in CS und Biuret entspricht.

In allen drei Versuchen betrug der NH-z-Ausgleich 100 + 10 %. Der HNCO-Ausgleich war im allgemeinen hoch, und zwar infolge w von offensichtlichen Schwierigkeiten bei der Entnahme von analytischen Proben aus Auf schlämmungen im Gefäß. Die Daten der Tabelle I wurden noch weiter analysiert und zeigen die Harnstoff- und Biuretmengen, die durch Destillation (und anschließende Kondensation zu Harnstoff, Biuret und CS) aus der simulierten Reaktionsaufschlämmung entfernt wurden, im Gegensatz zur in-situ-Umwandlung (in CS). Die Daten sind in Tabelle I aufgeführt und zeigen, daß eine erhöhte in-situ-Umwandlung in CS von hohen Temperatur- und Druckbedingungen begünstigt wird. Unter niedrigeren Temperatur- und höheren Vakuumbedingungen wird eine größere "Stripp-Wirkung" erreicht.

Alle Destillate wurden bei 20 - 25⁰C gesammelt und enthielten
suspendierte Feststoffe. Anscheinend wurde Material aus dem
Destillat ausgefällt, während dieses beim Durchlaufen des Kühlgefäßes abkühlte. Die Masse der ausgefällten Feststoffe wurde
von dem kondensierten Sulfolan mitgerissen; die verbleibenden
Feststoffe, die an den Kühleroberflächen hafteten, schienen
einen hohen Gehalt an NH^OCN zu haben.

Beispiele 4-6

Es wurde eine zweite Reihe von drei ansatzweisen Versuchen wie
in Beispiel 1-3 durchgeführt, wobei jedoch zuvor destilliertes, wasserfreies Sulfolan anstelle von Sulfolan verwendet
wurde. Wieder wog die anfängliche Aufschlämmung 275 g und enthielt 25 g CS und je 5 g Harnstoff und Biuret. Die Daten in
Tabelle IV und V zeigen, wie erwartet, eine ständige Abnahme
der Entfernungsleistung bei abnehmender Verweilzeit. Wieder
wurde kein deutlicher Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten ; der Harnstoff- und der Biuretentfernung (d.h. Umwandlung) fest- ! gestellt. '■

Beispiele 7-9 |

Es wurde eine weitere Reihe von drei ansatzweisen Versuchen
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1-3 durchgeführt, ;

wobei die Auswirkung der Hitzezufuhr und des Sulfolan-Gesamtrückflusses auf die Leistung bei der Harnstoff- und Biuret- \ Entfernung untersucht wurde. Die Daten sind in Tabelle VI und VII \ auf geführt, und zeigen im allgemeinen, daß die Strippleistung ; mit zunehmender aus .einer Aufschlämmung abdestillierter Sulfolan- " menge ansteigt. Die Wirkung ist am deutlichsten erkennbar, " wenn man von einem vollständigen Rückfluß auf Bedingungen mit
teilweiser Destillation (4 % der Sulfolanbeschickung) wechselt.
Es ist wenigstens eine teilweise Destillation von Sulfolan ·
erforderlich, um zu vermeiden, daß verdampfte und wieder kon- } densierte Harnstoffanteile in die Reaktionsaufschlämmung zurück- ? gespült werden. In dieser Versuchsreihe wurde der Sulfolan- f

CGPY ί

kühler mit Luft und nicht mit Wasser gekühlt, wie dies in den Beispielen 1-6 der Fall war. Infolge der erhaltenen höheren Destillationstemperatur wurde eine deutliche Abnahme des Ammonium cyanatgehalts (NH^OCN) in dem Destillat festgestellt.

In Tabelle VIII sind die Daten aller ansatzweise durchgeführten Strippversuche aufgeführt. Daraus ist zu ersehen, daß die Strippleistung sowohl von der Verweilzeit in der Reaktions-/ Strippvorrichtung als auch von der relativen Menge an destilliertem Sulfolan (Wärmezufuhr) abhängt. Wie aus den Daten hervorgeht, findet die Entfernung von Harnstoff und von Biuret im wesentlichen nach dem gleichen Muster statt. Der Einfluß der Verweilzeit ist einfach ein kinetischer Effekt, indem der Harnstoff und das Biuret ausreichend Zeit haben, sich (am Ende) in HNCO und ΝΗχ zu spalten, mit anschließender Verdampfung oder in-situ-Polymerisation zu CS. Der Einfluß der Sulfolan-Destillation macht sich auf zwei Arten bemerkbar: erstens als kinetische Strippgaswirkung, und zweitens als mechanische Wirkung, welche das Zurückfließen von verdampften/wiederkondensierten Harnstoffanteilen verhindert.

Die Daten des ansatzweisen Strippens in Tabelle IX zeigen außerdem einen allgemeinen Anstieg der in-situ-Umwandlung von gestripptem Harnstoff und Biuret in CS bei einem abnehmenden Grad von Sulfolandestillation. Die relative Flüchtigkeit (zu NH^] von HNCO scheint daher bei zunehmender Sulfolan-Entweichung anzusteigen, was wahrscheinlich auf eine Mitreißwirkung zurückzuführen ist.

Beispiele 10 - 17

Diese nach einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführten Beispiele werden anhand des beigefügten Fließschemas beschrieben

Das kontinuierliche Stripp-/Reaktionsgefäß 10 wurde nach dem
folgenden Verfahren in Betrieb gesetzt. Behälter 11 wurde mit
einer Beschickungslösung gefüllt, welche 1000 ml einer 3-?tigen
Harnstofflösung in Sulfolan umfaßte. Der Inhalt des Beschickungstanks 12, welcher 1300 ml an nicht-destilliertem Reaktionsprodukt aus einem vorangegangenen Durchlauf umfaßte, wurde auf
12O⁰C erhitzt, und der Druck in Tank 12 wurde über Pumpe 13,
Regelventil 14 und Leitung 15 auf 200 mm Hg gesenkt. Vorratsbehälter 11 und Beschickungstank 12 sind durch Leitung 16 mit- i einander verbunden. Die Flüssigkeitsfallen 17 und 18 und der \ Druckanzeiger 19 befinden sich in der Leitung 15. Die Temperatur _; in dem Beschickungstank 12 wurde durch Regelung über das Thermoelement 20, das in geeigneter Weise angebracht ist, auf \ 120^ 5⁰C gehalten. Alle Heizvorrichtungen (nicht dargestellt) j wurden eingeschaltet, und der Inhalt der Reaktions-/Strippvorrichtung 10, welcher 500 ml Rest aus einem vorangegangenen ■ Durchgang umfaßte, wurde auf 200⁰C erhitzt. Der Lösungspegel ; in der Sulfolankondensations-/spülvorrichtung 20 a wurde auf j 50 ml eingestellt, indem über Leitung 21 und das Probenentnahme- \ ventil 22 Lösung entzogen wurde. Der Vorratsbehälter für Η,ΡΟ^
23 wurde mit 4 1 25-%igem HJPO^ gefüllt, und die Pumpen 24 und
25 wurden eingeschaltet. Der Druck des Systems wurde mit Hilfe
von Pumpe 26, Reglerventil 27 und Leitung 28 auf 95 mm Hg ge- \ senkt. Die Flüssigkeitsfallen 29 und 30 und der Druckanzeiger 31
befinden sich in der Leitung 28. I

Sobald in dem System ein Temperatur-Druck-Gleichgewicht er- s

reicht war, wurden die Ströme in den Beschickungstank 12 aus !

Tank 11 durch die Leitung 16 und von Tank 12 in die Reaktions-/ i

Strippvorrichtung 10· durch die Leitung 32 sowie die Wärmezufuhr ί

in die Reaktions-ZStrippvorrichtung 10 so eingestellt, daß f

die gewünschten Verweilzeit-ZSulfolandestillations-Bedingungen ΐ

erreicht wurden. Unter jeder Versuchsbedingung wurde das System i

für die Dauer von zwei Verweilzeiten betrieben, bevor es zum Dau- I-

erzustand kam. Der Flüssigkeitspegel im Beschickungstank 12 ___|

wurde konstant gehalten (bei 1300 ml), indem der Strom aus |

w- I

CCF". I

ORIGINAL INSPECTED

-π- 284Η30

Tank 12 durch Leitung 32 und durch Ventil 32a dem vorher festgesetzten Strom in Tank 12 durch Ventil 33 , welcher zum Erreichen der gewünschten Verweilzeit erforderlich war, angepaßt wurde. Der Flüssigkeitspegel in der Reaktions-/Strippvorrichtung wurde bei 500 ml konstant gehalten, indem häufig durch Leitung 34 und durch Ventil 35 Proben entnommen wurden. Am Ende der zwei Verweilzeiten umfassenden Stabilisierungsperiode wurde der Vorratsbehälter 11 wieder gefüllt, und es wurden aus den Gefäßen 12, 10, 20a und 23 durch die Ventile (Leitung 32), 35 (Leitung 34), 22 (Leitung 21) bzw. 37 (Leitung 38) Proben (50 ml) entnommen. Der Flüssigkeitspegel in der Kondensations-/Spülvorrichtung 20a wurde ebenfalls auf 175 ml eingestellt.

Das System wurde dann, wie zuvor beschrieben, für" die Dauer von zwei Verweilzeiten im Dauerzustand betrieben. Während des Arbeitens im Dauerzustand wurde die Rückführungsgeschwindigkeit von Sulfolan in der Kondensations-/Spülvorrichtung 20a auf 175 ml/Min, gehalten, indem das Reglerventil 39 in Leitung 40 entsprechend eingestellt wurde. Um ein Überfließen zu verhindern, wurde der Sulfolanpegel in der Kondensations-/Spülvorrichtung 20a, falls notwendig, durch ein Entnehmen von Lösung durch Ventil vermindert. Am Ende der Betriebszeit in Dauerzustand wurde das Volumen der dem Beschickungstank 12 zugeführten Beschickung ermittelt, und der Sulfolanpegel in Gefäß 20a wurde über Ventil 2i auf den ursprünglich festgesetzten Wert (175 ml) reduziert. Die gesamte Lösung, die während des Betriebs in Dauerzustand aus der Reaktions-/Strippvorrichtung 10 und aus der Kondensations-Spülvorrichtung 20a gesammelt worden war, wurde gemischt und gewogen. Dem Beschickungstank 12 und dem Vorratsbehälter 23 wurden Proben entnommen und zusammen mit den Mischungen aus den Gefäßen 10 und 20a und den zu Beginn des Dauerzustands entnommenen vier Proben analysiert. Die Proben wurden hinsichtlich des Gehalts an Harnstoff, Biuret, CS, NH, und Cyanat analysiert.

INSFECTEU Γ COPY

Wie gezeigt, kann die Temperatur in der Reaktions-/Strippvorrichtung 10 durch das darin befindliche Thermometer 41 über-

wacht werden.

Das Destillat aus der Reaktions-Vstrippvorrichtung 10 wird durch Leitung 42 in einen unteren Abschnitt der Kondensations-/ Spülvorrichtung geleitet. Das in Vorrichtung 20a kondensierte SuIfolan kann durch die Leitungen 21 (einschließlich Pumpe 24) und 43 und durch die mit einem Ventil versehene Leitung 44 in die Leitung 16 und/oder über die mit einem Ventil versehene Leitung 40 in einen oberen (Spül-)Abschnitt 45 der Vorrichtung 20a zurückgeführt werden.

Die gasförmigen Materialien aus dem Spülabschnitt 45 werden durch Leitung 46 überkopf aus Vorrichtung 20a in den H Vorratsbehälter 23 geleitet.

^ kann dem Vorratsbehälter 23 über die mit einem Ventil versehene Leitung 48 aus dem Vorrat 47 zugeführt werden. Die NH,-Spülvorrichtung 49 ist durch Leitung 50 mit dem Vorratsbehälter 23 verbunden.

Das H-jPO^ kann auch von Leitung 48 über Leitung 48a, welche die Pumpe 25 enthält, in die mit einem Ventil versehene Leitung 50 geleitet werden, um in der ΝΗ,-Spülvorrichtung 49 verwendet zu werden, oder durch Leitung 48a und Leitung 38, welche mit dem Ventil 37 versehen ist, entfernt werden.

Die Temperaturen werden an Punkten, welche mit TR 1-1 bis TR 1-5 gekennzeichnet sind, festgestellt.

'Al. !HSFE07E-J

- 15 Kontinuierliches Verfahren

284H30

Eine zunächst durchgeführte Serie von 6 Versuchen zeigt die Auswirkung von Wärmezufuhr und Verweilzeit auf die Leistung der Harnstoff- und Biuretentfernung aus einem simulierten Sulfolanreaktionsprodukt. In Anbetracht der geringen Löslichkeit von Biuret in Sulfolan, was zu Verstopfungen und zu Schwierigkeiten beim Messen der Beschickungsmenge führt, wurde für diese Versuchsreihe eine Beschickung gewählt, die aus 3 % Harnstoff in Sulfolan bestand. In zwei vorausgehenden Versuchen wurde eine Beschickung, die 1 % Harnstoff und 0,3 - 0,7 % Biuret enthielt, verwendet. In der Serie von 6 Versuchen wurde die Fließgeschwindigkeit so geregelt, daß man in der Reaktions-/Strippvorrichtung 10, welche ein Arbeitsvolumen von 500.ml hatte, eine Verweilzeit von 15 bzw. von 30 Minuten erhielt. Die Wärmezufuhr wurde so geregelt, daß man bei jeder Verweilzeit drei Grade von Sulfolandestillation erhielt: 10 - 15, 20 - 25 bzw. 35 - 45 %. Es wurde sowohl den Beschickungs- und Reaktionsgefäßen als auch den Leitungen, in welchen die Lösung befördert wurde, Wärme zugeführt. Die Temperatur- und Druckwerte in den Gefäßen sowie die an den verschiedenen Punkten gemessenen Temperaturen bei den insgesamt 8 Versuchen (2 Schuttelversuche plus Block von 6 Versuchen) sind in Tabelle X aufgeführt. Die Analyse- und Harnstoff-/Biuret-Umwandlungsdaten (bei zwei Verweilzeiten) sind in den Tabellen XI bzw. XII aufgeführt und zeigen das folgende Ergebnis:

1. Wie bereits bei den ansatzweisen Versuchen gefunden wurde, erhöhte sich die Leistung hinsichtlich der Entfernung von Harnstoff/Biuret mit zunehmender Wärmezufuhr (Sulfolandestillation) und Verweilzeit.

2. Eine Harnstoff-/Biuret-Entfernung von über 90 % (von einer Beschickung, die 1 % Harnstoff und 0,5 % Biuret enthielt) wurde bei 2OO°C/1OO mm Hg, bei einer Verweilzeit von 30 Minuten und bei einem Sulfolan-Destillationsgrad von 50 % erzielt.

3. Bei vergleichbaren Bedingungen hinsichtlich Verweilzeit und Sulfolandestillation war die Harnstoffentfernung bei den kontinuierlichen Versuchen um 15 - 20 % niedriger (in absoluten Werten) als bei den ansatzweisen Versuchen; die gesamte Entfernung von HNCO-Anteilen (Harnstoff + Biuret) lag um 25 40 % niedriger.

4. Die Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Biuret-Entfernung während der Reaktion und des Strippens nahm mit einem zunehmenden Verhältnis von Harnstoff zu Biuret in der Beschickung ab. Bei einem Beschickungsverhältnis von mehr als

L· etwa 10:1 würde keine reine Biuret-Entfernung mehr stattfinden.

5. Bei einer Verweilzeit von 30 Minuten wurde bei" etwa 200⁰C/ 100 mm Hg und einem Sulfolandestillationsgrad von 20 - 30 % eine Entfernung von 80 % der Harnstoff- und Biuretanteile (ausgedrückt als HNCO) erreicht.

6. Bei einer Senkung der Verweilzeit auf 15 Minuten sank die Harnstoff-Biuret-Gesamtentfernung bei dem gleichen Destillationsgrad (20 - 30 %) von 80 % auf 60 - 70 % ab.

7. Bei einer Verweilzeit von 30 Minuten wurden etwa 30 %

W der in der Reaktions-ZStrippvorrichtung 10 entfernten Harnstoff+Biuret-Ant eile in situ in CS umgewandelt; der Rest wurde aus der Reaktions-/Strippvorrichtung 10 abdestilliert und in der Kondensations-/Spülvorrichtung 20a (und in sehr geringem Umfang in der Ammoniak spülvorrichtung 49) in Form von Harnstoff, Biuret, CS und in begrenztem Umfang in Form von Ammoniumcyanat kondensiert.

8. Bei einer Verweilzeit von 15 Minuten erhöhte sich die in-situ-Umwandlung in CS auf 40 - 60 %.

9. Die Löslichkeit von NH, in SuIfolan war relativ unabhängig vom Druck des Systems, der Zusammensetzung und der Temperatur und betrug in allen Strömen etwa 50 - 200 T.p.M.

10. Das Sulfolanmassengleichgewicht im gesamten System war im wesentlichen quantitativ.

Ein Materialgleichgewicht für die gesamte gewonnene Menge an Harnstoff und Biuret (als HNCO) ist in Tabelle XIII angegeben. Die Daten zeigen, daß bei einer Verweilzeit von 30 Minuten die gewonnene HNCO-Menge mit einem zunehmenden Grad an Sulfalandestillation zunimmt. Bei einer Verweilzeit von 15 Minuten, wo ein höherer Sulfolandestillationsgrad erreicht wurde, betrug die HNCO-Gewinnung 95 %· Dies legt die Vermutung nahe, daß die gewonnene HNCO-Menge von der Sulfolanmenge, die zum Kondensieren und Einfangen des leichtflüchtigen HNCO verfügbar ist, abhängig ist.

Tabelle I

Strippen von Harnstoff/Biuret aus einer simulierten

- Reaktionsgefäß-Auf schlämmung

Auswirkung einer Druck-ZTemperatur-Veränderung Arbeitsbedingungen;

Temperatur ⁰C: 180 - 195 Druck (mm Hg): 85 Zeit (Min.): 45

Stromanalyse

Strom Gew. (g) % CS % Harn- % Biuret % NH, 96 NH/.OCN stoff i

Gefäß 168,0 18,0 0,014 n.f.⁴ 0,04 Destillat 142,6¹ 2,49 1,03 0,92 0^51 Falle 124,4¹ - - 0,75

Arbeitsbedingungen;

Temperatur ⁰C: 180 - 205 Druck (mm Hg): 105 - 115 Zeit (Min.): 45

Stromanalyse

Strom

Gefäß
Destillat
Falle

Arbeitsbedingungen:

Gew.(g)	% CS	% Harn	%	Biuret	%	NH-2	% NHz₁OCN	-
		stoff					·+	n.f.⁴
177,5	16,1	n.f.	0	,026	0	,002	_
90,6	2,14	1,83	1	,46	0	,036
146,7	—			_	1	,03

Temperatur ⁰C: 180 - 219 Druck (mm Hg): 154 - 162 Zeit (Min.): 55

Stromanalyse

Strom	Gew.(g)	%	CS	% Harn stoff	%	Biuret	%	NH₃"	% NH₄OCN
Gefäß Destillat² Falle	190,8 85,0 139,2	18 2	,2 ,58	0,038 1,03	n. 0,	f.⁴ 53	0 0 1	,018 ,235 ,14	n.f.⁴

₃₄-FaIlenflüssigkeit, in den Destillat-Aufnahmebehälter zurückgeführt.

Eine I.R,- und Elementaranalyse der kondensierten Feststoffe ergab die Anwesenheit von hohen Konzentrationen an NH^OCN.

^Zusammensetzung: 240 g Sulfolan, 25 g CS, 5 g Harnstoff, 5 g Biuret,
Sulfolan: 97 Gew.-% Sulfolan, 3 Gew.-96 Wasser.

Silent feststellbar.

Tabelle II

Strippen von Harnstoff/Biuret aus einer simulierten

Reaktionsgefäß-Aufschlämmung

Auswirkung von.	Druck-ZTemperatur-Veränderungen	> Temp.	(⁰C) Druck	105 154	(mm Hg)	destill.	aus Reaktionsauf-	Biuret
Arbeitsbedingungen				SuIfölan	schlämmung entfern te Menge, %	100 99,1 100
Zeit(Min.]	180 - 180 - 180 -	- 195 • 205 - 219	85 - 115 - 162		Harn stoff
		45,4 35,0 33,0	99^5 100 9S,6
45 45 55

¹Zusammensetzung: 9,1 % CS, 1,8 % Harnstoff, 1,8 % Biuret.

Tabelle III

In-situ-Umwandlung von gestripptem Harnstoff/Biuret - in der simulierten Reaktionsaufschlämmung

Arbeitsbedingungen;

Temperatur ⁰C: 180 Druck (mm Hg): Zeit (Min.)ι

Gesamtmenge an freigesetztem HNCO^ in Reaktionsaufs chi ämmung (g)

Gesamtmenge an in Destillat« gewann. HNCO (g)

7,74

5,70 Gesamtmenge
in Reaktionsaufschlämmung
umgewandeltes
HNCO^ (g)

2,04

Umwandlung in Reaktionsaufschlämmung, %

26,4

Arbeitsbedingungen; Temperatur ⁰C; Druck (mm Hg); Zeit (Min.)

205 115

Gesamtmenge an freigesetztem HNCOT in Reaktionsaufs chlämmung (g)

Gesamtmenge an in Destillat« gewonn. HNCO (g)

7,72

4,23 Gesamtmenge
in Reaktionsaufschlämmung
umgewandeltes
HNCO³ (g)

3,49

Umwandlung in Reaktionsaufschlämmung, %

45,2

Arbeitsbedingungen; Temperatur ⁰C: Druck (mm Hg): Zeit (Min.):

219 162

Gesamtmenge an freigesetztem HNCO^T in Reak-

Gesamtmenge an aus Destillat

gewonnenem

tionsaufschläm- HNCO* (g) mung (g)

Gesamtmenge
in Reaktionsaufschlämmung
umgewandeltes
HNCO³ (g)

Umwandlung in Reaktionsaufschlämmung, %

7,71

3,19 4,51

58,6

284U30

aus der reinen Harnstoff-/Biuret-Entfernung.

gewonnen als Harnstoff, Biuret und CS; NH-OCN-Beitrag nicht nennenswert.

^ Differenz errechnet.

Tabelle IV

Strippen von Harnstoff/Biuret aus simulierter Reaktions-

aufschlämmung

Auswirkung der Verweilzeit Arbeitsbedingungen;

Temperatur ⁰C: 196 - 198
Druck (mm Hg): 78
Zeit (Min.): 15

Stromanalyse

Strom Gew. (g) % CS % Harn- % Biuret % NH, % NH/OCN stoff ' ^D ^H

Gefäß 244,6 11,79 0,30 0,17 0,0073 Destillat 28,0 0,56 4,07 3,19 0 " 2,2 Falle 141,6 - - - 0,61

Arbeitsbedingungen:

Temperatur ⁰C: 196 - 200
Druck (mm Hg): 82 - 84
Zeit (Min.): 10

Stromanalyse '

Strom Gew. (g) % CS % Harn- % Biuret % NH, % NH/OCN

stoff °

Gefäß 236,0 12,63 0,41 0,45 0,0153 Destillat 39,0 0,35 1,97 1,59 0,13 2,03 Falle 149,9 - 0,73

Arbeitsbedingungen:

Temperatur ⁰C: 196-199
Druck (mm Hg): 82
Zeit (Min.): 5

Stromanalys e

Strom Gew. Cg) % CS % Harn- % Biuret % NH, % NH₄OCN

e + rt-P-P -*

stoff

Gefäß 264,8 11,33 0,76 0,86 0,0192 Destillat 7,8 - 3,39 2,15 0 2,5 Falle 147,6 - - 0,51

Zusammensetzung: 240 g SuIfolan, 25 g CS, 5 g Harnstoff, 5g Biu

CTsS [ COPY

-24- 284U30

Tabelle V

Strippen von Harnstoff/Biuret aus simulierter Reaktionsaufschlämmung'

Auswirkung von Verweilzeit

Arbeitsbedingungen Destill. aus Reaktionsauf-

Sulfolan schlämmung entfernte Zeit(Min.) Temp.( C) Druck(mm Hg) % Menge, %

	196	- 198	78	10	,5	Harn	Biuret
	196	- 200	82 - 84	15	,3	stoff
15	196	- 199	82	3	,0	85,3	91,7
10					80,6	78,8
5-					59,8	54,4

Zusammensetzung: 9,1 % CS, 1,8 % Harnstoff, 1,8 % Biuret.

COPY \

284Η30

Tabelle

VI

Strippen von Harnstoff/Biuret aus simulierter Reaktions auf s chiämmung'	- 196	und Gesamtrückfluß	- 197	90 Biuret	% Biuret	% NH₃	% NH₄OCN
Auswirkung von Wärmezufuhr		0,076	0,16	0,0117	n.f.²
Arbeitsbedingungen:		3,70	4,49	0,22	n.f.²
Temperatur ⁰C: 180 Druck (mm Hg): 84 Zeit. (Min.) : 32 Wärme (Watt): 130	Stromanalyse	-	-	0,81	-
	CS % Harn stoff
Strom Gew.(g) %	,41 0,21
Gefäß 252,2 11	56 5,58	Stromanalvs e
Destillat 19,47 0,	-	ι CS % Harn stoff		% NH₃	96 NH₄OCN
Falle 150,6		,87 0,16	0,0095	n.f.²
Arbeitsbedingungen:	,78 7,65	0,11	n.f.²
Temperatur ⁰C: 180 Druck (mm Hg): 84 Zeit (Min.): 40 Wärme (Watt): 106	- -	0,90	-

Strom Gew.(g) %
Gefäß 246,3 11
Destillat 10,32 0
Falle 148,5
Arbeitsbedingungen:

Temperatur ⁰C: 180 - 195

Druck (mm Hg): 84

Zeit (Min.): 16

Wärme (Watt): 107

Stromanalyse

Strom

Gew. (g) % CS % Harn- % Biuret % NH, % NH. OCN

stoff _ f

0,49 0,12 n.f.²

Gefäß	274	,8	1	1,44	0	,53
Destillat	0	,0		-		—
Falle	148	,3	η	.f.²		-

0,95

¹Zusammensetzung: 240 g SuIfolan, 25g CS, 5g Harnstoff, 5g Biure ²nicht feststellbar. ._—r*rnn _γ

284U30

Tabelle

VII

Strippen von Harnstoff/Biuret aus simulierter Reaktions-

aufschlämmung

Auswirkung von Wärmezufuhr und Gesamtrückfluß

Arbeitsbedingungen

Zeit Temp.
(Min.) (°g)

Druck (mm Hg)

32 180 - 196 Θ4 40 180 - 197 84 16 180 - 195 84

destill. Wärme- aus Reaktionsauf-SuIfolan, zufuhr schlämmung ent- % (Watt) fernte Menge, %

Harn- Biuret stoff

7,3
3,7
0

130
106
107

89,4 92,1 70,8

96,2 92,1 73,0

¹Zusammensetzung: 9,1 % CS, 1,8 % Harnstoff, 1,8 % Biuret.

Tabelle VIII

Auswirkung von Verweilzeit und Sulfolandestillation auf die Harnstoff-/Biuret-Strippleistung

Verweilzeit	% Sulfolan	% Entfernung	aus	Aufschlämi
(Min.)	destilliert	Harnstoff	Biuret
	45.4	99.5	! 100
	35.0	100
	33.0	98.6
	3.7	92.1
	7.3	89.4
	10.5	85.3
	15.3	80.6	99.1
	0	70.8	100
	3.0	59.8	92.1
45	96.2
.45	91.7
55	78.8
40	73.0
32
15	54.4
10
16
5

¹bei Reaktionsgefäßtemperatur >180⁰C,

anfängliche (275 g) Aufschlämmungs-

zusammensetzung:

9,09 % CS

1,82 % Harnstoff 1,82 % Biuret

COf

284U30

Tabelle IX

Auswirkung der Sulfolandestillation auf die in-situ-Umwandlung des gestrippten Harnstoffs/Biurets in CS

% destilliertes Sulfolan	% in-situ-Umwandlung in Reaktionsaufschlämmung ^Ί
	I 26.4
	^: 45.2
	58.6
	65.2
45.4	59.4
35	79.2-
33	85.5
15.3	88.5
10.5	100
7.3
3.7


3.0
0

berechnet aufgrund der Differenz zwischen der in der Reaktionsaufschlämmung umgewandelten Menge und der im Destillat gesammelten Menge.

ORlGiNAL INSPECTED

Tabelle X

Gefäßtemperatur-ZDruck- und Temperaturmeßpunkt-Werte bei kontinuierlichen Harnstoff-/Biuret-Reaktions-/

Stripp-Versuchen

	11	Gefaßtemp. (⁰C)/Druck (mm Hg)	10	20a	49
	25/760	12	195-200/90	40-50/90	25/87
Versuch Nr.	25/760	120/200	196-200/97	40-50/97	25/94
	25/760	120/200	194/100	40-50/100	25/97
	25/760	120/200	197/98	40-50/98	25/95
	25/760	120/200	195/93	40-55/93	25/90
	25/760	120/200	188/94	35-42/94	25/90
	25/760	120/200	196/96	30-46/96	25/94
	25/760	120/200	196/96	32-58/96	25/93
	120/200

1
2
3
4
5
6
7²
8²'³

TR1-Punkt (⁰C)

Versuch	1¹	2	3	4	„1
Nr. !	140-160	180-200	40-50	40-50	5
	140-180	180-200	40-60	40-50	80-120
	140-180	190-200	40-50	40-50	80-140
	150-170	180-190	40-50	40-50	60-80
	140-170	175-185	44-48	38-53	60-90
	120-140	168-185	38-42	35-43	120
	134-148	182-192	30-36	30-46	84-94
	136-148	184-196	32-44	38-58	110-130
				110-138
1
2
3
4
5
6
7²
8²'³

Hauttemperatur

"keine Wärmezufuhr in Leitung 40 'keine Wärmezufuhr in Leitung 42

284U30

Tabelle XI

Kontinuierliches Harnstoff-/Biuret-Reaktions-/Stripp-Verfahren

Arbeitsbedingungen, Reaktions-Strippvorrichtung

Ver- Temp. C Druck(mm Hg) Beschickung(i2) Wärmesuch Fließgeschwind, zufuhr Nr. (g/Min.) (Watt)

Verweilzeit (Min.)

1	195-200
2	196-200
3	194
4	197
5	195
6	188
7	196
8	196

90 97 100 98 93 94 96 96

9.4 19.5 17.7 18.0 18.3 42.3 36.7 39.3

300

300-500

250

300

350

475

550

50 62 60 60 60 26 31 29

Stromanalvse (Gew./Gew.~%)

Vers.	Strom	Gew. (g)	% CS	% Harn	% Biuret	j	-	0.690	% NH₃	# OCN-	λ
Nr.				stoff				0.024	-		3
	12	468	0.237	1.22				-	0.021	-	-
	10	183	1.52	0.160			-	0.020	-
	20	285	0.104	0.820		0.019	0.100	N.f.
	40	3404	N.f.	-	0.308	0.19	-	-	3 \
	12	1209	0.147	1.14	0.059	I 0.840	0.0221	—	1
	10	586	1.14	0.120	-		-	-	1
	20	623	N.f.	-	-	-	0.006	ρ
	40	3362	0.099	-	0.0360	0.0493	—	-
	12	1063	N.f.	2.45	0.110	0.0187		r
1	10	959	' 0.383	0.650	0.820	0.0114	N.f.
	20	146	0.101	1.27	-	0.111	—
	40	2390	N.f.	-	0.0140	0.0191	-
	12	1082	N.f.	2.40	0.276	0.0101	-
2	10	878	0.50	0.490		0.0136	N.f.
	20	260	0.09	1.99		0.143	N.f.	I
	40	2298	N.f.	0.0464	0.0053	N.f.	j
	12	1101	N.f.	2.68	0.0062	N.f.
3	10	688	0.74	0.453	■- r^ifiL INS	0.0030
					-ECTED


' 4

j i

ί 5
[

284U30

Tabelle XI, Fortsetzung

Kontinuierliches Harnstoff-/Biuret-Reaktions-Zstripp-

Verfahren

	Stromanalvse	% CS	(Gew./Gew.	-%)	% NH₃	% OCN-
	Gew.(g)	0.13	% Harn stoff	% Biuret	0.0113	0.0348
Vers. Strom Nr.	474	N.f.	1.70		—	-
	2128 Ί	N. f.	0.0027		0.0032	0.0004
	1101	0.580	3.19	1.88	0.0081	0.004
	951	0.09	1.22	-	0.0154	0.007
	150	N.f.	1.96	0.054	0.268	-
	1982	0.029	0.0585		0.0080	0.0015
	1139	1.05	3.19	0.738	0.0070	0.0006
	926	0.103	1.15	¹ 1.26	0.040	0.016
	234	N.f.	2.94	-	0.161	-
	4487	0.017	N.f.	: 0.196	0.0080	0.0005
	1139	1.08	3.41	0.542 ~	0.0070	0.002
	730	0.068	0.750	1.08	0.027	0.003
	421	N.f.	2.86		0.090	—
	. 4379	N.f.

20
40
6 12	—
10	0.140
20	0.670
40	1.12
7 12	N.f.
10
20
40
8 12
10
20
40

N.f. = nicht feststellbar

- 32 T a b e 1 1 e

XII

Auswirkung der Arbeitsbedingungen auf die Harnstoff/Biuret-Entfernung bei kontinuierlichem Reaktions-/Stripp-Verfahren,

Ergebnisse von zwei Verweilzeiten^

	Fließ- geschw. (ff/Min.	Verw.- zeit )(Min.)	Wärme zufuhr (Watt)	% destill. Sulfolan	zugeführte (aus 12),	Biuret	Menge (κ)
Vers. Nr.	9.4	60	300	60.9	Harn stoff	1.44	HNCO¹- Wert
1	19.5	29	300-500	51.5	5.7	8.34	5.29
2	17.7	32	250	13.8	13.8	0.202	16.9
3	18.0	31	300	24.1	26.0	0.389	18.8
4	18.3	31	350	43.1	26.0	.0.154	19.0
5"	42.3	13	350	13.6	29.5	0.594	21.3
6	36.7	15	475	20.6	35.1	.2.23	25.6
7	39.3	14	550	37.0	36.3	1.59	27.9
8	38.8	29.1

Gewonnene Menge (aus 10), (g)	Harn stoff	Biuret	HNCO¹- Wert	% Umwandlung in	Biuret	10
Versuch Nr.	0.29	0.11	0.30	Harn stoff	92.4	HNCO¹- Wert
1	0.70	0.14	0.62	96.1	98.3	94.3
2	6.24	1.82	5.99	94.9	Gewinn	96.3
3	4.30	0.966	3.89	76.0	Gewinn	68.1
4	3.12	1.90	3.82	83.5	Gewinn	79.5
5	11.6	7.02	14.2	89.4	Gewinn	82.0
6	10.6	•5.02	11.8	67.0	Gewinn	44.7
7	5.48	4.89	8.0	70.8	Gewinn	57.7
8		85.9	72.5

¹(g Harnstoff χ 43,03/60,06) + (g Biuret χ (2 χ 43,03)/103,08). Gramm (hinein) - Gramm (heraus)/Gramm (hinein) χ 100.

■^die Reaktions-ZStrippvorrichtungskapazität (10) wurde während jedes Versuchs auf 500 ml (558 g) gehalten.

CRiGIiMAL INSPECTED

Tabelle XIII

Gewinnung von HNCO-Anteilen aus der

kontinuierlichen Harnstoff-/Biuret-Reaktions-VStrippvorrichtung

Versuch
Nr.

1
2

SuIfolan- zugeführte destinations- HNCO-Menge geschwindigk. .(g)

(g/Min.)

In 10 gewonnene

HNCO-Menge²

5.7

10.0

2.4

4.3

7.9

5.8

7.5

14.5

5.29 16.9 18.8 19.0 21.3 25.6 27.9 29.1

ff %	d.Beschick.
1.97	37.2
5.53	32.8
9.66	51.4
8.28	43.7
8.91	41.9
19.7	76.8
21.2	76.0
15.7	54.0

Versuch In 20a gewonnene Nr. HNCO-Menge^

% d.BeschT In 49 gewonnene

HNCO-Menge^
g % d.Besch.

gewonnene HNCO-Gesamtmenge d.Besch.

1
2

>3.94° >74.4"

1.97 37.2

2.50 13.3

5.49 29.0

14.2 66.6

3.83 14.9

7.32 26.2

12.9 ' 44.3

'Harnstoff + Biuret

harnstoff + Biuret + CS + NH^OCN

■^ohne Biuretanalyse des Kondensations-/Spülstroms 20a

Verweilzeit 30 Minuten 5
•Hferweilzeit 15 Minuten ⁶Nicht feststellbar.

—	—	6	12.2	64.7
0.77	4.1	6	14.5	76.8
0.042	0.19	23.1	108.7
0.83	3.2	24.3	94.8
N.f.⁶	N.f.	28.5	102.2
N. f.⁶	N.f.	28.6	98.3

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Cyanursäure, bei dem eine Verbindung aus der Gruppe:".!-Harnstoff und Biuret unter einem unteratmosphärischen Druck von etwa 0 - 250 mm Hg in einem . inerten Lösungsmittel auf eine Temperatur von wenigstens etwa 180⁰C erhitzt wird, wobei man eine Reaktionsmischung (I), welche Cyanursäure, etwa 0,01 - 5 Gew.-% einer oben genannten Verbindung oder einer Mischung (II) von Harnstoff und Biuret sowie inertes Lösungsmittel umfaßt, erhält, und daß aus dieser Reaktionsmischung (I) Cyanursäure, die praktisch frei von der genannten Verbindung oder frei von der Mischung (II) von Harnstoff und Biurett ist, gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung (I) bei einer Temperatur von etwa 150 - 250⁰C und unter einem Druck von etwa 70 - 170 mm Hg • destilliert und ein Destillat gesammelt wird, welches das inerte Lösungsmittel und die genannte Verbindung oder eine Mischung von Harnstoff, Biuret und dem erhaltenen Cyaiisaure-Reaktionsprodukt umfaßt, und dann die Cyansäure aus der verbleibenden Reaktionsmischung gewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Lösungsmittel ein Alkylsulfon der Formel

^R2

worin R₁ und R₂ Alkylgruppen mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen bedeuten oder beide Alkylen sind und mit dem Schwefel atom einen Ring mit etwa 2-7 Atomen bilden,

verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Lösungsmittel Sulfolan verwendet wird.

COPY f

S
-χ. 284U30

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (I) bei einer Temperatur von etva 180 - 22O⁰C destilliert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (i) unter einem Druck von etwa 80 - 120 mm Hg destilliert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet/ daß das Destillat bei einer Temperatur von etwa 25 - 75°C kondensiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (I) so destilliert wird, daß bis -zu etwa 60

. Gew.-9ό, vorzugsweise etwa 10 - 35 Gew.-96, des inerten
Lösungsmittels daraus entfernt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet,- daß das Destillat in einer Geschwindigkeit von etwa 1 - 25 g pro Minute, vorzugsweise von etwa 2 - 15 g pro Minute, aus der Mischung (I) entfernt wird.