Verfahren zum Aufarbeiten von Ammoniak und Kohlensäure enthaltenden
Harnstoffschmelzen Bei der Herstellung von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlensäure
unter Druck erhält man, da die Umsetzung nicht vollständig ist, ein Gemisch aus
Harnstoff und Ammoniumcarbonat oder Ammoniumcarbamat und Wasser, aus dem Ammoniak
und Kohlensäure wiedergewonnen werden müssen. Dies kann durch Entspannen auf niederen
Druck und Abdestillieren geschehen oder aber nach dem Verfahren der Patentschrift
350051 durch Destillation des Gemisches unter Druck, so daß das übergehende Ammoniak-Kohlensäure-Gemisch
gleich unter diesem Druck zu Ammoniumcarbamat verdichtet wird und dem Autoklav en
zufließen kann, in dem es erneut der Harnstoffbildung unterworfen wird. Da bei diesem
Verfahren Temperaturen, die über dem Schmelzpunkt des überdestillierenden Ammoniumcarbamats
liegen, also Temperaturen über i5o°, angewandt werden müssen, um Verstopfungen in
den Apparaturen zu vermeiden und einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen,
besteht die Gefahr einer Zersetzung des Harnstoffs in die Ausgangsstoffe oder in
andere Produkte, z. B. Biuret, Cyanursäure usw., und es ist daher notwendig, das
Harnstoff enthaltende Gemisch nur kurze Zeit der hoben Temperatur auszusetzen, was
technisch nicht ohne Schwierigkeiten durchführbar ist.Process for processing ammonia and carbonic acid containing
Melting urea In the production of urea from ammonia and carbonic acid
under pressure, since the reaction is not complete, a mixture of
Urea and ammonium carbonate, or ammonium carbamate and water, from the ammonia
and carbonic acid must be recovered. This can be done by relaxing on lower levels
Pressure and distillation done or by the method of the patent
350051 by distilling the mixture under pressure, so that the ammonia-carbonic acid mixture passing over
immediately under this pressure is compressed to ammonium carbamate and the autoclave en
can flow, in which it is again subjected to urea formation. Since with this
Process temperatures above the melting point of the ammonium carbamate distilling over
lie, i.e. temperatures above 150 °, must be used to prevent blockages in
avoid the equipment and enable continuous operation,
there is a risk of decomposition of the urea in the starting materials or in
other products, e.g. B. biuret, cyanuric acid, etc., and it is therefore necessary that the
Mixture containing urea should only be exposed to the elevated temperature for a short time, which
technically not feasible without difficulties.
Es wurde nun gefunden, daß man die Zersetzung des Harnstoffs bei einer
solchen Druckdestillation weitgehend verzögern und einschränken kann, wenn man während
der Destillation unter hohem Druck und bei hoher Temperatur dafür sorgt, daß stets
ein Überschuß von Ammoniak im Destillierapparat vorhanden ist. Dabei entfernt man
bei diesem Destillationsvorgang möglichst vollständig zunächst nur die Kohlensäure,
während man das verbleibende ammoniakhaltige Gemisch dann durch eine zweite Destillation
bei niedrigerem Druck und bei. Tetnperatttr.en, bei :denen Harnstoff nicht zersetzt
wird, von Ammoniak befreit.It has now been found that the decomposition of urea in a
Such pressure distillation can largely delay and limit if one during
the distillation under high pressure and at high temperature ensures that always
there is an excess of ammonia in the still. In doing so, one removes
In this distillation process, initially only the carbonic acid is as complete as possible,
while the remaining ammonia-containing mixture is then subjected to a second distillation
at lower pressure and at. Tetnperatttr.en with: which urea does not decompose
is freed from ammonia.
Diese Arbeitsweise bietet wesentliche Vorteile gegenüber dem Verfahren
der obengenannten Patentschrift 35o o5 i, da sich wäßrige Harnstofflösungen bei
hohen Temperaturen wesentlich rascher zersetzen, wenn sie von Ammoniak vollkommen
befreit sind, als wenn sie, wie bei dem vorliegenden Verfahren, Ammoniak enthalten.
So werden z. B. bei einer völlig ammoniakfreien Lösung in derselben Zeit bei 15o°
48,o °/o Harnstoff zersetzt, in der bei einem Gehalt der Lösung
an
Ammoniak von 6,6 °/o nur r8,5 °/o, bei einem Gehalt von 26,3 °1o Ammoniak nur 15,8'/"
Harnstoff zersetzt -werden.This way of working offers significant advantages over the process
the above-mentioned patent specification 35o o5 i, since aqueous urea solutions are in
high temperatures decompose much more quickly when completely of ammonia
are exempt as if they contain ammonia, as in the present process.
So z. B. with a completely ammonia-free solution in the same time at 150 °
48, o ° / o urea decomposes, in the case of a content of the solution
at
Ammonia of 6.6% only r8.5%, with an ammonia content of 26.3% only 15.8%
Urea is decomposed.
Beispiel Ein bei der Herstellung von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlensäure
erhaltenes, aus etwa 33 Teilen Harnstoff; 18 Teilen Wässer, 27 Teilen Ammoniak
und 22 Teilen Kohlensäure (Ammoncarbonat) bestehendes Gemisch wird mittels einer
geheizten Pumpe in einen Destillierapparat gedrückt, in dem es auf Temperaturen
über 15o° gehalten wird, während etwa i9 Teile frisches Ammoniak eingepreßt werden.
Es destilliert unter etwa ioo Atm. Druck ein Gemisch von Ammoniak und Kohlensäure
über, das in einem heiß gehaltenen Kühler bei etwa i 5o° wieder zu Ammoncarbamat
verdichtet wird; die für die Ammoncarbamatbildung erforderliche Menge frischer Kohlensäure,
etwa 2d. Teile, führt man in den Kühler unter dem nötigen Druck ein. Das entstehende
Kondensat von Amn.oncarbainat und etwas Wasser und zweckmäßig etwas überschüssiges
Ammoniak fließt in einen Autoklaven, in dein es wieder zum Teil in Harnstoff verwandelt
wird. Aus dem Destillierapparat fließt eine wäßrige Lösung von Harnstoff ab, die
so gut wie frei von Kohlensäure ist, aber einen Gehalt an Ammoniak, der sich nach
der angewandten Temperatur und dem Druck richtet, aufweist. Man entspannt in einem
zweiten Destillierapparat auf etwa io bis 15 Arm. und destilliert bei Temperaturen
unter ioo° das Ammoniak ab. Das Ammoniak wird durch Kühlen in flüssiger Form gewonnen
und direkt wieder mittels Pumpe zusammen mit dem frischen Ammoniak in den ersten
Destillierapparat gedrückt. Die aus dem zweiten Destillierapparat ablaufende Lösung
von Harnstoff in Wasser enthält nur geringe Mengen von Ammoniak und wird in bekannter
Weise auf festen Harnstoff verarbeitet. Die Ausbeute an Harnstoff beträgt 32 bis
33 Teile: Das Verfahren ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb; bei dem ohne
wesentlichen Druckverlust und deshalb ohne großen Aufwand von Kompressionsarbeit
der nicht umgesetzte Teil des Ammoniaks und der Kohlensäure im Kreislauf verwendet
wird.Example A obtained in the production of urea from ammonia and carbonic acid, from about 33 parts of urea; A mixture consisting of 18 parts of water, 27 parts of ammonia and 22 parts of carbonic acid (ammonium carbonate) is pressed by means of a heated pump into a still, in which it is kept at temperatures above 150 °, while about 19 parts of fresh ammonia are injected. It distills under about 100 atmospheres. Pressurize a mixture of ammonia and carbonic acid, which is compressed again to ammonia carbamate in a cooler kept hot at about 150 °; the amount of fresh carbon dioxide required for ammonia carbamate formation, about 2d. Parts are introduced into the cooler under the necessary pressure. The resulting condensate of ammonium carbainate and some water and, appropriately, some excess ammonia flows into an autoclave, in which it is partially converted back into urea. An aqueous solution of urea flows out of the still, which is as good as free of carbonic acid, but has an ammonia content which depends on the temperature and pressure used. One relaxes in a second still to about 10 to 15 arms. and the ammonia is distilled off at temperatures below 100 °. The ammonia is obtained in liquid form by cooling and then pressed directly back into the first still by means of a pump together with the fresh ammonia. The solution of urea in water running out of the second still contains only small amounts of ammonia and is processed into solid urea in a known manner. The yield of urea is 32 to 33 parts: the process enables continuous operation; in which the unconverted part of the ammonia and carbonic acid is used in the cycle without significant pressure loss and therefore without great expenditure of compression work.