DE523116C - Verfahren zur Herstellung von Harnstoff - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von HarnstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff aus Verbindungen
des Ammoniaks mit Kohlendioxyd und besteht im wesentlichen darin, daß man durch Druckerhitzung Harnstoff liefernde Verbindungen
des Ammoniaks mit Kohlendioxyd im Gemisch mit indifferenten viskosen Flüssigkeiten
der zur Harnstoffbildung erforderlichen Druckerhitzung unterwirft. Dabei verfährt
man mit Vorteil so, daß man bereits die Herstellung der durch Druckerhitzung Harnstoff
liefernden Verbindungen aus Ammoniak und Kohlendioxyd in Gegenwart einer indifferenten
viskosen Flüssigkeit vornimmt und die auf diese Weise erhaltene Paste von indifferenter
viskoser Flüssigkeit und der durch Druckerhitzung Harnstoff liefernden Verbindung
der Druckerhitzung zwecks Herstellung des Harnstoffes unterwirft.
Es ist bekannt, daß man durch Druckerhitzung von Verbindungen des Ammoniaks
mit Kohlendioxyd, beispielsweise von carbaminsaurem Ammonium, Harnstoff herstellen
kann, indem durch die Druckerhitzung Wasser aus dem carbaminsaurem Ammonium abgespalten
wird. Man verfährt im allgemeinen so, daß man zunächst aus Kohlensäure und Ammoniak unter gewöhnlichem Druck das
Ammoniumcarbaminat herstellt und dieses dann der Druckerhitzung unterwirft. Dabei
ist es, um das Verfahren technisch in kontinuierlicher Weise durchführen zu können,
üblich, das gebildete Carbaminat zu schmelzen und diese Schmelze dem Reaktionsraum
für die Druckerhitzung zuzupumpen. Um der Schmelze die zum Pumpen geeignete Dünnflüssigkeit
zu erteilen, pflegt man Wasser zuzusetzen.
Es ist ferner bekannt, Harnstoff in einem Arbeitsgang herzustellen, indem man einem
erhitzten und unter Druck stehenden Reaktionsbehälter Ammoniak und Kohlensäure zuführt
und dann kontinuierlich den gebildeten Harnstoff abzieht.
Alle diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Apparaturen durch die
Schmelze des Carbaminats stark angegriffen werden und daß mit dem gebildeten Harnstoff
erhebliche Mengen Wärme verlorengehen. Das ist auch der Fall bei dem bekannten Verfahren
zur Herstellung von Harnstoff durch Druckerhitzung eines Carbaminats, das bei Gegenwart
von Mineralöl hergestellt wurde und an dem nach Abtrennung vom Mineralöl noch geringe Mengen dieses letzteren Stoffes haften,
weil diese Spuren von Mineralöl nicht
''■) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dr. Max Hofsäs\ in Amsterdam.
ausreichen, um die Wandungen der Apparatur gegen Korrosion zu schützen und die mit
dem gebildeten Harnstoff verlorengehenden
Wärmemengen aufzunehmen. Das zweistufige Verfahren hat weiter den Nachteil, daß man
mit Verstopfungsgefahren beim Pumpen der Salzschmelze in den Druckerhitzerraum zu
rechnen hat und daß beim Zusatz von Wasser zur Erzielung der gewünschten Dünnflüssigkeit
der Salzschmelze die Harnstoffausbeute herabgesetzt wird, da die Reaktion, wie
bereits oben ausgeführt wurde, auf einer Wasserabspaltung beruht. Das einstufige
Verfahren zur Herstellung von Harnstoff hat noch den weiteren Nachteil, daß beim Arbeiten
mit Gasen Energie für die an sich unnötige Kompression der Gase aufgewendet werden
muß und daß auch die Wärmeausbeute des Verfahrens ungünstig ist, weil Gase an
sich schlechte Wärmeleiter sind.
Alle diese Nachteile werden nun beim Verfahren gemäß der Erfindung beseitigt. Die
während der Druckerhitzung anwesende indifferente viskose Flüssigkeit, die gewöhnlieh
ein Mineralöl darstellt, schützt die Apparatur gegen Korrosion durch Salzschmelzen
und ermöglicht nach ihrer Abtrennung von dem gebildeten Harnstoff die Wiedergewinnung
erheblicher Wärmemengen. Wenn man dabei erfindungsgemäß nicht nur die Druckerhitzung
in Gegenwart der indifferenten viskosen Flüssigkeit durchführt, sondern auch
in an sich bekannter Weise das Carbaminat bei Gegenwart dieser indifferenten viskosen
Flüssigkeit herstellt, hat man eine Paste, die sich vorzüglich pumpen läßt, ohne daß ein
Schmelzen des Carbaminats erforderlich ist, so daß auch Verstopfungsgefahren vermieden
werden.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn man wie folgt arbeitet:
Kohlendioxyd und Ammoniak werden im geeigneten Verhältnis zueinander in ein viskoses
Öl eingeleitet, das zur Hälfte einen mit Rührer ausgerüsteten Autoklaven anfüllt.
Man leitet die Gase so lange in das Öl ein, bis eine Paste gebildet ist, die ungefähr 50 °/0
öl enthält. Die dabei frei werdende Wärme wird vorteilhaft durch einen mit dem Autoklaven
in Verbindung stehenden Kühler abgeleitet. Durch Gasdruck wird die Paste
dann einer Pumpe zugeführt, die beispielsweise auf hydraulischem Wege die Masse in
eine Hochdruckkammer pumpt. In dieser Hochdruckkammer wird eine Temperatur von ungefähr 150 bis 2ooQ aufrechterhalten, während der Druck ungefähr 100 Atm. beträgt.
Es findet in dieser Kammer die Bildung des Harnstoffes statt. Aus der Kammer wird die
Masse, die ungefähr 40 % Harnstoff, eine entsprechende Menge Wasser, nicht umgesetztes
Ammoniumcarbaminat und viskoses Öl enthält, einer Niederdruekdestilliereinrichtung
mit Rückflußkühler zugeführt.
In dieser Destilliereinrichtung wird das Ammoniumcarbaminat als CO2 und NH3 abdestilliert,
wobei die Wärme des flüssigen Mediums der Reaktionsmasse mit Vorteil zur
Abdestillation des Ammoniumcarbaminats verwendet wird. Die Destillationsgase werden
dem Autoklaven zur Herstellung neuer Paste zugeführt. In der Destilliervorrichtung
bleibt eine Masse zurück, die aus zwei scharf getrennten Schichten besteht, nämlich aus
einer Schicht des viskosen Öles und aus einer Schicht von wäßriger Harnstofflösung. Die
wäßrige Harnstofflösung wird von Zeit zu Zeit abgezogen, während das abgetrennte Öl
dem Autoklaven wieder zugeführt wird.
Man kann beim Arbeiten gemäß der Erfindung auch Mischdünger herstellen, indem
man die entsprechenden Zusätze zum Harnstoff während der verschiedenen Stufen der
Harnstoffherstellung, ζ. Β. während der Pastenherstellung, zusetzt. Man erhält dann
außerordentlich homogene Düngemittelgemische. .
Die Anwendung besonderer Katalysatoren
ist beim Verfahren gemäß der Erfindung möglich, aber nicht notwendig.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch bei der Herstellung von Harnstoff aus
anderen Verbindungen des Ammoniaks mit Kohlendioxyd als dem Carbaminat Anwendung finden. Beispielsweise arbeitet das neue
Verfahren auch bei der Umwandlung von Ammoniumcarbonat in Harnstoff, bei der zwei Moleküle Wasser abgegeben werden
müssen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Harnstoff, dadurch gekennzeichnet, daß
eine durch Druckerhitzung Harnstoff liefernde Verbindung des Ammoniaks mit
Kohlendioxyd im Gemisch mit einer indifferenten viskosen Flüssigkeit der zur Umwandlung der Verbindung in Harnstoff
erforderlichen Druckerhitzung unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in ein indifferentes
viskoses öl Kohlendioxyd und Ammoniak bis zur Bildung einer Ammoniumcarbaminat
enthaltenden Paste einleitet, die darauf der Druckerhitzung unterworfen
wird, um das Carbaminat in Harnstoff umzuwandeln.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Öl
oder der Paste zu Beginn oder während
der Reaktion andere Stoffe, beispielsweise zur Herstellung von Mischdüngern geeignete
Stoffe, zusetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlendioxyd
und Ammoniak kontinuierlich in das flüssige Medium zwecks Herstellung von Ammoniumcarbaminat eingeleitet
werden, die auf diese Weise gebildete Paste kontinuierlich einem Behälter zugeführt
wird, in dem ein Druck von beispielsweise 100 Atm. und eine Temperatur
von etwa 150 bis 2000 herrscht, das im Druckbehälter entstehende Reaktionsgemisch mit dem flüssigen Medium einer
Destilliervorrichtung unter niedrigem Druck zugeführt wird, in der die Wärme des flüssigen Mediums zur Abdestillation
des Carbaminats als Ammoniak und Kohlensäure ausgenutzt wird, welch letztere Gase gemeinsam mit dem sich abscheidenden
flüssigen Reaktionsmedium erneut zur Bildung von Paste verwendet werden, während eine wäßrige Lösung von Harnstoff
als Reaktionsprodukt von Zeit zu Zeit abgezogen wird.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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