DE530052C - Verfahren zur Herstellung von Harnstoffphosphat-Duengemitteln - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Harnstoffphosphat-Duengemitteln

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DE530052C
DE530052C DES81047D DES0081047D DE530052C DE 530052 C DE530052 C DE 530052C DE S81047 D DES81047 D DE S81047D DE S0081047 D DES0081047 D DE S0081047D DE 530052 C DE530052 C DE 530052C
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urea
urea phosphate
phosphorus pentoxide
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B15/00Organic phosphatic fertilisers

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Harnstoffphosphat-Düngemitteln Das wesentlichste Verfahren zur Herstellung von Harnstoff besteht darin, Ammoniak und Kohlensäure oder salzartige Verbindungen beider Stoffe, z. B. Ammoncarbamat, bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck aufeinander einwirken zu lassen bzw. zu behandeln.
  • Dabei bildet sich nach Maßgabe des chemischen Gleichgewichts unter Wasserabspaltung Harnstoff, z. B. ausgehend von Ammoncarbamat nach der Gleichung NH4 # COO - NHz -Z-z# CO (NH2)Z + H20 Das Gleichgewicht bei den praktischen Arbeitsbedingungen, d. h. bei einer Temperatur von 135 bis 1400 und einem Druck von 15 Atm., ist so gelagert, daß sich etwa q.o°/o des Ausgangskörpers, im Falle des als Beispiel angegebenen Ammoncarbamats, in einem Arbeitsgang zu Harnstoff umsetzen, während der größere Teil von 6o °/o durch Entspannung und Destillation bzw. Sublimation vom Harnstoff getrennt werden muß. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist relativ gering und nimmt mit steigender Annäherung an den Gleichgewichtszustand kontinuierlich ab, so daß die Reaktionskomponenten etwa 50 Stunden im Schmelzdruckautoklaven verbleiben müssen. Gelingt es nun, auf der rechten Seite der Reaktionsgleichung kontinuierlich eine Komponente herauszunehmen, d. h. das Gleichgewicht zu stören, so muß mit Notwendigkeit dieser Reaktionsvorgang kontinuierlich und vollständig von links nach rechts im Sinne der Harnstoffbildung verlaufen. Es ist also notwendig, während des Prozesses entweder kontinuierlich das Wasser oder den Harnstoff oder beides herauszunehmen.
  • Es finden sich nun in der Patentliteratur bereits verschiedentlich Angaben, die die Herausnahme des Reaktionswassers zum Zwecke der Verschiebung obigen Reaktionsgleichgewichts von links nach rechts im Sinne der Harnstoffbildung vorschlagen.
  • Es hat sich nun nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, daß man sowohl das Reaktionswasser als auch den Harnstoff gleichzeitig aus dem Reaktionsgleichgewicht herausnehmen kann, wenn für diesen Zweck Phosphorpentoxyd verwendet wird. Phosphor und entsprechend auch Phosphorpentoxyd sind durch Ausbildung der großtechnischen thermischen Phosphatreduktionsverfahren leicht zugänglich geworden und haben in ausgedehntem Maße zur technischen Herstellung von Phosphorsäure und Düngephosphaten Verwendung gefunden.
  • Unter diesen Düngephosphaten nimmt gerade das Harnstoffphosphat als idealer phosphorsäurehaltiger Stickstoffdünger eine hervorragende Stellung ein.
  • Harnstoffphosphat ist schon verschiedentlich hergestellt und als Düngemittel verwendet worden. __ Bei seiner Herstellung ging man in erster Linie vom Calciumcyanamid aus, aus dem durch Behandeln mit Phosphorsäure bei Gegenwart von Wasser das Harnstoffphosphat erhalten wurde. Auch durch Einwirkung von Phosphorsäure auf Harnstoff ist es bereits hergestellt worden.
  • Aus den angegebenen Gründen, aus der ferneren Tatsache heraus, daß keinerlei weitere Nebenprodukte entstehen, und schließlich auch infolge des Umstandes, daß Phosphorpentoxyd mit ganz besonderer Intensität Wasser aufnimmt, ist seine Verwendung für vorliegende Zwecke als ideal zu bezeichnen. Die Bildung von Harnstoffphosphat aus Ammoniak und Kohlensäure bzw. ihren Salzen, speziell Ammoncarbamat, verläuft nach folgenden Gleichungen: 3 NH4 . COONH2 @' 3 CO(NH2)2 + 3 Ha 0 3 1-120 -I- P205 2 H3 P O4 3 CO (NH,)@ 2 CO(NH2)2 . H3P04 -f- CO(NH2)2 Es wird somit ein Stickstoff-Phosphorsäure-Mischdünger erhalten, der 25,3°/o P206 und 30,7 % N, zusammen 56 % höchstwertiger wasserlöslicher Pflanzennährstoffe, enthält.
  • Durch Zugabe weiterer Phosphorsäure bis zu-5o °/o der Phosphorsäure in dem direkt anfallenden Produkt, d. h, bis zur Bildung des reinen Harnstoffphosphats, einerseits oder durch Zugabe von Harnstoff andererseits läßt sich das Verhältnis von N : P205 beliebig verändern.
  • Außerdem kann man selbstverständlich durch Zugabe eines Kalisalzes einen höchstwertigen ternären Mischdünger von gemischter Zusammensetzung erhalten.
  • Desgleichen kann man durch Zugabe von Ammoniumcarbonat bzw. -bicarbonat zum Ausgangsammoncarbamat von vornherein ein phosphorsäurereicheres Produkt erhalten.
  • Man verfährt dabei arbeitstechnisch so, daß man Phosphorpentoxyd mit Ammoncarbamat in entsprechenden Mengenverhältnissen unter den sonst üblichen Arbeitsbedingungen in Reaktion treten läßt, oder daß man das Ammoncarbamat direkt mit Phosphor zur Schmelze bringt und das Phosphorpentoxyd während der Harnstoff reaktion durch Zugabe von Sauerstoff in den Reaktionsbehälter nach Maßgabe der Harnstoffbildungsgeschwindigkeit herstellt. Besonders beachtlich in dieser Arbeitsweise ist, daß die bei der Phosphorpentoxydreaktion und Wasseraufnahme derselben auftretende Wärmemenge eine sonst notwendige Energiezufuhr zum Anheizen der Reaktionsbehälter erübrigt. Die Zugabe von geringen Mengen von Katalysatoren kann bei dieser Arbeitsweise empfehlenswert werden.
  • Man kann übrigens bei Verwendung von-Phosphorpentoxyd bzw. Phosphor und Sauerstoff sowohl mit dem Drucke als auch mit der Temperatur gegenüber den bisherigen Darstellungsverfahren wesentlich -heruntergehen.
  • Ferner ist es noch besonders . vorteilhaft, mit einer Lösung von Ammonsalzen in. nichtwässerigen Lösungsmitteln bei -erhöhten und gewöhnlichen Temperaturen mit und ohne Druck zu arbeiten und auf diese Weise alle Materialschwierigkeiten zu umgehen, die beim Arbeiten mit NH3 und CO,. unter Druck aufzutreten pflegen.
  • Als derartiges Lösungsmittel ist z. B. fliissiges Ammoniak selber geeignet.
  • Man verfährt dabei so, daß man in flüssiges Ammoniak bei niederer Temperatur ohne Druck oder bei etwas erhöhter Temperatur unter Druck P20-, suspendiert und Kohlensäure einleitet.
  • Der Harnstoff bzw. das Harnstoffphosphat scheidet sich feinkristallin aus.
  • Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß die Bildung von Amidophosphorsäure oder Phosphaminsäure oder die Bildung von Phosphorsuboxyden durch geeignete Arbeitsweise, speziell durch Verwendung von reinem, von niederen Oxyden freiem P20" während der Reaktion weitgehend zu vermeiden ist.
  • Man kann übrigens selbstverständlich für besondere Zwecke auch mit einer Kombination der oben angegebenen Möglichkeiten zur Beseitigung des Reaktionswassers arbeiten, z. B. eine teilweise Elektrolyse einschalten und den entstehenden Sauerstoff zur Bildung von Phosphorpentoxyd aus Phosphor während des Arbeitsganges benutzen usw. Ebenfalls ist das Verfahren anwendbar zur Herstellung von Harnstoffderivaten, und schließlich kann man das entstandene Harnstoffphosphat durch einfache Fortnahme der Phosphorsäure auch auf reinen Harnstoff verarbeiten. Beispiel i 390 g Ammoncarbamat und 28o g Phosphorpentoxyd werden im Rührautoklaven allmählich auf i4o° erwärmt, wobei der Druck auf etwa 15 Atm. ansteigt; nach 5stündiger Behandlung wurden etwa 6oo g eines Gemisches, bestehend aus ungefähr äquivalenten Mengen Harnstoff und Harnstoffphosphat, - erhalten. Beispiel e In einem Rührkolben sind 28o g P,.0, in 21 Methylalkohol suspendiert; unter gleichzeitigem Einleiten von Kohlensäure werden allmählich 85g flüssiges NH3 unter Rühren eingetragen; es werden etwa 500 g eines Gemisches von Harnstoff und Harnstoffphosphat neben etwas Ammoncarbamat erhalten.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Harn-' stoffphosphat-Düngemitteln, dadurch gekennzeichnet, daB bei der an sich bekannten Bildung von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlensäure bzw. salzartigen Verbindungen beider Stoffe bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck das auftretende Reaktionswasser und gleichzeitig der Harnstoff mit Hilfe von Phosphorpentoxyd unter Bildung -von Harnstoffphosphat oder Harnstoffphosphat-Mischdüngern herausgenommen- wirft, wobei das Phosphorpentoxyd gegebenenfalls aus Phosphor und Sauerstoff erst während des Reaktionsvorganges dargestellt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Harnstoffsynthese verwendeten Ammonium-Kohlensäure-Verbindungen in nichtwässerigen Lösungsmitteln, insbesondere in flüssigem Ammoniäk oder Methylalkohol, mit Phosphorpentoxyd - unter Bildung von Harnstoffphosphat - behandelt werden, wodurch gleichzeitig auch das Arbeiten bei niedrigeren Temperaturen und geringeren Drücken ermöglicht wird.
DES81047D 1927-08-04 1927-08-04 Verfahren zur Herstellung von Harnstoffphosphat-Duengemitteln Expired DE530052C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1017630B (de) * 1956-08-03 1957-10-17 Bergwerksgesellschaft Hibernia Verfahren zur Herstellung von Harnstoff und Ammonsulfat enthaltenden Duengemitteln mit hohem Stickstoffgehalt
DE2902651A1 (de) * 1978-10-30 1980-05-14 Stoller Ets Fluessige duengemittel von hohem analysegrad

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1017630B (de) * 1956-08-03 1957-10-17 Bergwerksgesellschaft Hibernia Verfahren zur Herstellung von Harnstoff und Ammonsulfat enthaltenden Duengemitteln mit hohem Stickstoffgehalt
DE2902651A1 (de) * 1978-10-30 1980-05-14 Stoller Ets Fluessige duengemittel von hohem analysegrad

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