PL187586B1

PL187586B1 - Sposób wytwarzania wodoronadtlenku mocznika

Info

Publication number: PL187586B1
Application number: PL98324739A
Authority: PL
Inventors: Alojzy Kłopotek; Tomasz Pajer; Beata Barbara Kłopotek; Anna Ptasiewicz-Malinowska; Jolanta Wielicka; Leszek Lewicki
Original assignee: Inst Chemii Przemyslowej Im Pr; Zaklady Azotowe Pulawy Sa
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 2004-08-31
Also published as: PL324739A1

Abstract

1. Sposób wytwarzania wodoronadtlenku mocznika przez reakcję addycji nadtlenku wodoru do mocznika, znamienny tym, że wodny roztwór nadtlenku wodoru o stężeniu 50-r85% wagowych H2O2, nanosi się na ruchome złoże suchego, sproszkowanego mocznika, następnie prowadzi się proces w temperaturze do 50°C a otrzymany wodoronadtlenek mocznika w postaci mokrego osadu suszy się.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wodoronadtlenku mocznika (karbamidu).

Sposób wytwarzania wodoronadtlenku mocznika według polskiego opisu patentowego 130 777 polega na reakcji mocznika w postaci roztworu z wodnym roztworem nadtlenku wodoru o stężeniu 30 procent przy stosunku molowym mocznika do nadtlenku wodoru 1:1,2 z dodatkiem stabilizatora. Uzyskany wodoronadtlenek mocznika oddziela się po ochłodzeniu mieszaniny reakcyjnej do temperatury ok. 0°C i suszy, zaś ługi macierzyste miesza z roztworem metaboranu sodu celem wytworzenia krystalicznego nadboranu sodu.

Znany z japońskiego opisu patentowego 58167557 sposób wytwarzania adduktu nadtlenku wodoru do mocznika polega na reakcji w temperaturze 40°C mocznika w postaci roztworu z roztworem H2O2 w obecności heksametafosforanu sodu przy stosunku molowym mocznika do nadtlenku wodoru 1:1 i stężeniu roztworu H2O2 około 35 procent. Do mieszaniny dodaje się dwuwodny siarczan wapniowy i chłodzi. Otrzymuje się produkt o zawartości 11 procent aktywnego tlenu.

Zgodnie z opisem patentowym byłego ZSRR 910609 mononadtlenowodzian mocznika uzyskano przez rozpuszczenie mocznika w 23+30 procentowym wodnym roztworze nadtlenku wodoru w obecności stabilizatora (sulfonol), ogrzanie do temperatury 25+35°C, a następnie schłodzenie mieszaniny, filtrację i wysuszenie produktu.

Znane z opisów patentowych sposoby wytwarzania wodoronadtlenku mocznika w roztworach wodnych są w wysokim stopniu energochłonne i pracochłonne. Wymagają chłodzenia mieszaniny reakcyjnej w celu wykrystalizowania produktu i jego separacji oraz zawracania filtratu do procesu technologicznego i w związku z tym odparowywania dużej ilości wody. W wyniku stosowania tych operacji straty nadtlenku wodoru są znaczne, a instalacja produkcyjna rozbudowana.

Wszystko to razem powoduje, że koszty wytwarzania wodoronadtlenku mocznika znanymi sposobami są wysokie.

187 586

Ponadto otrzymany znanymi sposobami wodoronadtlenek mocznika jest zanieczyszczony związkami chemicznymi spełniającymi rolę stabilizatorów, regulatorów pH, itp.

Celem wynalazku jest usunięcie wad znanych sposobów wytwarzania wodoronadtlenku mocznika.

Sposobem według wynalazku wodoronadtlenek mocznika otrzymuje się przez nanoszenie wodnego roztworu nadtlenku wodoru o stężeniu 50^85 % wagowych H2O2, korzystnie o stężeniu 60^70% wagowych H2O2 na ruchome złoże suchego, sproszkowanego mocznika, korzystnie za pomocą dyszy rozpyłowej a następnie prowadzi się proces w temperaturze do 50°C, korzystnie w 15-?35°C, a stosunek molowy nadtlenku wodoru do mocznika wynosi od 0,5:1,0 do 1,3:1, korzystnie 1:1. Otrzymany w ten sposób wodoronadtlenek mocznika w postaci mokrego osadu suszy się do zawartości wody niższej od 1 procenta w temperaturze 15-?50°C, korzystnie w 30^40°C.

Nieoczekiwanie okazało się, że otrzymany sposobem według wynalazku wodoronadtlenek mocznika jest w pełni stabilny w czasie 5 miesięcy składowania w temperaturach niższych niż 35°C bez stosowania stabilizatorów, przy wysokiej początkowej zawartości aktywnego tlenu ok. 16,5 procent wagowych, a ponadto nie zawiera zanieczyszczeń w postaci innych związków chemicznych jak stabilizatorów, regulatorów pH, substancji wiążących wodę itp.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się wodoronadtlenek mocznika w nieskomplikowanym i energooszczędnym procesie technologicznym, w którym nie powstają ścieki, odpady ani odgazy, z wydajnością zbliżoną do 100 procent.

Otrzymany według wynalazku wodoronadtlenek mocznika będący produktem addycyjnego przyłączenia nadtlenku wodoru do mocznika charakteryzuje się silnym działaniem wybielającym i drobnoustrojobójczym oraz wysoką stabilnością aktywnego tlenu - minimalnym spadkiem zawartości aktywnego tlenu w czasie.

Otrzymany według wynalazku wodoronadtlenek mocznika stosuje się jako środek do rozjaśniania włosów, do wybielania włókien celulozowych i papieru, do odkażania dezynfekcji włókien oraz wyrobów włókienniczych, w tym jako zamiennik nadboranu sodu w środkach wybielających a także w syntezie organicznej i nieorganicznej jako środek utleniający.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w poniższych przykładach wykonania.

Przykład I. Do reaktora ze stali kwasoodpornej wyposażonego w mieszadło mechaniczne, płaszcz chłodzący, dozowniki substratów, układ doprowadzający suszące powietrze oraz termometr, wprowadza się 90 kg suchego, sproszkowanego mocznika. Zawartość reaktora miesza się i na ruchome złoże mocznika nanosi się za pomocą dyszy rozpyłowej 85 kg wodnego roztworu nadtlenku wodoru o stężeniu 60 procent wagowych w czasie 30 minut. Mieszanina reakcyjna podgrzewa się ciepłem reakcji addycji. Po osiągnięciu 30°C temperaturę mieszaniny reakcyjnej utrzymuje się w granicach 30%35°C za pomocą układu chłodzenia reaktora. Po naniesieniu wodnego roztworu nadtlenku wodoru na ruchome złoże mocznika zawartość reaktora miesza się 15 minut w temperaturze 35^40°C. Otrzymany mokry osad wodoronadtlenku mocznika suszy się w reaktorze o temperaturze 35^40°C i wilgotności względnej nie przekraczającej 35 procent, przy czym wilgotność względna powietrza odlotowego z reaktora nie powinna przekraczać 80 procent. Otrzymuje się wodoronadtlenek mocznika z wydajnością 99,7 procent.

Przykład II. Wodoronadtlenek mocznika otrzymany według sposobu podanego w przykładzie I wynalazku użyto do sporządzenia środka o działaniu wybielająco-dezynfekującym o składzie:

Wodoronadtlenek mocznika 67,0% wwagowych

Rokafenol N-8 (nonylofenol oksyetylenowany ośmioma molami tlenku etylenu) 2,5% wggowych

Trójpolifosforan sodu bezwodny 20,0% wagowych

Siarczan sodu bezwodny 00,0% wgoowych

Kompozycja zapachowa 0,5% wagowycch

187 586

Otrzymany środek poddano badaniom zdolności mikrobiobójczej określając najniższe stężenie środka, przy którym następuje całkowite zniszczenie drobnoustrojów (MBC) dla czterech drobnoustrojów testowych: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus i Candida albicans w temperaturze 40 i 60°C. Badania wykonano zgodnie z metodyką Państwowego Zakładu Higieny. Uzyskane wyniki podano w tabeli 1.

Tabela 1

Działanie biobójcze in vitro wodoronadtlenku mocznika.

Lp.	Rodzaj drobnoustroju	MBC w procentach wagowych środka wybielającego na bazie wodoronadtlenku mocznika po 30 minutach działania w temperaturze:
40°C	60°C
1	Escherichia coli	0,2	0,10
2	Pseudomonas aeruginosa	1,5	0,30
3	Staphylococcus ureus	1,0	0,05
4	Candida albicans	1,5	0,50

Przykład III. Środek wybielaj ąco-dezynfekujący sporządzony przy użyciu wodoronadtlenku mocznika otrzymanego według sposobu podanego w przykładzie I wynalazku, którego skład podano w przykładzie Π poddano badaniom działania wybielającego w porównaniu do środka wybielaj ąco-dezynfekuj ącego na bazie nadboranu sodu o poniższym składzie chemicznym, przy czym zawartość aktywnego tlenu w obu środkach była taka sama:

Nadboran sodu 80,0% wagowych

Rokafenol N-8 (nonylofenol oksyetylenowany ośmioma molami tlenku etylenu) 2,0% wagowych ośmioma molami tlenku etylenu)

Trójpolifosforan sodu 7,5% wagowych

Siarczan sodu bezwodny 10,0% wagowych

Kompozycja zapachowa 0,5% wagowych

Oznaczono zdolność wybielającą przy użyciu sztucznie zabrudzonych tkanin testowych EMPA lll - zabrudzonej krwią wołową, EMPA 112 - zabrudzonej kakao, EMPA 114 zabrudzonej czerwonym winem i EMPA 116 - zabrudzonej krwią wołową, mlekiem i czarnym tuszem.

Oznaczano leukometrycznie stopień białości próbek sztucznie zabrudzonych tkanin testowych, po czym poddawano je działaniu środków wybielających w temperaturze 70°C przez 1 godzinę. Po bieleniu próbki tkanin testowych płukano w wodzie, suszono a następnie oznaczano ich stopień białości.

Zdolność wybielającą badanych środków w odniesieniu do poszczególnych tkanin testowych obliczono wg wzoru:

P = ^.!00 A-B gdzie:

P - zdolność wybielająca w procentach,

X - średni stopień białości próbek sztucznie zabrudzonej tkaniny testowej po bieleniu,

B - średni stopień białości próbek sztucznie zabrudzonej tkaniny testowej przed bieleniem,

A - średni stopień białości nie brudzonych, kontrolnych próbek białej tkaniny testowej.

187 586

Uzyskane wyniki podano w tabeli 2.

Tabela 2

Zdolność wybielająca badanych środków wybielających.

Lp.	Tkanina testowa	Zdolność wybielająca w procentach
Środek na bazie wodoronadtlenku mocznika	Środek na bazie nadboranu sodu
1	EMPA 111	58	40
2	EMPA 112	34	33
3	EMPA 114	104	112
4	EMPA 116	20	19

Przykład IV. Wodoronadtlenek mocznika otrzymany sposobem według przykładu I wynalazku poddano badaniom stabilności oznaczając w nim zawartość aktywnego tlenu po upływie określonego czasu dla różnych czasów. Oznaczenie wykonano metodą jodometryczną, polegającą na utlenianiu jonów jodkowych Γ do wolnego jodu przez aktywny tlen w wodoronadtlenku mocznika. Wydzielony jod odmiareczkowano 0,1 n wodnym roztworem tiosiarczanu sodowego stosując jako wskaźnik świeżo przygotowany 1 procentowy roztwór skrobi. Zawartość aktywnego tlenu obliczono według wzoru:

m gdzie:

O^a - zawartość ktywnego tlenu (proeent),

V - objętość roztworu Na2S2O3 zużytego do

N - normalność roztworu ióosiarczanu sodowego, m - naważka preparatu gt),

0,008 - liczba gramów aktywnego tlenu odpowiadająca 1 cm³ 1 n roztworu Na2S2O3 (g).

Uzyskane wyniki badań obrazuje tabela 3.

Tabela 3

Zawartość aktywnego tlenu w wodrrreadttrnku mocznika po upływie określonego czasu od chwili jego wytworzenia.

Zawartość aktywnego tlenu w wodorrnadrlrnku mocznika po upływie:	Spadek zawartości aktywnego tlenu po 5 miesiącach (%)
po wytworzeniu (%t	po 1 miesiącu (%t	po 2 miesiącach (%t	po 3 miesiącach (%t	po 4 miesiącach (%t	po 5 miesiącach (%t
16,45	16,01	15,96	15,94	15,74	15,64	4,92

187 586

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania wodoronadtlenku mocznika przez reakcję addycji nadtlenku wodoru do mocznika, znamienny tym, że wodny roztwór nadtlenku wodoru o stężeniu 50+85% wagowych H2O2, nanosi się na ruchome złoże suchego, sproszkowanego mocznika, następnie prowadzi się proces w temperaturze do 50°C a otrzymany wodoronadtlenek mocznika w postaci mokrego osadu suszy się.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nanosi się wodny roztwór nadtlenku wodoru o stężeniu 60+70% wagowych H2O2.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodny roztwór nadtlenku wodoru nanosi się na ruchome złoże mocznika za pomocą dyszy rozpyłowej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze 15+35°C.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się przy stosunku molowym nadtlenku wodoru do mocznika od 0,5:1 do 1,3:1.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że proces prowadzi się przy stosunku molowym nadtlenku wodoru do mocznika równym 1:1.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymany mokry produkt suszy się do zawartości wody poniżej 1% wagowego w temperaturze 15+50°C.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że otrzymany mokry produkt suszy się w temperaturze 30+40°C.