PL2276B1 - Sposób oddzielania mocznika z roztworu, zawierajacego wode, kwas, mocznik i ewentualnie skladniki pochodnych mocznika. - Google Patents

Description

Mocznik otrzymuje sie przemyslowo z cyjanamidu wapniowego w którym zamie¬ nia sie wapno przez reaktyw tak, zeby u- wolnic cyjanamid CN2 ff2, który natych¬ miast jest poddawany dzialaniu czynnika hydratyzujacego, zwykle kwasu siarkowe¬ go, zgodnie z reakcja: CN2 H2 + H20 + H2 SOL = Co(JJ^\ + (H, SOA) Roztwory mocznika, otrzymane tym sposobem, sa kwasne i rozcienczone. Do¬ tychczas gdy chciano wydzielic z nich mocznik, nalezalo zobojetnic kwas zapo- moca zasady, która powoduje tworzenie sie nierozpuszczalnego siarczanu, filtrowac o- sad siarczanu, przemyc go i stezyc roztwo¬ ry, az do moznosci krystalizacji.

Sposób ten pociaga za soba strate kwa¬ su i zasady, idacej na jego' zobojetnienie oraz koniecznosc filtracji i przemywania.

Zgodnie z wynalazkiem niniejszym, do¬ konanym przez p. Cochet, mocznik przeciw¬ nie, jest odosobniony, dzieki zastosowaniu sposobu, w który wchodza w gre czynniki tylko scisle fizyczne i przeto nie wymaga¬ jace zadnego zuzycia reaktywów.

Sposób, stanowiacy przedmiot wynalaz¬ ku niniejszego, opiera sie na uwagach na¬ stepujacych: Roztwór o trzech skladnikach (np. mocz¬ nik, Woda, kwas siarkowy) moze byc wny do 0° osadza krysztaly mocznika, które pozostaja w równowadze z faza ciekla, za¬ wierajaca caly kwas siarkowy, wode i nieco mocznika w stanie rozpuszczonym.

Poniewaz faza stala tego ukladu w rów¬ nowadze (mocznik krystaliczny) jest da¬ leko znaczniejsza niz faza ciekla (woda, kwas siarkowy), wytwarza sie przeto obfity osad krysztalów, pomiedzy któremi faza ciekla jest rozmieszczona. Oddziela sie o- bie fazy np. zapomoca centryfugi i oczy¬ szcza sie mocznik przez sklarowywanie lub innym odpowiednim sposobem. "Wystarcza nastepnie wysuszyc krysztaly.

Sposób ten moze miec odmiane w wy¬ padku, gdy jest on zastosowany w fabryce, która ma do rozporzadzenia cieplo niewy- zyskiwane, W tym wypadku usuwa sie pierwsza faze (osad lodu) i sprowadza roz¬ twór wprost do przewidzianego stezenia prostem odparowywaniem w prózni przez podgrzewanie — sa to warunki, w których mocznik pozostaje stalym w obecnosci kwa¬ su siarkowego, co równiez zostalo stwier¬ dzeniem.

Sposób moze byc stosowany, jak to bylo powiedziane: albo bez oddzielania uprzed¬ niego lodu t. j. przez bezposrednie steza¬ nie zapomoca ciepla w warunkach, gdy mocznik jest staly w osrodku kwasnym, al¬ bo z oddzieleniem uprzedniem lodu, czy wódziami kwasowego przez ochladzanie, a) Wypadek zastosowania bez uprzedniego oddzielania.

W wylozeniu tego wypadku zastosowac nia, uzyto wyobrazenia trójkatnego na fi¬ gurze zalaczonego rysunku (trójkat równo¬ boczny E. U. S.).

Roztwór cyjanamidu po hydratyzacji i przemianie na mocznik jest wyobrazony np. punktem s na trójkacie E. U. S., który od¬ powiada nastepujacemu skladowi w od¬ setkach: C°\N% - 37'45°/o H20 - 57,02% H2 SOA - 5,53% Punkt ten znajduje sie w trójkacie, w miejscu odpowiadajacem roztworom niena¬ syconym na 20°.

Wyparowuje sie pod cisnieniem zmniej- szonem, nie przekraczajac temperatury 75°.

Jest nawet wyrachowanie do posuwania prózni tak daleko, jak to tylko mozna tak, zeby miec niski punkt wrzenia. o« i H* Su a Stosunek —£-_—rr nie zmienia sie mocznik w miare wyparowywania i sklad cieczy idzie na wykresie po torze s, q. Poniewaz punkt a znajduje sie na izotermie 70°, która jest miejscem roztworów nasyconych, wiec krysztaly osadzaja sie, wychodzac z tego punktu az do chwili przerwania wyparowy¬ wania t. j. gdy osiagnie sie 75°. W tym momencie faza ciekla wyobraza sklad punktu q czyli: CO /NH2 \NH2 H20 — 81,8 - 6,1 H2 SOt - 12,1 Ilosc krysztalów mocznika osadzona od a do q przedstawia 29% calkowitego mocz¬ nika, istniejacego w roztworze na poczatku wyparowywania.

Roztwór ostudzony do 11° daje juz obfi¬ ty osad krysztalów. W miare chlodzenia sklad zmienia sie idac po prostej q — kwas 53°.

W d spotyka sie izoterme o 11°. Moz¬ na wtedy oddzielic krysztaly pierwotnych wód kwasnych, które przedstawiaja sklad punktu d czyli: CO /NH% — 62.

\*H2 H20 — 13, H2 S04 — 25.

Ilosc mocznika osadzonego w ciagu te¬ go ochladzania równa sie 63—64% calkowi- — 3 —tego mocznika, istniejacego w ukladzie przed wyparowywaniem. b) Wypadek zastosowania z uprzedniem oddzieleniem lodu.

To oddzielanie uskutecznia sie najlepiej z roztworami siarkowemi mocznika, ubogie- mi w H2S04.

Mieszanina eutektyczna odpowiada kon¬ centracji o 34% mocznika. Powyzej tej zawartosci roztwory osadzaja mocznik; po¬ nizej — osadzaja one lód. Temperatura osadzania mieszaniny eutektycznej znajdu¬ je sie pomiedzy 10° C i 15° C.

Roztwory mocznika otrzymane z cyja¬ namidu, których stopien stezenia jest niz¬ szy od 34% mocznika, moga byc przeto stezane przy uzyciu tego sposobu.

W jednym i drugim przykladzie reali¬ zacji, wody pierwotne, oddzielone na cen¬ tryfudze, jak to bylo powyzej powiedziane, sa uzywane do hydratacji nowych ilosci cyjanamidu. Mocznik oczyszczany jest przez sklarowywanie.

Jezeli zdac sobie sprawe z tego, ze moz¬ na hydratyzowac zapomoca 1 czesci wód pierwotnych procesu opisanego powyzej, i- losc lugu cyjanamidowego, który daje, dzie¬ ki tej fiydratyzacji, ilosc mocznika podwój¬ na, niz ta, która jest wprowadzona przez wody pierwotne, to widoczne jest, ze ten cykl pozwoli oddzielic w postaci mocznika skrystalizowanego calosc mocznika zapo¬ moca lugu cyjanamidu.

Przeprowadzone studja wykazaly je¬ szcze, ze wydajnosc mocznika wykrystali¬ zowanego jest tern wieksza, im ilosc kwasu w stosunku do mocznika jest mniejsza i im stezenie roztworu jest dalej posuniete.

Tak wiec roztwory zawierajace od 0,3 czesci do 0,5 czesci i H2S04 na 1 czesc azotu i stezone az do punktu, kiedy kwas osiaga kondensacje kwasowa do 53* Baume, daja wydajnosc przemyslowa bardzo dobra mocznika wykrystalizowanego.

W fabrykach, znajdujacych sie w do¬ brych warunkach do wytwarzania zimna, jest bardzo korzystne stezac roztwory przez ochladzanie i osadzanie lodu: oddzielenie 1 kg wody tym sposobem wymaga tylko okolo 100 jednostek zimna (frygorji), gdy tymczasem potrzeba wiecej niz 600 kaloryj do oddzielenia tej samej iloscTwody przez odparowywanie.

Zuzycie reaktywów jest minimalne, gdyz kwas siarkowy rekuperowany przy mniej wiecej 53° Be, w postaci cieklej po centry- fugacji, moze sluzyc do hydratyzacji no¬ wej ilosci cyjanamidu.

Jak to bylo wyzej zaznaczone zuzycie wapna jest usuniete.

Zastrzelzeuja p a t e n t,o w e. 1. Proces oddzielania mocznika i mie¬ szaniny wody, kwasu i mocznika, znamien¬ ny tern, ze steza sie przez dzialanie ciepla i przy zmniejszonem cisnieniu roztwór wo¬ dy, kwasu i mocznika przy temperaturze nizszej od 75° C, az do takiego punktu, iz moze osadzac tylko mocznik w ciagu tego stezania, przyczem nastepnie ochladza sie roztwór, az do temperatury dosc niskiej, by wrywolac krystalizacje mocznika i oddziela sie mocznik ód pozostalej mieszaniny wo¬ dy i kwasu, tak scisle, jak to jest opisane. 2. Proces oddzielania mocznika od mieszaniny z wody, kwasu i mocznika, we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tern, ze przed stezeniem roztworu wody, kwasu i moczni¬ ka ochladza sie roztwór dostatecznie, by utworzyc lód (lub wodzian kwasowy bar¬ dzo ubogi w kwas), który oddziela sie od roztworu przed przystapieniem do stezania, scisle tak, jak to jest opisane. 3. Proces oddzielania mocznika z mie¬ szaniny wody, kwasu siarkowego i moczni¬ ka, znamienny tern, ze steza sie przez dzia¬ lanie ciepla pod zmniejszonem cisnieniem roztwór wody, kwasu siarkowego i moczni¬ ka o temperaturze nizszej od 75° C az do — 4 —takiego punktu, ze roztwór ten moze tylko osadzac mocznik w ciagu tego stezania, przyczem ochladza sie roztwór w przybli¬ zeniu do 0° C, by wywolac krystalizacje mocznika, i oddziela sie mocznik od pozo¬ stalej mieszaniny wody i kwasu, scisle tak, jak to jest opisane, 4, Proces oddzielania mocznika z mie¬ szaniny wody, kwasu siarkowego i moczni¬ ka, wedlug zastrz. 2, znamienny temv ze przed stezeniem roztworu wody, kwasu siarkowego i mocznika, ochladza sie roz¬ twór dostatecznie, by utworzyc lód, który oddziela sie od roztworu przed procesem stezania, scisle tak, jak to jest opisane. 5. Proces oddzielania mocznika z mie¬ szaniny wody, kwasu siarkowego i moczni¬ ka, zawierajacej od 10 do 20% kwasu siar¬ kowego, znamienny tern, ze ostudzony roz¬ twór wody, kwasu siarkowego i mocznika przy temperaturze dostatecznej do utwo¬ rzenia wodzianu kwasu siarkowego, bardzo biednego w jednowodzian, po oddzieleniu * go, steza sie zapomoca ciepla przy niskiej u a M f--— E temperaturze tak daleko, ze moze on przy tern stezaniu osadzic tylko mocznik, po¬ czern ochfadza sie roztwór w przyblizeniu do 0° C, dla wywolania krystalizacji mocz¬ nika i wreszcie oddziela mocznik od pozo¬ stalej mieszaniny wody i kwasu, scisle tak, jak to jest opisane. 6. Zastosowanie procesu oddzielania mocznika wedlug zastrz;. 1 i 2, w roztworze wody, kwasu i mocznika, otrzymywane przez hydratacje zapomoca jednej czesci wód pierwotnych, pochodzacych ze wspo¬ mnianego procesu, znamienne tern, ze ilosc lugu cyjanamidowego, daje dzieki tej hy¬ dratacji podwójna ilosc mocznika w porów¬ naniu z ta, jaka sie wprowadza przez wódy pierwotne, a to w celu, by odosobnic w po¬ staci mocznika krystalizowanego cala ilosc mocznika, wprowadzonego przez lug cyja- namidowy, scisle tak, jak to jest opisane.

Socicte des Produits A z o t e s.

Zastepca: L Myszczynski, rzecznik patentowy. jfHt Co . jfH^ Ad \ ,ffr*« 53'B' S 66.71% H'S0* Druk L. Boguslawskiego. Warszawa.