PT2013077775B - Método para a produção de carbamida cristalina de alta pureza - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE CARBAMIDA CRISTALINA DE ALTA

PUREZA

A invenção refere-se ao campo da produção de carbamida, em particular ao método de produção de carbamida cristalina de alta pureza.

No momento presente, existem métodos amplamente conhecidos para a preparação de carbamida granulada e cristalina. Os métodos industriais para a produção de carbamida são baseados na cristalização de uma solução aquosa de carbamida obtida a partir de dióxido de carbono e amónia. No entanto, a carbamida obtida por métodos conhecidos não tem um grau suficiente de pureza para utilização na indústria alimentar e para utilização como reagente em análises laboratoriais.

A solução técnica mais próxima escolhida como protótipo é um método para a produção de carbamida cristalina obtida numa base de dióxido de carbono e amoniaco (Patente RU 2041202) . O método compreende a cristalização de carbamida em todo o volume da solução supersaturada, remoção de água a partir de cristais para se obter uma massa compacta, seguida de remoção dos cristais de carbamida por filtração e sua secagem. No entanto, a carbamida obtida também não tem um grau suficiente de pureza para utilização na indústria alimentar e para utilização como reagente em análises laboratoriais.

O objectivo da invenção reivindicada é proporcionar uma carbamida cristalina de alta pureza.

objectivo é atingido por um método para produção de carbamida cristalina de alta pureza a partir de uma solução aquosa de carbamida, compreendendo a cristalização de carbamida e secagem de acordo com a invenção, em que a solução aquosa de carbamida é aquecida a uma temperatura de + 30 °C a +130 °C, e em seguida a solução é purificada por electrodiálise a uma tensão no intervalo de 400 V - 600 V, em que a solução é aquecida a +30 °C a uma concentração de 30% em peso, a +40-50 °C a uma concentração de 50% em peso, a +70-80 °C a uma concentração de 70% em peso, a +90-130 °C, a uma concentração de 90% em peso e superior.

dispositivo para a implementação do método da invenção é mostrado na Figura 1. O dispositivo compreende um recipiente de armazenamento 1, para a solução inicial de carbamida, uma unidade de electrodiálise 2, uma bomba 3 para o fornecimento da solução a partir do recipiente 1 para a unidade de electrodiálise 2, um recipiente 4 para a solução purificada de carbamida, uma bomba 5 para o fornecimento da solução purificada de carbamida ao recipiente 4, uma unidade de evaporação e cristalização 6, uma bomba 7 para fornecimento da carbamida purificada a partir do recipiente 4 para a unidade de evaporação e cristalização 6.

0 método é realizado da	. seguinte forma. A	solução aquosa	em
bruto de carbamida	localizada	no	recipiente	de
armazenamento	1 é	aquecida até	à	temperatura	de
funcionamento	de +3 0	°C a +130	°C	para evitar	a
cristalização	precoce	da carbamida,	em	que a solução	é
aquecida a +30	°C a uma concentração	de 30%, a +40-50 °C	a
uma concentração de	50% em peso,	a	+70-80 °C a uma

concentração de 70% em peso, a +90-130 °C a uma concentração de 90% em peso e acima.

A relação entre a concentração da solução e a temperatura de aquecimento da mesma é determinada empiricamente e é mostrada na Figura 2.

Como pode ser visto a partir da Figura 2, a carbamida é parcialmente convertida em estado cristalino a uma temperatura da solução de carbamida inferior a 30 °C. Ao aquecer a solução acima de 130 °C, uma hidrólise parcial da ureia ocorre e é dimerizada em biureto, em que esse conteúdo da carbamida purificada é rigorosamente normalizado.

Em seguida, a solução é alimentada pela bomba 3 na unidade de electrodiálise 2. Na unidade de electrodiálise 2, os iões formadores de sal são removidos da solução pela corrente elétrica de 400 V - 600 V. Este intervalo oferece o melhor desempenho do processo: a razão quantidade/qualidade. Quando a tensão está acima de 600 V, o produto resultante não cumpre com os requisitos da carbamida purificada, aplicáveis durante análises laboratoriais e na indústria alimentar. Quando a tensão está abaixo de 400 V, o processo de purificação por electrodiálise é lento, de modo que a eficiência do processo é reduzida. Após o processo de desionização, a solução purificada é fornecida pela bomba 5 ao recipiente de armazenamento 4, e em seguida é fornecida pela bomba 7 à unidade de evaporação e cristalização 6, onde a solução é separada para a carbamida cristalina purificada (cristalização de carbamida) e água desionizada. A cristalização de carbamida com a sua secagem simultânea é realizada por aquecimento da solução à temperatura de 110 °C a 150 °C, sob pressão atmosférica ou sob pressão de vácuo de 6,7 - 1,3 kPa a 50-80 °C.

Os parâmetros de qualidade de carbamida obtida pelo método reivindicado são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1

Ncme do Parâmetro	Valor
1. Fração em massa de carbamida (CHIM),!, não menos	99,8
2. Temperatura de fusão, °C	132,711
3. Fração em massa de componentes insolúveis em água,%, até	0,003
4. Fração em massa de resíduos após o cozimento (sob a forma de sulfatos),%, até	0,01
6. Fração em massa de sulfatos (SCg) ,%, até	0,001
7. Fração em massa de cloretos (Cl),%, até	0,0005
8. Fração em massa de Ferro (Fe),%, até	0,0001
9. Fração em massa de metais pesados (Pb),%, até	0,0002
10. Fração em massa de amónia livre (NFf),!, até	0,005
11. Fração em massa do biureto, %, até	0,1

Assim, o grau de pureza da carbamida cristalina obtida permite a sua utilização como aditivo na indústria alimentar (aditivo alimentar E927b) e como reagente para análises laboratoriais.

Além disso, a carbamida cristalina de alta pureza obtida é embalada em sacos de polipropileno ou outros recipientes semelhantes. A água desionizada obtida é um subproduto com uma aplicação alvo: o uso como componente de uma solução anti-congelante e não-congelante para limpa para-brisas.

Lisboa, 18 de Dezembro de 2017

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Um método para a produção de carbamida cristalina de alta pureza a partir de uma solução aquosa de carbamida, compreendendo a cristalização e secagem de carbamida, caracterizado pelo facto de a solução aquosa de carbamida ser aquecida a uma temperatura de +30 °C a +130 °C, após o que a solução é purificada por electrodiálise a uma tensão no intervalo de 400 V - 600

   V.
2. 2. O método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução aquosa de carbamida ser aquecida a 30 °C

   a uma concentração de 30% em peso, a 40-50 °C a uma concentração de 50% em peso, a 70-80 °C a uma concentração de 70% em peso, a 90-130 °C, a uma

   concentração de 90% em peso e superior.