150867. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamid előállítására
Megjelent: 1964. június 1. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 150.867 SZÁM S A-I 431 ALAPSZÁM Nemzetközi osztály: C 07 c4 Magyar osztály: 12 o 11-18 Eljárás karbamid előállítására Staniicarboa N. V. cég, Heerlen (Hollandia) Feltaláló: Kaasenbrood Petrus Johannes Cornelis, Sittard (Hollandia) A bejelentés napja: 1962. augusztus 9. A találmány eljárás karbamíd előállítására ammóniából és széndioxidból. Ismeretes, hogy megfelelő nyomási és hőmérsékleti viszonyok között kétfokozatú karbamidot lehet előállítani ammóniából és széndioxidból, melyek egyesítése ammóniumkarbamátot ad a következő egyenlet szerint: 2 NH3 + C0 2 ONH4 / • c = o I NH2 (1) Ezután a kapott ammóniumkarbamátot víz keletkezése mellett karbamiddá alakítják át az alábbi egyenlet szerint: ONH4 / NH2 NH2 C = O + H2 0 NHo (2) A karbamátátalakítás azonban nem teljes és a karbamid szintézis autoklávból olyan karbamidömlesztéket kapnak, amely tekintélyes mennyiségű ammóniumkarbamátot tartalmaz. Ezért további műveletekre van szükség ahhoz, hogy a karbamátot a karbamidtól elkülönítsék. Már több eljárást javasoltak az át nem alakult ammóniumkarbamát visszavezetésére az ömlesztékből az autoklávba. Ezeknél az eljárásoknál az ömlesztékben levő ammóniumkarbamátot az ömlesztőkre ható nyomás csökkentésével és hevítéssel először NH3-ra és CG2 -re hasítják. A keletkező NH3 és; C0 2 gázt elvezetik, majd lehetőleg kevés vízzel elnyeletik, hogy szilárd ammóniumkarbamát vizes oldatát vagy szuszpenzióját kapják, melyet vissza lehet vezetni az autoklávba. Ezeknél a korábbi eljárásoknál ajánlatos az autoklávba lépő víz mennyiségét a lehető legkisebbre venni, mert a víznek a (2) egyenlet szerint gátló hatása van a karbamidképződésre. Ez a követelmény azonban az alább tárgyalt további nehézséget okozza. Pontosabban: az ismertetett eljárásoknál ammónmmkarbamáttól gyakorlatilag mentes karbamidoldat előállítására fontos a karbamidszintézis ömlesztékét akként expandáltatni (vagyis a reá ható nyomást a szokásos mintegy 150—200 atm. nyomásról lecsökkenteni), hogy az ömlesztékre ható nyomás mintegy 1—2 atm. legyen. Másrészt ha az ömlesztékben levő ammóniumkarbamát felbontásakor kapott NH3 és C02 gázt a fenti (2) egyenletben szereplő reakció káros befolyásolásának elkerülésére a lehető legkevesebb vízzel akarják kondenzálni, ezt 1—2 atm.-nál sokkal magasabb nyomáson, előnyösen 10 atm. és még nagyobb nyomáson kell végezni. Láthatjuk tehát, hogy az ismert eljárásoknál egymással némileg ellenkező nyomáskövetelményeket kell kielégíteni. Annak a követelménynek kielégítésére, hogy egyrészt az ammóniumkarbamátot az ömlesztőkből Nil3 és C02 gáz alakjában teljesen eltávolítsák, másrészt e gázt a lehető legkevesebb vízzel hatásosan kondenzálják, a karbamidszintézis ömlesztékének nyomását közbenső 10—30 atm. nyomásra javasolták csökkenteni, ami után a karbamidszintézis ömlesztékét e nyomáson sztrippelő műveletnek vetik alá azáltal, hogy azt vele szemben közömbös cirkuláló segédgázzal ellenáramban hozzák érintkezésbe. A sztrippeléssel kiűzött gázokat azután kondenzálják. A segédgáz nem kondenzálódott részét ismét felhasználják sztrippelésre, míg a kondenzált gázokat vissza-
