175807. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy mechanikai szilárdságú karbamid előállítására
5 175807 6 megállapítható, hogy a részecskeszilárdság növekedését okozó komponens valószínűleg más a formaldehidforrásként formalin felhasználásával végrehajtott bepárlásos és a formaldehidforrásként formaldehid polimer alkalmazásával végrehajtott kristályosításos eljárás esetében. Feltételezzük, hogy a részecskeszilárdság jelentős növekedését okozó komponens a formaldehidpolimer alkalmazása esetén a formaldehid és a karbamid reakciójából képződő metilol-karbamid kondenzációjával alakul ki. Ha azonban formaiint adunk a karbamid nyersléhez, a részecskeszilárdságot javító komponens valószínűleg a hexametilén-tetramin. A találmány szerinti eljárást a következő példákkal kívánjuk szemléltetni, anélkül, hogy oltalmi körét a példákra kívánnánk korlátozni. 1. példa Szemcsés karbamid bepárolt karbamidolvadékból való előállítása során 0,05—0,6 súly% formaldehid polimert — formaldehidtartalma 92 súly%, olvadási intervalluma 100—130 °C, polimerizációs foka n=15 — adunk az olvadékhoz közvetlenül kristályosítás előtt. Kristályosítás után azonnal mintát veszünk a termékből. A mintákat lehűtjük és szitálással elválasztjuk azokat a részeket, amelyek méretei 1,4—2 mm közé esnek. A karbamidrészecskék törékenységét a fent leírt puskapróba segítségével határozzuk meg. Meghatároztuk az 1,4 mm-nél kisebb részecskékből álló frakció mennyiségét. A 0,5 mm-nél kisebb átmérőjű porrészecskék képződését is megvizsgáltuk. Az eredményeket az 1. táblázatban adtuk meg. 2. példa Teljesen száraz karbamid kristályokhoz 70—80 °C-on 0,05—0,30 súly% formaldehid polimert adunk, melynek formaldehidtartalma 92 súly%, olvadási intervalluma 100—130 °C, polimerizációs foka n=15. Az így keletkezett elegyet megolvasztjuk, majd szemcsésítjük. A szemcsésítés után mintát veszünk a végtermékből. A továbbiakban az 1. példában leírt eljárást követjük. A puskapróba eredményeit az 1. táblázatban adtuk meg. 3. példa Hogy tanulmányozhassuk a formaldehid hatását az alacsony ammónia- és ammónium-cianát-tartalmú szemcsék szilárdságára, a kristályosító berendezést olyan karbamidoldattal töltjük meg, mely ebből a két komponensből kevesebbet tartalmaz, mint amennyi ennél az eljárásnál átlagosnak tekinthető. A teljesen száraz karbamid kristályokhoz az 1. és 2. példában leírthoz hasonló módon körülbelül 0,2—0,4 súly'% formaldehid polimert adunk, aminek olvadási intervalluma 100— 130 °C, polimerizációs foka n = 15 és formaldehidtartalma 92 súly%. A keverék megolvasztása és szemcsésítése után a részecskeszilárdságot a fent leírt módon határozzuk meg. Az eredményeket az 1. táblázat tartalmazza. Az adatokból látható, hogy a részecskeméretben bekövetkezett javulás nagyobb mértékű, ha a szabad ammónia- és ammónium-cianát-tartalom alacsony. 1. táblázat A karbamid előállítási eljárás során alkalmazott formaldehid polimer adagolás hatása Eljárás Formaldehidtartalom súly (%) A Az összetört szemcsék menynyiségének csökkenése (%) B A porképződés csökkenése (%) c Részecskeszilárdság (kp/cm2) KZ 0,00 0 0 0,4 Bepárlásos 0,11 25 20 1. példa 0,30 53 --50 0,6 0,39 70 60 0,50 92 70 0,8 0,00 0 0 0,4 Kristályosí-0,16 36 30 tásos 0,24 50 40 0,7 2. példa 0,31 60 55 0,37 77 60 0,9 0,00 0 0 0,4 Kristályosí-0,23 62 53 0,8 tásos 0,31 80 70 0,8 3. példa 0,39 0,9 Az „A” oszlopban levő értékek kiszámítása: ebben az oszlopban az összetört anyag mennyiségének százalékos csökkenését tüntettük fel, melyet R,-gyel jelölünk és a következőképpen számíthatunk ki: R,(s°/o)=[Nuf(°/o)—Nf(°/„)] . K,, ahol NUF(s%): a próba során összetört anyag mennyisége formaldehid alkalmazása nélkül Nf(s%): a próba során összetört anyag mennyisége formaldehid alkalmazása mellett Kt: a puskapróba során használt levegőáram sebességétől függő állandó A „B” oszlopban levő értékek kiszámítása : ebben az oszlopban a képződött por mennyiségének százalékos csökkenését tüntettük fel, amit Rrgyel jelölünk és a következőképpen számíthatunk ki : R2(s°/o)=[Suf(7o)-Sf(°/„)] . K2, ahol SUF(s%): a próba során képződött por mennyisége formaldehid alkalmazása nélkül SF(s'%): a próba során képződött por mennyisége formaldehid alkalmazása mellett K2: a puskapróba során használt levegőáram sebességétől függő állandó A „C” oszlopban levő értékek a részecskeszilárdságot, a körülbelül 1,6 mm átmérőjű részecskék összetöréséhez szükséges erőt jelentik. [A mérési módszer leírása megtalálható: Hardesty, J., O., Ross, W., H.: Ind. Eng. Chem., 30, 668—672 (1938).] A táblázat adataiból látható, hogy az összetört részecskék aránya és a porképződés mértéke egyaránt jelentősen csökken formaldehid polimer adagolásának hatására. A karbamidrészecskék szilárdsága oly mértékben javul a formaldehid polimer adagolás hatására, hogy az így kezelt részecskék erős porképződés és részecskeméret csökkenés nélkül szállíthatók és kezelhetők korszerű módszerekkel is. A tapasztalatok szerint ha C értéke 0,4 kp/cm2, a porképződés mértéke kütönö-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
