DE1153358B

DE1153358B - Process for making biuret

Info

Publication number: DE1153358B
Application number: DEST13892A
Authority: DE
Inventors: Petrus Johannes Co Kaasenbrood
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1957-06-18
Filing date: 1958-06-18
Publication date: 1963-08-29

Description

Verfahren zur Herstellung von Biuret Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Biuret aus Harnstoff.Method of making biuret The invention relates to a method for the production of biuret from urea.

Eine solche Herstellungsweise, die darin besteht, daß geschmolzener Harnstoff auf 130 bis 2050 C bei einem Druck, geringer als 200 mm Hg, erhitzt wird, ist aus der USA.-Patentschrift 2 145 392 bekannt. Mit dieser Methode ist der Nachteil verbunden, daß zur Erreichung einer wirtschaftlich vertretbaren Bildungsgeschwindigkeit eine ziemlich hohe Temperatur anzusetzen ist. Vorzugsweise findet die Reaktion bei 1700 C statt. Es ist gleichfalls bekannt (vgl. die USA.-Patentschrift 2370065), Harnstoff bis über seinen Schmelzpunkt zu erhitzen, unter Durchleiten eines Dampfes, der sich hinsichtlich der Reaktionsprodukte, wie Toluoldampf, inert verhält. Das Durchleiten dieses Kohlenwasserstoffdampfes bezweckt, das bei der Umsetzung von Harnstoff zu Biuret anfallende Ammoniakgas aus der Schmelze auszutreiben, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit gesteigert wird. Such a method of manufacture, which consists in that molten Urea is heated to 130 to 2050 C at a pressure less than 200 mm Hg, is known from U.S. Patent 2,145,392. Using this method is the disadvantage connected that to achieve an economically acceptable rate of education a fairly high temperature is to be set. The reaction preferably takes place at 1700 C. It is also known (see US Pat. No. 2370065), Heat urea above its melting point while passing steam through it, which is inert with regard to the reaction products, such as toluene vapor. That The purpose of passing through this hydrocarbon vapor is that in the implementation of Urea to biuret to expel ammonia gas from the melt, whereby the reaction speed is increased.

Da das Biuret zur Bereitung von Biuretharzen einen hohen Reinheitsgrad aufzuweisen hat, ist mit diesem Verfahren der Nachteil verbunden, daß der verwendete Kohlenwasserstoff vollständig aus dem Biuret ausgeschieden werden muß, was die Anwendung spezieller Vorrichtungen und ziemlich hohe Kosten mit sich bringt. Gleicher Nachteil macht sich auch bei dem Verfahren nach der USA.-Patentschrift 2524 049 geltend, bei der man zur Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit bei Temperaturen zwischen 130 und 2000 C geringe Mengen von Verbindungen eines Elementes der fünften und sechsten Gruppe des Periodischen Systems mit einer Atomnummer zwischen 15 und 92 zusetzt.Because the biuret for the preparation of bi urine resins has a high degree of purity has to have, this method has the disadvantage that the used Hydrocarbon must be completely excreted from the biuret whatever the application special devices and a fairly high cost. Same disadvantage also asserts itself in the procedure according to the USA patent specification 2524 049, in which to increase the reaction rate at temperatures between 130 and 2000 C small amounts of compounds of an element of the fifth and sixth Group of the periodic table with an atomic number between 15 and 92 added.

Diese drei Verfahren haben außerdem den großen Nachteil gemeinsam, daß von einer wasserfreien Harnstoffschmelze auszugehen ist, so daß man die Harnstofflösung, die bei der üblichen Harnstoffsynthese gebildet wird, zunächst trockenzudamp fen hat. These three methods also have the major disadvantage in common that an anhydrous urea melt can be assumed, so that the urea solution, which is formed in the usual urea synthesis, first dry-steam fen Has.

Es wurde nunmehr ein einfache und schnelle Herstellungsweise von Biuret gefunden, bei der keiner der obengenannten Nachteile auftritt. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß eine Lösung von Harnstoff in Wasser bei 110 bis 1600 C und einem Druck von 30 bis 760 mm Hg gekocht wird, während kontinuierlich so viel Wasser zugesetzt wird, daß ein Wassergehalt von 1 bis 15 Gewichtsprozent beibehalten wird. Unterhalb 1100 C verläuft die Reaktion ziemlich langsam, während über 1600 C die Bildung von Nebenprodukten überwiegt. Vom technischen Standpunkt aus gesehen ist es ziemlich schwierig, die Reaktion bei einem Druck unter 30mmHg stattfinden zu lassen, während es keinen Sinn hat, den Druck bis über 760 mm zu steigern. Bei einem Wassergehalt von unter 1 Gewichtsprozent kann der Siedevorgang unregelmäßig verlaufen, während Wassergehalte über 15 Gewichtsprozent einen verhältnismäßig hohen Druck erfordern. It has now become a simple and quick way to manufacture Biuret found, in which none of the above-mentioned disadvantages occurs. The procedure according to the invention consists in that a solution of urea in water at 110 up to 1600 C and a pressure of 30 to 760 mm Hg is cooked while continuously so much water is added that a water content of 1 to 15 percent by weight is retained. Below 1100 C the reaction proceeds rather slowly while above 1600 C the formation of by-products predominates. From the technical point of view From the point of view it is quite difficult to see the reaction at a pressure below 30mmHg to take place while there is no point in the pressure to over 760 mm increase. If the water content is less than 1 percent by weight, the boiling process can occur run irregularly, while water contents over 15 percent by weight a relatively require high pressure.

Zusatz von Wasser kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Zuerst können die beim Sieden gebildeten Dämpfe kondensiert werden, worauf das so gebildete Kondenswasser, gegebenenfalls nach Austreiben von Ammoniak, als Rücklauf dem Kochgefäß wieder zugehen kann. Eine zweite Möglichkeit ist, der Lösung statt Kondenswasser oder darüber hinaus reines Wasser beizugeben, und zwar entweder in flüssiger Form oder in Dampfform. Verwendung von überhitztem Dampf hat den Vorteil, daß sämtliche zum Prozeß benötigte Wärme durch diesen überhitzten Dampf zugeleitet werden kann, wodurch Mittel zur indirekten Wärmeübertragung überflüssig sind. The addition of water can be done in various ways. First you can the vapors formed during boiling are condensed, whereupon the condensed water thus formed, if necessary, after expelling ammonia, return to the cooking vessel as reflux can. A second option is to use the solution instead of condensation or more to add pure water, either in liquid form or in vapor form. Use of superheated steam has the advantage that everything is needed for the process Heat can be passed through this superheated steam, creating means for indirect heat transfer are unnecessary.

Vorzugsweise jedoch wird gemäß der Erfindung das Wasser in Form einer Harnstofflösung zugesetzt, während kontinuierlich ein Teil des Reaktionsgemisches, zur Ausscheidung des gebildeten Biurets, ausgetragen wird. Auf diese Weise erreicht man den bereits früher genannten Vorteil, daß die Harnstofflösung, die bei der üblichen Harnstoffsynthese erhalten wird und im allgemeinen etwa 25 Gewichtsprozent Wasser enthält, nicht zunächst eingedampft zu werden braucht. Außerdem kann die Harnstofflösung, die bei der Ausscheidung des gebildeten Biurets aus dem ausgetragenen Reaktionsgemisch entsteht und die gewöhnlich einen wesentlich höheren Wassergehalt aufweist als die Harnstofflösung, welche bei der Harnstoffsynthese anfällt, ohne Eindampfung dem Biuretreaktionsgefäß wieder zugeführt werden. Preferably, however, according to the invention, the water is in the form of a Urea solution added while continuously part of the reaction mixture, for excretion of the formed biuret, is discharged. Achieved this way you have the advantage mentioned earlier that the urea solution, which in the usual Urea synthesis is obtained and generally about 25 percent by weight water contains, does not need to be evaporated first. In addition, the urea solution, those in the excretion of the biuret formed from the discharged reaction mixture arises and which usually has a much higher water content than that Urea solution, which occurs during urea synthesis, without evaporation Biuret reaction vessel are fed back.

Bei den obenstehend genannten Verfahren zur Herstellung von Biuret (s. unter anderem Beispiel 1 der USA.-Patentschrift 2370065) findet zunächst eine Eindampfung dieser Lösung statt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der dabei gebildete Wasserdampf zugleich zur Beschleunigung der Biuretbildung benutzt.In the above processes for making biuret (See, inter alia, Example 1 of US Pat. No. 2370065) initially finds one Evaporation of this solution takes place. In the method according to the invention, this is the case formed water vapor at the same time used to accelerate the biuret formation.

Die NH3 und HCNO-haltige Lösung, die durch Kondensation der aus dem Biuretreaktionsgefäß entweichenden Gase entsteht, kann, gegebenenfalls nach weiterer Austreibung von Ammoniak, für die zur Ausscheidung des Biurets notwendige Verdünnung des ausgetragenen Reaktionsgemisches verwendet werden. Hierdurch wird erreicht, daß die in der Lösung vorhandene HCNO die Biuretbildung fördert. The solution containing NH3 and HCNO, which is produced by condensation from the Gases escaping from the biuret reaction vessel can be produced, if necessary after further Removal of ammonia for the dilution necessary for excretion of the biuret of the discharged reaction mixture can be used. This achieves that the HCNO present in the solution promotes biuret formation.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beispiele erläutert. The invention is illustrated by means of the following examples.

Beispiel 1 Eine Lösung von Harnstoff in Wasser mit 2,8 Gewichtsprozent Wasser wird bei einer Temperatur von 1400 C und einem Druck von 215 mm Hg gekocht. Example 1 A solution of urea in water at 2.8 percent by weight Water is boiled at a temperature of 1400 C and a pressure of 215 mm Hg.

Je Minute entweichen 3 g Wasserdampf je 100 g Lösung, während kontinuierlich so viel Wasser zugegeben wird, daß der Wassergehalt der kochenden Lösung konstant bleibt. Nach 30 Minuten haben sich 18 Gewichtsprozent Biuret gebildet.3 g of water vapor per 100 g of solution escape per minute, while continuously so much water is added that the water content of the boiling solution is constant remain. After 30 minutes, 18 percent by weight biuret has formed.

Wird wasserfreier Harnstoff während einer halben Stunde bei einem Druck von 215 mm auf einer Temperatur von 1400 C belassen, so werden nur 2,5 Gewichtsprozent Biuret gebildet. Becomes anhydrous urea for half an hour at one Leaving a pressure of 215 mm at a temperature of 1400 C will only be 2.5 percent by weight Biuret formed.

Beispiel 2 Eine 75gewichtsprozentige Lösung von Harnstoff in Wasser wird mit einer Geschwindigkeit von 100 g Lösung je Stunde kontinuierlich in ein Reaktionsgefäß geleitet. Die Verweilzeit im Reaktionsgefäß beträgt etwa 1 Stunde, die Temperatur ist 1400 C und der Druck 210 mm Hg. Stündlich wird aus demReaktionsgefäß ein aus 70 g Biuret, 202 g Harnstoff und 8 g Wasser bestehendes Produkt abgeführt. Nach Zusatz von 195 g Wasser je Stunde findet bei 150 C eine kontinuierliche Ausscheidung von Biuret statt, worauf das aus 203 g Wasser, 202 g Harnstoff und etwa 15 g Biuret bestehende Filtrat mit einer Geschwindigkeit von 420 g in der Stunde dem Reaktionsgefäß wieder zugeführt wird. Es können dann, auf Basis von 75 g Harnstoff etwa 50 g reines Biuret (entsprechend etwa 77e/ der theoretischen Menge) ausgeschieden werden. Example 2 A 75 weight percent solution of urea in water is continuously in a speed of 100 g of solution per hour Reaction vessel passed. The residence time in the reaction vessel is about 1 hour, the temperature is 1400 C and the pressure 210 mm Hg. Hourly is from the reaction vessel a product consisting of 70 g biuret, 202 g urea and 8 g water is discharged. After adding 195 g of water per hour, precipitation occurs continuously at 150.degree by biuret, whereupon it consists of 203 g of water, 202 g of urea and about 15 g of biuret existing filtrate at a rate of 420 g per hour into the reaction vessel is fed back. On the basis of 75 g of urea, about 50 g of pure urea can then be obtained Biuret (corresponding to about 77e / the theoretical amount) can be excreted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for producing biuret by heating of aqueous urea solutions, characterized in that a solution of urea is boiled in water at 110 to 1600 C and a pressure of 30 to 760 mm Hg, while so much water is added continuously that a water content of 1 to 15 percent by weight is maintained.

2. The method according to claim 1, characterized in that the water in the form of a urea solution is added while continuously part of the Reaction mixture is discharged for excretion of the resulting biuret. ~~~~~~ Documents considered: German Patent No. 511465.