DE1097430B

DE1097430B - Verfahren zur Herstellung von pulverfoermigem Ammoniumcarbamat

Info

Publication number: DE1097430B
Application number: DEB53621A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Opp; Dr Werner Sachsze
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1959-06-16
Filing date: 1959-06-16
Publication date: 1961-01-19

Description

Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem Ammoniumcarbamat Es ist bekannt, Ammoniumcarbamat durch Vereinigung von gasförmigem Ammoniak mit gasförmigem Kohlendioxyd zu gewinnen. Wegen der großen Bildungswärme und der niedrigen Zersetzungstemperatur des Ammoniumcarbamats werden hierbei nur sehr niedrige Ausbeuten erzielt. Außerdem fällt das Ammoniumcarbamat in Form eines sehr feinen Staubes an, dessen Abscheidung aus den großen Mengen an Abgasen erhebliche Schwierigkeiten bereitet.
In Form von durchscheinenden Stücken wird Ammoniumcarbamat erhalten, wenn man Kohlendioxyd und Ammoniak gasförmig an gekühlten Flächen vorbeiführt, die die Bildungswärme abführen. Die Ausbeute beträgt hierbei zwar bis zu etwa 70 0/" das Verfahren erfordert aber wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Salzes große Kühlflächen.
Bekannt ist auch der Vorschlag, die Bildungswärme dadurch abzuführen, daß man flüssiges Ammoniak mit flüssigem oder festem Kohlendioxyd in Berührung bringt, wobei einer der beiden Stoffe im Überschuß angewendet wird. Bei Verwendung von Ammoniak im Überschuß wird das Ammoniumcarbamat als Lösung im flüssigen Ammoniak erhalten, aus der es durch Eindampfen gewonnen wird. Dieses Verfahren macht eine Apparatur zur Wiedergewinnung des überschüssigen Ammoniaks notwendig. Nach einem anderen bekannten Vorschlag, pulverförmiges Ammoniumcarbamat herzustellen, wird ein Ammoniakgasstrom gegen Stücke von festem Kohlendioxyd gerichtet, wobei das Ammoniakgas das jeweils gebildete Ammoniumcarbamatpulver wegbläst.
Bekannt ist schließlich noch, zwecks Gewinnung von feinkristallinem Ammoniumcarbamat Ammoniak und Kohlendioxyd in konzentriertes Ammoniakwasser einzuleiten und das gebildete Ammoniumcarbamat von der Mutterlauge abzutrennen. Da aber das Ammoniumcarbamat eine größere Flüchtigkeit als Wasser hat, bereitet seine Trocknung Schwierigkeiten.
Es wurde nun gefunden, daß man in sehr einfacher Weise pulverförmiges Ammoniumcarbamat aus flüssigem Ammoniak und flüssigem Kohlendioxyd unter Verwendung eines Überschusses an einem der beiden Reaktionsteilnehmer herstellen kann, indem man die Reaktionsteilnehmer aus einer Mischdüse in einen geschlossenen Raum entspannt. Verwendet man hierbei Kohlendioxyd im Überschuß, so gewinnt man das Ammoniumcarbamatpulver in einer Ausbeute von 97 bis 99 °%, wobei sich das Pulver zu etwa 90 °,1o am Boden des Entspannungsraumes ansammelt und der restliche Anteil leicht aus dem Abgas abgeschieden werden kann. Das Abgas besteht aus Kohlendioxyd und etwa 1 bis 5 °ö der Menge des eingesetzten Ammoniaks.
In gleicher Weise kann das Verfahren auch mit überschüssigem Ammoniak durchgeführt werden, wobei das Abgas praktisch aus reinem Ammoniak besteht. Diese Arbeitsweise ist jedoch nur in den Fällen vorteilhaft, wo eine Weiterverwendung des gasförmigen Ammoniaks möglich ist. Während das aus Kohlensäure bestehende Abgas im allgemeinen verworfen wird, ergibt sich bei der Anwendung von überschüssigem Ammoniak in den genannten Fällen als weiterer Vorteil eine vollständige Ausnutzung der Rohstoffe.
Das Verfahren erfordert lediglich eine Mischdüse, einen Entspannungsraum und ein bis zwei Abscheider. In einem Entspannungsraum von 5 cbm Inhalt lassen sich täglich 10 t Ammoniumcarbamatpulver und mehr herstellen.
Als `'Wandung für den Entspannungsraum hat sich starkes Filtertuch als zweckmäßig erwiesen. Solches Filtertuch wird schon 1 Minute nach Beginn der Umsetzung durch Abscheidung einer dünnen Salzschicht gasundurchlässig. Starre Wände sind ungeeignet. Der Abstand der Wände von der Mischdüse wird vorteilhaft auf mehr als etwa 1 m bemessen. Mit Vorteil gestaltet man auch die Abgasleitung und die Wandungen des Abscheiders beweglich, um sie leicht von Salzablagerungen freihalten zu können.
Die Reaktion: C O2)Bissig + N H3 fiissig = N H4C 02 N H2i"e + C O2 yasfärme läuft im freien Düsenstrahl in Bruchteilen von Sekunden ab. Das Salz entsteht zunächst in Kristallen von weniger als 0,001 mm Durchmesser, die sich in einer Apparatur, wie sie in der Abbildung schematisch veranschaulicht ist, zu einem gut handzuhabenden Pulver zusammenballen und am Boden des Entspannungsraumes ausgeschleust werden können. In der Abbildung sind die Zuleitungen für flüssizes Ammoniak und flüssizes Kohlendioxvd mit a und b bezeichnet. c stellt die Mischdüse dar, aus der das Ammoniak-Kohlendioxyd-Gemisch in den Entspannungsraum d verdöst wird. Aus diesem Entspannungsraum und aus dem Abscheider e wird das gebildete Ammoniumcarbamat durch Zellenräder f und g auf ein Förderband lt ausgetragen.
Die Umsetzungstemperatur und damit die Temperatur des Abgases und des gebildeten Ammoniumcarbamats kann durch das Gewichtsverhältnis des zur Anwendung kommenden Ammoniaks und Kohlendioxyds geregelt werden. Vorzugsweise arbeitet man mit einem solchen Überschuß an Kohlendioxyd, daß das Reaktionsgemisch zwischen etwa 7 und 15 Gewichtsprozent Ammoniak enthält. Innerhalb dieses Konzentrationsbereiches kann man durch entsprechende Wahl des Kohlendioxyd-Ammoniak-Verhältnisses die Reaktionstemperatur auf etwa -40 bis +40°C einregeln. Will man das Abgas verwerfen, so sind die unvermeidlichen Ammoniakverluste um so kleiner, je tiefer die Umsetzungstemperatur gewählt wird.
Zweckmäßigenveise arbeitet man bei der jeweiligen Raumtemperatur und nimmt die dadurch bedingten, um 1 bis 2 °/o erhöhten Ammoniakverluste in Kauf. Man hat dabei den Vorteil, daß keine Abkühlung des gebildeten Ammoniumcarbamats, z. B. durch einen Luftstrom, notwendig ist und Verluste an Ammoniumcarbamat durch Verflüchtigung vermieden werden; anderseits wird, wie das beim Arbeiten bei tieferen Temperaturen der Fall ist, auch die Gefahr des Feuchtwerdens des gebildeten Ammoniumcarbamats beim Ausbringen aus der Apparatur ausgeschlossen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem Ammoniumcarbamat aus flüssigem Ammoniak und flüssigem Kohlendioxyd unter Verwendung eines Überschusses an einem der beiden Reaktionsteilnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsteilnehmer aus einer Mischdüse in einen geschlossenen Raum entspannt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlendioxyd im Überschuß anwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzungstemperatur durch das Gewichtsverhältnis des zur Anwendung kommenden Ammoniaks und Kohlendioxyds regelt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei der jeweiligen Raumtemperatur vornimmt.