Способ получения биурета

 

355802

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Сои>а Сееетоких

Соииаоиотичеоиих

Реооублии

M. Кл, С 07с 12i7/24

Заявлено 09.Х.197 0 (№ 14 8 276 9, 23-4)

Приоритет 09.Х.1969, № 865211, США

Комитет оо аелам изобретений и отирытий ори Совете Миииотров ссср

Опубликовано 16.Х.1972. Бюллетень № 31

УДК 547.495.5 (08i8.8) Дата опубликования описания 20.XI.1972

Автор изобретения

Иностранец

Джон Малькольм Ли (Соединенные Штаты Амер ики) Иностранная ф ирма

«Дзе Дау Кемикал Компани» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИУРЕТА

Зависимый от патента №

Изобретение относится к новому способу получения биурета.

Известен способ получения биурета путем прнролиза мочевины при 130 — 205 С, Выход продукта достигает 50%.

С целью увеличения выхода биурета предлагается подвергать пиролизу частично пиролизованную мочевину, содержащую до

57 вес. % бнурета, в смеси с продуктами пиролиза мочевины, содержащими не менее

60 вес. % биурета, причем содержание мочевины в смеси не должно превышать 20 вес. %.

Нагревание надо вести в присутствии жидкого углеводородного носителя, который может представлять собой С8 — C»-алкан с прямой или разветвленной цепью, причем весовое соотношение между исходной смесью и углеводородным носителем может составлять

5: 95 — 60: 40.

Пиролиз лучше проводить при 100 — 150 С, предпочтительно при 115 — 125 С в течение периода времени от 10 мин до 8 час, как правило от 30 мин до 5 час.

Частично пиролизованный биуретовьш продукт с относительно высоки м содержанием мочевины (дальше называется исходной мочевиной), например пиролизат, содержащий до 57 вес. % биурета и до 40 вес. % мочевины, добавляют к затравке из пиролизата с высоким содержанием биурета и низким содержанием мочевины, например, к продукту, содержащему не больше 15 вес. % мочевнны и минимум 60 вес. % биурета, при перемешивании и такой скорости подачи, чтобы содержание мочевины в реакционной массе не превышало 20 вес. % (в расчете па твердые частицы) . Реакционную массу выдерживают все время реакции прн указанной температуре. Твердый биуретовый продукт, содержащий не менее 60 — 85 вес. % бнурета и меньше 15 вес. %, обычно меньше 10 вес. %, мочевины, отделяют от жидкого носителя обычными способами, углеводород извлекают и рециркулируют.

Процесс можно проводить по непрерывному или периодическому способу.

При непрерывном процессе продукт в реакторе служит затравкой, а свежую мочевпну вводят непрерывно, удаляя целевой продукт с соответствующей скоростью.

В случае периодического процесса нижний биуретовый продукт оставляют в реакторе для следующей загрузки.

При полунепрерывном способе работы

25 часть продукта с высоким содержанием биурета и низким содержанием мочевнны рециркулируют обратно в реактор в качестве первоначального основного сырья и добавляют к этому продукту свежую мочеЗО вину, Время реакции пропорционально темпе55802

Таблица 2

Содержание, вес. % способ анализа

Компоненты продукта и ф"Г С0 о

Ю э а

И >ъ о <

Cg оа, о

Ф ах о а (» о а> х z

74,5

76

10,5

Таблица 1

Т. кип., С, при давлении

Углеводородный носитель

760 лм 100 мм

126

119

119

109

118

99

151

143

143

136

162

148

196

216

66

57

41

88

81

71

77

96

83

128

146 и-Октвн

3-Метилгептзн

3-Этилгексзн

2-,5-Диметилгексаи

3-Этил-3-метилпентвп

2,2,4-Триметилпептаи и-Новая

2-Метилоктв и

3-Этилгептв и

2,4-Диметилгептв и

3,3,4-Триметилгексв и

4-Пропилгепта н

2,2,4,5-Тетра метил геке а и и-Уидекан и-Додекаи ратуре. При более высоких температурах скорость конверсии мочевины в биурет увеличивается, а время реакции уменьшается, но это влечет за собой ускоренное образование из мочевины нежелательных автоконденсирующихся продуктов, например триурета, аммелида и циануровой кислоты.

Соотношение между общим количеством мочевины в реакционной массе (т. е. мочевины и, продуктов пиролиза) и используемым углеводородом может изменяться. Лучше вести пиролиз прп весовом соотношении

5: 95 — 60: 40. Обычно смесь содержит 20—

45 вес. % мочевины.

При содержании углеводорода меньше

-50 вес . % затрудняется перемешпвание.

С увеличением содержания углеводорода (выше 90%) без существенного увеличения выхода продукта или эффективности процесса увеличиваются расходы на нагревание и обработку.

Обычно мочевину,вводят в предварительно нагретую. суспензию продукта с высоким содержанием биу1Тета1 и низким содержанием мочевины в жидком углеводороде и выдерживают при заданной темпер атуре. Или углеводород и вещество, содержащее мочевину, смешивают и нагревают до заданной температуры реакции.

Используемые углеводороды, кипящие при температуре реакции и замерзающие при температуре (20 С, не должны растворять мочевину и ее самоконденсирующиеся продукты пиролиза, должны быть пнертны к этим веществам и к аммиаку, выделяющемуся во время процесса..

Обычно используются насыщенные углеводороды типа Св — C»-алканов с прямой или разветвленной цепью. Можно использовать алканы с более низким или более высоким содержанием углерода, применив соответствующее давление или употребив смеси из высоко- и низкокипящих компонентов.

Некоторые углеводороды, пригодные для использования, перечислены в табл. 1.

При необходимости реакционную массу можно продувать инертным газом, чтобы удалять выделившийся аммиак.

Пример 1. В качестве реактора используют трехгорлую колбу на 250 мл с перегородками, роль которых выполняют четыре изгиба, впрессованные по бокам колбы. Через одно отверстие вводят лопастную мешалку, к другому подсоединяют колонку, а третье используют для добавления свежей мочевпны и углеводородного носителя. Реактор обогревают электрическим TOKQM. Выделяющиеся газы и пары проходят черсз ловушку и стандартный кислый раствор.

45,5 г затравки с высоким содержанием биурета и низким содержанием мочевипы (8,7% мочевины, 68,9% биурета, 13,4 /ц цпануровой кислоты п других титрусмых веществ, 10% (по разности) прочих самоконденсирующихся продуктов) и 100 г пзопарафинового углеводорода (смесь октанов с разветвленной цепью) смешивают в реакторе и нагревают до получения орошения (температура в колбе 124 С; температура паров наверху 117 С) .

Мочевину для реакции (50 /ц биурета, 36 /в мочевины, 8,5 /в циануровой кислоты, 5,5 /в (по разности) других соединений) добавляют каждые 30 мин по 2,5 г до израсходования 42,5 г исходного сырья.

Нагревание при орошении продолжается

8,5 час. Реакционную смесь охлаждают, фильтруют, полученный твердый продукт анализируют, используя различные методы.

Результаты анализа приведены в табл, 2.

Биурет

Мочевина

Цивиуроввя кислота и другие титруемые вещества

Пример 2. В 101 г углеводородного жидкого носителя (55 г из предшествующего опыта и 46 г свежего углеводорода) добавляют 35 г вышеуказанного продукта. Смесь орошают флегмой (температура в колбе

124 С) и добавляют мочевину для реакции того же состава, что и в предыдущем опыте, по 2,5 г каждые 30 мин до израсходования

45 г рсагента с высоким содержанием мочевины, Суспензия состоит из 44% твердых частиц, которые находятся во взвешенном состоянии (не наблюдается никакой агломерации) . Суспензию после охлаждения фильтруют для отделения биурета. Результаты анализа полученного продукта приведены в табл. 3.

Таблица 3

Содержание, вес.

Способ анализа

Компоненты продукта о 3

Ф СО о

М ю а

2 Р.»

20 ох а . х

3 сО оа о х Ф ах оа (» со х X

O Q ах (»

cd

f» Р2

73,0

71,5

Биу рот

Моневина

Цианурован кислота и другие титрусмыс вещества

11,3

12,6

Пример 3. Используя аппаратуру и жидкий носитель, описанные в примере 1, 100 г углеводорода с разветвленной цепью и 65 г гранулированного продукта пиролиза с высоким содержанием биурета и низким содержанием мочевпны (9,3 /о мочевины, 67,3 /о биурета, 10,7 /о циануровой кислоты, 12,7 (по разности) триурета орошают флегмой при температуре в колбе 124 С, добавляют частично пиролизованную мочевпну для реакции (32 9 о/о мочевины, 51 2 о/о биурета, 12 5о/о циануровой кислоты, 3,4 /о (по р азностп) триурета), причем вначале добавляют 5 г и затем через каждые 30 мин вводят по 2,5 г до введения 15 г реагента. Получают реакционную смесь, содержащую 44 вес. /о мочевины.

Полученный биуретовый продукт содержит

12,2 /о мочевины, 65,7 /о биурета, 11,9 /, циануровой кислоты, 10,2о/о триурета.

Пример 4. В реактор, снабженный турбинной мешалкой осевого типа четырьмя перегородками, расположенными под углом

90 друг к другу для предотвращения вихреобразования, загружают 6,04 кг затравки с высоким содержанием биурета (8,68 /о мочевины, 67,91!о биурета, 13,5о/о циануровой кислоты, 9,91о/о триурета и других продуктов реакции), суспепдированной в смеси октанов с разветвлешюй цепью, кипящих при 125 С.

Суспензию нагревают до кипения при перемешнванни и продувании парами октановой смеси. 12,1 кг реакционной мочевины (35,6о/о мочевпны, 53,4 /о биурета, 10,2 /о циануровой кислоты и 0,8 триурета и других продуктов пиролиза), суспендированной в смеси октанов, вводят постепенно в течение 50 час, сохраняя общее количество мочевины в реакторе ниже 20 /о от общего количества твердых частиц.

Продукт удаляют с определенной скоростью, чтобы поддерживать требуемое постоянное количество твердых частиц в реакторе. Получают 10,5 г продукта, содержа1цего 70 /о биурета, 12,1 /о мочевины, 12,9 цианУРовой кислоты и 5о/о тРиУРета и дРУгих продуктов пнролиза, Кроме того, в реакторе находится 7,02 кг твердого остатка, содержащего 13,4о/, мочевины, 66,2% биурета, 13 /о циануровой кислоты и 7,4о/о триурета и друп1х продуктов пиролиза, которьш можно использовать в качестве затравки после добавления сырой реакционной мочевины для последующего пиролиза. Во время опыта 0,63 кг выделившегося аммиака удаляют при продувке паром.

Предмет изобретения

1. Способ получения биурста путем пиролиза мочевины, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, пиролизу подвергают частично пиролизованную мочевину, содержащую до 57 вес. /о биурета, в смеси с продуктом пиролиза мочевины, содержащего не менее 60 вес. /о биурета, причем содержание мочевины в смеси не превышает 20 вес. /„в присутствии жидкого углеводородного носи геля с последуюши м выделением целевого продукта известным способом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят прп 100 — 150 С.

3. Способ по и. 1, отлича>ощийся тем, что в качестве жидкого углеводородного носителя используют Са — Сге-алкан с прямой или разветвленной цепью.

4. Способ по и. 1, отличающийся тем, что берут исходную смесь продуктов пнролнза мочевины и жидкий углеводородный носитель в весовом соотношении 5: 95 — 60: 40, Составитель M. Кабанова

Редактор Т. Шарганова Техред A. Евдонов Корректор Г, Запорожец

Заказ 3672/12 Изд. Ко 1557 Тираж 406 Подписнос

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб, д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2