СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИУРЕТА Советский патент 1972 года по МПК C07C275/62 

Изобретение OTIIOCHTCH к новому способу получения биурета.

Известен способ получения биурета путем приролиза мочевины при 130-205°С. Выход продукта достигает 50%.

С целью увеличения выхода биурета предлагается подвергать пиролизу частично пиролизованную мочевину, содержащую до 57 вес. % бмурета, 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 Се-С12-алкан с прямой или разветвленной цепью, причем весовое соотношение между исходной смесью и углеводородным носителем может составлять 5 : 95-60 : 40.

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

Частично пиролизованный биуретовый продукт с относительно высоким содержаиием мочевины (дальше называется исходной мочевиной), например ииролизат, содержащий до 57 вес. % биурета и до 40 вес. % мочевины, добавляют к затравке из пиролизата с высоким содержанием биурета н низким содержанием мочевины, например, к продукту, содержащему не больше 15 вес. % мочевины 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 при 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 следуюн.1,ей загрузки.

При полунепрерывном способе работы часть продукта с высоким содержаиием бнурета и низким содержанием мочевины рециркулируют обратно в реактор в качестве первоначального основного сырья и добавляют к этому продукту свежую мочевину. Время реакции пропорционально темпе.3

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 при весовом соотношении 5 : 95-60 : 40. Обычно смесь содержит 20- 45 вес. % мочевины.

При содержании углеводорода меньше вес. % затрудняется перемешивание. С увеличением содержания углеводорода (выше 90%) без сун1ественного увеличения выхода продукта или эффективности процесса увеличиваются расходы на нагревание и обработку.

,. „Шычно мо,чевину..вводят в предварительно нагретую- сусцецзию продукта с высоким содержанием биурета| и низким содержанием мочевины в жидком углеводороде и выдерживают при заданной температуре. Или углеводород и вешёство, 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 инертны к этим веществам и к аммиаку, выделяющемуся во время процесса..

Обычно используются насыщенные углеводороды тина Cg-С12-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.

Т а б л и ц а 1

5802

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

Пример 1. В качестве реактора используют трехгорлую колбу па 250 мл с перегородками, роль которых выполняют четыре изгиба, впрессованные по бокам колбы. Через одно отверстие вводят лопастную мешалку, к другому подсоеди11яют колонку, а третье используют для добавления свежей мочевииы и углеводородиого носителя. Реактор обогревают электрическим током. Выделяюи,иеся газы и пары проходят через ловуип у и стандартный кислый раствор.

45,5 г затравки с высоким содержанием биурета и низким содержанием мочевниы (8,7% мочевины, 68,9% биурета, 13,4% циануровой кислоты и других титруемых веществ, 10% (по разности) прочих самоконденсирующихся продуктов) и 100 г изопарафинового углеводорода (смесь октанов с разветвленной цепью) смещивают в реакторе и нагревают до получения орощения (температура в колбе 124°С; температура паров наверху 117°С).

Мочевину для реакции (50% биурета, 36% мочевины, 8,5% циануровой кислоты, 5,5% (по разности) других соединений) добавляют каждые 30 мин по 2,5 г до израсходова0 ния 42,5 г исходного сырья.

Нагревание при орошении продолжается

8,5 час. Реакционную смесь охлаждают,

фильтруют, полученный твердый продукт

анализируют, используя различные методы.

35 Результаты анализа приведены в табл. 2.

Таблица 2

При м ер 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 реагента с высоким содержанием мочевины. Суспензия состоит из 44% твердых

частиц, которые находятся во взвещен ом состоянии (не наблюдается никакой агломерации) . Суспензию после охлаждения фильтруют для отделения биурета. Результаты анализа полученного продукта приведены в Таблица 3 Пример 3. Используя аппаратуру и жидкий носитель, описапиые в примере 1, 100 г углеводорода с разветвленной цепью и 65 г гранулированного продукта пиролиза с высоким содержанием биурета и низким содержанием мочевины (9,3% мочевины, 67,3% биурета, 10,7% циануровой кислоты, 12,7 (по разности) триурета орошают флегмой при температуре в колбе 124°С, добавляют частично пиролизовапную мочевину для реакции (32,9% мочевипы, 51,2% биурета, 12,5% циануровой кислоты, 3,4% (по разности) триурета), причем вначале добавляют 5 г и затем через каждые 30 мня вводят по 2,5 г до введения 15 г реагента. Получают реакционную смесь, содержащую 44 вес. % мочевины. Полученный биуретовый продукт содержит 12,2% мочевипы, 65,7% биурета, 11,9% циануровой кислоты, 10,2% триурета. Пример 4. В реактор, снабженный турбинной мешалкой осевого типа п четырьмя перегородками, расположенными иод углом 90° друг к другу для предотвращения вихреобразоваиия, загружают 6,04 кг затравки с высоким содержанием биурета (8,68% мочевины, 67,91% биурета, 13,5% циануровой кислоты, 9,91% триурота и других продуктов реакции), суспендированной в смеси октанов с разветвленной цепью, кипящих при 125°С. Суспензию нагревают до кипения при перемешивании и иродувании парами октановой смеси. 12,1 кг реакционной мочевины (35,6% мочевины, 53,4% биурета, 10,2% циануровой кислоты и 0,8% триурета и других продуктов пиролиза), суспендированной в смеси октанов, вводят постепепно в течение 50 час, сохраняя общее количество мочевины в реакторе ниже 20% от общего количества твердых частиц. Продукт удаляют с определенной скоростью, чтобы поддерживать требуемое постоянное количество твердых частиц в реакторе. Получают 10,5 г продукта, содержащего 70% биурета, 12,1% мочевины, 12,9% циануровой кислоты и 5% триурета и других продуктов пиролиза. Кроме того, в реакторе находится 7,02 кг твердого остатка, содержаHiero 13,4% мочевины, 66,2% биурета, 13% циануровой кислоты и 7,4% триурета и других продуктов пиролиза, который можпо использовать в качестве затравки после добавления сырой реакционной мочевины для носледующего пиролиза. Во время опыта 0,63 кг выделившегося аммиака удаляют при продувке наром. Предмет изобретения 1.Способ получения биурета путем пиролиза мочевины, отличающийся тем, что, с целью увеличеиия выхода целевого продукта, пиролизу подвергают частично ниролизованную мочевину, содержащую до 57 вес. % биурета, в смеси с продуктом пиролиза мочевины, содержащего не менее 60 вес. % биурета, прпчем содержанне мочевины в смеси не превышает 20 вес. %, в присутствии жидкого углеводородного носи геля с последуюи1им выделением целевого продукта известным снособом. 2.Способ но н. 1, отличающийся тем, что ироцесс проводят при 100-150°С. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкого углеводородного носителя используют Ся-С12-алкап с прямой или разветвленной цепью. 4. Способ но н. 1, отличающийся тем, что берут исходную смесь продуктов пиролиза мочевины и жидкий углеводородный носитель в весовом соотношении 5 : 95-60 : 40.