KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
RAZRED 75 (2)
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1. JUNA 1927.
PATENTNI SPIS ST. 4295.
Dr. Victor Ehrlich, Dr. Aladar Doboczky in Tvornica za dušik
d. d., Ruše, Slovenija.
Postopek za izdelovanje karbamida iz apnodušika.
Prijava z dne 12. avgusta 1925.	Velja od 1 junija 1926.
Pri izdelovanju karbamida iz apnodušika treba po znanih delovnih načinah razlikovati tri ločene faze procesa:
a)	Izdelovanje cyanamidove raztopine.
To se vrši tehnično z obdelavo apnodušika v vodnatem glenu po ogljikovo kiselino vsebujočih plinih, pri čemur prestane v glenu celokupno apno apnodušika kot kalcijev karbonat poleg drugih netopkih onečistin.
b)	Presnova cyanamida v vodnati raztopini v karbamid pri primestitvi vode. Ta reakcija se izvrši v navzočnosti katalizatorjev. Kot taki so se prej uporabljale večinoma trdne snovi, v novejši dobi služijo kot katalizatorji raznovrstne kisline v različni koncentraciji.
c)	Izparjenje več ali manj razredčene kar-bamidove raztopine v svrho pridobivanja trdnega karbamida.
Za obdelavo ogljikovo kiselino se uporabljajo prednostno kar najbolj visoko koncentrirani plini, ki morajo biti poceni na razpolago. V cyanamidovo raztopino ne more preiti dušik, vsebovan v apnodušiku, ker vsebuje, kakor znano, apnodušik samo 90—95°/o-ov dušika kot cyanamid. Ostanek je v vodi neto-pek. Pa tudi razsebitev glena od lužnice, t. j. od topkega dušika, ne more biti tehnično čisto popolna, tako da preostane pri razsebitvi v glenu en del, če tudi majhen topkega dušika.
Pri presnovi cyanomidove raztopine v navzočnosti kislin se dela po znanih postopkih z žvepleno kislino pri temperaturah, ki leži med 70—120° C. Pri tem se moraju pridodati razmeroma velike množine kislin, ki odgo-
varajo v najugodnejšem slučaju 10°/o-om množine ekvivalentne karbamidu, večinoma pa so večje. Akose hoče delati z nizko koncentracijo, potem se presnovi dosedaj znanih postopkih pod tlakom. Ti postopki zahtevajo torej bodisi porabo kislin, prihajajoče v poštev za produkci-ske stroške, ali pa drago aparativno uredbo.
Končno tudi izparjenje ni zelo enostavna stvar, to pa zato, ker karbamidna raztopina napada posodni materijal, vsled česar se tu ne morejo uporabljati običajne železne aparature, potem pa tudi vsled tega, ker nastopajo pri izparjenju pod običajnim tlakom znatne izgube vsled razkrojenja karbamida deloma ob tvorbi amonsoli, deloma ob od-kolu plinastega amoniaka. Tvorba amonsoli je naravno tim večja, čim višja je uporabljena kislinska koncentracija. Večkrat se vsled tega predlaga izparjenje v vakuumu, vsled česar zopet nastane oodraženje aparature.
Prijavile! so zdaj dosegli s svojimi deli na deli na tem polju bistvene tehnične napredke v izdelovanju karbamida. Z njihovimi poskusi je bilo ugotovljeno, da se more doseči pod gotovimi pogoji popolno presnovo cyana-mida v karbamid tudi pri zelo nizkih kislinskih koncentracijah in pri običajnem tlaku, kar se je dosedaj zdelo še nemogoče. Ako se namreč dela pri temperaturah, ki leži pod 100°C, najboljše med 50 in 70°, tedaj se lahko doseže pri običajnem tlaku s kislinskimi koncentracijami, ki jim ni treba prekoračiti 3°/o teorelične množine, popolno presnovo v kar-bamid. Ta presnova zahteva potem 24—48
Din- 10,-
ur, vendar se igra to nobene v poštev pri-hajoče vloge, vsled niske cene potrebnih naprav.
Nadalje so prijavile! tako izobličili postopek, da se zgodi ta presnova, vršeča se pri 50—70°, med istočasnim vedenjem ne-oksi-diiajočih plinov, vsled Časar se more doseči vnotraj časa presnove poplno izparjene raztopine. Ako so za ta delovni postopek na raz' polago topli plini, potem odpade samo posebi umevno zunanji dovod toplote. To ima s stališča reakcije ta ugodni učinek, da je izjednačeno proti koncu presnove vsled tvorbe amonsoli sicer nastopajoče in moteče zmanjšanje kislinske koncentracije; to ima za posledico skrajšanje reakciskega trajanja. Delovni način ima nadalje to veliko prednost, da se izvrši isparjenje istočasno in v isti aparaturi kakor presnova, da se nadalje izvrši presnova popolnoma brez izgub in brez razvijanja amonijaka in z zelo maledkostno tvorbo amonsoli v iznosu 1—2V0 množine dušika. Potem se dobi pri ohlajanju raztopine neposredno trden karbamid.
Izobličenje potrebne aparature se more izvršiti na različne načine, samo treba je svrhi primerno skrbeti za to, da so dotikalne površine med raztopino in plini čim večje; tako se more dovesti raztopina plinom nasproti tudi v fino porazdeljenem stanju. Po drugi strani pa se dajo plini v krožnem procesu seveda večkrat ukoristiti.
Nadaljna prednost leži v tem da se more izdelati surovi karbamid v nasprotju s produkti znanih postopkov zelo čist in praktično prost amonijaka. Gorka, visoko koncentrirana karbamidova raztopina se namreč more s filtracijo razsebiti od onečistin (kalcijevih soli), ki so se pri izparenju še izoborile. Kristalna kaša, ki nastaje po ohlajenju, se da potem razsebiti na pr. s centrifugiranjem v čiste kar-bamidove kristale in v karbamidovo lužo-ma-tico, pri čemur se pridobiva 60—70% dušika kot trden karbamid, ostanek kot luža-matica, kakoršno je pač izparjenje. Ako se nato luža-matica vvede nazaj v proces, na pr. kot nasedna voda pri karbonatiziranju apnodu-šika ali pa tudi v kateri poznejši fazi procesa potem se da pridobivati v trajnem obratu ipak celokupni dušik kot trden, čist karbamid.
Kakor je bilo uvodoma omenjeno, preostane v apnodušikovem glenu en del v apno dušiku vsebovanega dušika v večjem delu v netopki, v manjšem delu v topki obliki. Na-daljni bistven razvoj postopka obstoji v tem, da se prevedejo vlažni apnodušikovi gleni po prejšnjem postopku prijavilcev z obdelavo z vodno paro in temu sledečima žganjem s kisik-vsebujočimi plini v žgano apno. Pri tem ne odide v odpline samo ogljikova kiselina iz kalcijevega karbonata glena in iz apnodušikovege ogljika, ampak tudi
velik del v glenu vsebovanega dušika v obliki amonijaka. Vsled te poslednje okol' nosti je mogoče v nasprotju z običajnim iz-luženjem hasnovito zvišati splen dišika z ozirom na apnodušik. Razvijajoči se plini se potem uporabijo za karbamidovo reakcijo po zgoraj omenjenem načinu.
Pri tem se more postopati ali na ta način da so pline poprej ohladi in pri tem dovede do izločenja majhne množin amonijaka kot amonbikarbonat ali v obliki katere druge soli, in da se potem uporabijo ohlajeni, ogljikovo kislino vsebujoči plini za karbonatiziranje. Lahko pa se dela tudi tako, da se vodijo vroči, ogljikovo kislino vsebujoči plini naprej v aparaturo za presnovo cyanamidev karbamid. Tu delujejo na zgoraj popisani način. Amonijak, vsebovan v plinih, se vzprejme od kisline presnovne raztopin. Plim, ki so pri tem že močno ohlajeni, gredo potem po vmešnem hlajenju v karbonatizacijo apono-dušika.
Celokupni proces se lahko predoči shematično na naslednji način.
1.	[CaCNs -f C] + CO2 + H2O = H2CN2 + [CaCOs -f C] —3.
2.	H2CN2 -f H2O = C0 (NHa) 2.
3.	[CaCOs -f C] + O2 = CaO + 2C02	1.
Po predležečem postopku se torej pridobi kot postranski produkt žgano apno, razven tega majhne množine amonsoli, vsled česar se izboljša izraba dušika, vsebovanega v apno-dušiku- Aparativna prednost postopka leži v tem, da se je neodvisen od drugih virov ogljikove kisline, nadalje, da se v zelo enostavni aparaturi, brez tlaka, brez vakuuma, prevede presnova in izparjenje v trdni karbamid v enem procesu, dalje, da se prihranijo troški iz-parjenja, t. j. poseben toplinski vir. Ob enem je poraba kot katalizator delujoče žveplene kisline čisto malenkostna. Ta poslednja okolnost ima še to prednost, da je tvorba amon soli, ki se sicer pojavlja pri tvorjenju karba-mida, malenkostna, in da ostane splen, če ne upoštevamo mehaničnih izgub, teoretičen
Patentni zahtevi.
1.	Postopek za izdelavo karbamida iz apno-dušika, označen s tem, da se presnovna reakcija, vršeča se spod vrelne temperature in pri običajnem tlaku, izvrši pri istočasnem vvajanju ne-oksidirajočih plinov.
2.	Postopek po zahtevu I. označen s tem da služijo plini, vvajani pri reakciji, vsled svoje lastne toplotovsebnosti kot plinski vir.
3.	Postopek za izdelavo karbamida iz ap-nodušika, označen s tem, da se pridobivajo plini, ki se imajo uporabiti po zahtevih 1 in 2, s pomočjo razvoja pripadajočega apnodu-
šikovega glena, pri čemur se dvigne istočasno dušikovi splen celega procesa.
4.	Postopek po zahtevu 3, označen s
tem, da se uporabijo plini, ostavljajoči reakcijsko aparaturo, po predhodnem ohlajeniu za karbonatiziranje svežega apnodušika.