Способы получения карбамида.

Производство карбамида.

Карбамид CO(NH₂)₂ – диамид угольной кислоты (мочевина). Это первое органическое вещество,полученное синтетическим путем в 1868 году Велером.

По внешнему виду это белое кристаллическое вещество, уд. вес. 1,335 г/см³, температура плавления 132,4⁰С, хорошо растворимое в воде. Например, при 20⁰С растворимость карбамида составляет 51,8%, а при 120⁰С -95%. При температуре выше 130⁰С карбамид разлагается с выделением аммиака в газовую фазу.Химически чистый карбамид содержит 46,67% азота ().

Химическая промышленность выпускает карбамид двух марок:

Марка «А» -cодержание питатального элемента составляет 46,6%N, биурета менее 0,9%. Применяется для промышленного производства других соединений, а также в сельском хозяйстве.

Марка «Б» - содержит 46%N и 0,9% биурета.

Как минеральное удобрение, карбамид отличается от других азотных туков:

- безбаластностью;

- высоким содержанием азота (46,6%);

- пожаро и взрывобезопасностью;

- более медленно слеживается;

- менее гигроскопично.

Как амидная форма удобрения, карбамид менее подвержен вымыванию из почвы, что связано с быстрым его превращением из амидной в аммиачную форму, а последняя хорошо адсорбируется почвой. Кроме того, карбамид используется для получения сложных минеральных удобрений, а также пластмасс, лаков, клеев.

Способы получения карбамида.

Согласно литературным данным, карбамид может быть получен одним из следующих способов:

1. Из аммиака и фосгена:

2. Из аммиака и серооксида углерода:

3. Гидролизом цианамида кальция - CaCN₂:

Данные способы малоэффективны, токсичны, поэтому они не нашли широкого применения в промышленности.

Основной промышленный способ, основанный на взаимодействии аммиака и углекислого газа, был разработан в 1870г. русским ученым Базаровым А.И.:

Рис. 1. Диаграмма состояния трехфазной системы

Таблица 1

Выход карбамида в зависимости от параметров проведения синтеза (по данным Г.Д. Ефремова, Р.О. Королева и других).

Рис. 2. Значения констант равновесия реакций синтеза карбамида.

Рис. 3. Номограмма М. Фрежака для определения равновесного выхода карбамида в зависимости от температуры, мольного соотношения и добавки воды.

Рис. 4. Диаграмма состояния системы карбамид - карбамат аммония – аммиак при: 1 – 273 К; 2 – 293 К; 3 – 313 К; 4 – 321 К; 5 – 333 К; 6 – 353 К; 7 – 373 К; 8 – 392 К; 9 – 393 К.