Harnstoffsynthese
Harnstoff ist ein wichtiger Grundstoff für zahlreiche Industriezweige. Aufgrund seines hohen Stickstoffgehaltes wird Harnstoff als Düngemittel sowie als Futtermittelzusatz in der Landwirtschaft eingesetzt. Eine weitere wichtige Rolle spielt Harnstoff in der chemischen sowie pharmazeutischen Industrie. Hier findet Harnstoff Anwendung bei der Herstellung von Harzen und Melamin oder in Körperpflegeprodukten (Zahnpasta, Hautpflegeprodukten).
Die Herstellung von Harnstoff erfolgt direkt im Verbund mit der Ammoniaksynthese, da die Ausgangsstoffe flüssiger Ammoniak sowie Kohlenstoffdioxid sind. Die Kombination beider Verfahren ermöglicht eine ressourcensparende Produktion. Das inline Messverfahren LiquiSonic®ermöglicht die Harnstoff-Konzentrationsmessung zu jedem Zeitpunkt und gewährleistet eine optimale Fahrweise der Harnstoffproduktion.
LiquiSonic® Schallgeschwindigkeitsmessung in Harnstoff
Anwendung
Harnstoff kann durch zahlreiche Verfahren hergestellt werden. Eine technische Synthesemöglichkeit für Harnstoff ist die thermische Umwandlung von Ammoniumcarbamat, welches aus Ammoniak NH3 und Kohlenstoffdioxid CO2 bei einer Temperatur von 200 °C und einem Druck von 130 bis 200 bar gewonnen wird.
Das Reaktionsgemisch (Harnstoff und Ammoniumcarbamat) wird auf Atmosphärendruck entspannt und in Destillierkolonnen bei 70 °C von Ammoniumcarbamat befreit. Da die Umsetzung nicht vollständig verläuft, wird in der Reaktionslösung noch vorhandenes Ammoniumcarbamat durch Strippen mit CO2 in die Ausgangsstoffe NH3 und CO2 zerlegt und diese werden wieder in den Reaktor zurückgeführt. Die Harnstofflösung wird eingedampft und der Harnstoff unter Vakuum auskristallisiert. Für die Weiterverarbeitung wird der auskristallisierte Harnstoff zentrifugiert und getrocknet.
Einbau
Die LiquiSonic® Tauchsensoren können leicht am Ausgang des Zersetzers installiert werden, typischerweise in DN80 Rohrleitungen. Die robuste Sensorkonstruktion und die Wahl von Sonderwerkstoffen, sichern lange Prozessstandzeiten des Systems. Der LiquiSonic® Controller 30 kann mit bis zu 4 Sensoren verbunden werden. So ist es möglich zeitgleich mehrere Messstellen zu überwachen.
Typischer Messbereich:
Konzentrationsbereich: 0 bis 100 m%
Temperaturbereich: -10 bis 140 °C
Kundennutzen
LiquiSonic®reduziert zeitintensive Labormessungen:
- Zeitaufwand: 1 h pro Tag
LiquiSonic®gewährleistet eine ressourcensparende und optimale Synthese und steigert die Produktion.
Die Qualitätskontrolle des Harnstoffes ist für die Weiterverarbeitung von enormer Bedeutung. LiquiSonic® ermöglicht die Bestimmung der Harnstoffkonzentration zu jedem Zeitpunkt für eine lückenlose Dokumentation und für die Einhaltung einer gleichbleibenden Produktqualität. Bei Störungen und Abweichungen kann sofort reagiert werden.
