Harnstoffproduktion
Hochdruckpumpen für die Produktion wichtiger Chemikalien
Harnstoff (Urea) zählt zu den wichtigsten und meistproduzierten Chemikalien weltweit, das Produktionsvolumen beträgt circa 200 Millionen Tonnen pro Jahr. Eingesetzt wird er hauptsächlich als Stickstoff-Dünger, darüber hinaus gibt es aber zahlreiche weitere Anwendungsgebiete. Harnstoff ist ein viel genutzter Ausgangsstoff für die chemische Industrie, etwa bei der Herstellung von Polymeren, Melamin, Harzen, Klebstoff und Leimen. Bei der Abgasnachbehandlung in Kraftwerken und Verbrennungsmotoren wird Harnstoff zur Reduktion von giftigen Stickoxiden eingesetzt (Stichworte: AdBlue, SCR, DeNOx, DEF). Als Feuchtigkeitsfaktor findet Harnstoff in sehr vielen Kosmetika Anwendung, die Pharmazie nutzt ihn ebenfalls als Wirkstoff. Durch die wachsende Weltbevölkerung wird die Nachfrage in den kommenden Jahren weiter steigen.
Im Herstellungsprozess sind flüssiges Ammoniak und Karbamat zu fördern. Diese Aufgabe übernehmen URACA Hochdruckpumpen. Sie besitzen einen hohen Wirkungsgrad und erfüllen zuverlässig die Anforderungen der kritischen Chemikalien.
Unsere Leistungen für Ihren Vorteil
- große Anlagenkapazitäten von 5000 MTPD realisierbar
- URACA besitzt über 70 Jahre Erfahrung in diesem Bereich
- robuste, langlebige Hochdruckpumpen
- maximale Standzeiten von Verschleißteilen
- zuverlässiger Betrieb dank konservativer Auslegung der Pumpen
- geringe Belastung der bewegten Bauteile
- wartungsfreundliche Konstruktion
- sehr hohe Wirkungsgrade
- einfache Regulation der Fördermenge per Drehzahl möglich
Der Herstellungsprozess
Für den Herstellungsprozess von technischem Harnstoff kommen Ammoniak und Kohlenstoffdioxid im sogenannten Haber-Bosch-Verfahren zum Einsatz. In einem Hochdruckreaktor reagiert das Ammoniak in einer exothermen Reaktion mit dem Kohlenstoffdioxid zu Ammoniumkarbamat. Karbamat stellt eine Zwischenstufe im Herstellungsprozess dar und reagiert in einem weiteren Prozessschritt endotherm zu Harnstoff und Wasser.
Um Ammoniak und das Zwischenprodukt Karbamat in den Reaktor zu pressen, ist hoher Druck notwendig. Die Hochdruckpumpen müssen Betriebsdrücke von 140 bis 240 bar liefern. Gleichzeitig erfordern große Anlagen Ammoniak-Fördermengen von 2.000 Liter pro Minute und mehr.
Die Pumpen arbeiten im harten 24-Stunden-Dauereinsatz und dürfen über lange Zeiträume nicht ausfallen. Das Karbamat ist sehr aggressiv und korrosiv. Zum flüssigen Verpumpen ist eine hohe Temperatur von bis zu 130 °C erforderlich. Ein Auskristallisieren des Fördermediums in den Dichtungsbereichen ist unbedingt zu verhindern.
Die Konstruktion der Ammoniak-Pumpe muss den besonderen Eigenschaften des Flüssiggases Rechnung tragen. Flüssiges Ammoniak besitzt schlechte Schmiereigenschaften und hat im Vergleich zu Wasser eine höhere Kompressibilität. Extrem wichtig ist die Betriebssicherheit. Bei einem Austritt von Ammoniak entsteht ein riesiges Gasvolumen, das Sauerstoff verdrängt und die Umgebung vereist. Dies stellt ein extremes Risiko für alle Personen in der näheren Umgebung dar.
Als eine der wichtigsten Chemikalien überhaupt findet Harnstoff in sehr vielen Bereichen des täglichen Lebens Verwendung:
- Stickstoffdünger – sichert die Ernährung der Weltbevölkerung und basiert auf Harnstoff
- Abgasnachbehandlung in Verbrennungsmotoren und Industrieanlagen –in den Abgasstrom eingespritzter Harnstoff (AdBlue®) reduziert die giftigen Stickoxide
- Chemische Industrie –Harnstoff ist Ausgangsstoff vieler Herstellungsprozesse (z.B. Melamin, Leime, Harze und Bindemittel für die Holzindustrie)
- Weitere Verwendungen: Zusatz in Futtermitteln, Ersatz für Streusalz, Stabilisator in Lebensmitteln oder Feuchtigkeitsspender in Kosmetika
