Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

URBAN UREA CYCLE (URURCI) A probléma maga A probléma maga.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "URBAN UREA CYCLE (URURCI) A probléma maga A probléma maga."— Előadás másolata:

1 URBAN UREA CYCLE (URURCI) A probléma maga A probléma maga

2 A probléma számokban Budapesten éves szinten 22,000 tonna karbamid kerül a csatornahálózatba a vizelettel (30 g/fő/d) Budapesten éves szinten 22,000 tonna karbamid kerül a csatornahálózatba a vizelettel (30 g/fő/d) Ennek piaci értéke: 2,2*10 9 HUF (2,2 milliárd Ft) Ennek piaci értéke: 2,2*10 9 HUF (2,2 milliárd Ft) N eltávolításra az FCsM Rt. évi 5,5*10 9 HUF-t költ N eltávolításra az FCsM Rt. évi 5,5*10 9 HUF-t költ (0,5 Mio szennyvíz m 3 /d, és 30 Ft/m 3 N kezelési költség) (0,5 Mio szennyvíz m 3 /d, és 30 Ft/m 3 N kezelési költség) Ez így együtt: 7,7 milliárd HUF/év MI VÁLASZT EL MINKET ETTŐL A PÉNZTŐL??? MI VÁLASZT EL MINKET ETTŐL A PÉNZTŐL???

3 Ne hagyjuk ammóniummá alakulni az értékes molekulát ! (2 probléma) A lebomlás megakadályozása A lebomlás megakadályozása Az urea eltávolítása a nyers szennyvízből, még a biológiai tisztítóegységek előtt Az urea eltávolítása a nyers szennyvízből, még a biológiai tisztítóegységek előtt

4 Húgysav A húgysav (ureát) a madarak és hüllők N katabolizmusának végterméke. (Bár szintézise energiaigényes, a vízveszteség minimalizált. Általában a nagyon száraz körülmények között élő állatok kényszerülnek így megszabadulni a N feleslegtől. (kengurupatkány). A húgysav (ureát) a madarak és hüllők N katabolizmusának végterméke. (Bár szintézise energiaigényes, a vízveszteség minimalizált. Általában a nagyon száraz körülmények között élő állatok kényszerülnek így megszabadulni a N feleslegtől. (kengurupatkány).

5 Az urea (karbamid) ciklus

6 Mi történik az ureával a csatornában? (NH 2 ) 2 CO + 2H 2 0 Urea víz 1. Lépés: Urea hidrolízis Ureáz (NH 4 ) 2 CO 3 Ammónium karbonát 2. lépés (NH 4 ) 2 CO 3 + 2H + 2 NH 4 + CO 2 + H 2 0 Ammónium karbonát + 3. Lépés: pH függő egyensúly beállása NH 4 + OH - NH 3 + H 2 O +

7 1. probléma: A karbamid lebomlásának megakadályozása Ureáz enzim időleges gátlása (N-(n-butyl) tiofoszfor triamide (NBPT), 4-amino-o-krezol és -m-krezol Ureáz enzim időleges gátlása (N-(n-butyl) tiofoszfor triamide (NBPT), 4-amino-o-krezol és -m-krezol Csapadékképzés a csatornahálózatban (karbamid- aldehid kondenzátumok: metil-karbamid láncok ) Csapadékképzés a csatornahálózatban (karbamid- aldehid kondenzátumok: metil-karbamid láncok ) Biuret képzés → Biuret képzés → Műgyanta képzés (aminoplasztok) Műgyanta képzés (aminoplasztok) Nehezebben biodegradálható vegyület képzése a csatornahálózatban (a képen: nyugtató) Nehezebben biodegradálható vegyület képzése a csatornahálózatban (a képen: nyugtató)

8 A lassított vagy gátolt urea bomlás problémái Hidraulika (napszakosan változó ritmusok) Hidraulika (napszakosan változó ritmusok) Időkorlátok (tartózkodási idők) Időkorlátok (tartózkodási idők) Biokémiai/mikrobiológiai problémák (a keletkező anyag nem lehet tartósan inhibitor vagy biocid hatású) Biokémiai/mikrobiológiai problémák (a keletkező anyag nem lehet tartósan inhibitor vagy biocid hatású) A képződő vegyület egyszerű művelettel eltávolítható legyen a nyers (előülepített) szennyvízből A képződő vegyület egyszerű művelettel eltávolítható legyen a nyers (előülepített) szennyvízből Ne okozzon korróziót, dugulást, stb. Ne okozzon korróziót, dugulást, stb.

9 2. probléma: az urea (vagy származékai) eltávolítása a nyers szennyvízből Mikroszűrés (amennyiben csapadék) Mikroszűrés (amennyiben csapadék) Ioncsere (amennyiben töltött molekula) Ioncsere (amennyiben töltött molekula) Egyszerűbb adszorberek (amennyiben polimer) Egyszerűbb adszorberek (amennyiben polimer) Szintézis módszerek megfordítása (de akkor ammónium kezelés szükséges, pl. katalitikus utóégetés) Szintézis módszerek megfordítása (de akkor ammónium kezelés szükséges, pl. katalitikus utóégetés) Ülepítés (ha elegendően nagy és súlyos a csapadékrészecske) Ülepítés (ha elegendően nagy és súlyos a csapadékrészecske)

10 Karbamid acilezése NH 2 CONH 2 + Me 2 CH-CHBr-COBr → NH 2 - CO-NH-CO-CHBr bromurál + CH 2 Me 2 + HBr NH 2 CONH 2 + Me 2 CH-CHBr-COBr → NH 2 - CO-NH-CO-CHBr bromurál + CH 2 Me 2 + HBr NH 2 CONH 2 + EtOOC-CH 2 -COOEt + NaOEt → barbitursav alloxán (B12 vitamin szintéziséhez használják) NH 2 CONH 2 + EtOOC-CH 2 -COOEt + NaOEt → barbitursav alloxán (B12 vitamin szintéziséhez használják) dialkil-malonészterekkel ugyanígy készülnek a barbiturát nyugtatók: dialkil-malonészterekkel ugyanígy készülnek a barbiturát nyugtatók:

11

12 Ha nem csak megszabadulni akarunk a telepre érkezett ureától... Biodegradálható termoplasztikok gyártása (műveleti leírás: Uppsala, 2007) Biodegradálható termoplasztikok gyártása (műveleti leírás: Uppsala, 2007) Urea-zsírsav komplexek képzése (by Bengen, (German Patent Appl. OZ 12438, 1940) kristályos zárványok Urea-zsírsav komplexek képzése (by Bengen, (German Patent Appl. OZ 12438, 1940) kristályos zárványok

13 Karbamid-formaldehid (FORMURIN) Legelterjedtebb kondenzátum, mely különböző márkanéven: Ureaform, Nitroform, Formurin, stb. ismert. A lassan ható N-műtrágyák oldhatósága az aktivitási indexszel (A i ) jellemezhető: A i =[(N h %- N f %)/N h %]*100, ahol: N h %= hideg vízben oldhatatlan N%, N f %= forró vízben oldhatatlan N%. Izobutilidén- dikarbamid (IBDU) a karbamid és az izobutiraldehid kondenzációjával előállítható műtrágya. Krotonilidén- dikarbamid (CDU) Legelterjedtebb kondenzátum, mely különböző márkanéven: Ureaform, Nitroform, Formurin, stb. ismert. A lassan ható N-műtrágyák oldhatósága az aktivitási indexszel (A i ) jellemezhető: A i =[(N h %- N f %)/N h %]*100, ahol: N h %= hideg vízben oldhatatlan N%, N f %= forró vízben oldhatatlan N%. Izobutilidén- dikarbamid (IBDU) a karbamid és az izobutiraldehid kondenzációjával előállítható műtrágya. Krotonilidén- dikarbamid (CDU) A karbamid-aldehid alapú műtrágyák előállítása költséges, ezért csapadékosabb országokban használják A karbamid-aldehid alapú műtrágyák előállítása költséges, ezért csapadékosabb országokban használják

14 Faipari ragasztók A karbamidgyanták ragasztóképessége és tapadása igen jó, vízzel és nedvességgel szembeni ellenálló képessége kielégítő. Hátrányos tulajdonsága a viszonylagos ridegség, melynek csökkentésére töltő- és nyújtóanyagokat (őrölt cellulóz, ipari rozsliszt stb.) alkalmaznak. A víz- és főzésállósági tulajdonság javítása melamingyanta bekeverésével lehetséges. Az amingyanták, ezen belül is a karbamid-formaldehid műgyanták felhasználása széles körű: faforgácslap és pozdorjalap gyártásához, rétegelt lemezek készítéséhez, farostlemezek ragasztásához alkalmazhatók.

15 Karbamid műtrágya Wöhler,1828 Wöhler,1828 Hatóanyag-tartalom: 46,6 % (m/m) Hatóanyag-tartalom: 46,6 % (m/m) Előnyös tulajdonságok (ár, nagy hatóanyag- tartalom, kis higroszkóposság) Előnyös tulajdonságok (ár, nagy hatóanyag- tartalom, kis higroszkóposság) Vízben jól oldódik, hidrolizál Vízben jól oldódik, hidrolizál NH 2 -CO-NH 2 + H 2 O  2 NH 3 + CO 2 NH 2 -CO-NH 2 + H 2 O  2 NH 3 + CO 2 Széles körű felhasználás (paraffinmentesítés, hidrazin előállítás, műanyagipar, hyperol) Széles körű felhasználás (paraffinmentesítés, hidrazin előállítás, műanyagipar, hyperol)

16 Karbamid előállítása Néhány módszer: Néhány módszer: - kalcium cián-amid hidrolízise: - kalcium cián-amid hidrolízise: CaCN H 2 O  (NH 2 ) 2 CO + Ca(OH) 2 CaCN H 2 O  (NH 2 ) 2 CO + Ca(OH) 2 - ammónia és karbonil-szulfid reakciója: - ammónia és karbonil-szulfid reakciója: 2 NH 3 + COS  (NH 2 ) 2 CO + H 2 S 2 NH 3 + COS  (NH 2 ) 2 CO + H 2 S - ammónia és szén-dioxid reakciója: - ammónia és szén-dioxid reakciója: 2 NH 3 + CO2  (NH 2 ) 2 CO + H 2 O 2 NH 3 + CO2  (NH 2 ) 2 CO + H 2 O

17 Karbamidszintézis 1. Ammónium-karbamát képződés: 1. Ammónium-karbamát képződés: CO NH 3  NH 2 -CO-O-NH 4 CO NH 3  NH 2 -CO-O-NH 4  H r = - 157,8 kJ/mol  H r = - 157,8 kJ/mol 2. Ammónium-karbamát dehidratációja: 2. Ammónium-karbamát dehidratációja: NH 2 -CO-O-NH 4  NH 2 -CO-NH 2 + H 2 O NH 2 -CO-O-NH 4  NH 2 -CO-NH 2 + H 2 O  H r = + 32,2 kJ/mol  H r = + 32,2 kJ/mol


Letölteni ppt "URBAN UREA CYCLE (URURCI) A probléma maga A probléma maga."

Hasonló előadás


Google Hirdetések