Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation ist ein Verfahren zur Abtrennung linearer Paraffine aus Kohlenwasserstoffgemischen durch Bildung von Harnstoff-n-Paraffin-Clathraten. Die Trennung dient hauptsächlich der Erniedrigung des Stockpunkts von Mineralölprodukten, als Nebenprodukte fallen n-Paraffine in hoher Reinheit an. Das Verfahren kann auch bei Fettsäuren und Fettalkoholen angewendet werden.

Prozess[Bearbeiten]

Zur Abtrennung der n-Paraffine aus dem Kohlenwasserstoffgemisch wird dieses mit Harnstoff mit dem etwa 20-fachen molaren Überschuss versetzt. Dieser kristallisiert in einer hexagonalen Kristallstruktur mit ca. 5 Å großen Kanälen. In diese Kanäle lagern sich n-Paraffine ein.[1] Die Clathrate können von den nicht gebundenen Kohlenwasserstoffen abfiltriert werden. Durch Zugabe von heißem Wasser wird die Struktur der Clathrate zerstört und die n-Paraffine werden freigesetzt.

Ist der prozentuale Anteil der n-Paraffine im Gemisch hoch, wird dieses mit einem Lösungsmittel, etwa Methylenchlorid, verdünnt.

Anwendungen[Bearbeiten]

Es wurden zwei industrielle Prozesse entwickelt, in Japan der Nurex-, in Deutschland der Edeleanu-Prozess, die sich durch die Art der Harnstoff-Zugabe sowie des Lösungsmittels unterscheiden.

Die anfallenden n-Paraffine werden mit den gebräuchlichen Prozessen wie dem Cracken oder der Paraffin-Oxidation weiterverarbeitet.

Neben den n-Alkanen können sich auch unverzweigte Fettsäuren mit mehr als vier Kohlenstoffatomen sowie ihre Ester und unverzweigte Fettalkohole in den Kanälen des kristallisierten Harnstoffs einlagern.[1] Eine Abweichung von der geradkettigen Molekülgeometrie, z. B. durch C=C-Doppelbindungen im Molekül, führt zu einer weniger stabilen Einlagerung. So bildet Stearinsäure (C18:0) stabilere Harnstoff-Addukte im Vergleich zur Ölsäure (C18:1 cis-9) oder Linolsäure (C18:2 cis-9, cis-12). Eine Verzweigung im Fettsäuremolekül oder eine Autoxidation im Rahmen des Fettverderbs führen bei den Fettsäuren zu einer großen Abweichung von der geradkettigen Molekülstruktur, so dass diese Verbindungen keine Harnstoff-Addukte bilden. Dies wird im Rahmen der Fettsäure-Analytik zur Abtrennung oder Anreicherung spezieller Fettsäuren verwendet.[2]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Schlüssel-Schloß-Strukturen in der organischen Chemie. In: Wissenschaftliche Nachrichten. 8. Juni 1965, S. 9, abgerufen am 28. Juli 2014.
  2.  Hans-Dieter Belitz, Walter Grosch: Lehrbuch der Lebensmittelchemie. 4. Auflage. Springer Verlag, Heidelberg/Berlin 1992, ISBN 3-540-55449-1, S. 151–155.

Weblinks[Bearbeiten]