Способ очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида

 

Изобретение относится к каталитической очистке сжаты газов от горючих примесей , в частности к очистке диоксида 2. углерода при получении карбамида из аммиака . Цель - снижение энергетических затрат и металлоемкости оборудования. Очистку ведут путем компримирован.ия исходного диоксида углерода до 5-28 кг/см2 и последующего окисления примесей в нагретом за счет компрессии газе над палладийсодержащим катализатором при 155-172° С. Затем осуществляют многоступенчатую компрессию очищенного газа до давления в зоне синтеза при снятии выделяющегося тепла охлаждением газа оборотной водой между ступенями компрессии. Указанные условия позволяют исключить затраты тепла на предварительный подогрев диоксида углерода, подаваемого в реактор окисления, по сравнению с известным способом. Снижается количество теплообменной аппаратуры . (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В 8- /, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815228/04 (22) 16,04.90 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (71) Гродненское производственное объединение "Азот" им. С.О.Притыцкого (72) В.И.Лаврушко, И,А.Юрша, А.В,Матушкин, В.Н.Ницкая и А,В,Курайшевич (53) 661.97:66.074(088,8) (56) Кучерявый В.И., Лебедев В.В. Синтез и применение карбамида. — Л.: Химия, 1970, с. 231.

Технологический регламент производства карбамида. — М.: Союзазот., 1984, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА 07 ГОРЮЧИХ ПРИМЕСЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРБАМИДА (57) Изобретение относится к каталитической очистке сжатых газов от горючих примесей, в частности к очистке диоксида

Изобретение относится к очистке углерода от горючих примесей (Нг, СО, СН4) и может быть использовано в производстве карбамида.

Известны способы очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве . карбамида на катализаторах при 80-250 С, давлении 0,01 — 2 кг/см при стехиометрическом количестве кислорода по отношению к количеству горючих примесей, В присутствии в очищенном газе метана для реакции необходима температура выше 250 С. При этом входящий в каталитический реактор поток газа подогревается выходящим потоком газа.

Недостатком способа является низкая степень очистки газа при относительно не высоком содержании горючих и в присутствии метана, поскольку тепла реакции в этом

БАУ,, 1728231 А1 (s>)s С 07 С 273/04, С 01 В 31/20 углерода при получении карбамида из аммиака, Цель — снижение энергетических затрат и металлоемкости оборудования, Очистку ведут путем компримирования исходного диоксида углерода до 5-28 кг/cM и последующего окисления примесей в нагретом за счет компрессии газе над палладийсодержа щим катализатором и ри 155-172"

С. Затем осуществляют многоступенчатую компрессию очищенного газа до давления в зоне синтеза при снятии выделяющегося тепла охлаждением газа оборотной водой между ступенями компрессии. Указанные условия позволяют исключить затраты тепла на предварительный подогрев диоксида углерода, подаваемого в реактор окисления, по сравнению с известным способом. Снижается количество теплообменной аппаратуры. случае недостаточно для подогрева исходного газа до оптимальной температуры.

Наиболее близким к изобретению является способ получения карбамида, включающий выжигание горючих примесей из диоксида углерода на палладийсодержащем катализаторе.

Процесс выжигания примесей из диоксида углерода осуществляют при 150-350

С и давлении, близком к атмосферному (0,136-0,544 кг/GM ). Диоксид углерода пе2 ред подачей в каталитический реактор подогревается в паровом подогревателе и рекуператоре. Затем очищенный газ подвергается многоступенчатому компримированию до 150 — 200 кг/см со снятием тепла, г выделяющегося при его компримировании между ступенями оборотной водой.

1728231

Недостатком известного способа является необходимость предварительного подогрева диоксида углерода перед очисткой до температуры реакции, что удорожает процесс, Цель изобретения — повышение экономичности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки диоксида углерода в производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением с предварительной каталитической очисткой диоксида углерода от горючих примесей окислением кислородом при повышенных температурах с последующим его компримированием до давления синтеза карбамида, Очистку диоксида углерода от горючих примесей проводят после его компримирования перед синтезом карбамида при давлении 5 — 28 кг/см с использованием для г очистки тепла компримирования. Существенным отличием от известного способа является изменение технологической схемы производства карбамида, а именно проведение каталитической очистки диоксида углерода после компримирования, Тепла компримирования газа достаточно для начала реакции выжигания горючих примесей, что дает возможность отказаться от эксплуатации теплообменника и рекуператора и снизить затраты тепла для подогрева газа.

Предлагаемый способ очистки диоксида углерода в производстве карбамида отличается тем, что процесс очистки диоксида углерода проводят после предварительной компрессии газа.

Пример 1 (по известному способу). В производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением очистку диоксида углерода от горючих примесей осуществляют перед стадией компримирования.

Диоксид углерода с содержанием горючих примесей 1,15 об, и эквимоллярным содержанием кислорода в расчете на примеси с температурой 45 С поступает в паровой подогреватель и рекуператор, где подогревается до 170 С, и затем поступает в реакторсобъемнойскоростью3500ч при атмосферном давлении. Температура в реакторе 200 С, степень очистки газа от горючих примесей 99,0 . Газ после реактора проходит рекуператор, охлаждается оборотной водой до 45 С и поступает на многоступенчатое компримирование для подготовки его к синтезу карбамида. Тепло, выделяющееся при компримировании газа, снимается оборотной водой. При этом температура газа понижается со 135 до 45 С, 5

Пример 2. В производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением диоксида углерода состава, об.ф,: Н

1,2- 0,7;Аг+ 02 0,94-0,64;Nã 2-3;СО не более 0,5; метан не более 0,02; С02 95,9—

96;7 после дополнительной дозировки кислорода в эквимолекулярном количестве(150 м на 1800 м газа указанного состава) к содержанию горючих примесей при 45 С поступает на компримирование, сжимается до давления 5 кг/см и нагревается до 134

С за счет сжатия, затем поступает в реактор.

На катализаторе марки ПК-ЗШ при давле9 нии 5 кг/см, обьемной скорости 3500 ч и температуре 170 С {увеличение температуры в слое за счет экзотермичности реакции дожига) степень очистки диоксида углерода от горючих примесей составляет 99,9 .

Очищенный газ состава, об, /,; метан 0,01;

Аг + Ог 0,66 — 0,96; Nz 2,2 — 3,4; СОг 95,64 —.

97,17, охлаждается оборотной водой в теплообменном оборудовании до 30 С и направляется на последующие ступени компрессии, где сжимается до давления синтеза карбамида 153 кг/см, Пример 3. Аналогичен примеру 2, но давление в реакторе 12 кг/см, температура газа на входе в реактор 125 С, температура в слое катализатора 155 С. Степень очистки газа составляет 100, Пример 4, Аналогичен примеру 2, но давление в реакторе 28 кг/см, температура газа на входе в реактор 138 С, температура в слое катализатора 172 С. Степень очистки газа составляет 1007.

Осуществление процесса указанным способом исключает необходимость предварительного подогрева СО газа и применения теплообменного оборудования, так как используется тепло, выделяющееся при компримировании газа. Кроме того, повышается эффективность очистки, так как процесс ведется при более низких температурах, Нижний предел давления определяется достигаемой степенью очистки при температуре, которую приобретает газ в результате компримирования (125 — 138

С), верхний — затратами на аппарат рное оформление процесса. Выше 28 кг/см вести процесс нецелесообразно поскольку повышаются требования к оборудованию, работающему под давлением, что удорожает процесс очистки, а также ухудшаются механические свойства испол ьзуемых катализаторов.

Выжигание горючих примесей s производстве карбамида является актуальным, поскольку способствует повышению безопасности проведения процесса на установках карбамида, Кроме того, наличие

1728231

20

35

50

Составитель Г.Степанова

Редактор Н.Бобкова Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 1378 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 горючих примесей исключает возможность подачи чистого кислорода на пассивацию колонны синтеза карбамида. Подача же воздуха приводит к вводу в систему инерта— азота, что приводит к падению мощности установок карбамида на 8 — 10 Р.

Формула изобретения

Способ очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода путем предварительного нагрева газа и окисления примесей кислородом на палладийсодержащем катализаторе при повышенной температуре с последующей. многоступенчатой компрессией очищенного газа до давления в зоне синтеза при снятии выделяющегося тепла охлаждением газа оборотной водой

5 между ступенями компрессии, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат и металлоемкости оборудования, исходный диоксид углерода компримируют до 5 — 28 кг/см, нагретый г

10 при компрессии газ подают на окисление, которое ведут при 155-172 С, затем очищенный газ охлаждают и направляют на последующие ступени компрессии,