Способ получения мочевины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПА|ЕНТУ

" 474!39

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента— (22) Заявлено 11.06.73 (21) 1929884/23-4 (32) Приоритет 12.06.72 (31) 7207940 (33) Нидерл анды

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 23.03.76 (51) М,Кл, С 07с 127/04

fîñóäàðñòâåííûé комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений

l1 OTKPblTHH (53) УДК 661.717. .5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Петрус Иоханнес Корнелис Каазенброод и Иоханнес Дьедоннэ

Мария Ферстеген (Нидерланды) Иностранная фирма

«Уни Фан Кунстместфабрикен Б. В.х (Нидерланды) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЪ|

Изобретение относится к способу получения мочевипы из аммиака и двуокиси углерода.

Известен способ получения мочевипы из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температуре и давлении с последующей противоточпой отпаркой реакционной смеси с помощью газов, например аммиака, двуокиси углерода и рециркуляцией газовой фазы в зону конденсации.

Процесс отпарки осуществляют с подводом тепла при таком давлении, которое обусловлено максимальным температурным уровнем, как правило не выше 180 С, на котором еще возможно подводить необходимое для отпарки тепло. Это давление ниже 200 и обычно составляет 140 — 160 ати.

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, связанная с особыми требованиями, предъявляемыми к узлу. отпарки.

Так при отпарке по известному способу возникает опасность местных перегревов, в связи с чем к отпарной колонне, работающей в условиях интенс коррозии, предъявляются исключительные требования и отпарная колонна представляет собой аппарат сложной конструкции, имеющий развитую поверхность теплообмена.

Целью данного изобретения является уп2 рои ецпе процесса. Это достигается тем, что синтез мочевипы осуществляют при давлении пе ниже 225 ати и отпарке подвергают реакционную смесь с начальной температурой не ниже 205 С в адиабатических условиях.

Процесс отпарки предпочтительно осуществляют в условиях эффективного массообмена.

Одним из предпочитаемых вариантов является процесс, по которому реакционную смесь в виде мелких капель подают в поток газообразной среды, движущейся в противоток.

Вторым предпочитаемым вариантом явля)Б ется процесс, согласно которому реакционная смесь стекает в виде тонкой пленки вдоль нескольких вертикально или наклонно расположенных поверхностей отпарной колонны.

Предлагаемый спосоо имеет много преи20 муществ перед известными.

Так проведение процесса отпарки в адиаоатических условиях значительно упрощает аппаратурное оформление узла отпарки, а

25 давление отпарки пе лимитируется темперагурой теплоносителя. Следовательно, процесс отпаркп можно проводить прп более высоком давлении, чем в известных способах. Это в свою очередь позволяет проводить синтез мо3р чевины также при более высоком давлении

474139 и температуре, что значительно повышает производительность процесса.

Конденсап1ия газовой фазы осуществляется так?ке прп оолсе в,ioоком давлении. I аки» образом, выделгпощееся прн "u:I,IoI!o;IöIIè тепло 11038021ÿI т получать пар в!.!сокпх параметров.

Тепло, необходимое в зоне сшггеза моче вины, мо?кпо получать за счет час!пчпой конденсации газов в зоне конденсации, например па 25 — 60" !, с последующей подачей га зожидкостной смеси в зону синтеза.

На Iepтеже г1pepcтявлее!а пр11!!цпппaль11ая технологическая схема процесса получения мочевины.

B автоклав синтеза 1 при давлении 225—

500 ати и при 195 — 235 С подают через трубопровод 2 аммиак и через трубопровод 3 смесь газа и жидкости, которая содержит карбамат аммония, аммиак, двуокись углерода и воду, в результате чего образуется раствор синтеза мочевины. Условия реакции и загружаемые количества устанавливаются таким образом, чтобы раствор мочевипы выходил из автоклава синтеза с температурой по меньшей мере 205 С. Этот раствор направляется через трубопровод 4 в верхнюю часть колонны 5, где оп в противотоке контактирует с необходимой для синтеза мочевипы двуокисью углерода пли с други» газом, например аммиаком или газом синтеза аммиака, который поступает через трубопровод 6 в нижнюю часть колонны 5. Процесс в колонIII. 5 осуществляется в адиабатических условиях. Время пребывания раствора синтеза мочевипы в колонне 5 подерживается;!о воз»о?кностп коротким, преимущественно менее

10 с, чтобы гидролиз мочевнны во время ректификации оставался в допустимых пределах. Эти два требования — обраоотка противотоком и короткое время пребывания можно выполнить при помощи колонны с орошаемой стенкой, в которой подвергаемый ректификации раствор в виде тонкой пленки течет вдоль нескольких вертикально расположенных пластин.

Можно также раствор синтеза мочевины в колонне разбрызгивать мелкими каплями в противотоке отпарпого газа, Раствор из колонны 5 через трубопровод 7 и редукционный вентиль 8 поступает на стадию низкого давления, где перерабатывается известным способом.

Из колонны 5 смесь газа, состоящая, в основном, из аммиака, двуокиси углерода и водяного пара, поступает через трубопровод 9 в конденсатор 10, в который одновременно подается через трубопровод 11 аммиак, а также раствор карбамата аммония, который поступает через трубопровод 12 нз скруббера 13.

Инертные газы, содержащие некоторое количество аммиака и двуокиси углерода, из автоклава синтеза 1 поступают в скруббер 13, орошаемый раствором карбамата аммония, подводимым через трубопровод 14 со стадии пизкого давления. В конденсаторе 10 конденсируется такая часть подведенной газовой смеси, чтобы получалась смесь жидкости и газа, которая еще содержит столько несконденспровапного аммиака и двуокиси углерода.

IooI;I 1I0c;Ip. смешивания этой смеси с подава1мы» через трубопровод 2 свежим аммиаком «II"IoI<лаве синтеза 1 получался раствор синтеза мочешгпы с требуемой конечной темпе1О ратурой пе пи?ке 205 C.

Вышеизложенное исполнение способа изобретения мо?кет еще упрощаться тем, что образование карбамата аммония и получение мочевипы из этого карбамата аммония про-!

5 изводят в одной установке.

Изобретение не ограничивается такими способами, при которых процесс отпаривания производится при таком же давлении, как и синтез мочевины. В принципе можно также проводить отпаривание при давлении ниже давления синтеза. Но в этом случае перед подачей в зону конденсации требуется сжимать удаляемый в процессе отпаривания газ до давления конденсации.

Пример. Для получения 1000 т мочевипы в сутки требуется 23610 кг/ч 1х?Нз и

30555 кг/ч СО2. Согласно показанной на чертеже установке 14060 кг/ч ХН подают через трубопровод 2 в автоклав синтеза 1, а оставншеся 9550 кг/ч подают через трубопровод 11 в кондепсатор 10. Далее в автоклав синтеза 1 через трубопровод 3 подают газожидкостную смесь, которая имеет температуру 190 С и

15 следу!ощпй состав, кг/ч:

ХН; 57065

С 1-!г 53105

Н,О 17690

Давление, при котором ведут синтез мочевипы, отпарку раствора синтеза мочевины и конденсацию выделенной при отпаривании газовой смеси, составляет 360 кг/см . Температура поступающего в отпарную колонну 5 раствора синтеза мочевины составляет 225 С.

4- Этот раствор имеет следующий состав, кг/ч; .х!Н;.. 42220

СО, 17440

Мочевипа 43860

Н20 30550

5О Он вводится в верхнюю часть колонны 5, которая снабжена вертикально расположенными пластинами, вдоль которых жидкость в виде тонкой пленки течет вниз. В нижнюю часть колонны противотоком поступает 30555 кг/ч СОг с температурой 170 С.

11з колонны 5 отводят раствор следующего состава, кг/ч: .Чочевина 41665

1 120 27590

60 KH„ 12715

С02 14960

Температура раствора составляет 190 С.

Из верхней части колонны 5 отводят газовую смесь состава, кг/ч:

65 ХН2 30750

474139

Предмет изобретения

15390

Составигель Б. Скворцов

Техред T. Миронова

Корректор Е. Рожкова

Редактор Т. Девятко

Заказ 6348 Изд. ¹ 1513 Тираж 529 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCP по делагн изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Рамшская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

СО 34645

Н О 2300

Затем ее подают в конденсатор 10.

Разбавленный раствор карбамата аммония, поступающий со стадии низкого давления, пройдя скруббер 13, имеет следующий состав, кг/ч:

NH3

СО, Н О

Он также подается в конденсатор 10.

В этом конденсаторе образуется 5 т/ч пара с давлением 8 ати.

Способ получения мочевппы пз аммиака и двуокиси углерода прп повыщеннык температуре и давлении с последующей противоточпой отпаркой реакцио1шой смеси с помощью газов, например аммиака, двуокиси углерода, и рециркуляцией газовой фазы в зону конденсации, от,тчаюи1ийся тем, что, с целью

10 упрощения процесса, синтез мочевины осуществляют при давлении не ниже 225 ати и отпарке подвергают реакционную смесь с начальной температурой не ниже 205 С в адиабатических условпяк.