Способ получения мочевины

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МСЧЕВИНЫ из аммиака и двуокиси углерода при 180-220'°С и давлении 130-280 атм, молярном соотношении КН^:СОд, = 3,6:6,0 с вьщелением избыточного аммиака сепарацией плава синтеза при давлении60-120 кгс/см^ с последующей ступенчатой дистилляцией плава, проводимого в токе СО,, при давлении 60- 120 кгс/см^ на первой ступени, конденсацией газов дистилляции первой ступени в двух зонах с образованием рециркулируемого раствора углеаммонийных солей, конденсацией газов дистилляции стадии низкого давления с добавлением воды и образованием раствора углеаммонййных солей, передаваемого в узел конденсации газов высокого давления, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, к раствору углеаммонййных солей, полученному на стадии конденсации газрв дистилляции низкого давления, добавляют аммиак в количестве, необходимом для поддержания в растворе концентрации NHг pl-35% и СО, 28-32%.(Лс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ии 83>

ВСЮ С 07 С 126 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2796127/23-04 (22) 12.07.79 (46) 15.03.84. Бвл. Ф 18 (72) B.È. Кучерявый, Т.M. Богданова, Д.M. Горловский, А.В. Страхова, Г.Н. Зиновьев, А.И. Рысихин, Л.В. Петров, Б.П. Мельников, В.В. Лебедев и К.Н. Синева (53) 661.717.5.0?(088.8) (56) 1. Кучерявый В.И. Лебедев В.В.

Синтез и применение карбамида. Л., "Химия", с. 199-201.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке к"- 2415813/04, кл. С 07 С 126/02, 1977 (прототип).. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСЧЕВИНЫ из аммиака и двуокиси углерода при

180-220 С и давлении 130-280 атм, молярном соотношении NH .СО = 3,6:6,0 с выделением избыточного аммиака сепарацией плана синтеза при давлении

60-120 кгс/см с последующей ступенчатой дистилляцией плава, проводимого в токе СО, при давлении 60120 кгс/см на первой ступени, конденсацией газов дистилляции первой .ступени в двух зонах с образованием рециркулируемого раствора углеаммонийных солей, конденсацией газов дистилляции стадии низкого давления с добавлением воды и образованием раствора углеаммонийных солей, передаваемого в узел конденсации газов высокого давления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, к раствору углеаммонийных солей, полученному на стадии конденсации газов дистилляции низкого давления, добавляют аммиак в количестве, необходимом для поддержания в растворе концентрации NH@

31-35Х и СО, 28-32Х.

f 83922

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода.

Известен способ получения мочевины, так называемый "стриппинг"-процесс, Этот способ характеризуется следующими особенностями: дистилляцию первой ступени проводят в токе

СО при давлении 130-140 кгс/см с утилизацией теплоты конденсации 10 газов дистилляции. Давление в зоне синтеза поддерживают на таком же уровне, как и при дистилляции первой ступени: рециркулируемый раствор углеаммонийных солей (УАС) передают в 15 колонну синтеза самотеком, так что, хотя этот раствор имеет высокую концентрацию и обладает большой коррозионной активностью, осуществление рецикла не вызывает эксплуатационных 20 затруднений. Давление в системе синтеза и дистилляции первой ступени ограничено необходимостью обеспечения удовлетворительной степени отгонки неконвертированных NH> и СО2, 25 а также обеспечения возможности рецикла раствора УАС самотеком. Температура в зоне синтеза 160-180 С и соотношение NH :C0 (2.5-3,0) также ограничены вследствие необходи- 30 мости поддержания реакционной смеси при заданном давлении в жидкой фазе (где образуется основное количество мочевины) . К тому же, в случае, если соот- . ношенче ИН,:СО, пРевышает 3,0,невозможно обеспечить отгонку основной части неконвертированных реагентов, если даже для отпарки использовать все количество СО, необходимое для синтеза мочевины (при большем избытке 40

:ИН,1 в плаве синтеза мочевины в зоне стриппинг-дистилляции заметно проявляется обратный процесс-образование карбамата аммония из NH и СО . Перечисленные ограничения не позволяют поддерживать оптимальные параметры в зоне синтеза мочевины, что снижает удельную производительность реактора синтеза и обусловливает возрастание

его габаритов, металлоемкости и слож-, 50 .ности изготовления L 13, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является способ по55 лучения мочевины с пониженными энергозатратами и уменьшенной металлоемкостью оборудования за счет эффективногб осуществления процесса в зо5 2 не синтеза, Согласно этому способу мочевину синтезируют из аммиака и двуокиси углерода при 160-230 С, давлении .60-400 кгс/см, молярном соотношении ХН . СO =3,6-6,0 с последующей ступенчатой дистилляцией плава синтеза при давлении на первой ступени 60-120 кгс/см, и конденсацией газов дистилляции с образованием рециркулнруемого раствора углеаммонийных солей; при этом перед дистилляцией из плава синтеза выделяют избыточный аммиак сепарацией плава при давлении 60-120 кгс/см, дистийляцию первой ступени проводят в токе СО, газы дистилляции первой ступени конденсируют в двух зонах при избытке СО2 в газовой фазе в первой из этих зон, отсепарированный избыточный NH3 подают во вторую зону конденсации, а раствор углеаммонийных солей перед рециркуляцией в зону синтеза смешивают с жидким аммиаком; плав после Е ступени дистилляции подвергают дистилляции при более низком давлении; раствор мочевины перерабатывают в товарный продукт известными методами, а выделенные при дистилляции низкого давления газы подвергают конденсации с добавлением воды и образованием раствора углеаммонийных солей, который рециркулируют на стадию конденсации газов дистилляции Е ступени Г23.

Способ предусматривает эффективное осуществление процесса в зоне синтеза мочевины при оптимальных условиях (повышенные температура и давление, большой избыток аммиака),эффективную дистилляцию при давлении

60-120 кгс/см и высокую степень утилизации теплоты конденсации газон дистилляции при максимальной температуре.

Однако дистилляция плава при

90 кгс/см осуществляется в большом потоке С02, составляющем 70Х от общего количества, необходимого для синтеза мочевины, Поэтому для конденсации газов дистилляции в двух зонах и разбавления YAC жидким аммиаком при том же давлении требуется большое количество аммиака. Это приводит к появлению большого количества несконденсировавшихся газов, передаваемых на конденсацию прн низких давлениях и соответственно к возрастанию рецикла УАС из узлов конденсации низкого давления в узел конденса839225

П р и и е р. В колонку синтеза 1, в которой поддерживают температуру о

200 С и давление 250 кгс/см, подают 30599 кг/ч МН (поток 2) 32199 кг/ч

СО2 (3) и 130116 кг/ч УАС (поток 4, 32Х СО2, 52X NHg, 16Х Н1) из конденсатора 5 ° Плав 6, выходящий иэ колонны синтеза 1 193827 кг/ч, 14,5Х

СО2, 32,7Х NH3, 32,3X CO (NH2)2

1б 20,57. Н20), дросселируют до 90 кгс/см и подают в сепаратор 7. Раствор 8 иэ сепаратора 7 (157285 кг/ч, l2,4Х

СО2, 22,5Х ННЗ, 25,27. Н20, 39.9Х СО (NH2) поступает B колонну дистилляции 9 I ступени, где при том же давлении и при 165-175 С его подвергают дистилляции в токе СО2 (поток 10, О 13800 кг/ч). Раствор 11 из. колонны и дистилляции 9 (114514 кг/ч, 9X COg., 7X NH;, 55X CO(NH,), и 29Х Н20) поступает в колонну дистилляции 12 II ступени. Иэ колонны дистилляции l2 .раствор мочевины 13 направляют на выварку (93162 кг/ч, 0,95Х С02, и 25 0,75Х ИН1, 67,3X CO(NH ) и 31X HiO).

Газовую фазу 14 иэ сепаратора 7 (36542 кг/ч 23,5Х СО>, 76,57. NH>) и газовую фазу 15 иэ колонны дистилляции 9 направляют íà I стадию конденсации в конденсатор 16. В кондея« сатор 16 подают раствор УАС (17) из конденсатора 18 ?1 ступени дистилля-, % ции при давлении 2,5 кгс/см (34821 кг/ч, ЗОХ СС, ЗЗХ ИНЗ, 37Х Н20)е Иэ конденсатора 16 газовую фазу 19 (33397 кг/ч, 100X NH ) и раствор УАС

20 .(96218 кг/ч, 43,6Х СО2, 36,3Х ВНЗ, 20,1Х Н О ) направляют íà II ступень конденсации в конденсатор 5. В кон40 денсатор 5 подают воду (поток 21, 500 кг/ч) ° Инертные газы 22 передают на дальнейшую переработку. Газовую фазу 22 из колонны дистилляции 12 II ступени направляют в конденсатор Ц ступени дистилляции. Для полвоты конденсации газов в конденсатор 18 подают также жидкий аммиак (24, 5000. кг/ч) и воду (25, 7500 кг/ч).

Гаэовуюфазу 26 из конденсатора 18 пе" 0: редеют на дальнейшую переработку.

Выбор интервала концентраций компонентов определяется температурой кристаллизации солей и давлением конденсации.

Отличительным признаком способа является то, что к раствору углеаммонийных солей, полученному на стадии конденсации газов дистилляции низкого давления, добавляют аммиак в количестве, необходимом для поддержания в растворе концентрации NHg

31-З57 и СО2 28-32Х.

Способ иллюстрируется чертежом.

3 ции при давлении 90 кгс/см . Анализ показывает, что переработку несконденсированных при 90 кгс/см газов можно осуществить лишь в две ступени при 18 кгс/см с получением потоков

УЛС и чистого жидкого аммиака, и при 1,5-3 кгс/см с получением потока УАС низкого давления. Это увеличи вает громоздкость технологической схемы и металлоемкость производства.

Целью изобретения является снижение энергетических. затрат.

Поставленная цель достигается опи сываемым способом получения мочевины, согласно которому синтез ее из аммиака и двуокиси углерода ведут при 180-220 С и давлении 130-280 атм молярном соотношении NH СО = 3,6-6, выделяют избыточный аммиак сепарацие плава синтеза при давлении 60—

120 кгс/см с последующей ступенча той дистилляцией плава синтеза при дав ленин на первой ступени, проводимой в токе СО2- 60-120 кгс/см, конденсацией газов дистилляции первой ступен в двух зонах с образованием пециркулируемого раствора углеаммонийных солей, конденсацией газов дистилляции последней ступени с добавлением воды и образованием раствора .углеаммонийных солей, передаваемого в узел конденсации газов высокого давления; при этом раствор углеаммонийных соле полученный при конденсации газов дис тилляции низкого давления, смешивают с аммиаком; последний добавляют в количестве, необходимом для поддержания в растворе концентрации НН3

31-35 мас,7. и концентрации СО 28"

32 мас.X.

Таким образом, способ позволяет по сравнению с прототипом сократить знергозатраты на 0,2-0,3 руб,на 1 т мочевины. филиал дПП Пат щт, г, Уви оРФэЯ @9ежт®вв 4 ущцдИ Заказ 3896/2 аж 4 0 П0