Способ получения мочевины

Союз Советсних Социалистичесових Республик(22) Заявлено 07.09.76 (21) 2405618/23с присоединением заявки-51) М. Кл, С 07 С 0 осударственныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 23) Приоритет -) Заявитель 54) СП ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИ Изобретение относится к технологии получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода,Известны способы получения мочевины путем синтеза ее из аммиака и двуокиси углерода с полным жидкостным рециклом, включаю. шим отделение неконвертированных реагентов путем ступенчатой дистилляции, абсорбцию- конденсацию газов дистилляции с образовани. ем водноаммиачного раствора углеаммонийных солей (УАС) и рециркуляцию этого раствора на стадию синтеза 11.Вода, содержащаяся в растворе УАС и подаваемая с ним в зону синтеза, снижает сте. пень превращения СОг в мочевину (Х) и удельную производительность реакционного объема (П), что приводит к ухудшению технико-экономических показателей производства и необходимости сооружения колонн синтеза с большим реакционным объемом. Например, в действующих цехах мочевины с жидкостным рециклом молярное соотношение Н,О:СО, в смеси реагентов на входе в колонну синтеза (%) составляет 0,7 - 1,0; Х = 0,60 - 0,64; П = 300 в .400 кг/м з ч.Необходимость поиска средства увеличения 11 диктуется двумя обстоятельствами. Во-первых, в настоящее время характерна тенденция к увеличению единичной мощности агрегатов 2производства мочевины 1 до 2000- 3000 т/сут).Если исходить из указанного выше значения Г 1, для таких агрегатов потребуются реакторы с объемом 200 -300 а. 11 ри современных возможностях химического машиностроения изгоь .товление аппаратов высокого давления с указанным объемом представляется не реальным.Во-вторых, увеличение Г 1 на действующих а.ре атах производства мочевины является пред посылкой для увеличения выпуска удобрения без существенных дополнительных каптальных затрат.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получешя мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных темпе- в ратуре и давлении в двух зонах синтеза, включаюший подачу части свежей двуокиси углерода в первую зону (% = 0), а во второй использование всего количества рециркулпруе.мого раствора углеаммонийных солей и части 20свежей СОд (Ю = 1,23), разделение реакционных растворов путем ступенчатой днстилляцнн, рециркуляцию выделенных непрореагировавших веществ 12.Предпосылкой такого рецения явля тся тообстоятельство, что при % = и величина ран.25 новесного значения Х максимальн; с ростом %606858 фор,тула изобретения аказ 2531)17 Поди и иоо 1 Патеать,рот ктаи,НИИПИ Гираж 55 Фиаиа ужгород величина Х умень 1 аетт.я .по гиперболическому закону. Хотя э+э еиткоб.и позволяет несколько повысить Х, он не пригоден для увеличения удельной производительности реакционного объема.Белью изобретения является повышение эффектив 1 ости процесса за счет увеличения степсни превращения СО в мочевину и увеличения удельной производительности реакционного объема,Бель достигается описываемым способом получения мочевины, состоящим во взаимодействии аммиака н двуокиси углерода при повь 1- шенных температурах и давлении в двух зонах синтеза, включаюцим разделение реакционных растворов путем ступенчатой дистилляции, рециркуляцию выделенных непрореагировавших вешеств после их конденсации-абсорбции в виде растворов углеаммонийных солей, которые затем распределяют между двумя зонами синтеза, чтобы молярное соотношение Н;О:СО, в первой зоне синтеза составляло 0,15 - 0,25.Отличительными признаками способа является то, что рециркулируемые растворы углеаммонийных солей распределяют между двумя зонами синтеза, чтобы молярное соотношение НаО:СО в первой зоне синтеза составляло 0,15 - 0,25.Экспериментальным путем установлено, что в интервале % = 0 - 0,25 при увеличении Ю почти пропорционально возрастает величина 1, Это обьясняется тем, что небольшое количество воды в зоне синтеза почти не влияет на термодинамику процесса, и сушественно улучшает гидродинамическую обстановку и увеличивает скорость процесса.На чертеже показана схема способа получения мочевнны,Ори,тер, В первую зону синтеза 1 подают 19,6 т/ч свежей СОа (поток 2), 30,4 т/ч 1)Нз (поток 3), а также 6,5 т/ч раствора УАС (поток 4) нз системы разделения. Молярное соотношение ГН,:СО,:НО = 4:1:0,16, степень кон. версии - 69,5%.Из зоны 1 в системч разделения 5 выводят 56,5 т/ч плава (поток 6), содержашего, мас.%: мочевина 37, ХН: 38, СО, 12 и НО 13.В систему разделения 5 поступает также 37,9 т/ч плава (поток 7) из второй зоны синтеза 8, содержащего, мас./о;мочевина 29, )На 35 СО 12 и Н,О 24 (сп пень пРевРацениЯ 63 и/о) Из системы разделения выводят на переработку 41,3 т/ч водного раствора мочевины (поток 9) содержашего, мас .%: мочевина 77,НаО 23, а также 22,3 т/ч возвратного жидкогоаммиака (поток 10), используемого вместе сосвежим МНа в зонах 1 и 8, и 30,8 т/ч раствора УАС (Готол 11), содержащего; мас.%:РчНз 40, СОа 37 и Н.О 23, направляемого впервую зону 1 (поток 4) (6,5 т/ч) и зону 8(поток 12) (24,3 т/ч), В зону 8 подают также3,7 т/ч свежей СОа (поток 13) и 9,9 т/ч жидкого 1 МНа (поток 14).При таком осуществлении процесса удельная производительность зоны синтеза в целомсоставляет -600 кг/мз ч.Для обеспечения распределения рециркули 15 руемого раствора УАС между двумя зонамисинтеза в соответствии с заданным значением % в одной из зон возможно использованиеизвестных средств, в частности, вычислительной машины, управляющей процессом на основе ранее созданных математических моделейпроцессов синтеза и дистилляции,За счет осуществления предлагаемого метода удельная производительность колонны синтеза возрастает на 20 - 25%. Способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температуре и давлении в двух зонах синтеза, включаюший разделение реакционных растворов путем ступенчатой дистилляции, рециркуляцию выделенных непрореагировавших веществ после их конденсации-абсорбции в виде растворов углеаммонийных солей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, рециркулируемые растворы углеаммонийных со лей распределяют между двумя зонами синтеза, чтобы молярное соотношение НО:СО, в первой зоне синтеза составляло 0,15 - 0,25. 4 О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:,1, Кучерявый В. И. и др. Синтез и применение карбамида, Л., Химия, 1970, с. 187208.452. Патент США3091637, кл. 260 - 555,1963.