Способ получения мочевины

О П И-С"А Н И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 255934 Союз Советских Социалистических Республикдетельстваависимое от авт. с л. 12 о, 17/О16, 14 аявлено 09.Х 1,1966 ( 1111681/23-26 присоединением заявкиПриоритет Комитет по делам забретеиий и открыт ари Совете Мииистра СССРОпубликовано Дата опублпк 70. Бюллетеньншсанпя 8,1 Х.197 пия Авторыизобретения ский, В. И. Кучерявый ов и Н. И. Левенкова рственного научно-иссл тной промышленности еского синтеза Лебедев,льтшулер Д, М. Горлов Б, П. Мельник илиал,Госуда института азо органичовательскогопродуктов СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЬ Изобретение относится к области получениямочевины из аммиака и двуокиси углерода.Известны способы получения мочевины пзаммиака и двуокиси углерода с полным жидкостным рециклом неконвертированных газов, которые отделяются от раствора мочевизы в две ступени.Эти способы сопряжены с весьча большим расходом энергии.Предлагаемый способ отличается тем, что 10 газы дистилляции первой ступени смешивают со свежей двуокисью углерода (частич то пли полностью) при давлении 10 - 50 кГ/см-, эту смесь сжимают до давления 140 - 170 кГ/с.ц- и при этом давлении и температуре 160 в 15 180 С конденсируют с получением раствора углеаммониевых солей, с последующим инжсктированием раствора в колонну синтеза потоком сжатого до 400 - 700 кГ/см- свежего жидкого аммиака или его смеси со свежей жид кой двуокисью углерода.Этот прием позволяет снизить затраты энергии в производстве.На фиг, 1 и 2 изображены технологическиесхемы осуществления способа согласчо при меру (все материальные потоки приводягся из расчета на 1 т мочевины, образуюшейся в колонне синтеза).1,111 т возвратного жидкого аммиака из Заявитель Дзержинский и проектноконденсатора 1 сжимают насосом от 30 до 600 кГ/сле и, пропустив его через теплообменники 2 и 8, где аммиак нагревают от 65 до 130 С, направляют в качестве рабочего потока в струйный насос 4, Этот насос инжектирует раствор углеаммониевых солей из теплообменников 5 и 6 с давлением 150 кГ/см- и температурой 180 С. Раствор содержит 0,767 т аммиака, 0,595 т двуокиси углерода, 0,106 т воды (всего 1,468 т), Смешанный поток под давлением 250 кГ/сне насос 4 подает в колонну синтеза 7 где при температуре 180 С проходит реакция образования мочевины. Туда же напрагляют 0,408 т свежей двуокиси углерода, сжатой в компрессоре до давления 250 кГ/с,я- с температурой 45 С, а также раствор углеаммониевых солей с температурой 120 С, подаваемый насосом 8 из промывной колонны. В этом растворе содержится амчиака 0,298 т, двуокиси углерода 0,249 т, воды 0,307 т (всего 0,854 т). Выделяющееся в колонне синтеза при растворении аммиака и двуокиси углерода в растворе углеаммониевых солей тепло используют для получения пара, который затем утилизируют в турбоагрегате.Плав, выходящий из колонны синтеза и содержащий 1,000 т мочевины, 0,918 т карбамата аммония, 1,210 т избыточного аммиака и 0,713 т воды, дросселируют до давлечия45 50 55 60 150 кГ/см 2 и подают в сепаратор 9. Поток жидкости из сепаратора, содержащий 1,000 т мочевины, 0,918 т карбамата аммония, 1,089 т избыточного аммиака и 0,713 т воды, дросселируют до давления 19 кГ/см и направляют в колонну дистилляции первой ступени 10. Плав стекает с глухой тарелки, расположенной в нижней трети колонны 10, его нагревают до 160 С в теплообменнике 5, из которого газо-жидкостную смесь выводят под глухую тарелку колонны 10. Выходящий из нижней части этой колонны плав (1,742 т), содержащий 1,000 т мочевины, 0,092 т карбамата аммония, 0,121 т избыточного аммиака и 0,529 т воды, дросселируют до давления 4 кГ/см 2 и подаот на дистилляцию второй ступени в колонну 11. В теплообменниках б и 12 плав, выходящий из колонны 11, подогревают до 145 С, в результате чего из водного раствора мочевины полностью отгоняются неконвертированные аммиак и двуокись углерода. Раствор, выходящий из нижней части колонны 11, содержащий 1,000 т мочевины и 0,423 т воды, дросселируют и направляют в вакуум-испаритель 13, в котором поддерживают остаточное давление 300 мм рт. ст.Образовавшийся вторичный пар (0,075 т) отводят из верхней части вакуум-испарителя на конденсацию, а раствор мочевины в количестве 1,348 т при температуре 95 С подают насосом 14 через пенный скруббер 15 и сборник 1 б в грануляционный аппарат с кипящим слоем 17. В этот аппарат подают горячие топочные газы с температурой 500 - 600 С, расход которых составляет около 9200 лР/час. В результате получают гранулы мочевины заданного размера в количестве 1 т.Газы дистилляции первой ступени, в состав которых входит аммиак 1,328 т, двуокиси углерода 0,466 т и воды 0,184 т, (всего 1,978 г), направляют из колонны 10 в турбокомпрессор 18, где их сжимают до 150 кГ/см-. Приводом турбокомпрессора служит паровая турбина, смонтированная с ним на одном валу. Турбина приводится в действие паром, полученным в колонне синтеза,и перегретым в теплообменнике 19. Поскольку мощность турбины недостаточна для сжатия газов до 150 кГ/слг 2, турбокомпрессор частично потребляет и электроэнергию.Поток газов из турбокомпрессора при прохождении через теплообменник 19 охлаждается до 300 С. Часть этого потока (1,143 т) смешивают со свежей двуокисью углерода (0,325 т) с давлением 150 кГ/см 2. Смешанный поток (1,468 т), имеющий состав: аммиака 0,767 т, двуокиси углерода 0,595 т, воды 0,106 т, направляют на конденсацию в теплообменники 5 и б.Температура конденсации этого потока при давлении 150 кГ/см 2 около 180 С. Образую 5 10 15 20 25 30 35 40 щийся при этом раствор углеяммониевых солей направляют с помощью насоса 4 в колонну синтеза 7.Газы дистилляции второй ступени (0,320 т), содержащие 0,161 т аммиака, 0,052 т двуокиси углерода и 0,107 т воды, из колонны 11 поступают в струйный насос 20. Рабочим потоком в этом насосе служит газовая смесь с давлением 150 кГ/см 2 из сепаратора 9, из турбокомпрессора 18 и сдувочные газы из тепло обменников 5 и б (всего 0,956 т), в том числе 0,681 т аммиака, 0,197 т двуокиси углерода и 0,078 т воды. Смешанный поток из насоса 20 с давлением 30 кГ/см 2 охлаждают в теплообменниках 8, 21, 22 и 12 до 120 С и подают в нижнюю часть промывной колонны, орошаемой жидким аммиаком (1447 т) и нодон (0,123 т). Температура в нижней части колонны 110 - 120 С, в верхней части 65 С.Пары возвратного аммиака (1,991 т), выходящие из колонны, конденсируют в теплообменнике 23, охлаждаемом проточной водой, а раствор углеаммониевых солей (0,854 т), ,имеющий состав; аммиака 0,298 т, двуокиси углерода 0,249 т, воды 0,307 т поданг плуп. жерным насосом 8 в колонну синтеза.Таким образом, при некотором уменьшении капитальных затрат (по сравнению с гехноло. гической схемой - прототипом), связанном с исключением оборудования для перераоотки газов дистилляции второй ступени прп низком давлении, потребность в паре на технологические нужды полностью удовлетворяе гся внутренними ресурсами, Расчеты показывают, что в калькуляции себестоимости 1 т мочевины энергетические затраты, составляющие для схем типа Стамикарбон около 16 - 21% себестоимости продукции, снижаются при осуществлении предлагаемой схемы в 2,0 - 2,5 раза,На фиг. 1 пунктирными линиями и;казан тепловой цикл паросиловой установки,Предмет изобретенияСпособ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода с полным жидкостным рециклом неконвертированных газов, которые отделяют от раствора мочевины в две ступени, отличающийся тем, что, с целью сонження энергетических затрат производства, газы дистилляции первой ступени смешивают со свежей двуокисью углерода (частично или полностью) при давлении 10 - 50 кГ/слг, эту смесь сжимают до давления 140 - 170 к 1/-, и при этом давлении и температуре 160180 С конденсируют с получением раствора углеаммониевых солей, полученный раствор инжектируют в колонну синтеза потоком сжатого до 400 - 700 кГ/см- свежего жидкого аммиака или его смеси со свежей жидкой двуокись 1 о углерода.