Способ получения мочевины

СОЮЗ ССЕЕТСКИХасцамрюепжикРЕСПУБЛИК ИВ ИИ ЯОС 07 С 126 ЕНИ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ МСЧЕВИНЫ прим,3,6:6,0а ерода 280 а СО = аммиа при д ении ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ"Химия", с. 199-201.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке к"- 2415813/04,кл. С 07 С 126/02, 1977 (прототип).,(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ из аммиака и двуокиси уг 180-220 С и давлении 130 молярном соотношении ЮН 7 с выделением избыточного сепарацией плана синтеза 60-120 кгс/см с последующей ступенчатой дистилляцией плава, проводимого в токе СО 2, при давлении 60120 кгс/см на первой ступени, конденсацией газов дистилляции первойступени в двух зонах с образованиемрециркулируемого раствора углеаммонийных солей, конденсацией газовдистилляции стадии низкого давленияс добавлением воды и образованиемраствора углеаммонийных солей, передаваемого в узел конденсации газоввысокого давления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижениэнергетических затрат, к растворууглеаммонийных солей, полученному настадии конденсации газов дистилляциинизкого давления, добавляют аммиакв количестве, необходимом для поддержания в растворе концентрации ИН31-35 Х и СО, 28-32 Ж.1 83922Изобретение относится к усовершенствованному способу получения моче- вины из аммиака и двуокиси углерода.Известен способ получения мочеви" ны, так называемый "стриппинг"-про" цесс, Этот способ характеризуется следующими особенностями: дистилляцию первой ступени проводят в токе СО при давлении 130-140 кгс/см с утилизацией теплоты конденсации О газов дистилляции. Давление в зоне синтеза поддерживают на таком же уровне, как и при дистилляции первой ступени: рециркулируемьй 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 ИН 3 и СО 2, 25 а также обеспечения возможности рецикла раствора УАС самотеком. Температура в зоне синтеза 160-180 С и соотношение ХН,СО (2,5-3,0) также ограничены вследствие необходи- З 0 мости поддержания реакционной смеси при заданном давлении в жидкой фазе (где образуется основное количество моче вины) . 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 ИНз в плаве синтеза мочевины в зоне стриппинг-дистилляции заметно проявляется обратный процесс-образование карбамата аммония из ИН 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 Г 1. 3Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является способ по 55 лучения мочевины с пониженными энергозатратами и уменьшенной металло- емкостью оборудования за счет эффек- тивногО осчшествления процесса в зо 5 2не синтеза, Согласно этому способу мочевину синтезируют из аммиака и двуокиси углерода при 160-230 С, давлении .60-400 кгс/см, молярном соотношении ХН 9,СО =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 СО 2 в газовой фазе в первой из этих зон, отсепарированный избыточный ИН 3 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 .21.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 СО 2, составляющем 707 от общего количества, необходимого для синтеза мочевины, Поэтому для конденсации газов дистилляции в двух зонах и разбавления УАС 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 температуруо200 С и давление 250 кгс/см, пода"ют 30599 кг/ч МН(поток 2) 32199 кг/чСО (3) и 130116 кг/ч УАС (поток 4,323 С 02, 523 ЯН, 163 Н 1.) из конденсатора 5Плав 6, выходящий иэ колонны синтеза 1193827 кг/ч, 14,5 ХСО 2 ф 32 ф 77 ИНЗЫ 323 СО (ННг)2 и1 О 20,57. НАВОЗ, дросселируют до 90 кгс/смфи подают в сепаратор 7. Раствор 8иэ сепаратора 7 (157285 кг/ч, 12,43СО 2, 22,5 Х ЯНЗ, 25,27. НО, 39,9 Ж СО(ОН) поступает в колонну дистилляции 9 1 ступени, где при том же давлении и при 165-175 С его подвергают дистилляции в токе СО 2 (поток 10,0 13800 кг/ч). Раствор 11 из. колонный дистилляции 9 (114514 кг/ч, 97 ф СОя.у7 Х ВН;, 55 Ж СО(ЯН,), и 29 Е Н 20) поступает в колонну дистилляции 12 11ступени. Иэ колонны дистилляции 12(36542 кг/ч 23,53 С 02, 76,57. МН )и газовую фазу 15 иэ колонны дистилляции 9 направляют на 1 стадию конденсации в конденсатор 16. В кондеясатор 16 подают раствор УАС (17) изконденсатора 18 11 ступени дистилля-,%Й ции при давлении 2,5 кгс/см (34821 кг/чЗОХ СС ф ЗЗЖ ИНЗ ф 37 Х Н 20) е Иэ конденсатора 16 газовую фазу 19(33397 кг/ч, 1007 НН) и раствор УАС20 (96218 кг/ч, 43,67. СО 2, 36,3 Ж ВНЗ,20,1 Х НО ) направляют на 11 ступеньконденсации в конденсатор 5. В кон 40 денсатор 5 подают воду (поток 21,500 кг/ч). Инертные газы 22 передаютна дальнейшую переработку. Газовую фазу 22 из колонны дистилляции 12 Пступени направляют в конденсатор Пступени дистилляции. Для подвотыконденсации газов в конденсатор 18подают также жидкий аммиак (24,5000. кг/ч) и воду (25, 7500 кг/ч).Гаэовуюфазу 26 из конденсатора 18 пе"50: 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 ЯН 31-357 и СО 2 28-32 Х.Способ иллюстрируется чертежом. аж 4 0 ПО сна ВНИИПИ Заказ 3896/2 Филиал ППП Патешт, г. Уагороа,я.йректаая, 4 3ции 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 ИН СО = 3,6-6, выделяют избыточный аммйак 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 СО. 60-120 кгс/см, конденсацией газов дистилляции первой ступен в двух зонах с образованием рециркулируемого 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 НН 3 31-35 мас,7. и концентрации СО 2 28" 32 мас.Х. Таким образом, способ позволяет по сравнению с прототипом сократитьзнергозатраты на 0,2-0,3 руб,на 1 т мочевины.