Способ выделения мочевины из водных растворов

прототип) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛдМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МОЧЕВИНЫ ИВОДНЫХ РАСТВОРОВ путем обработкиводного раствора мочевины Н -алканами с получением аддукта, удал.ниеводы из аддукта и вьделением мочевины путем плавления обезвожанногоаддукта, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения технологического процесса, стадия получения аддукта и стадия удаления изнего воды совмещены во времейи ипространстве и осуществляются припродувке воздухом, имеющим температуру 30-1 О С, при соотношении воздуха и удаляемой воды 1-1,5 кг/кг.25 Изобретение относится к способу выделения мочевины из водных растворов в производстве мочевины из аммиака н двуокиси углерода.Известен способ получения моче вины, в котором обезвоживание водных растворов мочевины осуществляют путем двухступенчатой выпарки под вакуумом, Сущность этого способа , состоит в том,что 70 -ныи растворМ 0 мочевины, получаемый на второй сту" пени дистилляции, подвергают выпарке под вакуумом последовательно в две ступени 1 стуень под. давяением 300 мм рт.ст., 2-. 15-25 мм рт.ст. ) 15 11.Недостатками этого способа является его высокая энергоемкость, обусловленная, прежде всего, прнмене нием пара высоких параметров для 20 подогрева раствора, испарением воды и созданием вакуума.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ выделения мочевины из водного . раствора путем введения в этот раст вор М -апканов с образованием их аддукта с мочевиной, выделения ад-" дукта в твердом виде, отделения его от воды путем сепарирования (фильт-. 30 рования, центрифугирования ) и выделения мочевины путем плавления обеэвоженного аддукта Г 21.Этот способ позволяет сократитьэнергетические. затраты, посколькуне требует затрат пара на испарениеводы, Однако из-за специфическихсвойств системы аддукт,мочевины -вода применение упомянутых сепарационных методов разделения затруднено. Скорость осаждения частиц аддукта в воде мала, а образуемые нафильтрующих,поверхностях осадки обладают значительной плотностью, Этоприводит к необходимости использования оборудования больших объемов дляотделения аддукта от раствора. Приэтом применение сепарационных методов само по себе требует дополнительного разбавления раствора, что . приводит к снижению степени извлечения мочевины из раствора и возникновению дополнительного рециклаэтого раствора, Кроме того, эти методы не позволяют полностью удалитьиз аддукта воду, что приводит либок необходимости дополнительного уда ления воды из аддукта или из распла-:ва мочечины, либо к ухудшению качества гранул мочевины, полученныхиз ее расплава с повышенным содержанием воды. Все это существенно ус"ложняет технологию процесса.Целью изобретения является упрощение технологии процесса.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу выделениямочевины из водных растворов путемобработки водного раствора мочевннын -алканами с получением аддукта,удалением .воды из аддукта и вьщелением мочевины путем плавления обезвоженного аддукта, стадия полученияаддукта и стадия удаления из неговоды совмещены во времени и пространстве и осуществляются при продувке воздухом, имеющим температуру 30 а110 С, при,соотношении воздуха иудаляемой воды 1"1,5 кг/кг,Экспериментально обнаружено, чтоаддукт мочевины, образующийся привзаимодействии Н-алкана с 40-707.-нымраствором мочевины, может быть легко обезвожен при низких температурах путем продувки воздухом. Этотаддукт легко отдает воду даже.пристоянии на воздухе при комнатнойтемпературе. Продувка воздухом стемпературой 30-110 С при перемешиованин ускоряет процесс обезвоживания аддукта. При температуре воздухаоколо 50 С содержание воды уменьшается до величины менее 17 1,в расчете на массу мочевины) за 10-20 мин.Возможность такого осуществленияпроцесса объясняется,по-видимому,тем, что при образовании аддукта взначительной мере уменьшаются силывзаимодействия между молекулами мочевины и воды,.что позволяет легкоудалить воду при сравнительно мягком тепловом воздействии на систему.Данный способ позволяет производить обезвоживание аддукта до малыхостаточных концентраций влаги в процессе его образования с помощью простого оборудования и с использованием "бросового" низкопотенциальногб.тепла, источники которого всегда имеются в производстве мочевины. Способприменим также и для обезвоживаниярастворов мочевины, содержащих суспендированную мочевинуДля осуществления способа могутбыть использованы любые твердыеи-алканы или их смеси. Предпочти.тельным, однако, является использование алкаиов с низкой упругостьюЭ 10921пара, например, технической смеситвердых алканов с т,пл. 50-55 С,известной под названием "парафин".Указанные пределы температуры воздуха и соотношение между воздухом иудаляемой водой обусловлены следующим, Способ может быть осуществленпри продувании через обезвоживаемыйаддукт атмосферного воздуха при условиях окружающей среды, Верхний Отемпературный предел обусловлен воэможностями использования "бросового"тепла для подогрева воздуха (воздух после воздушных теплообменников,воздух, подогретый конденсатом технологического пара и т.п. 1. Крометого, использование воздуха с темопературой выше 20 С может привестик преждевременному разложению аддукта. Необходимое соотношение междувоздухом и удаляемой водой определяется влагоемкостью воздуха и условиями теплового баланса, и, следовательно, зависит от его температуРы.При использовании воздуха с температурой 30 С это соотношение составляет 1,5 кг/кг, при температуре воздуха 110 С - околокг/кг.Способ иллюстрируется схемой,изображенной на чертеже.П р и м е р, В аппарат 1 направ 30ляют 1000 кг/ч раствора мочевины.(поток 2 ), содержащего 697 мочевиныи 37 воды , с температурой 90 С.В этот же аппарат направляют расплавленный парафин с температурой 80 С(поток 3 ) в количестве 193 кг/ч изаппарата плавления аддукта 4. В "аппарате 1 происходит образование иобезвоживание аддукта. В качествеобезвоживающего агента через аппарат 1 пропускают 300 кг/ч воздуха(потоки 5 и 6), имеющего температуруо50 С. Аддукт (поток 7) в количестве887 кг/ч. содержащий 77,77 мочевины, 21,87 парафина и 0,57. воды, направляют в аппарат. 4 для плавления -1разложения при температуре плавлениямочевины, Жидкий парафин, полученныйпри плавлении-разложении аддукта,возвращают в аппарат для полученияаддукта (поток 3), а расплав мочевины (поток 8) в количестве 69 кг/ч(99,8/ мочевины, 0,27 воды)подаютв узел грануляции для получения товарной мочевины,55П р и м е р 2, В аппарат 1 направ,ляют 000 кг/ч. раствора мочевины (поток 2 ), содержащего 68% мочевины и 52 4327. воды, с температурой 90 С. В этот же аппарат направляют расплавленный парафин с температурой 80 С (поток 3) в количестве 193 кг/ч иэ аппарата плавления аддукта 4. В аппарате 1 происходит образование и обезвоживание аддукта. В качестве обезвоживающего агента в аппаратпропускают (поток 5) 4848 кг/ч воздуха (1,5 кг воздука/кг воды), име-. ющего температуру 30 оС. Аддукт (поток 7) в количестве 877 кг/ч, содержащий 77,77 мочевины, 21,8% пара фина и 0,57. воды, направляют в аппарат 4 для плавления-разложения притемпературе плавления мочевины, Жидкий парафин, полученный при плавлении-раэложении аддукта, возвращают в аппарат для получения аддукта (поток 3), а расплав мочевины (поток 8) в количестве 681 кг/ч (99,82 моче- вины и 0,27. воды) подают в узел грануляции для получения товарной мочевины.П р и м е р 3. В аппарат 1 направляют 1000 кг раствора мочевины (поток 2) содержащего 737 мочевины и 277 воды, с температурой 90 С, В этот же аппарат направляют расплавленный парафин с температурой 80 С (поток 3) в количестве 193 кг/ч из аппарата плавления аддукта 4. В аппа-рате 1 происходит образование и обезвоживание аддукта. В качестве обезвоживающего агента через аппарат 1 пропускают (поток 5287 кг/ч воздуха (1 кг воздуха/кг воды ), имеющего температуру 110 С. Аддукт (поток 7) в количестве 928 кг/ч, содержащий 77,77. мочевины, 21,8 парафина и 0,57 воды, направляют в ап.парат 4 для плавления-разложения при температуре плавления мочевины. Жидкий парафин, полученный при плавлении-разложении аддукта, возвращают в аппарат для получения аддукта (поток 3), а расплав мочевины (поток 8 ) в количестве 735 кг/ч ( 99,87 моче- вины и 0,2 Х воды ) подают в узел грануляции для получения товарной моче- вины.Таким образом,.предлагаемый способ позволяет упростить процесс и его аппаратурное оформление. По сравнению с применяемьп 4 в промьппленности способом обезвоживания растворов мочевины путем выпаривания их под1092152 Составитель Ь,АртемовТехред ИНадь Корректор Л.Пилипенко Редактор Т. Колб Заказ 3200/15 Тираж 410 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектная, 4 5вакуумом предложенный способ позволяет сэкономить 0,5 т пара на 1 т. мочевины, что составляет около 253 общего расхода Фара на технологи"ческие нужды в прОцессе производства мочевины.