Способ получения мочевины

(прототип)ИЯ МОЧЕВИНЫаммиакаповышеннойвыделениеагировавшихстилляцией ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ"Химия", 1970, с.187.2. Авторское свидетелпо заявке 92415813/23-04кл. С 07 С 126/02, 1977(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНвключающий ее синтез изи двуокиси углерода притемпературе и давлении,из плава синтеза непрореИН и СО ступенчатой ди,.801109384 с последующей их абсорбцией-конденсацией - на двух ступенях давления, причем давление на первой ступени составляет 60-120 кгс/см, введение части свежей СО в узел выделения и абсорбции -конденсации ЯНз и СО первой ступени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергетических затрат, реакционную смесь после первой ступени дистилляции подвергают дополнительной сепарации при давлении 30-60 кгс/см,2 а выделенные при этом газы направляют на контактирование с потоком свежей двуокиси углерода, имеющим давление 200-250 кгс/см и предназначенным Е к введению на стадию выцеления и абсорбции-конденсации МН и С 02 первой ступени.1 1109Изобретение относится к технологии производства мочевины из аммиака и двуокиси углерода.Известен и имеет наибольшее распространение способ получения мочевнны с полным жидкостным рециклом не 5 конвертированных НН и СО .Сущность способа состоит в том, что синтез мочевины иэ ИНз и СО осуществляют при высоких температурах(160"230 С) и давлениях (160- 400 кгс/см), а также при значительном избытке аммиака (молярное соотношение НН :СО составляет 3,6-6,0), плав синтеза мочевины подвергают дистилляции в несколько ступеней при последовательно снижающемся давлении, газы дистилляцин конденсируют в присутствии водного абсорбента с образованием рециркулируемого раствора углеаммонийных солей (УАС) 1 11.Одним из недостатков способа с жидкостным рециклом является высокий расход энергетических средств.Наиболее близким по технической25 сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ получения мочевины, включающий ее синтез из аммиака и двуокиси углерода, выделение из плава синтеза непрореагировавших ЯН и СО ступенчатой дистилля 30 цией с последующей их абсорбцией- конденсацией, по крайней мере, на двух ступенях давления, причем давление на первой ступени составляет 60- 120 кгс/см, введение части свежей СО в узел вьделения и абсорбциикойденсации ИН и СО первой ступени. Согласно этому способу перед дистилляцией из плава синтеза вьделяют избыточный аммиак сепарацией плава при давлении 60-120 кгс/см дистилля)цию первой ступени проводят в токе СО , газы дистилляции первой ступени койденсируют в двух зонах при избытке СО в газовой фазе в первой из этих2зон, отсепарированный избыточный МН подают во вторую зону конденса 3ции, а раствор углеаммонийных солей перед рециркуляцией смешивают с жид" ким аммиаком.Этот способ обеспечивает существенное снижение энергозатрат ( 2 ,Однако известному способу так же как и способу 1 1) свойственен принципиальный недостаток, заключающийся Ы в ограниченности степени отгонки неконвертированных БН и СО ра первой ступени дистилляции. Поскольку тепло 384 2ту конденсации-абсорбции газов дистип.ляции на ступенях среднего давления,порядка 12 кгс/см) и низкого давления (близкого к атмосФерному) практически невозможно утилизировать,на этих ступенях, наоборот, приходится дополнительно потреблять энергию - в виде оборотной охлаждающейводы.Целью изобретения является снижение энергозатрат путем увеличенияколичества утилизируемого тепла иснижения расхода охлаждающей воды.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениямочевины, включающему синтез ее иэаммиака и двуокиси углерода, при повышенной температуре н давлении,вьделение из плава синтеза непрореагировавших ЯН и СО ступенчатой дистилляцией с последующейих абсорбцией-конденсацией, покрайней мере, на двух ступенях давления, причем давление на первойступени составляет 60-120 кгс/смвведение части свежей СО в узелвыделения и абсорбции-конденсацииИНЗ и СО первой ступени, реакционную смесь после первой ступени дистилляции подвергают дополнительной сепарации при давлении 3060 кгс/см, а вьделенные при этомгазы направляют на контактированиес потоком свежей двуокиси углерода,имеющим давление 200-250 кгс/см,и предназначенным к введению настадию вьделения и абсорбции-конденсации ЯН и СО первой ступени.На фиг. 1 и 2 даны схемы установок для получения мочевины,На контактирование с потокомсвежей двуокиси углерода, имеющимдавление 200-250 кгс/см, предусмотрено направлять вьделенный дополнительной сепарацией при давлении30-60 кгс/см газовый поток в полном объеме или частично, В последнем случае оставшуюся часть газовогопотока с давлением 30-60 кгс/смперерабатывают известными методамив узлах дистилляции среднего илинизкого давления. За счет осуществления дополнительной сепарацииплава синтеза (без подогрева либос подогревом) при давлении 3060 кгс/смф и передачи вьделенныхгазов на первую ступень дистилляциии абсорбции-конденсации ИН и СО 2существенно (в 1, 1-1,5 раза) сни 3 11 жается количество газов дистилляции на ступенях среднего и низкого дав- ления. Соответственно уменьшается расход оборотной воды на конденсацию этих газов. Выделенные сепарацией при давлении 30-60 кгс/см газы в смеси с потоком свежей двуокиси углерода вводят в зону абсорбции- конденсации газов дистилляции первой ступени под давлением 60-120 кгс/см непосредственно, либо через зону дистилляции плава под этим давлением. За счет дополнительной подачи газов, выделенных сепарацией под давлением 30-60 кгс/см,в зону абсорбции-конденсации газов под давлением 60- 120 кгс/см возрастает. количество утилизируемого в этой зоне тепла, Это позволяет снизить расход пара в технологическом процессе в целом.Вследствие снижения количества газов дистилляции на ступенях сред- . него и низкого давления уменьшается потребление воды для их абсорбции. В конечном итоге это служит предпосылкой уменьшения рецикла воды в зону синтеза, повышения степени конверсии сырья и дополнительной экономии энергетических средств на стадиях выделения и рекуперации непрореагировавших ИНз и СОП р и м е р 1. Согласно фиг.1 в колонну 1 синтеза мочевины , в которой поддерживают температуру 195 С и давление 220 кгс/см, подают кг/ч: 35-458 жидкого аммиака (поток 2) с температурой 124 С и давлением 220 кгс/см, 33952 газообразной СО (поток 3) с температурой 160 Сги давлением 220 кгс/см и 128792 рециркулируемого раствора УАС (поток 4),66584 аммиака, 41726 двуокиси углерода и 19881 воды. Плав 5 синтеза, отводимый иэ колонны(62565 мочевины, 66589 аммиака, 29798 двуокиси углерода, 39250 воды) дросселируют до 70 кгс/ем и подают в узелдистилляции ступени 6, где процесс осуществляют при том же давлении и температуре 190 С. Далееоплав синтеза мочевины (поток 7) 62565 мочевины, 22542 аммиака, 7263 двуокиси углеродаи 32807 воды - выводят из узла 6, дросселируют до давления 30 кгс/ем и подают в сепаратор 8. Из аппарата 8, где поддерживают температуру 130-135 С, жидкую фазу (поток 9) 62565 мочевины,21284 аммиака, 6856 09384 4 двуокиси углерода и 32724 воды - направляют далее на последующие ступени дистилляции и на переработкуизвестными методами в товарные формы, а газовый поток 10 (1258 аммиака, 407 двуокиси углерода и 83 воды)вводят на контактирование с потоком11 свежей газообразной двуокисиуглерода (11930 СО) с температурой160 С и давлением 220 кгс/см вэжекторе 12.Смешанный поток 13 после аппарата12 ( 1258 аммиака, 12337 двуокисиуглерода и 83 воды) подают вместес газовой фазой (поток 14) из узлаб (44047 аммиака, 22535 двуокисиуглерода, 6443 воды) на стадию конденсации - абсорбции газов дистилляции первой ступени. В зону 15 конденсации-абсорбции подают и растворУАС из узла конденсации низкогодавления - поток 16 (21453 аммиака,6854 двуокиси углерода, 13296 воды).Несконденсированную газовую фазу(поток 17) - 174 аммиака направляютна абсорбцию, а раствор УАС (поток4) возвращают в колонну) 1 синтеза.П р и м е р 2, (фиг 1) . Отличается от примера 1 тем, что плав синтеза мочевины (поток 7) выводят из узла б, дросселируют до давления45 кгс/см и подают в сепаратор 8,где поддерживают температуру 160 С.Жидкая фаза (поток 9) содержит 62565мочевины, 18 122 аммиака, 5851 двуоки-,си углерода и 32499 воды, а газоваяфаза (поток 10) - 4420 аммиака,14 12 двуокиси углерода и 308 воды,Смешанный поток 13 после аппарата12, содержащий 4420 аммиака, 1334240двуокиси углерода и 308 воды, подаютвместе с газовым потоком 14 из узла6 (состав потока такой же, как в примере 1) на стадию конденсации-абсорб 45ции газов дистилляции первой ступени15. В этом примере в зону 15 конденсации-абсорбции подают раствор УАС,13130,П р и м е р 3. Согласно фиг.2в колонну 1 синтеза, в которой поддерживают температуру 200 С и давление250 кгс/см, подают поток.2 жидкогоаммиака (30599 1 ЯН ),поток 3 (32199газообразной двуокиси углерода) ипоток 4 - раствор УАС (68573 аммиака,41637 двуокиси углерода, 20819 воды)из узла 5 конденсации-абсорбцииЗаказ 5995/16Подписное тент", Проектная,г, Ужгород 3 11093 газов дистилляции. Плав (поток 6), выходящий из колонны 1 (62606 мочевины, 6338 1 аммиака, 28105 двуокиси углерода и 39735 воды), дросселируют до 90 кгс/смф и подают в сепаратор 7. 5 Плав синтеза (поток 8) из сепаратора 7 (62606 мочевины, 35389 аммиака, 19503 двуокиси углерода и 39636 воды) подают в узел 9 дистилляции первой ступени, где процесс осуществляют при том же давлении и температуре 160 С, Жидкую фазу (поток 10) из узла 9 (62606 мочевины, 10445 аммиака, 10306 двуокиси углерода, 33209 воды) дросселируют до давления 60 кгс/см 15 и направляют в сепаратор 11, где пододерживают температуру 170 С. Из аппарата 11 жидкую фазу - поток 12 (62606 мочевины, 8016 аммиака, 8760 СО и 32768 воды) подают далее на 202последующую дистилляцию и переработку в товарные формы известными мета" дами, а выделенные при этом газы- поток 13 (2429 аммиака,1546 двуокиси углерода и 44 1 воды - вводят в ап парат 14 на контактирование с потоком 15 - свежей газообразной двуокисьюуглерода с давлением 250 кгс/см(13800 СОг)Смешанный поток 16 (2429 аммиака,15346 двуокиси углерода и 441 воды)после аппарата 14 подают в колонну9 дистилляции. Газовый поток 17 изсепаратора 7 (27955 аммиака, 8587двуокиси углерода) и газовый поток18 иэ колонны 9 дистилляции (27373аммиака, 24543 двуокиси углерода,6868 воды) направляют в узел 5 конденсации-абсорбции, В этот узел подают раствор УАС - поток 19 (13272аммиака, 8507 двуокиси углерода,13951 воды) иэ узла конденсации низкого давления. Несконденсированнуюгазовую Фазу - поток 20 (27 аммиака)направляют на абсорбцию, а растворУАС (поток 4) возвращают в колонну1 синтеза,Предлагаемый способ позволяетснизить удельный (в расчете на 1 ттоварной мочевины) расход пара при"мерно на 0,05-0,1 т и расход охлаждающей воды на 4-8 м .