Способ получения мочевины

(21) 2 (22) 0 (31) 2 (32) 0 (33) 1 (46) 1 (71) (72) авья (53) и сод ном с щии с денс аммиа т и вины, подаю од ющи н из ди ществ воды1,08- ющего него предваритеоксид углеродараствор карбама возвращают в э ные газы, полу денсации, отво теза метана, а аковку си т новку затем в ус синтеза амм ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТ 5.04.86, Бюл. У 14Снампрогетти С. и, А, (ТТ)Винченцо Лагана и ФранческоС но (тт)661,717.5.07(088.8)(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЫиз аммиака и диоксида углерода примолярном соотношении 5,4-5,6:1 вприсутствии воды с подачей получаемого водного раствора мочевины, содержащего 503 непревращенного карбамата, в отгонную колонну, работающую в адиабатическом режиме в присутствии отгоняющего агента - газового потока, полученного в результате риформинга углеводородов с водят паром или их неполного окисления,801225485 д ржащего СО , М, Нг при моляргф отношении М и Р 1:З,выходяг этой стадии газовый поток конуют в присутствии насыщенного ом раствора карбамата аммония непрямого теплообмена с отвоертных газов, а раствор моче- выходящий иэ отгонной колонны на стадию выпаривания и отрасплав мочевины, о т л и ч а й с я тем, что, с целью упя процесса, синтез мочевиныксида углерода и аммиака осуяют при молярном соотношении диоксида углерода, равном ,12:1, а перед подачей отгоня агента в отгонную колонну иэ лько абсорбируют дии получают водныйта аммония, которыйну синтеза, а инертенные на стадии кон1 12Изобретение касается усовершенствованного способа получения мочевицы..Цель изобретения - упрощениепроцесса.Цредлагаемый способ заключает в себе следующие стадии:а) направление газового потока, полученного в установке риформинга с водяным паром или в установке неполного окисления жидких или газообразных углеводородов, который пополняет вновь вводимый в систему газовый поток для синтеза аммиака и состоит в основном из Н , Ии СО , в установку абсорбции СО, в которой используется концентрированный водный раствор аммиака; установка абсорбции включает две расположенные последовательно стадии абсорбции; в первой используемый абсорбирующий раствор представляет собой концентрированный водный раствор аммиака (с концентрацией аммиака более 70 вес.7, желательно с концентрацией 80 вес.Е), во второй-водный насыщенный аммиаком раствор карбоната аммония, полученный в этапе разложения при пониженном давлении, или, в случае отсутствия последнего, в этапе разложения ввакууме раствора мочевины;б) отвод из секции абсорбции СО газового потока, состоящего в основном из,Р и Н (с возможными следами ЧН и СО), вместе с жидким потоком, состоящим госновном иэ водного раствора карбамината аммония;с) подачу водного раствора карбамината аммония в реактор синтеза мочевины, в котором карбаминат аммониячастично превращается в мочевину;Й) отвод из реактора синтеза мочевины водного раствора мочевины,содержащего не подвергнутый химическомупревращению карбаминат аммония и аммиак, в количестве, превышающим стехиометрическое, и возможный отвод изверхней части реактора газового потока,состоящего в основном из инертныхгазов с небольшими количествами Ю,и СОе) подачу водного раствора мочевины из указанного выше этапа (Й) в установку разложения в которой карбаминат аммония разлагается на аммиак и углекислый газ, причем последние удаляются из этой установки разложения вместе с водой (которая испаряется), направляясь в виде паро 254852вой фазы в реактор синтеза мочевицы;Г) отвод из установки раз;оженияводного раствора мочевицы, содержащего примерно 507 карбамината аммония,г,ервоначальцо содержащегося в растворе мочевицы, выходящем из реакторасинтеза, и подачу этого водного раствора мочевины в отгоночную (или отпарную) .колонну, работаюшую в адиабатическом режиме, в которой в качестве отгоняющего агецта использу,ется газовый поток из указанногоэтапа (в);15д) удаление из нижней части отгоночной колонны, работающей в адиабатическом режиме, раствора мочевины,не содержащего карбаминат аммония,и удаление из верхней части этой отгоночной колонны отгоняющего агента) введение газовой смеси, удаляемой из верхней части отгоночцой колонны, работающей в адиабатическомрежиме, в конденсатор, в которомаммиак и углекислый газ конденсируют.ся путем охлаждения в результате непрямого теплообмена с хладагецтом в 30 присутствии насыщенного аммиакомраствора карбоната аммония, идущегос этапа разложения при пониженномдавлении, в то время как поток, содержащий Н и Й , отводится из верхней части и после превращения в метац подается на этап синтеза аммиака вместе с инертными газами Н иН, выходящими иэ установки абсорбции СО.;40 х) направление конденсата из этапа (Ь) г установку абсорбции СО8) подача раствора мочевины изэтапана этап выпаривания з вакууме (непосредственно ца этот этап 45 либо проходя предварительно черезэтап разложения при пониженном давлении (чатм, при этом как изустановки разложения при пониженномдавлении (из верхней части установ ки), так и из установки выпариванияв вакууме выходит газовая смесь состоящая из аммиака, углекислого газа и воды, которая при конденсацииобразует насыщенный аммиаком растворкарбоната аммония, используемый вэтапах (а) и (Ь), и в нижней частиустановки выпаривания в вакууме образуется расплавленная мочевица.225485 3 1На чертеже изображена установка для реализации предлагаемого способа.П р и м е р . Исходный (вновь вво. димый в систему) газ, состоящий в основном из СО , М и Н , после его сжатия направляют по трубе 1 в абсорбер СО 2, в котором используемый абсорбирующий раствор состоит главным образом из водного раствора а,щйакаФ который подают по трубе 3 из реактора синтеза аммиака. Карбамат аммония, выходящий из абсорбера 2, направляют по трубе 4 в реактор 5 синтеза мочевины.Газ с уделенным из него СО удаляют из абсорбера 2 и по трубе 6 направляют в конденсатор 7 с десорбцией г 1 Н, в котором ЦН поглощают вод ным раствором карбоната аммония,подаваемым по трубе 8 из секции регенерации раствора низкого давления с помощью насоса 9.Насыщенный аммиаком раствор,образующийся в конденсаторе 7, направляют по трубе 10 в абсорбер 2.Очищенный газ подают по трубе 11в работающую в адиабатическом режимеотгоночную колонну 12, в которую по .трубе 13 вводят раствор мочевины,на)правляемый из установки 14 разложения карбамата аммония. Этот газовый поток выводят.из отгоночной колонны12 и по трубе 15 направляют в конденсатор 16 карбамата аммония, в котором его смешивают с водным раствором17 карбоната аммония, подаваемым с помощью насоса 9 по трубе 18 из секции регенерации раствора низкого давления. Карбамат аммония, образующийся в конденсаторе 16, направляют по трубе 19 и с помощью насоса 20 вабсорбер СО 2. Очищенные газы, выходящие из конденсатора 16, направляют по трубе 21 в установку образования метана и оттуда в установку синтеза аммиака, в которой получают насыщенный аммиаком раствор, подаваемый в абсорбер 2 по трубе 3, как описано выше,Раствор карбамата по трубе 4 идет в реактор 5 синтеза мочевины, в кото-. ром протекает реакция дегидратации карбамата с образованием мочевины.Образующийся таким образом раствор моче- вины идет по трубе 22 в установку 14 разложения карбамата, в которой кар-, бамат разлагают на СО и ЙН , Эти 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 продукты разложения снова направляютпо трубе 23 в реактор 5,Раствор мочевины весте с карбаматом, не подвергшимся разложению,подают по трубе 13 в работающую в адиабатическом режиме отгоночную колонну 12,Раствор мочевины, выходящии изнижней части колонны 12, подают всекцию испарен.я в вакууме.При осуществлении способа, на выходе из отгоночной колонны, работающей в адиабатическом режиме, получаютраствор мочевины, имеющий такую высокую концентрацию мочевины, что егосразу же направляют на конечную стадию обработки в вакууме,Предлагаемый способ, исключает дорогостоящую операцию разложения неразложившегося карбамата аммония присреднем (18 атм) и повышенном (4,5 ать)давлениях,и таким образом происходитповторная конденсация образующихсяпаров.Согласно известному способу раствор, направляемый на этап испаренияв вакууме, получают с значительнойзатратой энергии.Для практического осуществлениявсех этапов необходимо, чтобы отношение Н О к СО, в реакторе синтезамочевины находилось в пределах от0,9 до 1,3 (предпочтительно 1,1), аотношение И Н к СО - в пределах отЪ4,5 до 6,5 (предпочтительно 5,5) .В данной системе (не показана)вместо насоса 20 для рециркуляциикарбоната к абсорберу 2 используютэжектор, в котором рабочая жидкость,представляет собой насыщенный аммиаком раствор с концентрацией аммиака807, подаваемый из реактора синтеза,аммиака по трубе 3.Предлагаемый способ осуществляетсяпри давлении в пределах от 100 до300 кг/см, фактически равном давлению, при котором работает реакторсинтеза аммиака (в такм случае может быть необходим насос для подачинасыщенного аммиаком раствора из реактора синтеза аммиака в систему,работающую по описанному циклу) илиже при давлении в пределах от 10 до г 100 кг/см, являющемся ниже того давления,при котором работает реактор синтеза аммиака, в этом случае насос может быть исключен).В табл. 1 и 2 представлены рабочие условия процесса, концентрации используемых продуктов и скорости по1225485 токов (цифрь 1 в наименовании грай состветствуют обозначениям на чертеже).Таким образом, упрощение процесса сдостигается эа счет исключения операции разложения карбамата аммония в го и низсоперя;авгуодяо/ о,2 о абчиц 1 4 56.споаил пРоцасса =,спольэуеиьзе про Обьеи потока, кг/ч (аес,)1 Объем потока, н/ч(об,Е) Раствор кар- Растаор исбаьгииата чеаиае оловиойГаз сии асьщеиЬй1родукттра +ЯН ажгиаконкол,21)раствор аэ сиитаза. МН еипеУа-УРа С 1Датлепйе,.атм 2 20 4,2 96 ю 17173 (12, 5)17173(253237 (38, 7 )53237 (73247(2,4)63882(46 4) 2998(4 73 (20) 17173(22) 237(62) 53237 15456(16 ъ 37909(30,9) 14051(8,81) 68954(56,3) 7178 (и 63) 5926(80)Ю 3(20) 1 7623(10),8) 32573(20,43) 4 1 6 о 7, 26113) 5 яеэи 100)73408 (100) 32409 (100 65666(100) 76233 (103) 1 375 111 Усл Тип потока, кг/ч (весЕ) го 1 е ю-: РастворРаствор карбона-.а 1 бона: а Раствор мо-Раств овн чевины чевиг одукт Температура,О 95,сего Н 141 Б,( Заказ 1971/62 Тираж 379я г Произв.-полигр. пр-"тне, г. Ужгород. ул. Проектная, 4 вия процес используе продукть 1 1,7353 (6)45343(37 колонках дистилляции средне кого давления п уменьяения ния СО, в реакционной массе5 щей на стадию упаривания,. с до 2,657