Способ получения мочевины

Союз Советских Социалистических Республик(32) 21.05,73 (З,.) Нидерланды4.78. Бюллетень13 айдвратввнный наыитвтаввтв Министров СССРаа данам нзабрвтвннйн атнрытнй 1) 73 070363) Опубликовано о 0,0 3,7.8 ия описани ИностранцыИоганнес Корнелис КДьедоннэ Мария Фе(Нидерланды)Иностранная фиРмУни Фан Кунстместфа(54) СПОСО При указанных темпера нии карбамат, находящийс нельзя разлагать в отгон подвода тепла извне 111 . С целью повышения зффе процесса предлагается вз аммиака и двуокиси углеро при температуре 210-245 С 250-б 00 ат при молярном о аммиака к двуокиси углеро фазе от 2,5 до 8,0 с возв ионную зону 10-15 ве меси, покидающей отгИзобретение относполучения мочевины иокиси углерода.Известен способ Ппри котором аммиак ида .подвергают вэаимодционной зоне и затемне, находящейся в сомена с реакционной знии, равном давлениюзоне.,Согласно этобольшая часть нкарбамата аммонния отводят с пдвуокиси углерогаза или смесиэтих веществ.Процесс ведут пр140 до 200 С и давл300 ать ной зоне без лучения мочевины, двуокись углеро- ействию в реакв отгонной эо-ф тоянии теплообной, при давле". в реакционной ктивностиимодействиеда проводитьи давлениитношении идк,о ра газою зону. реакц вой с элагаетсраствореразложеразнойинертногре двух му способу раходящегосяия и продуктомощью газоода, аммиака,по крайней м Аммиак и двуокись гают взаимодействию кой температуре и да вестном способе, Пр часть реагентов прев мат аммония, большая разлагается с образо Одновременно уменьша рения аммиака и двуо находящихся в раство Поскольку с повыш увеличивается скорос реакционной зоны мож чем в известном спос Для разложения ка ной зоне не требуетси туре 00 д и темпенин Однако степень обр мата в реакционной зо Реакционная зона н трубном пространстве труб, в которых проис использованием тепла,при образовании карбамзования карбае недостаточна,ходится в межеплообменныходит отгонка свыделяющегося ата аммония.) Дата опублик тся к технологии аммиака и дву) УПК 547.49507(088 8) туре и давлея в растворе,углерода подверри более высолении, чем в изэтом небольшаяащается в карбачасть которогоанием мочевины.тся теплота испаиси углерода,е мочевины,нием температурыь реакции, объемт быть меньше,бебамата в отгондополнительный., подвод тепла извне (нет необходимостй ние,раствора по внутренней стенкев использовании пара с давлением труб в виде тонкого слоя, При этом26 атм),раствор стекает противотаком к газоДля достижения оптимальной теп- образной двуокиси углерода (атгоняюлопередачи принято возвращать в реак щий газ), подаваемой па трубаправационную зону в единицу. времени коли- ду 8 после сжатия компрессором 9 дочество газовой смеси больше, чем об- требуемого давления. Свежая двуокисьщее количество инертных газов, посту- углерода поступает по трУбопроводу 10,пающих с реагентами в реакционную эо- Во время отгонки большая часть карба-ну и.количество газовой смеси поки- ,- мата разлагается на аммиак и двуокисьу(Одающей й единицу времени отгонную эо- углерода, используя ту часть тепла,ну. Лучше всего из верхней части реак- которая выделяется при образованииционной зоны отвадить газовую смесь, карбамата и не используется на превра"состоящую из непрореагировавших аммиа" щение карбамата в мачевину, Посколькука, двуокиси углерода и инертных га-объем реакционной эоны мажет быть15эов, и часть этой смеси, соответствую" сравнительно небольшим, простРанствощую 10 - 50 вес.Ъ, на более низкой для размещения теплопередающих элевысоте возвращать в реакционную зону, ментов также может быть небольшим,Нет необходимости в раздельном Кроме тепла, подводимого с патоками,возвращении в нижнюю часть реакцион- поступающими по трубопроводу б и 7,20,а ней они газовой смеси иэ отгонной и никакого дополнительного теплн йреакционной зоны, Предпочтительнее подводят. Для достижения оптимальнообе смеси, например, иэ общего сбоР- теплопередачи через стенки тРУб 2ного пространства выше реакционной часть газовой смеси, состоящей иэи отгонной зан подводить в реакциан- непрореагирававших аммиака, двуокисин ю зону на различных высотах. При Ф углерода, водянога пара и инертныхную эонэтом целесообразно использовать эжек- веществ, подают па тру работающий с помощью аммиака, и 12 через эжектор 13 и трубопровод бтор, рав окиси углерода или раствора с д Р в межтрубное пространствое- о 4двуокиси углежащего карбамат аммония. Кроме того, врев емя пребывания реаке изображен реакционно- Ж ционной смеси в межтрубнам пространНа чертеже изоб азам чтобыатгонны апый парат 1 в котором установ- стае 4 выбирают таким о Ра1а подведенвертикальные трубы 2. Нижние кон" не вся двуокись углерода,лены вецы труб закреплены в трубной решет- ная по трубопроводуова б превратилаське 3, а верхйие аТкРыты"и сообщаются - в карбамат, а часть ее вместе с непрос межтрубным пространством 4, в ка реагировавшим газообразным аммиа".т бами могут быть Установ ком поступила в пространство над труства в окиси углелены направлправляющие 5. В межтрубнае бами. Эти количества двутично возвра"пространство по тру бопроводу б падают рода и аммиака затем частичгазообразную реакционную смесь, сос- щают в реакционную зону,таящую в основном иэ аммиака и дву"о е жащую также во- Эжектар 13 может работать с по,окиси углерода исодержащдяной пар и инертные. вещы . вещества и по- мощью двуокиси углерода или цир"(т убоправоду 7 подают рааствор карба- кулирующега раствора карбамата.мата. Температуру в реакциРионной зоне Вместо эжектара для циркуляции газо"поддерживают от 1 до2 0 220 С давле- вой смеси можно применять циркуляционР 45ние ат 300 до 320 атм. Малярное ат- ный компрессор,ношение аммиака к двуокисиси углерода Циркулирующее количество газа, (как свободных, так и св язанных. влияет на теплопередачу, а следавааммиака и двуокиси угл ерода) в газо" тельно на степень превращения в реак"одящейся в меж- ционнай зоне и на эффект атгонки.жидкостной смеси, находяще 50станавливают, Поэтому желательно количество газовойтрубном пространстве, Устан3 5. В межтрубном смеси, подводимай по трубопроводу 12например, равнымпространстве часть амм аммиака и двуаки- в реакционную зону, регулировать вси углерода реагирует с ает с образованием зависимости от температуры или соста-отекает с вы- ва раствора, вытекающего па трубапро-карбамата, Реакция протекаеОб азующийся карба-воду 14, Часть газовой смеси из вер 55и ве х"та 1 па т бап авамат пЪтем дегидратации с испальзава- ней части аппара РУ Р15 подают в промывную колонну 16,нием части тепла, выделяющегося при ду игде отделяют газообразные инертные ве.образо анникарбама а, превр щаетсяв мочевину. Газожидкостная смесь, щества,и у пад в газовой смеси аммиак и двуокись углесодержащая карбамат и мочевину, поднимается вверх по тру ам, менб меняя на- рода поглощаются разбавленным раствот уб".гаэаабраэ рам карбамата с образованием болееправление, до верха труб.гаэааа кото ыйные компоненты отделяются,яются а раствор- канцентрираваннага раствора, которыжт б-перетекает в трубы через аб 2 распреде- па трубопроводу 7 поступает в межтру -лители, которые обеспечивают стеют "тека нае пространство 4, Промывная коловна 16 может быть установлена на такойвысоте, что образующийся раствор можетсамотеком поступать в межтрубное пространство 4 (тем самым исключаетсяустановка карбаматного насоса, который вследствие эрозии и коррозиитребует больших расходов на ремонт),Непоглощенную и несконденсировавшуюся в колонне 16 часть газовой смеси,состоящую в основном из инертных веществ, стравливают по трубопроводу 17 с,редукционным клапаном 18,Выделяющуюся в промывной колоннеТЕПЛОТУ ПОГЛОЩЕНИЯ ОТВОДЯтг ПО КРайней мере частично, охлаждающими элементами 19, по которым циркулируетвода или другая жидкость, Теплступоглощения можно использовать дляполучения пара низкого давления, длятого, чтобы температура в промывнойколонне была возможно высокой, можночасть аммиака, требуемого для синтеза мочевины, подавать по трубопроводу 20 в жидком состоянии,О 15 20 Количество Отводимого тепла можетбыть определено по количеству воды,циркулирующей по охлаждающим элементам. Этим способом можно также определить температуру в межтрубном пространстве 4, так как непоглощеннаяохлаждающими элементами часть теплаидет на нагревание раствора карба:мата, поступающего в межтрубноепространство 4 по трубопроводу 7.Возможно также регулирование. температуры в межтрубном пространстве 4путем изменения температуры свежегоаммиака, поступающего по трубопроводу 6. Однако при больших колебаниях температуры аммиака может ухудшиться работа эжектора 13. Но издесь возможна известная корректировка, если часть аммиака подавать вреакционную зону в обход зжектора 13.Отогнанный раствор, содержащий еще 45малые количеств карбамата и раство"ренного аммиака, отводят из аппарата 1 по трубопроводу 14, в редукционном клапане 21 его давление снижают до 2-5 атм и вводят в верхнюю часть 50ректификационной колонны 22. Образующуюся при расширении газовую смесь,состоящую из аммиака, двуокиси углерода и водяных паров, отводят потрубопроводу 23. Оставшийся раствор мочевины по трубопроводу 24 поступает в. нагреватель 25, где оставшийся карбамат разлагается. Образующуюся при этом газовую смесь отделяют от воды в разделителе 26 и по трубопроводу 27 вводят в нижнюю часть колонны 22, в которой она поднимается противотоком к ректифицируемому растноу.ИЭ раэцЕЛИТЕЛя 26 Отнодят гОЧТИ НЕсоыержащ 1111 карба 11 ата водный раствормочевины по трубопроводу 20 на переработку в концентрированный или безВсд 1 гЫй раотВОр МОЧЕВ 11 НЫ, ИЛИ КрнотаЛлическую мочевинуУказанную выше д аэообразную смесь,отводимую по трубопроводу 23, подаюткарбаматный конденсатор 29 низкогодавления, где при одновременной подаче по трубопроводу 30 циркулирующего раствора образуется разбавленныйраствОр карба лата. ТеплОта КОнденсации отводится водой, циркулирующейчерез охлаждающие элементы 31. Полученный раствор насосом 32 пол давлением синтеза перекачивают ПО трубопроводу 33 в промывную колонну 16 вкачестве поглотительной жидкости.Аммиак подводят к эжектору 13 пструбопроводу 34, в который в необходимом случае может быть встроен подогреватель 35 для аммиака.Изобретение не обирания 1 нается указанной формой выполнения , Н 1 а 1 р 111 дер,можно использовать реакционно-отгонный аппарат, в котором теплопередающие элементы выпол 1 ены в вице параллельно расположенных плит, Можнотакже газы, непрореагиронавшие вреакционной зоне, и газовую смесь,выходящую из отгонной зоны, улавливать отдельно и рециркулировать.П р и м е р. Для производства1000 т/ч мочевины по трубопроводу 34подают 23610 кг/ч аммиака под давлением 370 кг/см и при температуре 40 С на входе в эжектор 13, 30555 кг/чдвуокиси углерода сжимают в компрессоре 9 до давления, при котором проводят синтез карбамата и моченины(320 кг/см ), и подают в отгонную эо 2ну. Температура в верхней части аппарата 1 составляет 220 С, Иэ реакционной эоны отводят непрореагиронавший газ в количестве, составляющем26 вес.Ъ от количества газа, Отходящего из отгонной зоны. В реакционной6зоне выделяется 7,5 10 ккал/ч тепла (нетто), которое используется для разложения карбамата и испарения аммиака и двуокиси углерода без дополнительного подвода тепла. Давление отогнанного раствора мочевины, отводимого по трубопроводу 14, снижают вг редукционном клапане 21 до 3 кг/см.Состав различных потоков, температуры и давление приведены в таблицеВ промывную колонну 16 аммиак не поступает. Количество тепла, отводимого в охлаждающих элементах, составляет 310 ккал/ч.. Формула изобретения ваоректор,Н, Ковалев ставитель хред Э.ЧУ Реда Вака ган ор Тираж 559ого комитета изобретений-35 Раушска 604/1ИИПИ Государствепо дел113035 Москва ПодписнСовета Иинисти открытийнаб, д, 45 в СС Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Способ получения мочевины взаимодействием аммиака и двуокиси углерода при повышенных температуре и давлении в реакционной зоне и затем в отгонной зоне, находящейся в состоянии теплообмена с реакционной, зоной, при давлении равном давлению в реакционной зоне, разложением получаемого карбамата аммония, выдЕлением продуктов разложения с помощью двуокиси углерода, или аммиака, или инертного газа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения зффективности процесса, взаимодействие аммиака и двуокиси углерода проводят при температуре 210-245 ОС и давлении 250-.600 атм при молярном отношении аммиака к двуокиси углерода в жидкой фазе от 2,5 до 8 с возвратом в реак" ционную зону 10-50 от веса газовой смеси, покидающей отгонную зону, состоящей из непрореагировавших аммиака и двуокиси углерода и инертных газов газовой смеси с газовой 10 смесью, покидающей отгонную зону. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент СШЛ 9 3406201,И кл, 260-555, 1969,