Способ получения мочевины

(12) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ведомство РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(21) Номер заявки 498-5001892 (71) Заявитель Уриа Казале С.А. (СН)(60) ЗП 5001892, 04.10.1991 (72) Автор Джордже Пагани (1 Т)(24) 06.07.1995 (73) Патентообладатель Урна Канале С.А. (СН)1. Способ получения мочевины. из диоксида углерода с избытком аммиака при высоких температуре и давлении в двух зонах синтеза с использованием свежих и рециркулируемых реагентов и последующим выделением из смеси продуктов реакции и на стадии регенерации реагентов образующейся мочевины, а также не вступивших в реакцию аммиака, диоксида углерода, с отделением раствора карбамата аммония, воды и смеси побочных продуктов и с возвратом не вступивших в реакцию продуктов в одну из зон синтеза, отличающийся тем,что в качестве двух зон синтеза используют два самостоятельных реактора, работающих параллельно, причем в первый реактор входят реагенты высокой чистоты, в частности, свежий диоксид углерода и свеэкий ашшак в смеси с регенерированным аммиаком высокой чистоты, а во второй реактор синтеза вводят регенерированную смесь продуктов, не вступивших в реакцию, в основном карбамат, избыток аммиака и воду, в смеси со свежим диоксидом углерода.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в первом реакторе синтеза с реагентами высокой чистоты получают продукт с высоким выходом обычно от 80 до 20 от всего количества мочевины, и процесс ведут под давлением от 250 до 450 кг/смг, предпочтительно около3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во втором реакторе синтеза с использованием в основном регенерированных реагентов меньшей чистоты, чем свежие реагенты, получают мочевину с меньшим выходом, чем в первом параллельном реакторе, в количестве от 80 до 20 от всей массы мочевины а процесс ведут под давлением 130-200 кг/ см и при темпера туре 180-200 С.Настоящее изобретение касается способа промышленного получения мочевины путем взаимодействия аммиака и двуокиси углерода в, по крайшей мере, одном реакционном пространстве при высоких давлении и температуре, и возврата в цикл, по крайней мере,части непрореагировавших продуктов.Известно несколько способов, систем и заводов для промышленного получения мочевины из ЫНЗ (в избытке) и СО 2, с возвратом в цикл после десорбции.Одним из известных является способ получения мочевины из диоксида углерода с избытком аммиака при высоких температуре и давлении в двух зонах синтеза с использованием свежих и рециркулируемых реагентов и последующим выделением из смеси продуктов реакции и на стадии регенерации реагентов образующейся мочевины, а также не вступивших в реакцию аммиака, диоксида углерода,с отделением раствора карбамата аммония, воды и смеси побочных продуктов и с возвратом не вступивших в реакцию продуктов в одну из зон синтеза 1.Задача, на решение которой направлено изобретение, состояла в том, чтобы упростить процесс, увеличить выход целевого продукта, а также сократить энергетические расходы.Поставленная задача достигается предложенным способом, в котором, согласно изобретению, в качестве двух зон синтеза используют два самостоятельных реактора, работающих парагглельно, причем в первый реактор вводят реагенты высокой тшстоты, в частности, свежий диоксид углерода и свежий ашшак в смеси с регенерированным аммиаком высокой чистоты, а во второй реактор синтеза вводят регенерированную смесь продуктов, не вступивших в реакцию, в основном карбамат, избыток аммиаха и воду, в смеси со свежим диоксидом углеродав первом реакторе синтеза с реагентами высокой чистоты получают продукт с высоким выходом обычно от 80 до 20 от всего количества мочевины, и провсс ведут под давлением от 250 450 кг/ см , предпочтительно около 400 кг/см , И при температуре 200-230 С,предпочтительно при 210220 Сво втором реакторе синтеза с использованием в основном регенерированных реагентов меньшей чистоты, чем свежие реагенты, получают мочевину с меньшим выходом, чем в первом параллельном реакторе, в количестве от 20 до 80 от всей массы мочевины 2 а процесс ведут под давлением 130-200 кг/ см и при температуре 180-200 С.Преимущества данного изобретения наглядНее ВИДНЫ ИЗ ОПИСПНИН ЕГО ПрВДПОЧТИТСЛЬНОГО варианта осуществления, иллюстрируемого на схеме фиг. 1.На фиг. 1 изображена форма простого и эффективного и, следовательно, целесообразноговарианта ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОбЗ СОГЛЕСНО данному изобретению на фиг. 2 - установка для осуществления способа.Завод для осуществления (частично не новый) способа согласно изобретению характеризуется,по крайней мере, первым рактором 1 с высокимвыходом, в который подаются свежие СО 2 И МНЗ извне и ЫНЗ высокой чистоты из зоны возврата вторым реактором 2 параллельно первому с выходом меньшим, чем у первого реактора, в который подают в основном реагенты из возвращаемой смеси и системой или секцией 3 возврата реагентов из реакционных смесей, полученных из первого и второго реакторов.Способ может быть изображен схематически как состоящий в основном из трех секций,двух реакционных 51 и 2 с дифференцированным выходом и последней секцией 3 возврата в цикл 3. 31 включает реактор 1, в который подают только (или практически только) чистые реагенты СО 2 (линия 4) и ЫНЗ(линия 5). Получая только высокочистые реагенты, реактор 1 должен рассматриваться непосредственно как реактор с высоким выходом.Смесь М 1 продуктов реакции в реакторе 1,состоящая в основном из мочевины ТЛ,из раствора карбамата 5 С 1 и непрореагировавших соединений ПЪП (в основном ЫНЗ, подаваемый в избытке из линии б), подается из линии 7 в секцию 3 возврата в цикл 53, в которую подают через линию 8 ту же самую смесь М 2 продуктов реакции во втором реакторе 2,причем эта смесь состоит из мочевины 112,из раствора карбамата С 2 и из непрореагировавших соединеъшй ШЧ 2 (в основном МНЗ,подаваемый в избытке). Из указанной секции 3 возврата в цикл выходит 3 потока 1) на линии 9 - вся полученная мочевина (П),являющаяся результатом объединения отдельных мочевин (ЕЛ) и (12), полученных в обоих соответствующих реакторах 1 и 2 2) на линии 10 - высокочистый аммиак МЕР, который согласно данному изобретению вновь возвращается только в реактор 1 вместе с МНЗ, подаваемым извне (линия 6), при этом МЕР (10) имеет чистоту, практически совместимую с последним (МА) З) на линии 11 - водный выходящий продукт СЕН (НЮНЧНЗЧ-СОШ,т.е. смесь, состоящая из водного раствора карбамата и МНЗ в избытке.Последний водный выходящий продукт (БС),богатьпй ЫНЗ низкой степеьш чистоты и содержащий СО 2, возвращают в цшл через линию 11 в реактор 2, который, получая реагенты менее чистые, чем реагенты, подаваемые в реактор 1,имеет средний выход, т.е. меньший, чем выход из реактора 1.В реактор 2 поступает свежий СО 2 ИЗ Подвода 4 на линии 12, и возможно дополнительное количество свежего ЫНЗ на линии 13.Испошэзование способа согласно изобретению в обычных системах с отдельным возвратом в цикл ЫН 3 для существенного улучшения параметров имеет особое значение.В предпочтительном варианте способа новая установка (фиг. 2) для получения мочевины с очень высокими выходами включает два параллельных реактора 1 и 2, первый из которых работает как прямоточный (без рециклов) при высоком давлении (от 250 до 450 бар) и температуре от 200 С до 220 С, с подачей в него аммиака и чистого СО 2, второй реактор работает при более низком давлении, например 130-200 бар, и температуре, например 180- 200 С(лучше, если ниже 190 С, с подсоединением к системе возврата в цикл и, следовательно,работает с подачей части свежих реагентов, не подаваемых в первый реактор, и с извлечением всею рецикла из всей системы возврата в цикл.В частности, раствор мочевины (50), выходящий из реактора 1, предпочтительно расширяется в сепараторе 4, действующем при давлении реактора 2, и образовавшиеся при быстром испарении пары (У) подаются в реактор 2, в то время как раствор свежей мочевины (ЗПР) подают в секцию со средним давлением (ЗМР) для извлечения непрореагировавших веществС помощью этой системы в вышеуказанных реакторах достигают выхода целевого продукта(мочевины) в первом выше, от 75 до 85 , а во втором - от 60 до 70 поэтому общий выход очень высок в зависимости от оптимального распределения загрузки между обоими реакторами.Как уже описано ранее, преимущество способа согласно изобретению заключается в том,что он может быть удобно использован для получения новых производственных установок с высоким выходом и с низкими затратами энергии, а также для усовершенствования способа получения мочевины с отдельным рециклом ЫН 3.Как уже упомянуто, установка, модернизированная в результате внедрения данного изобретения в сбыт-пнях системах, характеризуется добавлением в схему одного реактора с высоким выходом и устройства для приведения реагентов в более высокие рабочие условия по сравнению со старым реактором.Рецикл МНз высокой чистоты (МЕР), который перекачивают в реактор, составляет 0,4 от стехиометрическото количества податш ЫНз (МА).Согласно изобретению подают суммарное количество МН 3 (ЫАНЧЕР) в параллельный реактор 1 типа прямоточный. А именно наличный МН 3 1,4 х 570798 кг/т мочевины 46,94 кмол/т мочевины.С выходом 80 превращенный в мочевину со составляет 459 х 0,8367,2 кг/т з 672Следовательно, можно производить примерно 50 мочевины в реакторе 1, т.е. в условиях ВЫСОКОГО ВЫХОДЕ.Установка с параллельным реактором, следовательно, будет работать со средним вы 6380 71,5 аТ расход пара будет соответствештъш образом значительно снижен (550-600 кг/ т мочевины против обычного значения в 900 кг/т).Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.