Способ очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР ЫТИЯМ(71) Гродненское производственное объединение Азот им. С.О.Г 1 ритыцкогоТехнологический регламент производства карбамида. М. Союзазот, 1984.(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ОГ ГОРЮЧИХ ПРИМЕСЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРБАМУЩА(57) Изобретение относится к каталитиче ской очистке сжатьтх газов от горючих ЙрИХтИзобретение относится к очистке углерода от горючих примесей (Н 2. СО. СН 4) и может быть использовано в производстве карбамида.Известны способы очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида на катализаторах при 8 О-25 ОС. давлении 0.012 кг/см при стехиометрическом количестве кислорода по отношению к количеству горючих примесей. В присутствии в очищенном газе метана для реакц-ии необходима температура выше 25 О С. При этом входящий в каталитический реактор поток газа подогревается выходящим потоком газа.Недостатком способа является низкаястепень очистки газа при относительно не высоком содержании горючих и в присутствии метанатоскольку тепла реакции в этомуглерода при получении карбамида из еммиака. Цепь снижение энергетических затрат и металлоемкости обормозаньтя. Очистку ведут путем компримированьте исходного диоксида углерода до 5-28 кг/сглд и последующего окьтсленитя примесей а нагретом за счет компрессии газе над Палладийсодержащутм катализатором при 155-172 С. Затем осуществляют а-тногоступенчатую компрессию очищенного газа до давления а зоне синтеза при снятии вьадгляющегсся тепла охлаждением газа оборотной водой гдежду ступенями компрессии. Указанные условия позволяют исключить затраты тапла на предварительный подогрев диоксида углерода. подаваемого в реактор окисления. по сравнению с известным способом. Снижается количество теплообменной аппара туры.случае недостаточно ДЛЯ ПОДОГРЭВЭ ИСХОДНОГО газа ДО ОПТИМЗПЬНОЙ температуры.Наиболее близким к изобретению является способ получения карбамида. включающий выжигание горючих примесей из диоксида углерода на папладийсодержащем катализаторе. ИПроцесс выжигания примесей из диоксида углерода осуществляют при 15.О-350 С и давлении. близком к атмосфернотиу(0.1360.544 кг/см 2). Диоксид углерода перед подачей в катали-начавший реактор подогревается в паровом подогревателе и рекуператора. Затем очищенный газ подвергается многоступенчатому компримированию до 750400 кг/смя со снятием тепла. выделяющегося при его компримировении между ступенями оборотной водой.Недостатком известного способа является необходимость предварительного подогрева диоксида углерода перед очисткой до температуры реакции. что удорожает процесс.Поставленная цель достигается тем. что согласно способу очистки диоксида углерода в производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением с предварительной каталитической очисткой диоксида углерода от горючих примесей окислением кислородом при повышенных температурах с последующим его компримированием до давления синтеза карбамида, Очистку диоксида углерода от горючих примесей проводят после его компримирования перед синтезом карбамида при давпении 5-28 кг/см 2 с использованием для очистки тепла компримирования. СущестВеННЫМ ОТЛИЧИЭМ ОТ ИЗВВСТНОГО СПОСОБЭ ЯВ ляется изменение Технологической схемы производстве карбамида. а именно проведение каталитической очистки диоксида углерода после компримирования. Тепла компримирования газа достаточно для начала реакции выжигания горючих примесей. что дает возможность отказаться от эксплуатации теплообменника и рекуператора и снизить затраты тепла для подогрева газа.Предлагаемый способ очистки диоксида углерода в производстве карбамида отличается тем, что процесс очистки диоксида углерода проводятгпосле предварительной компрессии газа.П р и м е р 1 (по известному способу). В производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением очистку диоксида углерода от горючих примесей осуществляют перед стадией компримировгния.Диоксид углерода с содержанием горючих примесей 1.15 об. и эквимоллярным содержаниемкислорода в расчете на примеси с температурой 45 С поступает в паровой подогреватель и рекуператор. где подогревается до 170 С. и затем поступает в реактор с объемной скоростью 3500 ч при атмосферном давлении. Температура в ре акторе 200- С. степень очистки гаэа от горю- чих примесей 99.036. Газ после реактора проходит рекуператор. охлаждается оборотной водой до 45 С и поступает на многоступенчатое компримирование для подготовки его к синтезу карбамида. Тепло. выделяющееся при компримировании газа. снимается оборотной водой- При этом температура газа понижается со 135 до 45 С.П р и м е р 2. В производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением диоксида углерода состава, 06.72, Н 2 12- 0.7 Аг 02 0.94-О.64 Е 2 2-3 СО не более 0.5 метан не более 0.02 СО 2 95.9963 после дополнительной дозировки кислррода вэквигтолекутлярном количестве 150 м на 1800 м газа указанного состава) к содержанию горючих примесей при 45 С ПОСТУПаЕТ НЕ КОМПрИМИПОВЭНИВ. СЖИМЭЕТСЯ до давления 5 кг/см и нагревается до 134 С за счет сжатия, затем поступает в реактор. На катализаторе марки ПК-ЗШ при давлении 5 кг/смз, объемной скорости 3500 ч и температуре 17 О С (увеличение температуры в слое за счет экзотермичности реакции дожига) степень очистки диоксида углерода от горючих примесей составляет 99,9. Очищенный газ состава. об. метан 0,01Аг - 02 056-096 М 2 22-34 СО 2 95.64 97.17. охлаждается оборотной водой в теплообменном оборудовании до 30 С и направляется на последующие ступени компрессии. где сжимается до давления синтеза карбамида 153 кг/смз.П р и м е р 3. Аналогичен примеру 2. но давление в реакторе 12 кг/см 2. температура газа на входе в реактор 125 С температура в слое катализатора 155 С. Степень очистки газа составляет 100 3.П р и м е р 4. Аналогичен примеру 2, но давление в реакторе 28 кг/см температура газа на входе в реактор 138 С. температура в слое катализатора 172 С. Степень очистки газа составляет 100.Осуществление процесса указанным способом исключает необходимость предваритепьного подогрева (202 газа и применения теплообменного оборудования, так как ИСПОЛЬЗУЕТСЯ тепло. ВЫДВЛЛЮЩЗЕСЯ при компримирований газа. Кроме того. повышается эффективность очистки. так как процесс ведется при более низких температурах. Нижний предел давления определяется достигаемой степенью очистки при температуре. которую приобретает газ в результате компримирования (1251 З 8 С). верхний - затратами на аппаратурное оформление процесса. Выше 28 кг/см вести процесс нецелесообразно поскольку повышаются требования к оборудованию,работающему под давлением. что удорожает процесс очистки, а также ухудшаются механические свойства используемых катализаторов.Выжигание горючих примесей в произВОДСТВЕ карбамида ЯВЛЯЭТСЯ ЗКТУЭЛЬНЫМ,поскольку способствует повышению безопасности ПРОВЕДЕНИЯ процесса на УСТЭновках карбамида. Кроме того. наличиегорючих примесей исключает возможность подачи чистого кислорода на пассивацию колонны синтеза карбамида. Подача же воздуха приводит к вводу в систему инерта азота. что приводит к падению мощности установок карбамида на 840. Формула изобретения А Способ очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода путем предварительного нагрева газа и окисления примесей кислородом на палладиисодержащем катализаторе при повышенной тем 10пературе с. последующей многоступенчатой компрессией очищенного газа до давления в зоне синтеза при снятии выделяющегося тепла охлаждением газа оборотной водой между ступенями компрессии. о т л и ч а юЩ И Й С Я тем. ЧТО. С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ энергетических затрат и металлоемкости оборудования, ИСХОДНЫЙ ДИОКСИД УГПЭРОДЭ компримируют до 5-28 кгсм 2. нагретьъи при компрессии газ подают на окисление. которое ведут при 155-17 С. затем очищенный газ охлаждают и направляют на последующие ступени компрессии.ВНИИПИ Государственного коглитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва. Ж-ЗБ, Раушская наб 4/5