Способ получения мочевины

гооицдвотвенный комитет ссор по ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ и отнРнтш(71) Уни ван кунстместфабрикен Б-В(ыъ)(57) Изобретение относится к полученню мочевины. Цель - Упрощение ПРО цесса Получение МОЧЕВИНЫ ВЕДУТ ИЗдвуокиси углерода и избытка аммиака при давлении 125-200 атм в зоне сннтеза С ПОЛУЧЕННВН РЗСТВОРЗ, содержа щего карбамат амония и свободныИзобретение относится-к способу получения мочевины изаммиакаи двуокиси углерода. .На чертеже представлена схема осуществления способа.На чертеже приняты следующие обозначения А - зоны синтеза, В тющим разложением карбамата аммония вдесорбционной зоне при.давлении зоны синтеза, нагревании и-противот точном взаимодействии с десорбиру ющим газом с получением десорбированнога раствора, из которого выделяют концентрированную мочевину или твердую мочевину, и газовой смеси. Последняя содержит продукты разложения карбоната ЗММОННЯ ВМЕСТЕ. С частью избытка аммиака н десорбирующего га за, ЧЗСТЬ КОТОРОЙ КОНДЕНСИРУЮТ В 30не конденсации. конденсацию проводят в межтрубной тепловой зоне погружно го-конденсатора со временем пребыа иия газовой смеси в зоне, обеспечи ОТ РЗВНОЕЕСНОГО КОЛИЧеСТБ ДОСТИГ ЕМОГО В УСЛОВИЯХ СННТЕЗЗ, С ПОЛУЧЕНИ ем конденсата. Последни содержитприводится в двиение с помощью сжатого ячидкого ашшака, поступившего через линию 2, всасывают раствор карбемата, полученного при обработкеСмесь жидкого аммака и растворе карбамата попадает в зону конденса ции С черезлинию З. По линии 4 имеющей отверстия, содержащая аммиак н двуокись углерода газовая смесь вводится в жидкость. Эта газовая смесьдопучена при десорбционнойобработке раствора синтеза мочевины,образованного в зоне синтеза А, вдесорбцнонной зоне В. Десорбционная обработка осуществляется противотеч но десорбирующему газу, например, 5 двуокиси углерода, при подаче тепла. Согласно предлагаемому способу давления в зоне синтеза А, десорбцнонт ной зоне В н зоне конденсзцн С рав 1 дны, например, 140 атм. Однако давления в указанньш зонах могут быть различны Размеры зоны конденсации С выбираются таким-образом, чтобы образовалось по крайней мере 30 теоре- 15 тически возможного количества мочевины. Тепло, вьщеляющееся в зоне кон 7 денсацин С, отводится водой, посту лающей через линию 5, которая проходит через линию 6 и через охлаждение элемента 7 в зоне конденсациис помощью насоса Е и затем преобразуется В пар низкого давления. Образовавшийся пар проходит через линию 8в резервуар для пара В и через линию 25 9 выходит из указанного резервуара в агрегат, потребляющий пар низкого давления (не показан). Вместо того,чтобы-удалять тепло при помощ выработки пара, можно нагревать потоки процесса, например жидкий раствор мочевины, которы затем концентри 20злементыь Раствор мочевины и карбамата и неконденсированная часть газовой смеси, поступивше в зону конденсации, проходят через линию 10 в зону синтеза А где происходитдальнейшее образование мочевины. 7- . 40 Из зоны синтеза А раствор синтезамочевины проходит через линию 11 в десорбционную зону В, в то время как черезлинию 12 выводится газовая СМЕСЬ, содержащая инертные газы. Десорбционный раствор синтеза мочевины выводится.через линии 13, известны путем преобразуются в.жидки раствор МОЧЕВИНЫ И концентрируется, после чего концентрированный раствор может бьпь преобразован в твердую мочеви Нуо Изобретение иллюстрируется следу ЮЩИМИ приераммп . П р и м е р 1 (сравнителвны). Мочевина приготавливается спосором, описанным в Юропиан Кемнкал Ньюз, производительность установки 1500 тпв день.В секцию высокого давления установки вводят ЗЗД 17 кг жидкого и 45833 кг газообразного С 02, содержащего также 286 кг водяного пара и 1533 кг инертньш компонентов. Давление в зоне реакции, в десорбционной зоне и в зоне конденсации 141,2 атм. В зону конденсации вводят газовую смесьсостоящую из 43742 кг ЫН 3,65795-кг С 02 2578 кг Н 10 И 1533 кг инертных компонентов, большую часть которой здесь конденсируют и абсорбируют п раствор карбамата, содержащий 5 О 96 д кг ЫН 3, 17957 кг СО 2 и 9231 кг Н 10. Образуется раствор карбаматакоторьй состоит из 78108 ЫН 3,67706 кг С 01 и 1029 кг ндо и имеет температуру 168 С, вто время как оставшаяся часть газовой смеси содержит 18598 кг МН 3, 16046 кг С 0 д 980 кг н,0 и 1533 кг инертных компонентов. Раствор карбамата и газовую смесь вводят в зону реакции.Освобожденное-при конденсации тепло удаляют при помощи воды, что ведет к образованию 60000 кг пара низкого давления (4,4 атм, Т 147 С). Теплообменная поверхность 1694 мг.П р н м е р 2. Согласно предлагаемому способу позтучают такое же. количество мочевины, как в примере 1. Давление в секции высокого давления установки 141,2 атм. конденсацию газовой смеси,полученной при десорбированни, осуществляют в горизонтально расположенном холодильнике со всасыванием. Конденсация сопровождается образованием 50 теоретическивозможного количества мочевины. Образуется раствор карбамата, содержащий 30839 кг мочевины, 60871 кг ЫН 3 50553 кг СО 2 и 20521 кг ндо. Его температура 17400. Кроме того, остается газовая смесь, которая состоит из 18171 кг ЫН 3, 10706 кг СО 1 505 кг Н 1 О р и 1533 кг инертны компонентов. С позоне конденсации тепла образуется 60000 кг пара низкого давления (44 атм). Необходимая теллообменная поверхность 667 мг.мочевинЫНо ТЕПЕРЬ В ЗОНЕ конденса ции образуется 752 уравновешенного доступного количествадмочевины В эоне конденсации получается раствор,который содержит помимо 56188 кг ЫНЗГ605 кг Ндб и 1533 кг инертных компонентов. ТемеРаТУРа ЖИДКОСТИ И Га выделяемьш из зоны конденсации, 178 С 0 сВ 05 ЖдеНН тепло применяется для образования 60000 кг пара низкого давления(6,8 атм). Необходимая теплообменная поверхность 1694 М 2 П р и м е р 4. На заводе согласно технологической схеме используют способполучения мочевины согласно изобретению для синтеза того не количества мочевины, как описано в примере 1. Давление на участке высокого давления, включающем зоны синтеза,выпаривания Н конденсации, поддерживают равным 122,6 атм. Конденсацию газовойсмеси полученной на стадии вьшаривания, проводят в межтрубной зоне вертикально размещенного конденсатора с погруженны змеевиком, среднее время пребывания конденсата в котором составляло около 22,7 мин,что приводит к образованию 50 мочевины от теоретически возможного-при имевших место условиях реакции. Образовавшийся раствор карбамата аммония содержит 29291 кг мочевины, 62667 кг аммака, 52656 кг углекислого газа и 18997 кг воды. Темера тура раствора 168 С. Кроме того остается газовая смесь, содержащая18665 кг аммиака, 9553 кг двуокиси углерода, 543 кг воды и 1710 кг инертного компонента. С помощью теплоты, выделяющейся в зоне конденсации, образуется 66970 кг пара низкого давления (4,4 атм). Необходимая теплообменная поверхность 850 мд.П р и м е р 5. Аналогично примеру 2 получают идентичное количество но теперь в зоне конденсации образуется 73 от достижимого равновесного количества при среднем времени пребывания конденсата около 21,5 мин. Давление в зоне конденсации 156,9 атм. Раствор, полученный взоне конденсации, содержит кроме 56967 кг аммиака и 42429 кг двуокиси углерода, также 43818 кг мочевины и 25782 кг воды. Кроме того, остается газовая смесь, содержащая 14344 кг аммиака, 10157 кг двуокиси углерода, 671 кг воды н 1711 кгинертного компонента. Температура ч жидкой и газообразной составляющих, рвыиоднщик из зоны конденсации, 181 С, Вьщеляющееся тепло используют для получения 52450 кг пара низкого давления (63 З атм). длязтого потребуется площадь теплообменной поверхности 850 мг.П р и м е р 6. Получение мочевины в количестве 1500 т/день осуществляют в установке, изображенной на чертежеДавлениевзоне высокого давления, включающей зоны синтеза,десорбции и конденсации, равнялось 196 атм. Конденсация газовой смеси,образующейся при десорбции, проискодит со стороны кожуха погруженного конденсатора.Среднеевремяпреоывания конденсата в нем составляло 16,9 нн. В этих условиях выиодмочевины составлял 69 от теоретического. Образующийся раствор карбамата содержит 46,958 кг мочевины, 57,510 кг ПН 3,40,656 кг С 01 и 28,206 кг Н 2 О. Температура его 188,5 С. Кроме того,получают газовую смесь, состоящую из 7,523 кг НН 3, 6,053 кг СО 1, 414 кг НО И 1,533 кг инертным компонентов За счет тепла, выделяющегося в зоне конденсаци, образуется 52,970 кг пара низкого давления (6,8 атм). Необходимая для этого поверхность теплообмена 667 м.В таблице приведены примеры осуществления известного и предлагаемого способов. -Как видно из таблицы, предлагаемшйспособ позволяет уменьшить необходимую поверхиоств теплообмена в конденсатореи повысить параметры-пара низкого давления до 6,9 атм.Ф о р м у л а и з о 6 ре т е н И н Способ получения мочевины взаимо действием двуокиси углерода и избыт. ка аммака при давлении 125-200 атмв зоне синтеза с получением раствора,содержащего карбамат амония и свободнй аммиак с последующим разложени ем карбамата аммония в десорбционной зоне при давлении зоны синтеза, нагревании и противоточном взаимодействии,с десорбирующим газом с получением десорбированного раствора, из которого выделяют концентрированную мочевину или твердую мочевину, и газовой смеси, содержащей продукты разложе НИИ карбамата ЕММЦВИЯ ВМЕСТЕ С частьюизбытка амака и десорбирующего га менем пребывания газовой снеси в эоза, часть которой конденсируют в зоне не, обеспечивающем.образоаянне 50 конденсацн с получением конденсата, 752 мочевины от равновесного копн о т л и ча ю щ и й с я тем, что, .чеотва,достигаемого в условиях синс целью упрощения процесса, конден С теза, с получением конденсата, содер.сацю проводят в нежтрубной тепловой жащего карбамат амоня н мочевину,зоне погружного конденсатора со вре- который направляют в зону синтеза.Количество давление Потребная площадьпЬ при полученного пара, атй поверхности тепло. ВЕРУ Пара, кг обмена, од 1 щББББщ ЕЩ- Б 32 2 воооо . 4,4 С 667 3 1 воооо 5,3 П С 1,594 4- р 96970 4,4 850Вниипи Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж 35 Раушская наб. Д. 4/5