Способ получения мочевины

Способ получения мочевины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВМ (»)606868

I, г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено07.09.76 (21) 2405618/23-04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15,05 78,Áþëëåòåíü № 18 (51) ф. Кл 2

С 07 С 126/02

Государственный квинтет

Совета Мнннстров СССР по делам нэобретеннй н открытий (53) УДК661. 717 5 (088.8 } (45} Дата опубликования описания13,04. И, (72) Авторы изобретения Д. М. Горповский, В. И. КУчерявый и Ю. К. Мельников. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЫ

Изобретение относится к технологии получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода.

Известны способы получения мочевины путем синтеза ее из аммиака и двуокиси углерода с полным жидкостным рецнклом, включаюшим отделение неконвертированных реагентов путем ступенчатой дистилляции, абсорбциюконденсацию газов дистилляцни с образованием водноаммиачного раствора углеаммонийных солей (УАС) и рециркуляцню этого раствора на стадию синтеза (1).

Вода, содержашаяся в растворе УАС и подаваемая с ним в зону синтеза, снижает степень превращения СОг в мочевину (Х) и удельную производительность реакционного объема (П), что приводит к ухудшению технико-экономических показателей производства и необходимости сооружения колонн синтеза с большим реакционным объемом. Например, в действующих цехах мочевины с жидкостным рециклом молярное соотношение Н О:СО> в смеси реагентов на входе в колонну синтеза (W) составляет 0,7 — 1,0; Х = 0,60 — 0,64; П = 300 —.

400 кг/м з- ч.

Необходимость поиска средства увеличения

11 диктуется двумя обстоятельствами. Во-первых, в настоящее время характерна тенденция к увеличению единичной мощности агрегатов

2 производства мочевины (до 2000 — 3000 т/сут).

Если исходить из указанного выше значения Г1, для таких агрегатов потребуются реакторы с объемом 200 -300 и . 11ри современных возможностях химического машиностроения изго .товление аппаратов высокого давления с указанным объемом представляется не реальным.

Во-вторых, увеличение Г1 нн действующп. а регатах производства мочевины является пред посылкой для увеличения выпуска удобрения без существенных дополнительных кагитальных затрат.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных темпе1В ратуре и давлении в двух зонах синтеза, включаюший подачу части свежей двуокиси углерода в первую зону (Ъ = 0), а во второй использование всего количества рециркулпруемого раствора углеаммонийных солей и части

20 свежей СОд (W = 1,23), разделение реакционных растворов путем ступенчатой днстилляцнн, рециркуляцию выделенных непрореагировавших веществ (2).

Предпосылкой такого решения является то обстоятельство, что при % = 0 величина рав25 новесного значения Х максималы а; с ростом W

606858

Форлула изобретения величина Х умень)наетт.я .по гиперболическому закону. Хотя э+т.еиткоб и позволяет несколько повысить Х, он не пригоден для увеличения удельной производительности реакционного объема.

Белью изобретения является повышение эффективйости процесса за счет увеличения степсни превращения СО.. в мочевину и увеличения удельной производительности реакционного объема.

Бель достигается описываемым способом получения мочевины, состоящим во взаимодействии аммиака н двуокиси углерода при повышенных температурах и давлении в двух зонах синтеза, включающим разделение реакционных растворов путем ступенчатой дистилляции. рециркуляцию выделенных непрореагировавших веществ после их конденсации-абсорбции в виде растворов углеаммонийных солей, которые затем распределяют между двумя зонами синтеза, чтобы молярное соотношение

Н;О:CО, в первой зоне синтеза составляло

О, 15 — 0,25.

Отличительными признаками способа является то, что рециркулируемые растворы углеаммонийных солей распределяют между двумя зонами синтеза, чтобы молярное соотношение

H О:СОз в первой зоне синтеза составляло

0,15 — 0,25.

Экспериментальным путем установлено, что в интервале W = 0 — 0,25 при увеличении W почти пропорционально возрастает величина 11.

Это об.ьясняется тем, что небольшое количество воды в зоне синтеза почти не влияет на термодинамику процесса, но существенно улучшает гидродинамическую обстановку и увеличивает скорость процесса.

На чертеже показана схема способа получения мочевины.

Орилер. В первую зону синтеза 1 подают

19,6 т/ч свежей СО2 (поток 2), 30,4 т/ч МНз (поток 3), а также 6,5 т/ч раствора УАС (поток 4) нз системы разделения. Молярное соотношение,"чН,:СО,:НзО = 4:1:0,16, степень конверс и и — 69 5%.

Из зоны 1 в систему разделения 5 выводят

56,5 т/ч плава (поток 6), содержащего, мас.%: мочевина 37, ХН» 38, СО 12 и НzO 13.

В систему разделения 5 поступает также

37,9 т/ч плава (поток 7) из второй зоны синтеза 8, содержащего, мас. /p,мочевина 29, NH:

35 СО2 12 и Н»О 24 (стс пень пРевРатцениЯ 63 /p) Из системы разделения выводят нга переработку 41,3 т/ч водного раствора мочевины (поток 9) содержащего, мас .%: мочевина 77, НаО 23, а также 22,3 т/ч возвратного жидкого аммиака (поток 10), используемого вместе со свежим NH„- в зонах 1 и 8, и 30,8 т/ч раствора УАС (потол 11), содержащего; мас.%: чНз 40, СОа 37 и Н О 23, направляемого в первую зону 1 (поток 4) (6,5 т/ч) и зону 8 (поток 12) (24,3 т/ч). В зону 8 подают также

3,7 т/ч свежей СО> (поток 13) и 9,9 т/ч жидкого NH (поток 14).

При таком осуществлении процесса удельная производительность зоны синтеза в целом составляет — 600 кг/мз- ч.

Для обеспечения распределения рециркулируемого раствора УАС между двумя зонами синтеза в соответствии с заданным значением W в одной из зон возможно использование известных средств, в частности, вычислительной машины, управляющей процессом на основе ранее созданных математических моделей процессов синтеза и дистилляции.

3а счет осуществления предлагаемого метода удельная производительность колонны синтеза возрастает на 20 — 25%.

Способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температуре и давлении в двух зонах синтеза, включающий разделение реакционных растворов путем ступенчатой дистилляции, рециркуляцию выделенных непрореагировавших веществ после их конденсации-абсорбции в виде растворов углеаммонийных солей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, рециркулируемые растворы углеаммонийных со лей распределяют между двумя зонами синтеза, чтобы молярное соотношение HzO:COz в первой зоне синтеза составляло 0,15 — 0,25.

4О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:, 1, Кучерявый В. И. и др. Синтез и применение карбамида, Л., «Химия», 1970, с. 187208.

2. Патент США № 3091637, кл. 260 — 555, 1963.

l ill И И П И Заказ 253 017

Тираж 559 . Подииоиое

Филиал (IIIII Патент», т. Ужгород, ул. !(роект аи, 4