Способ получения мочевины

Способ получения мочевины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 с С)

* ,/г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

IV5

РЕСПУБЛИК

0% (и) 3С59 С 07 С 126/02 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2415813/23-04 (22) 01. 11. 76 (46) 23. 05. 84. Бюл. и 19 (72) В.И. Кучерявый; Д.М. Горловский, А.В. Страхова, Г.Н.Зиновьев, К.Н. Синева Л.В. Петров, .".И.Рысихин, Э.И. Иончарж, Т.М. Богданова и В.В.Лебедев (53) 66 1.717.5.07(088.8) (56) 1. Кучерявый В.И. Лебедев В.В.

Синтез и применение карбамида. Л., "Химия", 1970, с.245-260.

2. Патент ФРГ @1166769, кл. 120, 17/03, опублик. 1960.

3. Патент ФРГ 81618686, кл . 120 17/03, опублик. 1969 (прототип).

I (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОЧЕВИНЫ из аммиака и двуокиси углерода при павьпненных температуре и давлении, молярном соотноаении ФНэ:СО =3,6-6,0 с последующей, ступенчатой дистилляцией плана .синтеза, конденсацией газов дистилляции с образованием рециркупируемого раствора углеаммонийных солей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности. процесса, перед . дистилляцией из плана синтеза выделяют избыточный аммиак сепарацией плава при давлении 60-120 кгс/см2, дистилляцию первой ступени проводят в токе С02, газы дистилляции первой . ступени конденсируют В двух зонах, при зтом конденсацию в первой зоне, осуществляют при избытке СО в га/

2 зоной фазе н во вторую зону конденсации подают отсепарированный аммиак, а раствор углеаймонийных солей перед рециркуляцией смеайвают с жидким . аммиаком.. 8

692257

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

Известен способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода с полным жидкостным рециклом неконвертированных ИНз и СО (1), Сущ2 ность его состоит в том, что синтез мочевины из ИНз и СО2 осуществляют при высоких температурах (160-230 С) и давлениях (160"400 кгс/см2) при значительном избытке аммиака (мо лярное соотношение МНз:СО состав2 ляет 3,6-6-0);плав синтеза мочевины подвергают дистилляции в несколько ступеней при послеловательно снижающемся давлении, газы дистилляции кондейСируют в присутствии водного абсорбента с образованием рециркулируемого раствора углеаммонийных солей (УАС). Эти схемы позволяют . обеспечить высокую эффективность процесса на стадии синтеза (за счет поддержания оптимальных параметров) и регулировать состав рециркулируемого раствора УАС, отличающегося высокой коррозионной активностью, чтобы обеспечить благоприятные условия для работы карбаматных насосов.

В этих схемах расход энергетических средств велик.

Известен также способ получения мочевины (стрипнинг-процесс) (2 1, позволяющий снизить энергозатраты.

По этому способу дистилляцию первой ступени проводят в токе СО 2 при давлении порядка 130-140 кгс/см 2 с ути- лизацией теплоты конденсации газов дистилляции, давление в зоне синтеза

40 поддерживают на таком же уровне, как и при дистилляции 1 ступени, рециркулируемый раствор УАС передают в колонну синтеза самотеком, так что, хотя этот раствор имеет высокую концентра45 цию и обладает большой коррозионной активностью, осуществление рецикла не вызывает эксплуатационных затруднений. Давление в системе синтеза и дистилляции 1 ступени лимитируется необходимостью обеспечения удовлетво50 рительной степени отгонки неконвертированных УНэ, и CO, а также возможности рецикла раствора ЦАС самотеком. Гемпература в зоне синтеза (порядка

160-180 С) и соотношение NH :СО

3 2 (2,5 -3,0) также ограничены, из-за необходимости поддержания реакционной смеси при заданном давлении в жидкой

2 о фазе (где образуется основное коли чество мочевины). Если соотношение

ЙНз:СО, превысит 3,0 невозможно обес печить отгонку основной части неконвертированных реагентов, даже при использовании для отпарки всего количества С02, требуемого для синтеза мо чевины (при большом избытке МНз в пла ве синтеза мочевины в зоне стриппингдистилляции заметно проявляется процесс ассоциации МНз и СО2). Это не позволяет поддерживать оптимальные параметры в зоне синтеза мочевины, что снижает удельную производительность реактора синтеза и обусловливает увеличение его габаритов, металлоемкости и сложности изготовления .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температурЕ и давлении, и молярном соотношении.

NH>, CO =3,6-6,0 13"(. Данный способ предусматривает осуществление ступенчатой дистилляции при давлении на 1-й ступени 60-120 кг/си и по-. дачу 25-50Х свежей СО2 в зону конденсации газов дистилляции, при этом же давлении с утилизацией тепла образования рециркулируемого раствора углеаммонийных солей.

Но этот способ уступает отпарному методу по эффективности дистил" ляции: для достижения заданной степени отгонки при отсутствии отпарного агента требуется более высокая температура в зоне дистилляции.

При таком способе необходимо применять насосы для сжатия гециркулируемого раствора УАС высокой концентрации до давления синтеза, этот способ не .включает средств регулирования состава УАС. Технология этого спосо- . ба накладывает ограничения по уровню температуры, при которой утилизируется теплота конденсации газов дистилляции, и по количеству этой теплоты.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается способом получения мочевины, который заключается в синтезе ее из аммиака и двуокиси углерода.при повышенных температуре, давлении, молярном соотношенииМН СО =3,6-6,0 выделении избыточного аммиака перед

692257

ЗППППП Закаа 3916/3 . ТиРам 410 ПоПпмомоа аалмап ППП "Патапт, г.Тагором,.ул.Прокатала, 4 дистилляцией сепарацией плава при давлении 60-120 атм, ступенчатой дистилляции плава синтеза, конденсации газов дистилляции с образованием рециркулируемого раствора

5 углеаммонийных солей, причем ступенчатую дистилляцию плава синтеза осуществляют при давлении на первой ступени при 60-120 кгс/см в токе

СО и конденсацию газов дистилляции

1О в двух зонах. Конденсацию в первой зоне осуществляют при избытке СО2 в газовой фазе и во вторую зону подают отсепарированный избыточный аммиак, а раствор углеаммонийных солей перед рециркуляцией смешивают с жидким аммиаком.

Ф

Способ иллюстрируется чертежом.

Пример. В колонну синтеза

1, в которой поддерживают температу20 ру 200 С и давлении 250 кгс/см, поо 2 дают поток (2) 29100 кг/ч М Нз, (3)

13800 кг/ч СО2и (4) 155300 кг/ч УАС (357 СО29 527 NHs и 13% Н20) из an25 парата 5. Плав 6, выходящий иэ колон.ны 1 (198200 кг/ч, 36,97 МНэу 117 СО>, 32Х CÎ(NH )и и 207 Н, 0),дросселируют до 90 кгс/смЯ и подают в сепаратор 7.

Раствор 8 из сепаратора 7 (156800 кг/ч. 23Х МНз, 12Х СО

407 CO (!4!!12)2 и 32% H20) поступает в колонну дистилляции первой ступени

9, где при том же давлении и 160 С подвергается дистилляции в токе CO

32200 кг/ч). Раствор мочевины 10

2 из колонны 9 (122500 кг/ч, 8% 111Нзу

12Х С02 р 517. CO (NH2) и 32Х Н О)

2 2 2 поступает далее на переработку в товарные формы обычными методами (дистилляцию, выпарку, гранулирование).

Газы из колонны дистилляции 9 (66500 кг/ч 0,57 МНэ и 39,57. СО2) подают в конденсатор-абсорбер первой ступени 11, работающии при давлении

90 кгс/cM ) . Туда же подают 72300 кг/ч раствора УАС 12 (371 !4!Нз, 357 СО и

287 Н, 0),полученного при абсорбции газов дистилляции, выделенных при низком давлении. Газожидкостную смесь из конденсатора 11, а также газы 12 из сепаратора 7 (41400 кг/ч, 91,9Х

ННз, 8, 1Х CO ) направляют в конденсатор второй ступени 13. Теплоту абсорбции-конденсации в аппаратах

11 и 13 утилизируют в виде пара, который затем используют в узлах дистилляции при низком давлении, выпарки и др, Несконденсировавшиеся газы

14 из аппарата 13 (34900 кг/ч, 587

NHa и 42% СО2) передают на переработку совместно с газами дистилляции низкого давления, а раствор УАС

15 (145300 кг/ч 48,7Х, 14Нэ .37,47 СО и 13,9% Н20) смешивают с жидким аммиаком 16 (10000 кг) в аппарате 5, работающем при давлении 90 кгс/см.

Из аппарата 5 раствор УАС (4) (155300 кг /ч) рециркулируют в колонну синтеза 1.

Как показали выполненные техникоэкономические расчеты, удельные энергозатраты (в т.условного топлива на 1 т мочевины) по предложенному способу составляют 0,166 (по стриппингметоду "Стамикарбон" — 0,217, по методу "Ионтэдисон" — 0,232).

Таким образом, предложенный способ обеспечивает существенное снижение энергозатрат (наряду с эффективным осуществлением процессов синтеза и дистилляции при оптимальных условиях).