Способ получения мочевины

Способ получения мочевины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 б . р

O Il И с A H И E 1и1743993

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26,12.77 (21) 2559261/23-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.-с

С 07С 126/02

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (53) УДК 661.717.5.07 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.0б.80 (72) Авторы изобретения

А. Ф. Бабиков, Д. М. Горловский, В. И. Кучерявый, С. В. Вениаминов и К. И. Гриф (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЪ|

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода.

Известен способ получения мочевины с полным жидкостным рециклом непрореаги- 5 ровавших КНз и СОз (1).

Сущность его состоит в том, что плав синтеза мочевины подвергают ступенчатой дистилляции при последовательно снижающемся давлении; газы дистилляции низкого tO давления поглощают водным абсорбентом (водой, водными растворами аммиака, углекислых солей аммония или мочевины) с образованием раствора углеаммонийных солей (УАС); газы дистилляции высокого 15 давления подают в промывную колонну, которую орошают высококонцентрированной аммиачной водой и раствором УАС со ступени низкого давления; из промывной колонны выводят два потока: пары аммиака, 2р которые затем подвергают конденсации, и раствор УАС, рециркулируемый в реактор синтеза.

Однако способ с жидкостным рециклом обладает крупными недостатками: подача во- 5 ды (в составе УАС) в реактор снижает эффективность процессов синтеза и дистилляции, а также влечет за собой большой нерациопальный расход энергии на стадиях выделения мочевпны в товарном твердом виде.

Наиболее близок к описываемому по технической сущности и достигаемому результату способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температурах и давлениях (2).

При таком способе осуществляют ступенчатую дистилляцию плана синтеза, абсорбцию-конденсацию газов дистилляции на каждой ступени с использованием плана узла дистилляции и с получением растворов углеаммонийных солей, переработку раствора углеаммонийных солей со ступени низкого давления в зоне дистилляции высокого давления, причем для абсорбции газов дистплляции используют плав после той же ступени дистилляции. При таком осуществлении процесса снижается рецикл воды в зону синтеза мочевины и повышается концентрация целевого продукта в водном растворе после стадии дистилляции, что обусловливает уменьшение расхода энергетических средств.

Однако способ также имеет недостаток.

Для этого способа (как и для других модификаций схемы с жидкостным рециклом) характерна ограниченная степень отгонки неконвертированных КНз и СОз на стадии

743993 дистилляции высокого давления (порядка

88 — 90 / ) и сравнительно большая нагрузка узла дистилляции низкого давления. Это обусловливает громоздкость аппаратуры, повышенные капитальные затраты, высокий уровень энергозатрат, в некоторых случаях — необходимость рекуперации аммиака в смежных производствах.

Цель изобретения — интенсификация процесса и снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температурах и давлениях, включающим ступенчатую дистилляцию плава синтеза, абсорбцию-конденсацию газов дистилляции плавом узла дистилляции и с получением растворов углеаммонийных солей, переработку раствора углеаммонийных солей со ступени низкого давления в зоне дистилляции высокого давления, по которому для абсорбции газов дистилляции низкого давления используют 4 — 20 об. / плава со ступени дистилляции высокого давления.

Отличительными признаками способа является использование для абсорбции газов дистилляции низкого давления 4 — 20 об. / плава со ступени высокого давления.

В этом случае за счет подачи в зону абсорбции газов дистилляции низкого давления части плава (4 — 20 об. /ю) со ступени высокого давления содержащиеся в последнем неконвертированные NH> и СО> переходят в раствор УАС непосредственно, минуя промежуточные стадии отгонки и конденсации. Соответственно снижается количество,МНз и СО>, которое приходится выделять на стадиях обработки плава при низком давлении. По своему значению результат эквивалентен повышению степени выделения NH и СО из плава на стадиях, предшествующих дистилляции низкого давления. Кроме того, подача в зону абсорбции газов дистилляции низкого давления части плава по ступени высокого давления позволяет соответственно снизить потребление воды в качестве абсорбента и энергетические затраты на стадии выпарки. Причем, поскольку плав имеет более высокое давление по сравнению с давлением в зоне абсорбции газов дистилляции низкого давления, отпадает необходимость установки насосов для транспортировки абсорбента и затрат электроэнергии на его сжатие.

Отбор плава со ступени высокого давления для передачи в зону абсорбции газов дистилляции низкого давления можно осуществлять до подогревателя, после подогревателя, либо из обеих точек одновременно.

Нижний предел соответствует минимальному количеству плава, при котором проявляется эффект снижения энергетических затрат при использовании предложенного способа, Верхний предел установлен, исходя из максимальной потребности зоны абсорбции в водном абсорбенте.

Пример. В соответствии с принципиальной схемой (фиг. 1) плав синтеза мочевины (поток 1), содержащий кг/ч: аммиака

214, двуокиси углерода 80, мочевины 227 и воды 92, при 200 С и 200 кгс/см редуцируют до давления 20,5 кгс/см и вводят в верхнюю часть колонны 2 дистилляции высокого давления. В подогревателе 3 поддерживают температуру 160 — 165 С.

Отдистиллированный плав выводят из узла дистилляции высокого давления тремя

) потоками. Первый из них (поток 4), содержащий, кг/ч: аммиака 3, двуокиси углерода 1, мочевины 27, воды 10, вводят в конденсатор-абсорбер высокого давления 5.

Другой (поток 6), содержащий кг/ч: аммиа20 ка 28,5, двуокиси углерода 7, мочевины 300, воды 107, подают в узел дистилляции низкого давления, включающий колонну 7 и подогреватель 8. В подогревателе поддерживают температуру 135 — 140 С при давлении 2 кгс/см . Третий из числа потоков отдистиллированного плава, которые выводят из узла дистилляции высокого давления, поток 9, представляет собой смесь потоков плава, отобранных до и после подогреватезр ля 3 с примерным соотношением частей

9: 1. Поток 9 содержит, кг/ч: аммиака 3,5, двуокиси углерода 4, мочевины 11 и воды 4 (4 /, плана) направляют в абсорбер-конденсатор 10 низкого давления. з5 Отдистиллированный плав из узла дистилляции низкого давления разделяют на два потока. Первый из них — поток 11, содержащий, кг/ч: аммиака 3, двуокиси углерода 2, мочевины 200 и воды 64, отводят

4р на дальнейшую переработку. Другой поток

12, содержащий, кг/ч: аммиака 1,5, двуокиси углерода 1, мочевины 100, воды 28, вводят в абсорбер-конденсатор 10, где при

50 С осуществляют абсорбцию-конденсацию потока 13 газов дистилляции низкого давления (в нем аммиака 24, двуокиси углерода 4, воды 15) и газового потока 14 из узла десорбции (аммиака 3, двуокиси углерода 2, воды 5) . Полученный раствор

УАС низкого давления — поток 15, содержащий, кг/ч: аммиака 32, двуокиси углерода 11, мочевины 111, воды 52, передают в колонну 2.

Поток 16 газов дистилляции высокого у давления, содержащий, кг/ч: аммиака 211, двуокиси углерода 79, воды 22, в аппарате

5 абсорбируют потоком 4 отдистиллированного плава (состав был указан выше) и потоком 17 жидкого аммиака (NH 110). Рас60 твор УАС вЂ” поток 18, содержащий, кг/ч: аммиака 83, двуокиси углерода 80, мочевины 27, воды 32, возвращают в реактор синтеза мочевины. Пары возвратного аммиака — поток 19 (аммиака 241) направляют

65 на конденсацию.

743993

Способ

Всего

СОя

НО

43

Предложенный

30

Прототип

Пример 2. В соответствии с принципиальной схемой (фиг. 2), плав синтеза мочевины (поток 1), содержащий (все количества в кг ч) аммиака 1426, двуокиси углерода 468, мочевппы 1310 и воды 717, с температурой 200 С и давлением 200 кгс/см редуцируют до давления 20,5 кгс/см и вводят в верхнюю часть колонны дистилляции высокого давления 2. В подогревателе 3 поддерживают температуру 160 — 165 C.

Отдистиллированный плав выводят пз узла дистилляции высокого давления двумя потоками. Первый из них (поток 4), в котором аммиака 171, двуокиси углерода

130, мочевины 1305, воды 510, подают в узел дистилляции низкого давления, содержащий колонну 5 и подогреватель 6. В подогревателе поддерживают 135 — 140 С при

2 кгс/см . Второй поток 7, содержащий аммиака 33, двуокиси углерода 26, мочевнны

256 и воды 100, направляют в абсорберконденсатор низкого давления 8.

Отдистиллированный плав из узла дистилляции низкого давления (поток 9), содержащий аммиака 53, двуокиси углерода

39, мочевины 1305, воды 488, отводят на дальнейшую переработку. Поток 10 газов дистилляции низкого давления (в нем аммиака 115, двуокиси углерода 92, воды 22) вводят в аппарат 8, где при температуре

50 С осуществляют их абсорбцию-конденсацию. Полученный раствор УАС низкого давления — поток 11 (аммиака 103, двуокиси углерода 117, мочевины 256, воды 122) передают в колонну 2. Из аппарата 8 отводят на дальнейшую переработку газообразный поток 12 (аммиака 46).

Поток 13 газов дистилляции высокого давления, содержащий аммиака 1324, двуокиси углерода 429, воды 234, в конденсаторе-абсорбере высокого давления 14 обрабатывают конденсатом сокового пара из форконденсатора второй ступени выпарки (на схеме не показана) — потоком 15, в котором КНз 1, СО 1, мочевины 17 и воды

93, и потоком 16 жидкого аммиака (ХНз

550). Рециркулируемый раствор УАС вЂ” поток 17, содержащий .ХНз 587, СО2 430, мочевины 17, воды 327, возвращают в реак5

15 0

45 тор синтеза мочевины. Пары возвратного аммиака — поток 18 (аммпака 1288) направляют на конденсацию.

Таким образом, способ как видно из таблицы позволяет на стадии дпстилляции низкого давления уменьшить количество отгоняемого аммиака примерно на 20 — 25%, двуокиси углерода — в 2,5 — 3,0 раза и воды на 20% по сравнению со способом-прототипом. 3а счет этого удельный (в расчете на 1 т мочевины) расход пара снижается примерно на 0,1 т.

Поток газов дистилляции низкого давления, кг/ч

Формула изобретения

Способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода прп повышенных температурах и давлениях, включающий ступенчатую дистилляцию плава синтеза, абсорбцию-конденсацию газов дистилляцип плавом узла дистилляции и с получением растворов углеаммонийных солей, переработку раствора углеаммонийных солей со ступени низкого давления в зоне дистилляции высокого давления, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения энергетических затрат, для абсорбции газов дистилляции низкого давления используют 4 — 20 об. % плава со ступени дистилляции высокого давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кучерявый В. И. и Лебедев В. В. Синтез и применение карбамида. Л. «Химия», с. 260 — 265, Л. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 614098, кл. С 07С 126/02, 1976 (прототип) .