Способ получения мочевины

Способ получения мочевины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социвлистимесинз

Республик

ОП

ИЗО

К АВТОРС (61) Дололнитель (22) Заявлено 08 с присоединением (23) Приоритет

Онубликова

Дата олубл

Ркударстввнньй квмнтет

СССР нв делам нзебретеннй и открытка

«, Д.M. Горловский, В.И. Кучерявый, В .В. Лебедев, Б.Н. Басаргин, Ю,А. Сергеев, К.Н,1Синева и Ю.Б. Шнепп I --„

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОЧЕВИНЫ Изооретение относится к технологии производства мочевины и может быть использовано в действующих производствах.

Известен способ получения мочеЮ вины, включающии синтез ее из аммиака и двуокиси углерода, выделение из плава синтеза и рекуперацию непревращенного сырья, выделение мочевины из полученного водного раствора путем вакуум-выпарки или вакуум-кристаллизации, гранулирование и охлаждение мочевины в токе- воздуха и переработку образующихся сточных вод. В этом способе очистку потока воздуха иэ эоны грануляции карбамида от пыли карбамида осуществляют путем поглощения ее водным аосорбентом, например, конденсатом сокового пара в устройствах различной конструкции. При этом водный абсор-. бент подвергают многократной циркуляции через зону поглощения пыли, причем в циркулирующем растворе поддерживают концентрацию мочевины на уровне 30-403. Это достигается за счет выведения части раствора на утилизацию (в зону выпарки или кристаллизации) и подачи эквивалент" ного количества конденсата сокового пара в зону абсорбции. В этих условиях, если не предотвращен капельный унос поглотительного раствора, степень очистки не достигает 503.

Чтобы повысить степень очистки воздуха, следует либо использовать устройства для брызгоотделения, либо существенно снижать концентрацию раствора. Учитывая большой объем воздуха (порядка 400-500 тыс. м /ч), очевидно, что обеспечение эффективно. го брыэгоотделения связано с необ-. ходимостью применения громоздКого дополнительного оборудования, с увеличением сопротивления системы и дополнительным расходом энергии на его преодоление. Метод снижения кон" центрации циркулирующего поглоти925938 тельного раствора не приемлем вследствие того, что при этом образуется разбавленный раствор в количествах, не поддающихся утилизации (1) .

Недостаток этого способа состоит в том, что теплота кристаллизации мочевины и охлаждения гранул, отводимая с потоком отходящего воздуха, практически не используется, кроме того, образуется порядка 1 м сточ- 16 ных вод на тонну готового продукта. "

Сточные воды образуются из реакционной воды, острого рара, подаваемого в эжекторы и технологические аппара-. ты охлаждающей воды, подаваемой на 15 сальники насосов и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущности и достигаемому эффекту является способ полу- щ чения мочевины, включающий синтез ее из аммиака и двуокиси углерода, выделение и рекуперацию непревращенного сырья, выделение мочевины из полученного водного-раствора, гранулирование gS и охлаждение мочевины в токе воздуха, контактирование последнего с водным абсорбентом в зоне пылеочистки,испарение сточных вод в контакте с воздухом. Особенность способа состоит в том, что переработку сточных вод осуществляют путем испарения воды в контакте с атмосферным воздухом,используя при этом низкопотенциальное тепло, снимаемое сточными водами в технологических аппаратах производства карбамида. Растворенные в циркулирующей сточной воде полезные примеси в процессе многократной циркуляции воды концентрирует и возвращают в технологический цикл (2).

Недостатком такого способа является то, что воздух, отводимый из гранбашни, сбрасывается в атмосферу без использования его теплового по4S тенциала. В то же время в узле испарения сточных вод, из-за недостатка тепла для испарения всего количества образующихся сточных вод, вынуждены использовать водяной пар для подогрева сточных вод (особенно, в больших количествах в холодное время года . Снижение степени испарения приводит к избытку воды в системе и необходимости слива избытка неочищенных сточных вод в канализацию или дополнительным затратам на их переработку.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получение мочевины из NH> и СО с последующим выделением и рекуперацией непревращенного сырья, выделением мочевины из полученного водного раствора, гранулированием и охлаждением ее в токе воздуха очисткой от пыли и испарением сточных вод в контакте с воздухом, воздух после гранулирования или после очистки от пыли подают на контактирование со сточными водами, имеющими температуру

50-90 С, в зону испарения последних.

При таком осуществлении процесса, наряду с тонкой отмывкой воздуха от примеси мочевины, происходит интенсивное испарение влаги, которая в виде паров вместе с отходящим воздухом выбрасывается в атмосферу. 0ставшаяся часть сточных вод служит для подпитки циркуляционного контура, Поскольку содержание мочевины в потоке свежих сточных вод с помощью известных методов можно снизить почти до нуля, потери мочевины за счет выноса брызг сточных вод пренебрежимо малы. Указанную температуру сточных вод (50-90ОС) легко обеспечить без специальных затрат тепла на подогрев, если сточные воды отбирать из узла очистки их от примеси (путем десорбции) . Предлагаемая технология обеспечивает максимальное использование теплового потенциала и способности воздуха, отводимого из узла гранулирования, к насыщению влагой. В случае, если процессы гранулирования мочевины из расплава и охлаждения гранул s токе воздуха осуществляются в раздельных аппаратах узла гранулирования, изобретение предусматривает соответствующую обработку воздуха из обеих указанных зон узла гранулирования.

На фиг. 1 и 2 изображены технологические схемы получения мочевины.

Пример 1. В соответствии с технологической схемой, изображенной на фиг. 1, в узел 1 синтеза мочевины подают часть потока 2 жидкого аммиака в количестве 1600 кг,по-, ток 3-7ч5 кг двуокиси углерода и рециркулируемый раствор углеаммо5 9259 нийных солей 4, содержащий 503 кг аммиака, 460 кг двуокиси углерода, 268 кг воды. Процесс в узле синтеза ведут при давлении 200 ата и температуре 190 С. 5

Плав синтеза мочевины 5, содержащий, кг: аммиака 1526;двуокиси углерода 460, воды 580, мочевины

1014, направляют на переработку в узел 6 дистилляции плава и абсорб- 10 ции газов дистилляции. Плав 7 после дистилляции, содержащий, кг: 11,6 аммиака, 2,5 двуокиси углерода, 415,5 воды и 1014 мочевины, передают в узел выпарки 8, где производят упа- 15 ривание раствора под вакуумом. В результате переработки газов дистилляции в узле 6 получают раствор углеаммонийных солей 4, который рециркулируют в узел синтеза. го

При упаривании раствора в две ступени в узле выпаривания 8 получают плав, содержащий 1033,9 кг мочевины и 25 кг воды. Этот плав 9 с температурой 136-140 С подают в зону гра- 25 нуляции 10. Кроме плава в зону грануляции подают охлаждающий воздух 11 из атмосферы (23 450 кг),в котором содержится влага в количестве 235 кг, а

Температура воздуха 18 С. 50

Готовый продукт 12, содержащий мочевины 1012,8 кг, воды 2,5 кг, отправляют на вклад. Газовый поток

13 после узла гранулирования, состоящий из 23450 кг воздуха, 235 кг воды и 21,1 кг мочевины, вводят в зону пылеулавливания 14. В этой зоне газовый поток отмывают циркулирующим внутри этой зоны раствором мочевины 40 от пыли мочевины и по линии 15 очищенный поток (23450 кг воздуха с примесью 235 кг и 2,1 кг мочевины) передают в зону испарения сточных вод 16. Из узла выпарки 8 в зону испарения 16 подают поток 17 сточных вод, содержащий 212,1 кг воды (соцержание примесей мочевины и аммиака пренебрежимо мало), с температурой

88 С. В результате контакта горячих

50 сточных вод с газовой смесью йроисходит интенсивное испарение сточных вод и насыщение влагой воздуха, а также дополнительная отмывка его от брызг циркулирующего в зоне пылеочистки

55 раствора мочевины. Поток 18, содержащий 23450 кг воздуха, 410 кг воды и 1, 2 кг мочевины, с температурой

23 С выбрасывают в атмосферу. Неис38 6 парившаяся чаСть сточных вод 19, содержащая воды - 37,1 кг и мочевины - 0,9 кг, поступает в зону пылеулавливания 14 в. качестве подпитки циркуляционного контура. Для поддержания концентрации мочевины в растворе, который циркулируЮт внутри зоны

14, на уровне 35 мас.3, из узла 14 непрерывно отводят поток 20, содержащий 19,9 кг мочевины и 37,1 кг воды.

Поток 20 направляют на переработку в узел выпаривания 8.

Использование предложенного способа позволяет без дополнительных энергозатрат испарить (в условиях изложенного примера) 175 кг сточных вод.

Пример 2. В соответствии с технологической схемой, изображенной на фиг.2, процесс осуществляют в условиях, аналогичных укаэанным в примере 1. При этом газовый поток

13 после узла гранулирования—

23450 кг воздуха, 235 кг воды и

21,1 кг мочевины - вводят непосредственно в зону испарения сточных вод 16. Кроме того, в эту зону вводят дополнительный поток 21

19030 кг атмосферного воздуха с температурой 15 С. В зоне испарения сточных вод 16 воздух контак ирует с циркулирующим внутри этой зоны потоком сточных вод объемом около

100 м /ч (не показан). Поток 18, содержащий 42 480 кг воздуха, 966 кг воды и 1,1 кг мочевины, сбрасывают в атмосферу.

Для подпитки циркуляционного контура подают по линии 17 поток сточных вод из узла выпаривания 8,содержащий 934 кг воды, 5,9 кг мочевийы.

В результате отмывки пыли мочевины из воздуха, поступившего из зоны гранулирования, а также в процессе испарения части сточных вод происходит накопление мочевины в растворе.

Поэтому из зоны 16 выводят поток 22

114-ного раствора мочевины (25,9 кг мочевины., 203 кг воды) для переработки известными способами.

Использование предложенного способа позволяет без дополнительных энергозатрат на подогрев воздуха испарить в условиях изложенного примера 760 кг сточной воды.

Таким образом, предложенный способ позволяет ликвидировать (путем испарения) часть сточных вод без

925938 дополнительных энергозатрат и повысить эффективность процесса испарения, а также, вследствие совмещения процессов пылеулавливания и испарения точных вод обеспечивает упро- i щение производства.

Формула изобретения !

О

Способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода с после" дующим выделением и рекуперацией непревращенного сырья, выделением мочевины из полученного водного раст- 1s вора, гранулированием и охлаждением ее в токе воздуха очисткой от пыли и, испарением сточных вод в контакте с воздухом, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат и упрощения процесса, воздух после гранулирования или после очистки от пыли подают на контактирование со сточными водами, имеющими температуру 50-90 С, в зон, испарения последних.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кучерявый B,И., Лебедев В.5.

Синтез и применение карбамида, Л., "Химия", 1970, с. 336.

2. Технологический регламент Ю )ь производства карбамида Черкасске р

ПО "Азот", гл.,4, 1978 (прототип).

925938

Тираж 448 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССP по делам изобретений и открытий

113035; Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2878/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 Составитель О. Оксинойд

Редактор А. Гулько Техред Т.Иаточка Корректор Н. Нвыдкая