CH200057A - Process for manufacturing urea. - Google Patents

Process for manufacturing urea.

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CH200057A
CH200057A CH200057DA CH200057A CH 200057 A CH200057 A CH 200057A CH 200057D A CH200057D A CH 200057DA CH 200057 A CH200057 A CH 200057A
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CH
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urea
ammonia
column
inert liquid
autoclave
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French (fr)
Inventor
Compagnie De Produits Camargue
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Alais & Froges & Camarque Cie
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/04Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  

  Procédé de fabrication de l'urée.    On sait que l'on peut obtenir synthétique  ment de l'urée en chauffant sous pression du       carbamate    d'ammoniaque. La réaction     est     équilibrée et une     fraction    seulement du     car-          bamate    est     déshydratée    et     transformée    en  urée.  



  En général,     l'opération    est     conduite    en       comprimant    séparément de l'acide carbonique       gazeux    et de l'ammoniaque     liquide,    en les en  voyant dans un autoclave, maintenu à des       températures        allant    de 150 à 200   C et dans  lequel     s'effectuent    simultanément la forma  tion et la déshydratation du     caxbamate,    en  soutirant de l'autoclave en continu le mélange  réactionnel     liquide    ainsi formé, renfermant       l'urée    et l'eau produite par la réaction,

   ainsi  que le     carbamate        non-transformé,        enfin    en  envoyant ce     mélange    dans une colonne à  fractionner, au     basi,de    laquelle l'urée et l'eau  se rassemblent sous forme d'une solution con  centrée, d'où l'on peut facilement     extraire     l'urée, et au sommet de     laquelle    s'échappent    de l'acide carbonique et -de l'ammoniaque     plus     ou moins     déshydratés    qui sont     recomprimés     dans l'autoclave.  



  La réalisation     industrielle        @de        cette    syn  thèse présente     un        certain    nombre de difficul  tés. Le mélange réactionnel, aux     températures          nécessaires    à la synthèse,

   est extrêmement       corrosif    et l'on ne     connait        que    peu de maté  riaux résistant à son     attaque.    Cela implique la       nécessité    de     h'employ        er    que des     dispositifs     simples pour tous les appareils en contact  avec le mélange     réactionnel    à des     tempéra-          tures    un peu élevées.  



  La     combinaison    de l'acide     carbonique    et  -de l'ammoniaque dégage une quantité     im-          portante    de chaleur qu'il faut éliminer et     cette          élimination    à l'aide de serpentins ou de fais  ceaux tubulaires est rendue     très    délicate pour  la raison exposée ci-dessus.  



  La     recompression    du mélange d'acide car  bonique et d'ammoniaque, en     vue    de sa     réin-          jeetion        dans    l'autoclave, est     difficile,        car        il         faut maintenir le     compresseur    à une     tempé-          rature    suffisante pour éviter     toute    conden  sation nuisible à sa bonne marche,

   et     cela    pose  des problèmes de     corrosions    et de     réalisations          mécaniques        assez    ardus.  



  Un autre mode opératoire,     évitant    en par  tie     ces        inconvénients,        consiste    à former d'a  bord le     carbamate    à     l'état        solide,    et à l'in  troduire à cet     état    dans     l'autoclave.     



       Mais    la     préparation    du     carbamate    solide  est     rendue    pénible en grand par suite de la  formation de     croûtes        adhérentes    sur les     parois     froides qui     s'opposent    aux transmissions de  chaleur et qui sont     difficiles    à     détacher    mé  caniquement. Il est en     outre        impossible    d'o  pérer en     continu.     



       On    peut tourner partiellement     ces    diffi  eultés en     injectant    dans l'autoclave le     carba-          mate    solide en suspension dans un liquide       inerte    approprié     non-miscible    à     l'eau.     



       Cette    suspension est préparée en envoyant,  dans ledit liquide     inerte        convenablement    re  froidi,     l'acide        carbonique    et l'ammoniaque  frais en même     temps    que les gaz     résiduaires     d'une     opération    antérieure.  



  Après réaction dans l'autoclave, le liquide       inerte    est séparé de la solution d'urée par sim  ple décantation. Il n'y a plus alors     forma-          tion    de croûtes     gênantes    et l'injection dans  l'autoclave peut avoir lieu en     continu.    Par  contre, on perd complètement les     calories    dé  gagées par la     combinaison    de     l'acide        carbo-          nique    et de l'ammoniaque frais,

   et il faut       porter        artificiellement    la     suspension    à la  température     nécessaire    à la synthèse. La pré  sence du liquide     intermédiaire        n'évite        pas     complètement la     corrosion    et l'on     rencontre,     là     encore,    pour le chauffage de     l'autoclave,     des difficultés analogues à     celles        signalées     plus haut pour son refroidissement.  



  La     présente    invention se     rapporte    à un       procpdé    de     fabrication    synthétique     d'urée     dans lequel on chauffe de     même,    sous pres  sion, du     carbamate    d'ammoniaque obtenu  par     réaction    d'acide     carbonique    gazeux sur de  l'ammoniaque, en     présence    d'un liquide     inerte     non miscible à l'eau;

  <B>ce</B> procédé est caracté-         risé    en<B>ce</B> qu'on     prépare,    en     présence    d'un     tel     liquide,     dans    une     première        enceinte,    au moyen  d'acide     carbonique    gazeux et     d'ammoniaque          résiduaires,    provenant d'une     opération        précé-          dente,

      du     carbamate        d'ammoniaque    en suspen  sion dans ledit liquide - en     ce    qu'on envoie  sous pression, dans un autoclave à haute pres  sion, servant à la     formation    de l'urée et  chauffé     entre   <B>150</B> et<B>250'</B> C,     cette    suspen  sion de     carbamate        d'ammoniaque    en même       temps    que de l'acide     carbonique    et de l'am  moniaque frais - en ce qu'on     sépare    par       distillation,    dans une colonne à fractionner,

    sous une     pression    inférieure à 15     atmosphères,     à l'état de gaz     carbonique    et     d'ammoniaque          gazeux,    la     combinaison    de     ceux-ci        non-          transformée    en     urée,    et en ce que l'urée en       solution        est        séparée        par        décantation    dudit  liquide     inerte,

      qui     est        réutilisé    dans une opé  ration     ultérieure.     



  On peut     procéder,    par exemple, de la ma  nière     suivante:          L'ammoniaque    et l'acide     carbonique        frais,     en une     quantité        équivalente    à la     quantité    de       ces        corps        transformés    en urée au     cours     d'un     cycle        précédent,

          sont        comprimés    séparé  ment et     introduits    dans un     autoclave    en même       temps    qu'une     suspension    (le     carbamate    déjà       préparée    comme     indiqué,        mais    à     partir    des gaz       résiduaires    seulement.

       La.    chaleur     dégagée          est    tout au     plus        suffisante        pour    porter le mé  lange à la     température        désirée    et il n'y a plus  lieu de     refroidir        l'autoclave.    En     général     même,

   un     apport        supplémentaire    de     calories     est     nécessaire.        Il    peut     être        réalisé        facilement,     soit en réchauffant la     suspension    de     earba-          mate,        soit    en     réchauffant        préalablement     l'acide     carbonique    on     l'ammoniaque        compri-          més,

      soit par     ces        divers    moyens simultané  ment.     Le        réchauffage    de la suspension ne       présente        pas        d'inconvénient,        car    il n'y a pas       besoin        dans        ce        cas    de la     porter    à une     tempé-          rature        trop    élevée.

   L'acide     carbonique    et  l'ammoniaque, pris     séparément,    n'étant pas       très        agressifs,    peuvent     être    également ré  chauffés     sans        difficulté.    Enfin, l'acide     carbo-          nique    peut     être    porté à la     température    dési  rée     sans        dépenses        supplémentaires,

      en suppri-      tuant -simplement le réfrigérant qui     suit    le       dernier    étage du     compresseur.     



  Après un temps de séjour convenable  dans     l'autoclave,        qui    dépend de la tempéra  ture et par conséquent de la pression à la  quelle on opère, par exemple après un séjour  de     1%    heure à 170   sous     une    pression de 150       atmosphères,    le mélange de liquide     inerte,     d'acide     carbonique    et     d'ammoniaque    rési  duaires à l'état de     carbamate    ou de     carbonate,     d'urée et     d'eau,        formé,    est soutiré de l'auto  clave, est .détendu au-dessous de-<B>15</B> atm.

   et  est envoyé au sommet d'une colonne à frac  tionner chauffée à sa base. L'acide carbonique  et l'ammoniaque, ramenés à l'état gazeux par  la détente et le chauffage, sortent par le som  met de la     colonne    à peu près déshydratés, tan  dis que l'eau, l'urée et le liquide intermé  diaire se rassemblent à sa base dans un réci  pient maintenu chaud où s'effectue, par sim  ple différence de -densité, la séparation du li  quide intermédiaire et de la solution d'urée.

    Le liquide     inerte,    ainsi que les gaz     sortant     du sommet de la colonne,     retournent    aux ap  pareils de     préparation    de la     suspension    de       carbamate.    La solution .d'urée est traitée, ide  son     côté,    soit par simple     évaporation    pour  faire de l'urée     brute,    soit après purification  et cristallisation pour faire de l'urée pure.  



  On voit que, dans ce cycle, les calories  dégagées par la combinaison de l'ammoniaque  et de l'acide carbonique frais sont entière  ment utilisées. Elles se trouvent récupérées à  la .sortie de l'autoclave au moment de la     dis-          sociation    du     carbamate    restant. Les calories  que le liquide     intermédiaire        entraîne    encore  après sa séparation de la solution d'urée, peu  vent     être    cédées dans un échangeur de tempé  rature en un point     quelconque    de l'installa  tion. Elles peuvent, par exemple,     servir    à ré  chauffer la suspension entrant dans l'auto  clave.  



  En     principe,    on peut     utiliser,        comme    li  quide inerte, tout corps     suffisamment    peu  volatil, ne se décomposant pas, ou ne se poly  mérisant pas aux     températures    employées, ne  dissolvant ni l'eau, ni l'urée, et ne réagissant  pas sur les autres     corps        présents.        Parmi        ces       corps, les huiles minérales sont les plus éco  nomiques, mais     il    y a lieu de sélectionner.

    à l'aide d'essais de laboratoire préliminaires,  les huiles que l'on trouve sur le marché, car  certaines conviennent     mieux    que     d'autres,     tant au point de vue de leur résistance aux  chauffages     successifs,    qu'au point de     vue    des       quantités    de     produits    solides que l'on peut  mettre en     suspension,        quantités    qui peuvent  même dépasser<B>50%</B> .du mélange total.

   Des       résultats        satisfaisants    ont été     obtenus-    avec  de     l'huile    de     vaseline.     



  La     température    de l'autoclave est com  prise entre 150     et   <B>250'</B> C. Il y a intérêt à       opérer    à     température    assez élevée, 200' au  au-dessus par exemple, malgré l'augmenta  tion de pression que cela entraîne. La vitesse  de réaction     -est    -considérablement     accrue.     D'autre part, le teneur en urée du mélange  réactionnel à l'équilibre ne passe pas par un       maximum    à<B>190'</B> C, contrairement à ce qui  est indiqué dans la     littérature,    mais augmente  régulièrement avec la pression.  



  L'introduction de l'acide carbonique, de  l'ammoniaque et de la suspension de     mrba-          mate    se fait de préférence par le bas de  l'autoclave, car dans ce cas l'huile décante  presque immédiatement, traverse rapidement  l'autoclave de     base    en haut et -se rassemble au       sommet    de ce dernier, d'où elle peut être  constamment     extraite.        Le    mélange réaction  nel fondu     d'urée,

      d'eau et de     carbamate    sé  journe donc     dans    l'autoclave sensiblement     le          même        temps    que s'il était     introduit    seul; il en  résulte que la     capacité    de production d'un  autoclave donné et à une température donnée  est sensiblement la même que .dans la marche  sans huile.

   Bien     entendu,    la disposition     in-          verse    doit être     adoptée    lorsque le liquide       inerte-est    plus lourd que le mélange     réaction-          nef.     



       L'autoclave    ainsi que les appareils an  nexes doivent être naturellement     construits     en     matériaux    résistant à l'attaque -du mé  lange réactionnel. On peut     utiliser    à     cet    ef  fet l'acier étamé ou plombé, le nickel, l'alu  minium et ses différents alliages à haute ou  à     basse    teneur en     aluminium,    enfin les aciers           spéciaux    à     haute        teneur    en chrome     avec    ad  jonction éventuelle de Ni, Co,     hic,    Tu et Si.  



  La     colonne    à     fractionner    qui suit l'auto  clave travaille de     préférence    sous des     pres-          sions    de 4 à 12     kg,,lcm$,    les     températures    au  sommet et à la base dépendant bien entendu  de la pression     utilisée.        Le        travail    sous     ces          pressions    évite des cristallisations     indésirables     dans la colonne.

   En outre, cela permet de     dis-          poser        ensuite    d'acide     carbonique    et d'ammo  niaque sous     pression,        ce    qui diminue le vo  lume     des    appareils     servant    à la préparation  de ,la suspension.  



  Le     traitement    de la solution     d'urée          extraite    de la     colonne    peut être fait de diffé  rentes façons, suivant que l'on a en vue la     pré-          paration        d'urée        brute,        utilisable        comme    en  grais, ou     d'urée    pure.

   Dans le premier     cas,    la       solution    est envoyée dans     des    tubes de faibles  diamètres chauffés     extérieurement,        suivis     d'un séparateur genre cyclone     maintenu    â  une température légèrement     supérieure    au  point de fusion de l'urée,     L'urée    fondue et  plus ou moins     déshydratée    qui     sort    de l'ap  pareil est     ensuite        solidifiée,    soit sous     forme     d'écailles,

   soit sous     forme    de granules arron  dis, soit sous     toute    autre forme facile à ma  nutentionner, à l'aide de     tous    dispositifs  connus. En opérant     avec    des vitesses de cir  culation dans l'évaporateur aussi     grandes    que  le     permet    la pression de la solution à la     base     de la colonne, le temps de séjour est suffisam  ment     court    pour     éviter        toute.        décomposition          notable.     



  L'urée obtenue renferme,     comme    impure  tés,     principalement    de     petites        quantités     d'oxydes métalliques, provenant de     l'atta-          que    des     matériaux        employés.    Pour     obtenir    de       l'urée    pure, la solution     concentrée    qui sort de  la     colonne        est    mélangée à des eaux-mères pro  venant d'une     opération        antérieure,

      et     est    pu  rifiée avant d'être soumise à la cristallisa  tion. La plupart -des oxydes sont retenus par  une simple filtration en     présence    de     charbon          actif,    après oxydation, s'il y a lieu, des     com-          posés        ferreux        en        composés        ferriques    à l'aide  d'un     courant    d'air ou d'oxygène.

       Toutefois,     lorsque les matériaux     utilisés        dans    la cons-         truction    des     appareils        renferment    du nickel,

    l'oxyde de     ce        métal        reste    dans la     solution     d'urée à l'état de     complexe        ammoniacal.    On  peut     l'éliminer    en     faisant        passer    la solution  avant     filtration    sur     des        copeaux        d'aluminium     qui     réduisent    le     complexe    à l'état     métallique.     



       Diverses        modifications    peuvent, bien en  tendu,     être        introduites    dans le cycle des opé  rations     -décrites        ci-dessus.     



       La    séparation par     décantation    du liquide       inerte    peut être faite à     d'autres        endroits     qu'au bas de la     colonne    à     fractionner.    On  peut la faire au sommet même de l'autoclave,  en munissant     celui-ci    de deux tuyaux de sor  tie, dont l'un plonge à un     niveau    inférieur  à     celui    de l'autre.

   On peut également faire       cette        décantation    au sommet de la     colonne     à fractionner et ne     laisser    couler dans celle  ci que le mélange d'eau, d'urée et de     carba-          mate        décanté.    Enfin,     on    peut' la faire dans  un bac en dehors de la colonne,

   de     préférence          après        dilution    avec     des        eaux-mères        prove-          nant    du     circuit    de     cristallisation.     



  Au lieu d'envoyer la     totalité    de l'ammo  niaque et de     l'acide        carbonique    neufs     dans          l'autoclave,    on peut n'y     envoyer    qu'une     frac-          tion        seulement    de     ces        earps,    le     reste        étant    in  jecté dans ,

  les appareils de     préparation    de la  suspension de     earbamate.    Ce mode     opératoire     facilite même le     réglage        exact    des     proportions     relatives des deux     corps    que l'on doit     intro-          duire    dans le     circuit,    la     correction    étant plus  facile à faire dans les appareils à     préparer    la       suspension.     



  En     général,    il est     assez    difficile d'intro  duire les gaz     frais        :dans    le circuit     exactement     dans le     rapport        théorique,

      et     il    est toujours  plus     avantageux        d'opérer    avec un excès d'am  moniaque dans     l'autoclave    et avec un     excès     d'acide carbonique dans les appareils de pré  paration de la     suspension.        Le    taux de trans  formation en     urée    à l'équilibre par     rapport     à     l'acide        carbonique        est    en effet     fortement          augmenté    par la     présence    d'un     

  excès    d'am  moniaque,     tandis    que l'inverse n'a pas lieu  et,     d'autre        part,    il     est        préférable    de     perdre     de l'acide     carbonique    que de     l'ammoniaque    à  la sortie des     appareils    de     préparation    de la      suspension.

   Le résultat désiré est obtenu sim  plement en utilisant un excès d'acide     mrbo-          nique    et en envoyant une partie de     celui-ci          directement    aux appareils de     préparation    de  la suspension sans la faire passer par l'auto  clave.



  Process for manufacturing urea. It is known that urea can be obtained synthetically by heating ammonia carbamate under pressure. The reaction is balanced and only a fraction of the carbonate is dehydrated and converted to urea.



  In general, the operation is carried out by separately compressing gaseous carbonic acid and liquid ammonia, seeing them in an autoclave, maintained at temperatures ranging from 150 to 200 C and in which simultaneously the formation and dehydration of caxbamate, by continuously withdrawing from the autoclave the liquid reaction mixture thus formed, containing the urea and the water produced by the reaction,

   as well as the untransformed carbamate, finally by sending this mixture to a column to be fractionated, at the base, from which the urea and the water come together in the form of a concentrated solution, from which one can easily extract the urea, and at the top of which escape more or less dehydrated carbonic acid and ammonia which are recompressed in the autoclave.



  The industrial realization of this syn thesis presents a certain number of difficulties. The reaction mixture, at the temperatures necessary for the synthesis,

   is extremely corrosive and very few materials are known to resist attack. This implies the need to employ only simple devices for all apparatus in contact with the reaction mixture at somewhat elevated temperatures.



  The combination of carbonic acid and ammonia gives off a large quantity of heat which must be eliminated and this elimination by means of coils or tubular bundles is made very delicate for the reason explained below. above.



  Recompression of the mixture of carbonic acid and ammonia, with a view to its reinjection into the autoclave, is difficult, since the compressor must be kept at a temperature sufficient to avoid any condensation which is harmful to its good condition. market,

   and this poses problems of corrosion and fairly difficult mechanical achievements.



  Another procedure, which partly avoids these drawbacks, consists in forming the carbamate on board in the solid state, and in introducing it in this state in the autoclave.



       But the preparation of the solid carbamate is made tedious on a large scale by the formation of adherent crusts on the cold walls which oppose the transmissions of heat and which are difficult to detach mechanically. In addition, it is not possible to o perate continuously.



       These difficulties can be partially overcome by injecting into the autoclave the solid carbamate suspended in a suitable inert liquid immiscible with water.



       This suspension is prepared by sending, into said inert liquid, suitably cooled, carbonic acid and fresh ammonia at the same time as the waste gases from a previous operation.



  After reaction in the autoclave, the inert liquid is separated from the urea solution by simple decantation. In this case, there is no longer any annoying crusting and the injection into the autoclave can take place continuously. On the other hand, we completely lose the calories released by the combination of carbonic acid and fresh ammonia,

   and the suspension must be brought artificially to the temperature necessary for the synthesis. The presence of the intermediate liquid does not completely prevent corrosion and there are again, for heating the autoclave, difficulties similar to those mentioned above for its cooling.



  The present invention relates to a process for the synthetic manufacture of urea in which, under pressure, ammonia carbamate obtained by reaction of carbonic acid gas with ammonia is heated in the same way, in the presence of a liquid. inert, immiscible with water;

  <B> this </B> process is characterized in that <B> this </B> is prepared, in the presence of such a liquid, in a first chamber, by means of gaseous carbonic acid and residual ammonia from a previous operation,

      ammonia carbamate in suspension in said liquid - in that it is sent under pressure, into a high pressure autoclave, used for the formation of urea and heated between <B> 150 </B> and < B> 250 '</B> C, this suspension of ammonium carbamate at the same time as carbonic acid and fresh ammonia - in that it is separated by distillation, in a column to be fractionated,

    under a pressure of less than 15 atmospheres, in the form of carbon dioxide and gaseous ammonia, the combination of these not converted into urea, and in that the urea in solution is separated by decantation from said inert liquid,

      which is reused in a subsequent operation.



  One can proceed, for example, as follows: Ammonia and fresh carbonic acid, in a quantity equivalent to the quantity of these bodies transformed into urea during a preceding cycle,

          are compressed separately and introduced into an autoclave together with a suspension (the carbamate already prepared as indicated, but from the waste gases only.

       The heat released is at most sufficient to bring the mixture to the desired temperature and there is no need to cool the autoclave. In general even,

   additional calories are needed. It can be carried out easily, either by reheating the suspension of earba- mate, or by reheating the compressed carbonic acid or ammonia beforehand,

      or by these various means simultaneously. Reheating the suspension does not present any drawback, since there is no need in this case to bring it to too high a temperature.

   Carbonic acid and ammonia, taken separately, not being very aggressive, can also be reheated without difficulty. Finally, the carbonic acid can be brought to the desired temperature without additional expense,

      by simply removing the refrigerant that follows the last stage of the compressor.



  After a suitable residence time in the autoclave, which depends on the temperature and therefore on the pressure at which one operates, for example after a stay of 1% hour at 170 under a pressure of 150 atmospheres, the mixture of inert liquid, carbonic acid and ammonia resi duced in the form of carbamate or carbonate, urea and water, formed, is withdrawn from the autoclave, is expanded below- < B> 15 </B> atm.

   and is sent to the top of a fractionation column heated at its base. The carbonic acid and ammonia, brought back to the gaseous state by expansion and heating, exit through the top of the column almost dehydrated, tan say that water, urea and the intermediate liquid come together at its base in a container kept hot where, by simple difference in density, the separation of the intermediate liquid and the urea solution takes place.

    The inert liquid, as well as the gases leaving the top of the column, return to the apparatus for preparing the carbamate suspension. The urea solution is treated, on its side, either by simple evaporation to make crude urea, or after purification and crystallization to make pure urea.



  It can be seen that, in this cycle, the calories released by the combination of ammonia and fresh carbonic acid are fully utilized. They are recovered at the exit of the autoclave at the time of the separation of the remaining carbamate. The calories which the intermediate liquid still entrains after its separation from the urea solution can be transferred to a temperature exchanger at any point in the installation. They can, for example, be used to reheat the suspension entering the auto clave.



  In principle, one can use, as inert liquid, any sufficiently low volatility substance, which does not decompose, or which does not polymerize at the temperatures employed, which does not dissolve either water or urea, and which does not react with the other bodies present. Among these substances, mineral oils are the most economical, but it is advisable to select.

    using preliminary laboratory tests, the oils that are found on the market, because some are more suitable than others, both from the point of view of their resistance to successive heating, and from the point of view of quantities of solid products which can be suspended, quantities which may even exceed <B> 50% </B>. of the total mixture.

   Satisfactory results have been obtained with vaseline oil.



  The temperature of the autoclave is between 150 and <B> 250 '</B> C. It is advantageous to operate at a fairly high temperature, 200' above for example, despite the increase in pressure. that this entails. The reaction rate is considerably increased. On the other hand, the urea content of the reaction mixture at equilibrium does not go through a maximum at <B> 190 '</B> C, contrary to what is indicated in the literature, but increases steadily with pressure. .



  The introduction of carbonic acid, ammonia and the mrba- mate suspension is preferably done from the bottom of the autoclave, because in this case the oil settles almost immediately, passes quickly through the autoclave of base at the top and - gathers at the top of the latter, from where it can be constantly extracted. The melted reaction mixture of urea,

      water and carbamate therefore remain in the autoclave for approximately the same time as if it were introduced alone; as a result, the production capacity of a given autoclave and at a given temperature is substantially the same as in the oil-free operation.

   Of course, the reverse arrangement must be adopted when the inert liquid is heavier than the reaction mixture.



       The autoclave as well as the attached apparatus must, of course, be constructed of materials resistant to attack by the reaction mixture. For this purpose, tin-plated or lead-plated steel, nickel, aluminum and its various alloys with a high or low aluminum content can be used, and finally special steels with a high chromium content with possible addition of Ni, Co, hic, Tu et Si.



  The fractionation column which follows the autoclave works preferably under pressures of 4 to 12 kg, 1 cm 3, the temperatures at the top and at the bottom of course depending on the pressure used. Working under these pressures avoids unwanted crystallizations in the column.

   In addition, this then makes it possible to dispose of carbonic acid and ammonia under pressure, which reduces the volume of the apparatus used for the preparation of the suspension.



  The treatment of the urea solution extracted from the column can be carried out in different ways, depending on whether the preparation of crude urea, usable as a fat, or of pure urea, is in view.

   In the first case, the solution is sent into tubes of small diameters heated externally, followed by a cyclone-type separator maintained at a temperature slightly above the melting point of urea, the urea melted and more or less dehydrated which comes out of the device is then solidified, either in the form of scales,

   either in the form of arron dis granules, or in any other form easy to ma nutentionn, using any known devices. By operating with evaporator circulation rates as high as the solution pressure at the base of the column allows, the residence time is short enough to avoid any. noticeable decomposition.



  The urea obtained contains, as impurities, mainly small quantities of metal oxides, resulting from the attack of the materials employed. To obtain pure urea, the concentrated solution which leaves the column is mixed with mother liquors from a previous operation,

      and is purified before being subjected to crystallization. Most of the oxides are retained by a simple filtration in the presence of activated carbon, after oxidation, if necessary, of the ferrous compounds to ferric compounds with the aid of a current of air or oxygen. .

       However, when the materials used in the construction of the apparatus contain nickel,

    the oxide of this metal remains in the urea solution in the form of an ammoniacal complex. It can be removed by passing the solution before filtration through aluminum shavings which reduce the complex to the metallic state.



       Various modifications can, of course, be introduced into the cycle of the operations described above.



       Separation by settling of the inert liquid can be done at other places than at the bottom of the column to be fractionated. It can be done at the very top of the autoclave, by providing the latter with two outlet pipes, one of which plunges to a level lower than that of the other.

   This settling can also be carried out at the top of the column to be fractionated and only the mixture of water, urea and decanted carbamate is allowed to flow into it. Finally, we can 'do it in a bin outside the column,

   preferably after dilution with mother liquors from the crystallization circuit.



  Instead of sending all the new ammonia and carbonic acid into the autoclave, only a fraction of these earps can be sent, the rest being injected into,

  devices for preparing the earbamate suspension. This procedure even facilitates the exact adjustment of the relative proportions of the two bodies which are to be introduced into the circuit, the correction being easier to make in the apparatus for preparing the suspension.



  In general, it is quite difficult to introduce the fresh gases: in the circuit exactly in the theoretical ratio,

      and it is always more advantageous to operate with an excess of ammonia in the autoclave and with an excess of carbonic acid in the apparatus for preparing the suspension. The rate of conversion into urea at equilibrium with respect to carbonic acid is in fact greatly increased by the presence of a

  excess ammonia, while the reverse does not take place and, on the other hand, it is preferable to lose carbonic acid than ammonia at the outlet of the apparatus for preparing the suspension.

   The desired result is obtained simply by using an excess of mrbonic acid and sending a part of it directly to the devices for preparing the suspension without passing it through the autoclave.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de fabrication synthétique d'urée, caractérisé en ce qu'on prépare, dans une pre mière enceinte, par réaction, en présence d'un liquide inerte et non-miscible à l'eau, d'acide carbonique gazeux et d'ammoniaque rési duaires, provenant d'une opération précédente, du carbamate d'ammoniaque en suspension dans ledit liquide inerte, en ce qu'on envoie sous pression, dans un autoclave à haute pres sion, servant à la formation de l'urée et chauffé entre 150 et<B>250'</B> C, CLAIM Process for the synthetic manufacture of urea, characterized in that one prepares, in a first chamber, by reaction, in the presence of an inert liquid which is immiscible with water, of gaseous carbonic acid and of ammonia residues, from a previous operation, of ammonia carbamate in suspension in said inert liquid, which is sent under pressure, into a high pressure autoclave, used for the formation of urea and heated between 150 and <B> 250 '</B> C, cette suspension de carbamate d'ammoniaque en même temps que de l'acide carbonique et de l'ammoniaque frais, en ce qu'on sépare, par distillation, dans une colonne à fractionner, sous une pres sion inférieure à 15 atmosphères, à l'état de gaz carbonique et d'ammoniaque gazeux, la combinaison de ceux-ci non-transformée en urée, et en ce que l'urée -en solution est sé parée par décantation dudit ,liquide inerte, this suspension of ammonia carbamate together with carbonic acid and fresh ammonia, in that it is separated, by distillation, in a fractionation column, under a pressure of less than 15 atmospheres, at 1 'state of carbon dioxide and gaseous ammonia, the combination of these not converted into urea, and in that the urea -in solution is separated by decantation of said inert liquid, qui est réutilisé dans une opération ultérieure. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication, caracté- risé en ce que le liquide inerte utilisé est une huile minérale. which is reused in a subsequent operation. SUB-CLAIMS 1. A method according to claim, characterized in that the inert liquid used is mineral oil. 2 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'on sépare des autres corps, par décantation, ledit liquide inerte au sommet de l'autoclave, avant décomposition du car- bamate non-transformé. 3 Procédé suivant la revendication, caracté- risé en ce qu'on sépare des autres corps, par décantation, 2 A method according to claim, characterized in that one separates from the other bodies, by decantation, said inert liquid at the top of the autoclave, before decomposition of the unconverted carbonate. 3 A method according to claim, charac- terized in that one separates from the other bodies, by decantation, le liquide intermédiaire inerte au sommet de la colonne à fraction- ner. 4 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'on sépare des autres corps, par décantation, le liquide inerte après pas sage dans la colonne à fractionner. the inert intermediate liquid at the top of the column to be fractionated. 4 A method according to claim, characterized in that the inert liquid is separated from the other bodies by settling after passing through the column to be fractionated. Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce que les solutions concentrées d'urée, qui se rassemblent à la base de la colonne, sont traitées en vue d'obtenir l'urée solide par simple évaporation de la solution obtenue. Process according to claim, characterized in that the concentrated urea solutions which collect at the base of the column are treated in order to obtain solid urea by simple evaporation of the solution obtained. 6 Procédé suivant la revendication, caracté- risé en ce que les solutions concentrées d'urée, qui se rassemblent à la base -de la co lonne, sont traitées en vue d'obtenir une urée pure, par cristallisation de la solution obtenue, diluée dans des eaux-mères et pu rifiée. 6 Process according to claim, characterized in that the concentrated solutions of urea, which collect at the base of the column, are treated in order to obtain pure urea, by crystallization of the solution obtained, diluted. in mother liquors and purified.
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