CN1049334A - 用碳酸氢铵和氨生产尿素的方法 - Google Patents

用碳酸氢铵和氨生产尿素的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1049334A
CN1049334A CN90104924A CN90104924A CN1049334A CN 1049334 A CN1049334 A CN 1049334A CN 90104924 A CN90104924 A CN 90104924A CN 90104924 A CN90104924 A CN 90104924A CN 1049334 A CN1049334 A CN 1049334A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammonia
urea
abc
bar
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN90104924A
Other languages
English (en)
Inventor
尤姆伯托·萨尔迪
乔吉奥·帕嗄尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casale SA
Original Assignee
Ammonia Casale SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ammonia Casale SA filed Critical Ammonia Casale SA
Publication of CN1049334A publication Critical patent/CN1049334A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02—Preparation 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
    • C07C273/04—Preparation 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02—Preparation 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

按本发明，用碳酸氢铵(ABC)和氨生产尿素的 方法包括：ABC和氨的溶解步骤；分几步蒸馏该溶 液；通过尿素溶液和来自冷凝过程蒸汽的液体将蒸馏 产品输入交换器，将从交换器收集的冷凝液形成的 NH3和CO2溶液与新鲜氨一起直接输入到合成反 应器中。

Description

用碳酸氢铵和氨生产尿素的方法
本发明涉及用碳酸氢铵(NH4HCO3)和氨(NH3)生产尿素(NH4CONH2)的方法。
尽管碳酸氢铵(以下简称为“ABC”)的氮含量低(17.7％)，且具有不稳定性(可能分解)和易于结块(难以储存和分散)等缺点，但它们仍有广泛的用途，例如在中国，其用量占氮肥总产量的57％。
因此，我们对解决目前仍在进行生产(如ABC年产量超过6百万吨)的众多工厂的合理使用问题具有极大的兴趣。
一方面，以经济观点和社会需求考虑，这些工厂不可能停产；另一方面，鉴于上述缺点，使ABC的使用非常麻烦，要继续用它作肥料，从经济上考虑确实是不可行的，且不合理的。
直到现在，唯一的解决办法是有计划的限制一些工厂以停止生产ABC，而完全代之从用氨(NH3)和二氧化碳(CO2)合成尿素(尿素是众所周知的含氮量高的肥料)。
上述解决办法(即，更换现有工厂)需要可观的投资且浪费资源，因为现有生产ABC的工厂其大部分设备已无法使用。
由于尚存在难以解决的技术问题，至今技术人员还未考虑将ABC直接转成含氮量高、稳定和易于处理的肥料如尿素。
实际上，人们已知道：
(1)碳酸氢铵 具有如下摩尔比：
NH3/CO2＝1
H2O/CO2＝1
正相反，在尿素产品中，其摩尔比为：
NH3/CO2＞2
在反应器中H2O/CO2可能小于1。
因此，在任何情况下必须用一部分氨使ABC转变成尿素。
(2)高压和高温有利于NH3和CO2合成尿素的反应，而H2O的的存在(H2O/CO2比高)显然会阻止该反应。
直接使用ABC的不便之处在于原料，即ABC本身，其H2O/CO2比率已为1。
(3)以NH3和CO2为原料，在反应器中合成尿素产品，可利用NH3和CO2在反应器中反应提供所需的热量以使反应器保持热平衡。
用ABC和部分NH3生产尿素时，这些原料是不适用的。
本发明目的是提供能克服上述缺点的生产方法，更具体的说，是要避免生产ABC的老厂倒闭，将现有工厂制得的ABC变成如尿素那样的有用产品，而在设备和操作成本方面耗费不多。
按本发明方法可解决上述实用和经济问题，从而达到上述目的和其它目的，其特征如权利要求1所述。
本发明的实施方案包括如下步骤：
(a)使原料ABC溶解(SO)成溶液或料浆，在存在少量饮用水(由ABC产生的水除外)的情况下进行该溶解过程，这种饮用水至少含有由ABC生成的部分循环水，这种水含有残留的限定量的NH3和CO2。
该溶解过程在引入热量的条件下，最好在大气压下和系统所需的最低温度下进行。
(b)在至少是一步蒸馏，最好是二步蒸馏(DIS1-DIS2)的系统中，蒸馏(DIS)由步骤(a)得到的溶液或料浆，最好用膜式热交换器进行蒸馏，每步蒸馏均在最合适的压力和温度下进行，以便得到富含NH3和CO2以及少量H2O的蒸汽相和液相(含残留的少量NH3和CO2)，该液相一部分循环回到溶解步骤(a)中，一部分送到最终的氨回收系统。
二步蒸馏中的第一步蒸馏(DIS1)或一步蒸馏(sole)，其操作压力为15-50巴，最好约为40巴，其操作温度为130-220℃，最好约为160℃。
二步蒸馏中的第二步蒸馏，其操作压力为2-15巴，最好约为4巴，操作温度为100-150C，最好约为135℃。
(c)冷凝(CO)来自上述(b)蒸馏步骤(DIS)(或步骤DIS1和DIS2)的含少量水的蒸汽，根据多效技术，蒸汽的冷凝(CO)可分几步CO1，CO2，CO3(三步最好)进行，该冷凝步骤中产生的热可通过热交换器直接送往合成部分的尿素溶液中，该冷凝步骤在约为50-2巴的降压条件下进行。
将上述(c)系统的冷凝产品从低压操作装置连续送入后面的高压操作装置，最后从高压操作装置送入合成部分(SI)。
(d)合成部分由反应器(R)和蒸馏器(DO)构成，其等压操作压力为120-250巴，最好为200巴，在反应器(R)中输入氨基甲酸酯溶液(来自最后的冷凝步骤(c))，加入氨和来自等压蒸馏(DO)步骤的蒸汽，将反应器中产生的尿素溶液直接送到蒸馏器(DO)中，将来自蒸馏器的较浓的尿素溶液直接送到上述(c)步的高压冷凝系统中。
(e)按公知方法，最后浓缩尿素溶液的系统，该尿素溶液来自上述(c)步多效系统的最后步骤。
(f)按公知方法，最后回收氨(ARS)的系统，该氨来自尿素浓缩步骤所产生的蒸汽，和部分来自上述(b)的第二步蒸馏中的含少量氨的加入的残留水。
通过如附图所示的本方法的非限定性实施方案的具体描述，可更好地说明本发明的各个方面及其优点。
在附图中，碳酸氢盐ABC通过管道1进入溶解装置(SO)，该装置接收来自管道7的溶解水，该水含有后面步骤残留的少量NH3和CO2。溶液或料浆(SO′)通过管道2输出，其一部分通过管道(2′)和泵(P2)送往蒸馏步骤(DIS)。在该实施方案中，蒸馏以二步进行(即DIS1和DIS2)。
如上所述，DIS1的操作压力(15-50，最好为40巴)比DIS2(2-15，最好为4巴)大，DIS1的操作温度为130-220℃(最好为160℃)，而DIS2的温度为100-150℃(最好为135℃)。
由DIS输出的含少量水的蒸汽(4)通过管道(如24，25，26)输入到冷凝步骤CO1、CO2、CO3(带有热交换器S1、S2、S3)、从反应器(R)底部输出的尿素溶液(SU)在SU后通过管道9输入与R等压的第一蒸馏器，然后送往热交换器。
按本发明，由蒸馏器(DIS1)输出的蒸汽4(富含NH3和CO2及少量的H2O)通过管道26、24和25送入壳壁热交换器S1、S2和S3，蒸汽冷凝后，热量被转移到尿素溶液(SU)中，该尿素溶液来自反应器R以及由管道10来自等压蒸馏器DO。该尿素溶液分别流入串联的S1(作SU′)，溶液、S2(作SU”溶液)和S3(作SU溶液)。流经各热交换器后的溶液分别流经液体分离器50、60和70。
为了冷凝DIS1蒸馏得到的蒸汽4，使尿素溶液SU′、SU″、SU流经交换器S1、S2、S2的管壁，在同一交换器的管壁加入液体，该液体是由管道18和20收集的所有过程蒸汽经冷凝得到的以及来自管道5的在氨回收系统(ARS)中的液体，然后通过管道21和泵P5送入冷凝器(CON2)中。在CON2中也收集来自分离器60的蒸汽；CON2中的冷凝液经泵P3和管道22送入另一个冷凝器CON1中，该冷凝器CON1也收集来自分离器50(经管道14)的蒸汽。
液体22经CON1冷凝后通过泵4(P4)送入共用管道14和单个管道27、28和29，然后进入冷凝器S1、S2和S3，以尽可能的冷凝在DIS1中蒸馏得到的蒸汽，该蒸汽分别由管道24、25和26输入。
将来自DIS1的蒸馏产品和来自CON1的冷凝产品送入各交换器中，使来自反应器的尿素溶液也流经各交换器管壁，因此S1接收来自管道24的蒸馏产品(将热传给SU′)，并借助于来自CON1的液体27进行冷凝。
S2和S3的作用同上，结果交换器S3接收分离器60输出的尿素溶液SU”和来自L3流经管道26的蒸馏蒸汽。
如上所述，CON2中收集并冷凝来自60的蒸汽，同时也接收来自氨回收系统(ARS)且流经泵5(P5)和管道21的液体；该ARS系统接收来自DISz流经6的蒸汽以及来自分离器70(流经18)和80(流经20)的蒸汽，并将尿素生成水，ABC生成水和湿气水排放到33中，然后通过泵5(P5)和管道21向冷凝器CON2供料。只要使S1、S2、S3中形成冷凝液所需的水循环，而整个过程中多余的水通过33排出(如果不加限制，该系统中的水易积聚和超载)。CON2步骤的冷凝液通过泵3(P3)和管道22送入另一个冷凝步骤CON1，得到的冷凝产品(23)通过泵4(P4)和管道L4分别送到交换器S1(经27)、S2(经28)和S3(经29)的管壁。
流经S1、S2、S3和分离器70的尿素溶液从出口管17输出，进入另一个热交换器S4，该交换器不象其它交换器(S1、S2、S3)那样接收来自过程液体的冷凝热量，而接受尿素最终浓缩时蒸汽冷凝的热量，然后将尿素溶液浓缩成熔融态尿素，并通过最后分离器80，送入管道19以使尿素熔融体(MU)用于最后的造粒工序。
根据本发明的一个方面，从三个交换器S1、S2和S3输出的冷凝液(30、31和32)收集在共用管道L5中，并通过泵6(P6)，流经管道12，送到反应器R中，该反应器R接收来自管道8的新鲜氨(NH3)。
根据本发明，由管L5泵送到R中的液体富含NH3和CO2，它适用于在传统尿素合成条件下生产尿素。
关于用传统工艺以NH3和CO2为原料生产优质肥料的尿素生产新厂全部代替现有生产ABC工厂的公知技术而言，本发明方法具有下列显著优点：
--无需传统尿素生产工厂(压缩CO2和所有的原料氨)的昂贵设备；
--无需氨生产工厂中用于回收CO2的昂贵设备。
按本发明方法，由ABC和限定量的氨可直接得到尿素，与用公知技术生产NH3和CO2所需能量相比，本发明消耗的能量可连续转变成尿素。
在下表I，II和III的物料平衡中可清楚看出这些和其它优点，其中1-40行表明的组份，其位置在附图中以相应的参考数字标明。

Claims (3)

1.用碳酸氢铵(ABC)和氨生产尿素的方法，其特征在于：在存在少量饮用水(至少含部分ABC形成的水)的情况下，通过混合使ABC溶解；在一定的条件下蒸馏所制得的溶液，以得到富含NH3、CO2和少量水的蒸汽；将该蒸汽输入热交换器并进行冷凝，合成反应器中产生的尿素溶液流经该热交换器，冷凝过程蒸汽所得到的液体流经交换器壳壁；收集由该交换器输出的冷凝液，将该冷凝液输入合成反应器中，积聚所收集的富含NH3和CO2的溶液，使其与输入反应器的新鲜NH3反应，NH3的量由最后所需的过量NH3与NH3/CO2的化学计量比中的氨的量相比较而得到。
2.按权利要求1的方法，其特征在于：蒸馏至少分二步进行，其中第一步蒸馏的操作条件为120-220℃，最好约为160℃，15-50巴，最好约为40巴，另一步蒸馏操作条件为100-150℃，最好约为135℃，2-15巴，最好约为4巴。
3.基本上按说明书和附图的方法。
CN90104924A 1989-06-16 1990-08-08 用碳酸氢铵和氨生产尿素的方法 Pending CN1049334A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH02253/89-8 1989-06-16
CH2253/89A CH678425A5 (en) 1989-06-16 1989-06-16 Urea prodn. - from ammonia, ammonium carbonate and carbon di:oxide by multistage process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1049334A true CN1049334A (zh) 1991-02-20

Family

ID=4229449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN90104924A Pending CN1049334A (zh) 1989-06-16 1990-08-08 用碳酸氢铵和氨生产尿素的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN1049334A (zh)
CH (1) CH678425A5 (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
CH678425A5 (en) 1991-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4314077A (en) Method for the production of urea and purification of water
CN109503312B (zh) 一种利用氯苯生产的副产氯化氢连续化生产氯乙烷的工艺
CN1260208C (zh) 脲的制备方法
EP0752416B1 (en) Method and apparatus for recovering condensables in vapor from a urea vacuum evaporator
CN85100951A (zh) 制备尿素的工艺
CN1050184A (zh) 高能效的尿素生产方法
SU1494865A3 (ru) Способ получени мочевины
SU1494864A3 (ru) Способ получени мочевины
CN1035003C (zh) 高能效的尿素生产方法
CA1144512A (en) After-treatment processes and apparatus especially for urea and ammonium nitrate plants
CN1063173C (zh) 高产率合成尿素的方法
US5455016A (en) Membrane-assisted process to produce ammonia
RU2036900C1 (ru) Способ промышленного получения мочевины
CN105622340A (zh) 用于生产甲醇和二甲醚的方法和装置
CN1158137C (zh) 气/液接触设备
CN1058698C (zh) 连续制备甲醛水溶液的方法
CN87107627A (zh) 尿素的制备方法
EP0544056B1 (en) Process for urea production with differentiated yield reaction spaces
HU224478B1 (hu) Eljárás és üzem karbamid nagy konverziófokkal és alacsony energiafelhasznállással történő előállítására
CN1049334A (zh) 用碳酸氢铵和氨生产尿素的方法
RU2499791C1 (ru) Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида
US20180141823A1 (en) A method for increasing the capacity of an ammonia plant
US20230227402A1 (en) Urea production with triple mp streams
JPH0566380B2 (zh)
RU2069657C1 (ru) Способ получения карбамида

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned