CS196348B2

CS196348B2 - Device for the synthetic preparation of urea

Info

Publication number: CS196348B2
Application number: CS144377A
Authority: CS
Inventors: Janusz Starzycki; Jadwiga Starzycka; Janusz Sobczak; Stanislaw Golembiowski; Ernest Pieczora; Stanislaw Kolanek; Jerzy Simonides; Jozef Jendrzej
Original assignee: Inst Nawozow Sztucznych Zjedno
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1980-03-31

Description

(54) Zařízení k syntetické výrobě močoviny(54) Synthetic urea production plant

Vynález se týká zařízení k syntetické výrobě močoviny z amoniaku a kysličníku uhličitého za teploty 100 — 250 °C a při tlakuBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

9,8 MPa až 29,4 MPa v přítomnosti nezreagované vsázky, která byla separována z postreakční směsi a recyklizována do reaktoru.9.8 MPa to 29.4 MPa in the presence of unreacted feed, which was separated from the post-reaction mixture and recycled to the reactor.

Syntéza močoviny probíhá za zvýšené teploty a při zvýšeném tlaku podle reakcí:Urea synthesis takes place at elevated temperature and elevated pressure according to reactions:

NH3 + CO2 = NH4CO2NH2NH 3 + CO 2 = NH 4 CO 2 NH 2

(.^{1 2})(. ^{1 2} )

NH4CO2NH2 = CO(NH2)2 + H2O (2)NH 4 CO 2 NH 2 = CO (NH 2) 2 + H 2 O (2)

Reakce (1) je vysoce exotermní a probíhá rychle, zatímco reakce (2) je slabě endotermní a trvá dlouhou dobu, než je dosažen rovnovážný stav. V této souvislosti mají zařízení pro syntézu močoviny velikou kapacitu, což význačně ovlivňuje cenu jejich instalace.Reaction (1) is highly exothermic and proceeds rapidly, while reaction (2) is weakly endothermic and takes a long time to reach equilibrium. In this context, urea synthesis plants have a large capacity, which significantly affects the cost of their installation.

Do dnešní doby se konstruují vertikální válcovité reaktory, které mají malou lineární průtokovou rychlost, zhruba 1 cm/s. Důsledkem toho dochází k silným cirkulacím uvnitř reaktoru, způsobeným vysokými rych2 lostmi průchozích proudů, termálními efekty chemických reakcí a význačnými rozdD ly v hustotě reakční směsi ve spodní a vrchní části reaktoru. Z toho plyne, že povaha proudění je velice odlišná od pístového proudění, které je pro reakci (2) výhodné.To date, vertical cylindrical reactors having a low linear flow rate of about 1 cm / sec are constructed. As a result, there are strong circulations inside the reactor, due to the high throughput rates, thermal effects of chemical reactions, and significant differences in the density of the reaction mixture at the bottom and top of the reactor. It follows that the nature of the flow is very different from the piston flow, which is advantageous for reaction (2).

Z literatury je známo — např. S. Yoshimura, Hydrocarbon Processing 1970 (6j 49, str. 111—115, G. I. Nieupokojewa a ostatní, Chim. Prom. 1976, č. 6, str. 37—41 — použití tlumičů nebo perforované desky v reaktoru k eliminování cirkulací.It is known from the literature - eg S. Yoshimura, Hydrocarbon Processing 1970 (6j 49, pp. 111–115, GI Nieupokojewa et al., Chim. Prom. 1976, no. 6, pp. 37–41) - the use of shock absorbers or perforated plates. in the reactor to eliminate circulation.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že jsou uvnitř reaktoru umístěny desky, které zabraňují přetékání reakční směsi a které mají kulatou, oválnou nebo jinou perforaci a uvnitř těchto otvorů jsou instalovány elementy, které usměrňují tok reakční směsi do jednoho směru. Jako tyto elementy mohou být například využity malé záklopky, míčky, polokoule, kužele, chlopně, pohyblivé diafragmy atd. Výše zmíněné elementy jsou upevněny na desky známým způsobem, obdobně jako se užívá u pretokových desek rektifikačních kolon. V řešení podle vynálezu jsou desky přidělány pevně nebo způsobem, který umožňuje demontáž, na vnitřních površích reaktoru a v případě použití antikorosivní vložky na vnitřních površích této vložky.SUMMARY OF THE INVENTION The invention is based on the fact that there are plates inside the reactor which prevent the reaction mixture from overflowing and which have a round, oval or other perforation, and elements are installed inside these openings to direct the flow of the reaction mixture in one direction. As these elements, for example, small flaps, balls, hemispheres, cones, flaps, moving diaphragms, etc. can be used. The above-mentioned elements are fixed to the plates in a known manner, similar to those used in rectification column overflow plates. In the solution according to the invention, the plates are fixed or disassembled on the inner surfaces of the reactor and, if an anti-corrosive liner is used, on the inner surfaces of the liner.

Zařízení podle vynálezu je ilustrováno na příkladu jeho realizace, jak je zde ukázáno, což však neomezuje rozsah použití tohoto zařízení.The device according to the invention is illustrated by way of example, as shown here, but this does not limit the scope of use of the device.

Reaktor je zespoda opatřen dvěma přívody: přívodem NH3 skrze spojovací potrubí 2, přívodem CO2 skrze spojovací potrubí 3, a dále cirkulujícím roztokem — vodný roztok nezreagované vsázky — skrze spojovací potrubí 4. Proud reakčni směsi proudí vzhůru a přitom je rozdělován a zpomalován a promícháván na deskách 5 např. malými záchytkami 7, které jsou v otvorech desek upevněny.The reactor is provided with two inlets: an NH3 inlet through the connecting line 2, a CO2 inlet through the connecting line 3, and a circulating solution - an unreacted charge aqueous solution - through the connecting line 4. The flow of the reaction mixture flows upwardly the plates 5, for example with small catches 7, which are fixed in the holes of the plates.

Záchytky jsou uspořádány na desce jakýmkoli způsobem, nejlépe pravidelně.The catches are arranged on the board in any way, preferably regularly.

Na nákresu je například ukázáno pět nepřetokových desek 5, desky jsou vybaveny pohyblivými elementy, například ve tvaru míčku 8, houby 7, polokoule 9, kužele 10 nebo desky 11. Tyto elementy usměrňují proud reakčni směsi do jednoho směru.In the drawing, for example, five non-overflow plates 5 are shown, the plates being provided with movable elements, for example in the form of a ball 8, sponge 7, hemisphere 9, cone 10 or plate 11. These elements direct the reaction mixture flow in one direction.

Směs po reakci je odváděna spojovacím potrubím 6.The reaction mixture is discharged through the connecting line 6.

Výsledkem větvení toků, které vstupují do reaktoru, se zvětšují povrchy kontaktu mezi reaktanty ve spodní části a tím se zmenšuje doba karbamátové syntézy. Zpomalení toku reaktantů a eliminace zpětných cirkulací způsobí, že je získán takový průtok, který se svým charakterem blíží pístovému toku, a tak je dosažen lépe rovnovážný stav. Vyšší podíl reagujícího CÓ2, který poskytuje močovinu, má tak za následek význačné energetické zisky těchto zařízení, využitelné k rozložení nezreagované vsázky, a umožňuje tak zvýšit výchozí vsázku a získat vyšší produkci močoviny na 1 m³ kapacity reaktoru.As a result of the branching of the streams entering the reactor, the contact surfaces between the reactants at the bottom increase, thereby reducing the time of carbamate synthesis. The slowing down of the reactant flow and the elimination of back circulation causes a flow rate that is close in nature to the piston flow to achieve a better equilibrium state. Thus, the higher proportion of reacting CO 2 that provides urea results in significant energy gains of these plants, useful for decomposing the unreacted feedstock, thereby increasing the feedstock and obtaining more urea production per m ³ of reactor capacity.

Zařízení podle vynálezu je laciné a snadno zhotovitelné. Jestliže koroduje, může být občas odmontováno, aniž reaktor musí být delší dobu odstaven.The device according to the invention is cheap and easy to manufacture. If it corrodes, it can occasionally be removed without shutting down the reactor for a long time.

Claims

SUBJECT

Apparatus for the synthetic production of urea from ammonia and carbon dioxide at a temperature of 100 to 250 ° C and a pressure of 9.8 MPa to 29.4 MPa, characterized in that the vertical cylindrical reactor is equipped with cross-lying non-overflow plates having circular, oval, - ¹

BACKGROUND OF THE INVENTION long or other openings, wherein within the openings of the non-overflow plates (5J) there are movable elements, for example, in the shape of a ball (8), sponge (7J, hemisphere), cone (10J or plates).