CS204026B2 - Method of producing urea from pure carbon dioxide and ammonia - Google Patents

Method of producing urea from pure carbon dioxide and ammonia Download PDF

Info

Publication number
CS204026B2
CS204026B2 CS782044A CS204478A CS204026B2 CS 204026 B2 CS204026 B2 CS 204026B2 CS 782044 A CS782044 A CS 782044A CS 204478 A CS204478 A CS 204478A CS 204026 B2 CS204026 B2 CS 204026B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
ammonia
carbon dioxide
absorber
urea
reactor
Prior art date
Application number
CS782044A
Other languages
English (en)
Inventor
Giorgio Pagani
Andrea Bonetti
Original Assignee
Snam Progetti
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 Snam Progetti filed Critical Snam Progetti
Publication of CS204026B2 publication Critical patent/CS204026B2/cs

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

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

Description

Vynález se týká způsobu výroby močoviny z čistého kysličníku uhličitého a amoniaku jako výchozích složek.
V postupech známých podle dosavadního stavu techniky, které byly až dosud používány, reaguje kysličník uhličitý s plynným amoniakem, které se získají rozštěpením karbamátu amonného, přičemž jako stripovacího činidla pro močovinový roztok bylo předtím v předchozí fázi použito plynného amoniaku.
Takto získaná plynná směs, kterou tvoří disociované plyny, kysličník uhličitý a amoniak se ochladí cirkulující vodou za účelem získání karbamátu, který se potom v další fázi zavádí do syntézního reaktoru, kde se provádí dehydratace na močovinu. Z tohoto reaktoru se potom tato směs použitá pro syntézu zavádí do stripovací kolony za účelem stripování kysličníku uhličitého a amoniaku, který zde vznikne tepelným rozštěpením uvedeného karbamátu, přičemž toto stripování se provádí v disociační aparatuře, která má u dna přívod plynného amoniaku a u horního konce je přívod pro směs k syntéze. Z této disociační aparatury tedy vystupují dva proudy, jeden proud, který je tvořen roztokem močoviny, obsahující stále ještě určité množství karbamátu, a druhý proud, který tvoří disociované plyny a amo2 niak, který jak již bylo uvedeno výše, se zavádí do kondenzátoru.
Největší nevýhodou tohoto postupu podle dosavadního stavu techniky, je vysoká koncentrace karbamátu amonného, která byla zjištěna ve výsledném roztoku močoviny, což znamená zároveň nižší výtěžek močoviny. Tento nedostatek výše uvedeného postupu vyplývá z požadavku pracovat s konstantním poměrem amoniaku ke kysličníku uhličitému jak v kondenzátoru, tak i v syntézním reaktoru.
Podle vynálezu bylo zcela neočekávatelně zjištěno, že močovinu je možno vyrobit z kysličníku uhličitého a z amoniaku s vyšším výtěžkem postupem, při kterém se místo kondenzačního hadu použije filmový absorbér, přičemž toto uspořádání výroby bude ještě v dalším detailně popsáno, a kromě toho se vedle plynného amoniaku, zaváděného u dna stripovací kolony, přivádí i kapalný amoniak, který se přivádí částečně do absorbéru a částečně dó syntézního reaktoru, přičemž se v obou těchto aparaturách dosáhne rozdílné hodnoty molárního poměru amoniaku ke kysličníku uhličitému, která je konkrétně v reaktoru v rozmezí od 2,5 do 7 a v absorbéru se pohybuje v rozmezí od 2 do 4. . ,
Podstata způsobu výroby močoviny z čis204026 tého' kysličníku uhličitého a amoniaku, reakcí výše, uvedených výchozích složek, rozkladem vzniklého karbamátu amonného, který je obsažen v roztoku močoviny vystupujícím ze syntézního reaktoru, strlpováním produktů rozkladu pomocí plynného, amoniaku a kondenzací produktů rozkladu a amoniaku, který byl použit při stripování, podle vynálezu spočívá v tom, že se kapalný amoniak částečné zavádí společně s celkovým množstvím kysličníku uhličitého nutným pro vytvoření močoviny do spodního prostoru absorbéru, přičemž do hlavy absorbéru se zavádí recyklovaný roztok tvořený vodným amoniakálním roztokem uhličitanu amonného o koncentraci amoniaku v rozmezí od 45 do 50 % hmot, a kysličníku uhličitého od 16 do 25 o/o hmot a zbytek do 100 % hmot, je voda, a částečně se uvedený kapalný amoniak zavádí do syntézního reaktoru, přičemž v absorbéru je hodnota molárního poměru amoniaku ke kysličníku uhličitému v rozmezí od 2 do 4 a v reaktoru je hodnota tohoto poměru v rozmezí od 2,5 do 7.
Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu se při reakci kysličníku uhličitého a amoniaku udržují v absorbéru adiabatické podmínky.
Rovněž je výhodné, , jestliže se produkt z hlavy absorbéru kysličníku uhličitého, obsahující amoniak, zavádí do proudu stripovacího média.
Výhody postupu podle vynálezu spočívají v tom, že tímto opatřením je možno zvýšit výtěžky, přičemž se současně sníží spotřeba páry pro, stripovací kolonu a zvýší se tepelná úroveň páry, produkované v absorbéru.
V dalším popise bude blíže popsán postup podle vynálezu, ze kterého· bude zřejmé zlepšení tohoto postupu, přičemž se předpokládá, že P je , celkový tlak systému a vychází se z určitého poměru vody ke kysličníku uhličitému jako základu, a poměr amoniaku ke kysličníku uhličitému se upraví tak, že tento poměr musí být relativně vysoký v reaktoru a ve stripovacím zařízení a relativně nízký v absorbéru.
Na připojeném výkresu je schematicky znázorněno zařízení k provádění postupu podle uvedeného vynálezu, na kterém je možno současně ilustrovat i postup výroby močoviny podle vynálezu.
Celkové množství kysličníku uhličitého, které je nutné pro tvoření močoviny, se přivádí ke spodní části absorbéru 1, společně s částí kapalného amoniaku potrubím 4, přičemž k hornímu konci absorbéru se potrubím 5 přivádí recyklovaný absorpční roztok, který tvoří vodný amoniakální roztok uhličitanu amonného.
Celkový poměr amoniaku ke kysličníku uhličitému se , reguluje ovládáním průtokového množství kapalného, amoniaku u dna uvedeného· absorbéru.
Ve spodní části absorbéru 1 reaguje kysličník uhličitý s amoniakem adiabatickým. způsobem, přičemž vzniká karbamát amonný. Vznikající teplo zvyšuje teplotu uvedené směsi na vyšší nebo méně vyšší hodnoty podle celkového tlaku P, podle obsahu vody a podle poměru amoniaku ke kysličníku uhličitému.
Plyny, které vzniknou ve výše uvedeném adiabatickém prostoru a které jsou v chemické rovnováze při výše uvedené teplotě, se částečně absorbují recyklovaným roztokem, který se přivádí z horní sekce zařízení ve formě filmu. Část plynu, který nebyl absorbován, vystupuje z absorbéru 1 a potrubím 6 se spojuje s proudem 7, který přivádí plynný amoniak do stripovací , kolony.
Absorpční teplo je předáváno vodě, která proudí pláštěm absorbéru, a jelikož složení plynu a absorpčního roztoku v rovnováze ve vstupním prostoru absorbéru má takový poměr amoniaku ke kysličníku uhličitému, že vznik tepla nastává při vysoké teplotě, je zároveň možné vyrobit z chladicí vody páru s dostatečně vysokou tepelnou úrovní, přičemž je možno tuto páru použít v následných stupních zařízení.
Získaný karbamát amonný se , potom vede potrubím 8 do reaktoru 2, ve kterém se provádí dehydratace močoviny. Poměr amoniaku ke kysličníku uhličitému a teplota v tomto reaktoru se upraví zaváděním kapalného amoniaku ve formě malého, podílu, přičemž tento proud se přivádí u dna potrubím 9, a plynného amoniaku, hlavně s plyny, které vystupují ze stripovací kolony 3, potrubím
10.
Poměr amoniaku ke kysličníku uhličitému je v reaktoru 2 udržován na vyšší hodnotě než ve výše uvedeném absorbéru 1, čímž se dosáhne toho, že výtěžek močoviny je následkem tohoto opatření vyšší.
Poměr amoniaku ke kysličníku uhličitému, teplota a výtěžky jsou voleny tak, aby absorpční kondenzační teplo plynu, přiváděného ze stripovací kolony 3 umožňovalo udržovat konstantní tepelnou rovnováhu v reaktoru 2 za předem zvoleného celkového tlaku.
Tímto shora uvedeným uspořádáním· výroby je možno zvýšit výtěžky, přičemž se současně sníží spotřeba páry pro stripovací kolonu a zvýší ,se tepelná úroveň páry, produkované v absorbéru.
Jelikož je tlak v reaktorovém-stripovacím systému shora popsaném téměř totožný, je možno tento tlak regulovat tak, že se odvádí inertní plyny, přicházející ze spodní sekce stripovací kolony, z horní sekce reaktoru, a z absorbéru kysličníku uhličitého. Tento tlak může být buďto vyšší nebo nižší než je tlak získaný v absorbéru podle toho, zde je transport karbamátu proveden buďto barometrickým výtlakem nebo účinkem čerpadel.
Jelikož jsou výtěžky konverze v reaktoru neobyčejně vysoké a berouce v úvahu zároveň chemicko-fyzikální vlastnosti roztoku, který vystupuje z reaktoru potrubím 11, je podíl kysličníku uhličitého a vody oddělený ve stripovací koloně malý ve srovnání s množstvím amoniaku. Kromě toho je třeba uvést, že teplo, které je nutno dodat do· uvedeného systému, nečiní velkou položku, neboť roztok močoviny je vždy blízký kritickému stavu, přičemž amoniak může být snadno oddestilován.
Kritická teplota se sníží se zvýšením hodnoty poměru amoniaku ke kysličníku uhličitému a se snížením obsahu vody. Tato okolnost je takového rázu, že se vyžaduje menší výměnná plocha ve stripovací koloně než je plocha povrchu vyžadovaná v běžně používaných stripovacích kolonách, a kromě toho je nutno uvést, že se používá nižších teplot při sdílení tepla, které umožňují použít páry o nižší tepelné úrovni, čímž se značně sníží výrobní náklady.
amoniak 27 323 kg/h kysličník uhličitý 10 127 kg/h voda 19 926 kg/h
V dalším je za účelem ilustrativním uveden praktický příklad provedení postupu podle uvedeného vynálezu, který nijak neomezuje rozsah uvedeného vynálezu.
Příklad provedení
Podle tohoto příkladu se postupuje tak, že za účelem přípravy 72 550 kilogramů močoviny za hodinu, se do absorbéru 1 přivádí:
167 kilogramů kysličníku uhličitého za hodinu při teplotě 150 °C, a
853 kilogramů amoniaku za hodinu při teplotě 50 °C, společně s recyklovaným uhličitanem, který se přivádí k hornímu konci absorbéru 1 při teplotě 76 °C, přičemž tento proud má složení:
47,62 % hmot.
17,65 % hmot.
34,73 % hmot.
Absorbér pracuje za tlaku vstupní části močovinového-syntézního okruhu, přičemž tento tlak je 18 MPa (nebo se nechá poklesnout na tuto hodnotu). V uvedeném reaktoru nastává reakce kysličníku uhličitého s amoniakem a reakční teplo se odvede za účelem výroby páry.
Ze spodní části absorbéru se odvádí karbamátový roztok, jehož teplota je 180 °C, který má toto složení:
amoniak kysličník uhličitý voda
794 kg/h
794 kg/h
699 kg/h
42,23 % hmot.
42,23 % hmot.
15,54 % himot.
Tento roztok se potom zavádí do reaktoru 2.
Nezkondenzované páry, které vystupují z horního konce absorbéru 1 s teplotou 180 °C mají složení:
amoniak kysličník uhličitý voda
382 kg/h
500 kg/h
227 kg/h
40,60 % hmot.
54,09 % hmot.
5,31 % hmot.
Tyto páry se potom zavádějí do spodní části stripovací kolony 3.
Do reaktoru 2 se zavádí kromě roztoku karbamátu 47 840 kg amoniaku za hodinu o amoniak 50 218 kg/h kysličník uhličitý 26 259 kg/h voda 8 497 kg/h teplotě 100 °C a současně páry vystupující ze stripovací kolony 3, které mají teplotu 190 °C, přičemž složení těchto par je toto:
59,10 % hmot.
30,90'% hmot.
10,00 % hmot.
Roztok, -který je -odváděn z reaktoru, se zavádí do stripovací kolony 3, - přičemž tep- lota tohoto roztoku je hoto roztoku je toto: 185 °C a složení to-
močovina 72 500 kg/h 28,64 - % hmot.
amoniak 107 768 kg/h kysličník 42,58 % - hmot.
uhličitý 23 886 kg/h 9,44 % hmot.
voda 48 946 kg/h 19,34 % hmot.
Ode dna stripovací kolony vystupuje proud o teplotě 210 '°C, který -se zavádí do běžné koncentrační sekce, přičemž tento proud má složení:
močovina 72 -500- kg/h amoniak 66 932 kg/h kysličník - 10 127 kg/h uhličitý voda 41 676 kg/h
37,91 % - hmot.
35,00 - % hmot.
5,30 % hmot.
21,79 - % hmot.

Claims (3)

  1. předmět vynalezu
    1. Způsob výroby močoviny z čistého kysličníku uhličitého a amoniaku, reakcí výše uvedených výchozích složek, rozkladem vzniklého karbamátu amonného, který je obsažen v roztoku močoviny vystupujícím ze syntézního reaktoru, stripováním . produktů rozkladu pomocí plynného amoniaku a kondenzací produktů rozkladu a amoniaku, . který byl použit při stripování, vyznačující - se tím, že se kapalný amoniak částečně zavádí společně s celkovým množstvím kysličníku uhličitého nutným pro vytvoření močoviny do spodního prostoru absorbéru, přičemž do hlavy absorbéru se zavádí recyklovaný roztok tvořený vodným amoniakálním roztokem uhličitanu amonného o koncentraci amoniaku v rozmezí od 45 do 50 o/o hmot, a kyslič níku uhličitého od 16 do 25 % hmot, a zbytek - do - 100 % hmot, je voda, a částečně se uvedený kapalný amoniak zavádí do syntézního reaktoru, přičemž v absorbéru je hodnota molárního poměru . amoniaku ke kysličníku uhličitému v rozmezí od - 2 do 4 a v reaktoru je hodnota tohoto - poměru v rozmezí od 2,5 do· 7.
  2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se při reakci kysličníku uhličitého s amoniakem udržují v absorbéru adiabatické podmínky.
  3. 3. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že - produkt z hlavy absorbéru - kysličníku uhličitého, obsahující amoniak, zavádí do proudu stripovacího média.
CS782044A 1977-03-31 1978-03-30 Method of producing urea from pure carbon dioxide and ammonia CS204026B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT21904/77A IT1075371B (it) 1977-03-31 1977-03-31 Processo per la produzione di urea partendo da co2 e nh3 pure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS204026B2 true CS204026B2 (en) 1981-03-31

Family

ID=11188506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS782044A CS204026B2 (en) 1977-03-31 1978-03-30 Method of producing urea from pure carbon dioxide and ammonia

Country Status (20)

Country Link
JP (1) JPS53149929A (cs)
AR (1) AR214002A1 (cs)
AU (1) AU519725B2 (cs)
BE (1) BE865585A (cs)
BR (1) BR7802007A (cs)
CA (1) CA1101884A (cs)
CH (1) CH632240A5 (cs)
CS (1) CS204026B2 (cs)
DD (1) DD134223A5 (cs)
DE (1) DE2813528C3 (cs)
DK (1) DK140378A (cs)
ES (1) ES469090A1 (cs)
FR (1) FR2385690A1 (cs)
GB (1) GB1586629A (cs)
IE (1) IE46700B1 (cs)
IT (1) IT1075371B (cs)
LU (1) LU79340A1 (cs)
NL (1) NL7803338A (cs)
PL (1) PL108056B1 (cs)
SE (1) SE7803685L (cs)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE790015A (fr) * 1971-10-19 1973-04-12 Mavrovic Ivo Synthese de l'uree avec conversion et recuperation de chaleur ameliorees

Also Published As

Publication number Publication date
NL7803338A (nl) 1978-10-03
PL205651A1 (pl) 1978-12-04
IE46700B1 (en) 1983-08-24
CH632240A5 (en) 1982-09-30
PL108056B1 (pl) 1980-03-31
DE2813528C3 (de) 1980-03-20
IE780636L (en) 1978-11-30
AU3429178A (en) 1979-09-27
DK140378A (da) 1978-10-01
GB1586629A (en) 1981-03-25
ES469090A1 (es) 1978-11-16
SE7803685L (sv) 1978-10-01
DD134223A5 (de) 1979-02-14
BR7802007A (pt) 1979-04-03
DE2813528A1 (de) 1978-10-12
FR2385690A1 (fr) 1978-10-27
IT1075371B (it) 1985-04-22
LU79340A1 (fr) 1978-07-13
JPS53149929A (en) 1978-12-27
AR214002A1 (es) 1979-04-11
CA1101884A (en) 1981-05-26
AU519725B2 (en) 1981-12-17
BE865585A (fr) 1978-10-02
DE2813528B2 (de) 1979-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4321410A (en) Method of stripping unreacted materials in urea synthesis process
US6231827B1 (en) Process for combined production of ammonia and urea
CN108026034B (zh) 尿素制造方法以及尿素制造装置
SU833158A3 (ru) Способ синтеза мочевины и аммиака
EP3233792B1 (en) Process for urea production
EP0213669A1 (en) Process for the preparation of urea
US4235816A (en) Integrated ammonia-urea process
US3725210A (en) Method of removing unreacted materials remaining in urea synthesis effluent by plural stage distillation and co2 stripping
US3120563A (en) Urea preparation
US3197273A (en) Process for the continuous production of cyanogen chloride
US3114681A (en) Process of recovering unreacted ammonia from a urea synthesis melt by a two stage rectification operation
US4801747A (en) Process for preparing urea
US2808125A (en) Process for the separation of carbon dioxide and ammonia
CA1049556A (en) Urea manufacture
US3527799A (en) Urea synthesis process
CS204026B2 (en) Method of producing urea from pure carbon dioxide and ammonia
US3137725A (en) Heat recovery in urea synthesis process
KR20030031569A (ko) 멜라민 제조 방법
US2744133A (en) Process for the production of low-biuret content urea
US3471558A (en) Method for the decomposition and evaporation of urea synthesis effluent
US4365089A (en) Synthesis of urea
US2721786A (en) Preparation of cyanamide
US3046307A (en) Distillation process for synthesizing
US3232982A (en) Urea synthesis
US3232983A (en) Urea synthesis