DE1668724C3 - Verfahren zur Korrosionsverminderung der mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Innenwaende einer Vorrichtung zur Synthese von Harnstoff - Google Patents

Verfahren zur Korrosionsverminderung der mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Innenwaende einer Vorrichtung zur Synthese von Harnstoff

Info

Publication number
DE1668724C3
DE1668724C3 DE19671668724 DE1668724A DE1668724C3 DE 1668724 C3 DE1668724 C3 DE 1668724C3 DE 19671668724 DE19671668724 DE 19671668724 DE 1668724 A DE1668724 A DE 1668724A DE 1668724 C3 DE1668724 C3 DE 1668724C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
percent
weight
urea
alloy
corrosion
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.)
Expired
Application number
DE19671668724
Other languages
English (en)
Other versions
DE1668724A1 (de
DE1668724B2 (de
Inventor
Nobuo Ishikawa
Kaoru Kumamaru
Nobutoshi Matsumoto
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.)
Toyo Koatsu Industries Inc
Original Assignee
Toyo Koatsu Industries Inc
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 Toyo Koatsu Industries Inc filed Critical Toyo Koatsu Industries Inc
Publication of DE1668724A1 publication Critical patent/DE1668724A1/de
Publication of DE1668724B2 publication Critical patent/DE1668724B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1668724C3 publication Critical patent/DE1668724C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0236—Metal based
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277—Metal based
    • B01J2219/0281—Metal oxides
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrosionsverminderung der mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Innenwände einer Vorrichtung zur destillativen Aufbereitung von nicht umgesetztem Ammoniumcarbamat aus der bei hohen Temperaturen und Drücken vorgenommenen Umsetzung von CO2 und NH3 zu Harnstoff.
Harnstoff wird üblicherweise durch Umsetzung von Ammoniak mit Kohlendioxid bei Temperaturen zwischen 160 und 20O0C und Drücken zwischen 150 und 300 Atmosphären erzeugt Das erl· iltene Harnstoff-Syntheseproaukt wird dann einer mehrstufigen Destillation bei Temperaturen zwischen 100 und 1500C und Drücken zwischen 1 und 40 Atmesphären unterworfen, um das nicht umgesetzte Ammoniumcarbamat in Form eines gasförmigen Gemisches aus Ammoniak und Kohlendioxid abzuziehen. Aus der verbleibenden wäßrigen Harnstofflösung wird dann der Harnstoff gewonnen. Mindestens ein Teil des gasförmigen Gemisches wird bei Temperaturen zwischen 50 und 1100C und Drücken zwischen 1 und 40 Atmosphären in Wasser oder einer wäßrigen Harnstofflösung aufgenommen und diese in die Harnstoff-Synthesestufe zurückgeführt.
Das Ammoniumcarbamat in dem Reaktionsgemisch und die in der Absorptionsstufe angewandte, hochkonzentrierte wäßrige Ammoniumcarbamatlösung sind unter den vorstehend genannten Bedingungen stark korrosiv. Wenn das als Ausgangsmaterial Verwendete Kohlendioxid noch Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff, enthält, ist die Korrosion Bocb stärker
Zur Vermeidung einer derartigen Korrosion wurden bisher Blei, austenitischer Chrom-Nickel-Stahl, Titan oder ein chromreicher Stahl mit einem Chromgehalt von mindestens 20% als Konstruktions- oder Auskleidungsmaterial für die verwendeten Vorrichtungen benutzt. Der austenitische Chrom-Nickel-Stahl besitzt jedoch unter den vorstehend genannten Bedingungen keine hinreichende Korrosionsfestigkeit gegen Ammoniumcarbamat, so daß bei Verwendung von Vorrichtungen oder Auskleidungen aus diesem Material die Anwesenheit von Sauerstoff zur Kprrosionsverhütung unumgänglich ist. Blei wird dagegen so leicht erodiert, daß es notwenig ist, Sauerstoff aus dem als Ausgangsmaterial eingesetzten Kohlendioxid im wesentlichen vollständig zu entfernen. Titan besitzt zwar hohe Korrosionsfestigkeit, ist jedoch nicht leicht zu bearbeiten und erfordert besondere Behandlungen.
Chromreiche Stähle mit einem Chromgeaalt von mindestens 20 Gewichtsprozent zeigen zwar ebenfalls eine vergleichsweise hohe Korrosionsfestigkeit, sind
ίο jedoch spröde und besitzen hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften nur geringe Schlagfestigkeit. Es ist daher erwünscht, die Sprödigkeit chromreicher Stähle zu verringern und ihre Korrosionsfestigkeit weiter zu erhöhen.
Es ist auch bereits bekannt, bei der Herstellung von Harnstoff Reaktionsgefäße zu verwenden, deren mit dem Reaktionsgemisch in Berührung stehende Teile aus Legierungen bestehen, deren Nickel- und Molybdän- oder Nickel-, Molybdän- und Chromgehalt
mehr als 50 Gewichtsprozent beträgt Eine derartige Legierung ist jedoch ungewöhnlich kostspielig und steht somit einer wirtschaftlichen Durchführung der Harnstoffsynthese entgegen.
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Umsetzung von CO2 und NH3 ζυ Harnstoff innerhalb einer mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Reaktionsvorrichtung zu schaffen, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit der Innenwände gewährleistet
Nach der Erfindurg führt man die Umsetzung von CO2 und NH3 in Gegenwart «m weniger als 0,2 Volumprozent Sauerstoff, bezogen auf die angewandte (L O2-Menge, durch und nimmt die destillative Aufbereitung des Ammoniumcarbamats in einer Vorrichtung vor, deren Innenwände aus einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens der Zusammensetzung 20 bis 30 Gewichtsprozent Cr, 1 bis 7 Gewichtsprozent Ni und 1 bis 4 Gewichtsprozent Mo bestehen.
Bei dem angewandten chromreichtn Stahl wird durch den Nickelgehalt die Schlagfestigkeit und durch den Molybdängehalt die Korrosionsbeständigkeit verbessert. Vorzugsweise wird ein chromreicher Stahl mit einem Gehalt von 20 bis 30 Gewichtspro, _nt Chrom, 1,3 Gewichtsprozent Nickel und 1,0 bis 3,5 Gewichtsprozen ι Molybdän sowie gegebenenfalls geringen Gehauen an Mangan, Silicium, Wmffäm, Phosphor, Schwefel oder Stickstoff verwendet. Zwei besonders bevorzugte, chromreichc Stähle enthalten entweder 24 bis 28 Gewichtsprozent Chrom. 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Nickel und 2,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Molybdän oder 23 bis 27 Gewichtsprozent Chrom, 4,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Nickel und i.ö fair 2,0 Gewichtsprozent Molybdän.
Die erfindungsgemäß angewandten, chromreichen Stählj besitzen auch in Abwesenheit von Sauerstoff hohe Korrosionsbeständigkeit die in Geeenwa t von höchstens 0,2 Volumprozent Sauerstoff in dem als Ausgangsmateriai verwendeten Kohlendioxid noch weitei erhöht wird.
Im folgenden ..ird die überlegene Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der angewandten, chromreichen Stähle an Hand von Vergleichsversuchen demonstriert.
Schlagfestigkeitsversuch
In einer Reihe von Schlagfestigkcitsversuchen (C h a r ρ >) wurden Probestücke verschiedener erfindungsgemiiß angewandter, chromreicher Stähle
mit Probestücken anderer Chromstähle verglichen. Die, Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.
Tabelle I
Hauptbestandteile Ni Mo Schlag Bemerkungen
Probe in Gewichtsprozent 5,0 2,0 festigkeit
bei Normal
2,0 3,0 temperatur
Cr 0,6 0,25 mkg/cm2
1 25,0 — ■ — 22,0
2 25,0 14,0 2,5 15,0
3 25,0 7,8 AISI-446 Guß
4 25,0 0,3
5 17,0 21,0
Korrosionstest
In einer Reihe von Versuchen wurde jeweils ein 30 χ 50 χ 2 mm messendes Probestück aus dem zu untersuchenden Stahl in einer Glasschale in einen 0,5 1 fassenden Autoklav eingebracht, der mit einem ä Harnstoff-Syntheseprodukt aus 35 Gewichtsprozent Harnstoff, 24 Gewichtsprozent Ammoniak, 30 Gewichtsprozent Kohlendioxid und 11 Gewichtsprozent V/asser beschickt und 48 Stunden bei Temperaturen zwischen 180 und 1900C unter einem Druck von 180 kg/cm2 gehalten wurde. Anschließend wurde dann das Korrosionsausmaß bestimmt. Sauerstoff wurde in Form von Wasserstoffperoxid dazugegeben.
Die bei diesen Versuchen ermittelten Korrosionsgeschwindigkeiten in mm/Jahr sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle Il
Probe
Cr
Hauptbestandteile in Gewichtsprozent
Ni
Mo
Sauerstoffkonzentration in ppm,
bezogen auf das eingesetzte CO2-Volumen
100
200
400
25,0
25,0
25,0
25.0
25.0
0,6 2,0 4,0 5,0 6,0
0,25
1,0
2,0
3,0
3,0
0,20
0,18
0,152
0,08
0,075
0,022
0,01
0,01
0,02
0,018
0,01
0
0
0
0
0
Korrosionsversuc« e an Vorrichtungsteilen
Tabelle III
In einem Versuch wurde ein Auslaßventil eines Probe
zur Harnstoffsynthese benutzten Autoklavs, das aus
einem chromreichen Stahl mit einem Gehalt von
25 Gewichtsprozent Chrom, 2,5 Gewichtsprozent 1
Nickel und 2,5 Gewichtsprozent Molybdän bestand, 2
bei einer Temperatui von 1900C unter einem Druck
von 250 kj/cr.i2 betrieben. Bei einer Untersuchung 45 A
nach einer Betriebsdauer von 1350 Stunden wurden **
keinerlei Anzeichen für eine Korrosion oder Erosion 5
gefunden.
KorrGsionsversuch in einer Hochdruck-Destillationskolonne
In einer Reih^ von Versuchen wurden jeweils
60 Hauptbestandteile
in Gewichtsprozent
Cr
Ni
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
0,6
2,0
4,0
5,0
6,0
Mo
0,25
0,25
0,25
Λ OC
0,25
Korrosionsgeschwindigkeit mm/Jahr
0,156
0,152
0,142
0,135
0,132
Tabelle IV
Destillationskolonne zur Behandlung eines Hamstoff-Syntheseprodukles mit einem Gehalt von 49 Gewichtsprozent Harnstoff. 15 Gewichtsprozent Ammoniak, 9 Gewichtsprozent Kohlendioxid und 27 Gewichtsprozent Wasser bei einer Betriebstemperatur von 150°C jnd einem Betriebsdruck von 18 kg/cm2 eingebracht und nach 5180 Stunden die Korrosionsgeschwindigkeit bestimmt. Zum Vergleich wurden Probestücke inderer Stahllegierungen (NAS 85 L und NAS 84 ML) eingesetzt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in den folgenden Tabellen IiI und IV zusammengestellt.
in Gewichtsprozent Ni Mo Korrcsions- Bemerkungen
Probe Cr η e. η ic geschwindig-
keit
IC Λ 0,6 1,0 mm/Jahr
a
I		 25,0 0,6 2,0 A 1 ze.
2 25,0 0,6 3,0 0,132
3 25,0 14,0 2,5 0,098
4 18,0 14,0 3,5 0,014 NAS 84 L
5 18,0 0,207 MAS 84 ML
6 0.138
Wie die aufgeführten Ergebnisse zeigen, hat der Zusatz von Nickel auf die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit nur geringen Einfluß, während diese durch den Zusatz von Molybdän erheblich verbessert wird.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Korrosionsverminderung der mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Innenwände einer Vorrichtung zur destillativeh Aufbereitung von nicht umgesetztem Ammoniumcarbamat aus der bei hohen Temperaturen und Drücken vorgenommenen Umsetzung von CO2 und NH3 zu Harnstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung von CO2 und NH3 in Gegenwart von weniger als 0,2 Volumenprozent Sauerstoff, bezogen auf die angewandte CO2-Menge, durchführt und die destillative Aufbereitung des Ammoniumcarbamats in einer Vorrichtung, deren Innenwände aus einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens der Zusammensetzung 20 bis 30 Gewichtspro .-nt Cr, 1 bis 7 Gewichtsprozent Ni und 1 bis 4 Gewichtsprozent Mo bestehen, vornimmt.
DE19671668724 1966-09-16 1967-09-13 Verfahren zur Korrosionsverminderung der mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Innenwaende einer Vorrichtung zur Synthese von Harnstoff Expired DE1668724C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6084466 1966-09-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1668724A1 DE1668724A1 (de) 1972-01-05
DE1668724B2 DE1668724B2 (de) 1973-01-04
DE1668724C3 true DE1668724C3 (de) 1973-07-19

Family

ID=13154065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671668724 Expired DE1668724C3 (de) 1966-09-16 1967-09-13 Verfahren zur Korrosionsverminderung der mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Innenwaende einer Vorrichtung zur Synthese von Harnstoff

Country Status (4)

Country Link
DE (1) DE1668724C3 (de)
ES (1) ES344834A1 (de)
GB (1) GB1153107A (de)
NL (1) NL141178B (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59150067A (ja) * 1983-02-15 1984-08-28 Jgc Corp 耐食性に優れた極低温用ステンレス鋳鋼
NL8304381A (nl) * 1983-12-21 1985-07-16 Stamicarbon Werkwijze en inrichting voor het bereiden van melamine.
BE1008133A3 (nl) * 1994-03-15 1996-01-23 Dsm Nv Werkwijze voor de afscheiding van verontreinigingen uit een heet synthesegasmengsel bij de melaminebereiding.
EP1921043B1 (de) * 2006-11-01 2012-01-18 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Verfahren zur Rückgewinnung von Ammoniak und Herstellung einer Nitrilverbindung unter Verwendung der Ammoniakrückgewinnung
CN105246874B (zh) 2013-05-28 2018-06-12 东洋工程株式会社 尿素合成方法

Also Published As

Publication number Publication date
NL141178B (nl) 1974-02-15
NL6712586A (de) 1968-03-18
DE1668724A1 (de) 1972-01-05
ES344834A1 (es) 1968-11-01
GB1153107A (en) 1969-05-21
DE1668724B2 (de) 1973-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT145805B (de) Herstellung von Gegenständen, die gegen den Angriff entkohlender Gase, insbesondere bei hohen Temperaturen und Drücken widerstandsfähig sein müssen.
DE1210566B (de) Verfahren zum Herstellen einer hoch-korrosionsbestaendigen und warmfesten Nickel-Chrom-Molybdaen-Legierung mit erhoehter Bestaendigkeit gegen interkristalline Korrosion
EP0123054B1 (de) Korrosionsbeständiger Chromstahl und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2320463B2 (de) Verwendung einer aushaertbaren ferritisch-austenitischen chrom-nickelmolybdaen-stahllegierung
DE1668724C3 (de) Verfahren zur Korrosionsverminderung der mit einer Cr-Mo-Ni-Legierung des Eisens ausgekleideten Innenwaende einer Vorrichtung zur Synthese von Harnstoff
DE2429023A1 (de) Stahllegierung und die daraus hergestellten formkoerper
DE1950932B2 (de) Verwendung eines vollaustenitischen stahles unter korro dierenden bedingungen
DE2743346B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Hydroxylammoniumsalzen
DE2116267A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Harn stoff
DE1533252B1 (de) Niedriglegierter stahl hoher kerbzaehigkeit fuer geschweisste konstruktionen, die dem korrodierenden einfluss von schwefelwasserstoff ausgesetzt sind
DE2743297B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Hydroxylammoniumsalzen
DE698683C (de) Stahl fuer Gegenstaende, die gegen den entkohlenden Angriff von Gasen widerstandsfaehig sein muessen
Magdowski Stress corrosion cracking of low alloy steel in water
DE2054132C (de) Korrosionsbeständige Chrom-Kobalt-Stahllegierung
DE812909C (de) Verfahren zur Herstellung von Harnstoff
EP0076367A1 (de) Verwendung von Metallvorrichtungen bei der Umsetzung und Aufarbeitung von Fluorwasserstoff und organische Carbonsäuren oder Kohlenmonoxid enthaltenden Gemischen
DE902375C (de) Verfahren zur Herstellung von Methanol
DE874012C (de) Schnelldrehstaehle mit erhoehter Warmfestigkeit und Schneidhaltigkeit
DE525087C (de) Verfahren zur Umwandlung von Chromaten in Bichromate
AT200580B (de) Verfahren zur Herstellung von eisenarmen Harnstoff
DE941797C (de) Ferritische Chrom-Aluminium-, Chrom-Silizium- und Chrom-Aluminium-Silizium-Staehle fuer Gegenstaende, die oberhalb 800íÒ eine hohe Dauerbelastung ertragen muessen
DE753618C (de) Herstellung von Carbonylverbindungen des Kobalts oder Eisens
DE2054132B2 (de) Korrosionsbestaendige chrom kobalt stahllegierung
DE938019C (de) Verguetungsstahl
DE557619C (de) Herstellung von Soda, Chlorammon, Natronsalpeter und Salzsaeure aus Natriumchlorid

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee