DE1907025A1 - Verfahren zur Herstellung von Harnstoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Harnstoff

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    • 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
    • C07C273/10—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 combined with the synthesis of ammonia

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Description

DR. ELISABETH JUNG, DR. VOLKER VOSSIUS. DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY
MDNCHEN 23 · SIEGESSTRASSE 26 · TELEFON 3450 67 . TELEGRAMM-ADR ES SE: INVENT/MDNCHEN
UoZ.: E 071 (Be/Vo) ' 12. FEB. 1969
POS-16 951
SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LTD. Osaka, Japan
"Verfahren zur Herstellung von Harnstoff" Priorität: 12. Februar 1968, Japan, Nr. 9017/68
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff, das mit einem Verfahren zur Herstellung von Ammoniak verbunden ist.
Aus den japanischen PatentVeröffentlichungen Nr. 3 291/67 und Nr. 12 245/67 sind Verfahren zur Herstellung von Harnstoff in Verbindung mit Verfahren zur Herstellung von Ammoniak bekannt, wobei ein rohes Ammoniak-Synthesegas, das Kohlendioxyd enthält, mit einem flüssigen Absorptionsmittel, das Ammoniak enthält, unter dem zur Harnstoff synthese erforderlichen Druck behandelt und der gesamte Kohlendioxydanteil absorbiert wird und wobei das kohlendioxydhaltige flüesige Absorptionsmittel unter Temperatur-und Druckbedingungen gehalten wird, die für die Harnst off synthese erforderlich sind, wonach aus dem kohlen-
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POSTSCHECKKONTO: MDNCHEN 80178 · BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A. G. MÖNCHEN, LE-OPOUDSTfl. 71. KTO. NR. 80/38784
dioxydfreien abgetrennten ÄmEioniak-Synthesegas eine Ammoniak-Synthese durchgeführt wird und das hsrgestellte Ammoniak wiederum zur Harnst off here teilung verwendet wird»
Gemäss diesen Verfahren kann dass im rohen Ammoniak-Synthesegas enthaltene Kohlendioxyd entfernt und gleichzeitig die Harn-Stoffsynthese durchgeführt werden und damit die Verfahrensführung vereinfacht und der Wirkungsgrad der Verfahren verbessert werden. Bei den bekannten Verfahren wird jedoch die Ammoniak-Synthese aus dem abgetrennten kohlendioxydfreien Amsioniak-Synthesegas in an sich bekannter Weise durchgeführt. Bei Ammoniak-Syntheseverfahren wird gewöhnlich das Abgas aus einem Ammoniak-Syntheseautoklav mit Wasser oder einem Ammoniakkühler bis zur Verflüssigung des Ammoniaks gekühlt und das flüssige Ammoniak isoliert, während das nicht umgesetzte Ammoniak-Synthesegas in den Synthesbautoklav zurückgeführt wird« Durch das Kühlen des Abgases geht jfc&och viel Wärme verloren und der Kostenaufwand für die Kühlung ist erhebliche
Andererseits wurde bereits versucht, das Ammoniak in Wasser zu absorbieren« Zwar ist dieses Verfahren zur Herstellung von «ttmsjri««ü lÄ&asiaiilöeungen brauchbar, aber nicht für die Herstellung von frei m Ammoniak.
Es wurde gefunden, dass es bei der Verbindung eines Verfahrens zur Herstellung von Harnstoff mit einem Herstellungsverfahren von Ammoniak, wobei für die Harnstoff synthese ein rohes Atnm©«· niak-Synthesegas, das Kohlendioxyd enthält, verwendet wird, nicht unbedingt erforderlich ist, Ammoniak in isolierter flüssiger oder gasförmiger For» herzustellen, sondern dass ee ' 909838/1505
möglich ist, beide Verfahren so au kombinieren, dass das Ammoniak unmittelbar aus dem Kreislaufgas aus der Ammoniak-Synthese sur Verwendung für die Harnstoffsynthese entnommen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff in Verbindung mit einem Verfahren zur Herstellung von Ammoniak derart zu führen, dass die Notwendigkeit entfällt, das Kreislaufgas aus der Ammoniak-Synthese zur Ammoniakgewinnung zu kühlen, wodurch nicht nur der Wärmeverlust durch das Kühlen vermieden wird, sondern auch die sonst erforderlichen Kühlvorrichtungen entfallen können. Überdies wird durch die Verbindung des Herstellungsverfahrens von Harnstoff mit dem Herstellungsverfahren von Ammoniak die Harnstoffsynthese vereinfacht und der Wirkungsgrad des Verfahrens verbessert.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Harnstoff durch Umsetzung von Ammoniak mit Kohlendioxyd bei Temperaturen von 160 bis 23O°C und Drücken von 120 bis 400 kg/cm2 in Verbindung mit einem Verfahren zur Herstellung von Ammoniak durch Umsetzung von Wasserstoff mit Stickstoff bei Temperaturen von 200 bis 6000C und Drücken von 100 bis 500 kg/cm2 ist dadurch gekennzeichnet, dass man
(a) das ammoniakhaltige Kreislaufgas aus einem Aramoniak-Syntheseautoklav, gegebenenfalls zusammen mit einer aus einer Kohlendioxyd-Absorptionezone abgetrennten ammoniakhaltigen Gaskomponente, in eine Ammoniak-Absorptionszone einleitet,
(b) das Gasgemisch in der Ammoniak-Absorptionszone mit einem flüssigen Absorptionsmittel zusammenbringt,
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Cc) das flüssige amiaoniakhaltige Absorptionsmittel aus der Ammoniak-Absorptionszone in die Kohlendioxyd-Absorptionszone einleitet»
(d) ein kohlendioxydhaltiges rohes Animoniak-Synthesegas, gegebenenfells zusammen mit dem Wasserstoff, Stickstoff, Ammoniak und Kohlendioxyd enthaltenden Abstreifgas aus. dem Herstellung- und Reinigungsverfahren von Harnstoff mit dem Absorptionsmittel in der Kohlendioxyd-Absorptionszone
zusammenbringt,
das
(e) das/gesamte Kohlendioxyd sowie Ammoniak enthaltende flüssige Absorptionsmittel aus der Stufe (d) einem Harnstoffsyntheseautoklav zuführt,
(f) das aus der Harnstoffherstellung der Stufe (e) zurückgewonnene Ammoniak und Kohlendioxyd ebenfalls in den Harnstoffsyntheseautoklav oder in die Ammoniak-Absorptionszone oder in die Kohlendioxyd-Absorptionszone einleitet,
(g) eine Stickstoff, Wasserstoff und gegebenenfal3,s Ammoniak enthaltende Gaskomponente, die aus der Kohlendioxyd-Absorptionszone abgetrennt worden ist, in die Ammoniak-Absorptionszone oder unmittelbar in die Ammoniak-Synthese einleitet und
(h) eine Stickstoff und Wasserstoff enthaltende Gaskomponente, die aus der Ammoniak-Absorptionszone abgetrennt worden ist, in die Ammoniak-Synthese einleitet.
Die Reinigung der aus dem Harnstoffsyntheseautoklav in der Stufe (f) erhaltenen Lösung kann durch Abstreifen der Lösung mit einem Teil der GaskoBiponente, die aus der Stufe (b) erhalten worden ist und ein Amnioniak-Synthesegas darstellt,
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das im wesentlichen aus Wasserstoff und Stickstoff besteht, durchgeführt werden. In der Stufe (c) wird eine Gaekomponente aus dem Reinigungsverfahren, die nicht umgesetztes Ammoniak, nicht umgesetztes Kohlendioxyd und Ammoniak-Synthesegas enthält, in die Absorptions zone für Kohlendioxyd eingeleitet und der aus der Stufe Cb) verbliebene Rest dieser Gaskomponente wird in der Stufe (h) in die. Ammoniak-Synthese eingeführt. Das Abstreifen der Harnst off lösung kann bei einem Brück erfolgen, der dem Druck im Harnstoffs yntheseautoklav entspricht, bis zu einem 50 kg/cm niedriger liegenden Brück. Die Ammoniak-Abs orp ti onszone der Stufe (a) sowie die Kohlendioxyd-Absorptionszone der Stufe (c) können ebenfalls bei einem Druck entsprechend dem Druck im Harnstoff s yntheseautoklav bis zu
50 kg/cm unter diesem Druck betrieben werden»
Das ammoniakhaltige Kreislauf gas aus der Ammoniak-Synthese ist beim erfindungegemässen Verfahren das Abgas aus dem Ammoniak-Syntheseautoklav· Üblicherweise wurde bisher dieses Gas zur Abtrennung von flüssigem Ammoniak gekühlt. Erfindungsgemäss wird das Ammoniak jedoch gasförmig in die Ammoniak-Absorptionszone eingeleitet und dadurch das für die Harnstoffherstellung benötigte Ammoniak in das flüssige Absorptionsmittel Überführt„
Somit entfällt nicht nur die Notwendigkeit einer Kühlung durch einen Ammoniakkühler oder dergleichen sowie die Verwendung entsprechender Kühlvorrichtungen, sondern es kann auch der beim Kühlen auftretende Wärmeverlust erheblich vermindert werden. Ausserdem ist das vollständige Auffangen von Ammoniak durch Verflüssigen unter Kühlen nicht möglich, da der
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Verflüssiglang durch den Partialdruck des Ammoniaks eins Grenze gesetzt ist» während erfindungsgemäes durch die Verwendung eines flüssigen Absorptionsmittels nicht nur das Ammoniak im Kreislaufgas durch Einhalten bestimmter Bedingungen vollständig gewonnen wird, sondern auch die Umsätze bei der Ammoniak-Synthese erhöht werden können»
Bas Kreisleufgas ist ein ammoniakhaltiges Ammoniak-Synthesegas, das neben Ammoniak Wasserstoff» Stickstoff und etwas Inertgas enthält* Die Gaskomponente, die aus der Kohlendioxyd-Absorptionszone abgetrennt und in die Ammoniak-Absorptionszone oder in das Ammoniak-Syntheseverfahren eingeleitet wird, ist ein Ammoniak-Synthesegas, das hauptsächlich aus Wasserstoff und Stickstoff besteht und im wesentlichen kein Kohlendioxyd enthält, jedoch kleine Mengen in der GrÖseenordnung von einigen Prozent Ammoniak enthalten kann. Auch die Gaskomponente, die aus der Ammoniak-Absorptionszone abgetrennt wird, ist ein Ammoniak-Synthesegas, das hauptsächlich aus Wasserstoff und Stickstoff besteht und fast kein Ammoniak und überhaupt kein Kohlendioxyd enthält. Sas Gas, das in die Ammoniak-Synthese eingeführt wird, wird, gegebenenfalls nach einer Abtrennung von Ammoniak, in den Ammoniak-Syntheseautoklav eingeleitet, wobei ein Teil des Wasserstoffs und des Stickstoffs zu Ammoniak umgesetzt werden, wonach das abgeblasene ammoniakhalt ige Kreislaufgas erneut in die Ammoniak-Absorptionszone eingeleitet wird·
Die Ammoniak-Absorptionszone besteht gewöhnlich aus einer Füllkörperkolonne» einem Biesslturm, einer Bodenkolonne oder
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einer sonstigen Vorrichtung, wie sie allgemein zur Destillation, zum Abstreifen oder aur Absorption verwendet wird« Hauptzweck dieser Absorptionszone ist die Absorption der im Sas enthaltenen Aimnoniakraeng©. Als flüssiges Absorptionsmittel kann Wasser, eine wässrige Harnetofflösung, eine wässrige AmmoniumcarbamatiÖBung, eine wässrige Ammoniaklösung, eine wässrige Harnstoffsyntheseproduktlösung oder flüssiges Ammoniak verwendet werden« Das flüssige Absorptionsmittel absorbiert einen wesentlichen Seil oder die Gesamtmenge des im eingeleiteten Gas enthaltenen Ammoniaks.
Die Kohlendioxyd-Absorptionssone besteht ebenso wie die Ammoniak-Absorptionssone z.B. aus einer geeigneten Füllkörperkolonne, einem Rieselturm oder einer Bodenkolonne<. Ihre Hauptaufgabe besteht in der Absorption des im Gas enthaltenen Kohlendioxyds und gleichzeitig in der Ammoniakabsorption<> Ausserdem kann diese Absorptionszone gegebenenfalls mit einem Wärmeaustauscher versehen sein.
Der Wärmeaustauscher dient zur Abfuhr der Wärme, die bei der Ammoniak-Absorption und/oder bei der Bildung von Ammoniumcarbamat in der Kohlendioxyd-Absorptionszone entsteht. Insbesondere kann durch die Möglichkeit, diese Absorptionszone bei einer hohen Temperatur von I30 bis l8O°C zu betreiben, die entwickelte Wärme mit; Hilfe eines Boilers als Dampf gewonnen werden. Das in die Kohlendioxyd-Absorptionseone eingeleitete flüssige Absorptionsmittel enthält das aus der Ammoniak-Absorptionszone abgezogene Amraoniako Dß.8 eingeleitete rohe
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Amraoniak-Synthesegas, das Kohlendioxyd enthält, stammt aus der CO~Konvertierung und wird z.B. aus einem Kohlenwasserstoff in an sich bekannter Weise hergestellt. Es enthält ale Hauptbestandteile Wasserstoff, Stickstoff und Kohlendioxyd. Das Verhältnis von Wasserstoff zu Stickstoff wird in diesem Gas in an sich bekannter Weise auf etwa 3 i 1 eingestellt. Für die Harnstoffsynthese liegt die Kohlendioxydmenge vorzugsweise niedriger als die äquivalente, aus Wasserstoff und Stickstoff synthetisierbare Ammoniakmenge. Ist daher überschüssiges Kohlendioxyd im Gas vorhanden, so muss ein Teil davon in bekannter Weise entfernt werden. Liegen dagegen zu grosse überschüssige Mengen Wasserstoff und Stickstoff im Gas vor, so kann zur Harnst off her s teilung die überschüssige Ammoniakmenge durch die Ammoniak-Synthese verbraucht werden und es können die stöchiometrisch günstigsten Verhältnisse damit eingestellt werden.
Die in den Harnstoff Syntheseautoklav eingespeiste Lösung besteht aus Harnstoff, Wasser, Ammoniak und Kohlendioxyd, wobei das Kohlendioxyd im wesentlichen in Form von Ammoniumcarbamat vorliegt. Im allgemeinen liegt in der Produktlösung überschüssiges Ammoniak zusammen mit Harnstoff, Wasser und Ammoniumcarbamat vor, weil Ammoniak in die Harnstoffsynthese in grösserer Menge eingespeist wird, als die äquivalente Menge Kohlendioxyd. Erfindungsgemäss ist es möglich, die nicht umgesetzten Verbindungen Ammoniak und Kohlendioxyd oder Ammoniak und Ammoniumcarbamat zurückzugewinnen und erneut einzusetzen.
Das Ammoniak und das Kohlendioxyd, die aus der Harnstoff her· ■
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Stellung und -reinigung gewonnen und in die Ammoniak-Absorptionszone, in die Kohlendioxyd-Absorptionazone oder in den Harnstoffsyntheseautoklav eingeleitet werden, stammen ale nicht umgesetzte Verbindungen aus der Produktlösimg der Harnstoffherstellung und werden in gasförmiger, flüssiger oder fester Form aus der Harnstoffsynthese durch ein an sich bekanntes Reinigungsverfahren isoliert. In flüssiger oder fester Form liegen sie als Ammoniak-Ammoniumcarbamatgemisehe vor und werden in dieser Form gegebenenfalls eingesetzt. In die Ammoniak-Absorptionszone werden bevorzugt die nicht umgesetzten Verbindungen eingeleitet, die als Hauptkomponente Ammoniak enthalten.
Im allgemeinen erfolgt die Aufarbeitung der Harnstoffsynthese-, produktivsung entweder unter Druckverminderung in zwei oder drei Stufen, wobei Ammoniak und Kohlendioxyd als Dampfphase abgetrennt werden und die Dampfphase in einer Absorptionsflüssigkeit absorbiert und die Absorptionsflüssigkeit anschliessend unter Druck zurückgepumpt wird, oder durch Abstreifen z.B. mit Kohlendioxyd oder Ammoniak. In diesem Fall hängt der Gehalt des Harnstoffs an Ammoniak und Kohlendioxyd, der Wassergehalt und die verwendete Absorptionsflüssigkeit von dem Aufarbeitungsverfahren ab.
Wird die Harnstoffsyntheseproduktlösung mit dem Ammoniak-Syhthesegas abgestreift, so enthalten die abgestreiften Gaskomponenten Ammoniak-Synthesegas, insbesondere Wasserstoff und Stickstoff. Das Gasgemisch kann als solches unmittelbar in die Kohlendioxyd-Absorptionszone eingeleitet werden. Da dieses Auf« arbeitungsverfahrsn für das Harnstoffsyntheseprodukt überaus
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einfach ist, kann es vorteilhaft mit, dem erg. ndungsgemässen Verfahren verbunden werden.
Das aus der Kohlendioxyd-Absorptionsaone abgetrennte Gas wird anschXiessend in die Ammoniak-Absorptionszone oder _ in dis Ammoniak-Synthese eingeleitet.
Die Harnstoff synthese wird in an sich bekannter Weise in einem Autoklav bei Temperaturen von 160 bis 23O0C und Drücken von . 120 bis 400 kg/cm2 durchgeführt.
Die Ammoniak-Synthese wird ebenfalls in an sieh bekannter Weise in einem Autoklav bei Temperaturen von 200 bis 600° C und
Drucken von 100 bis 500 kg/cin durchgeführte
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Harnstoff werden vorzugsweise die Absorptionszonen für Ammoniak und Kohlendioxyd unter einem Druck betrieben, der dem Druck im Harnstoffsyntheseautoklav entspricht oder bis au 50 kg/cm darunter liegt. Es wird weiterhin bevorzugt, die Ammoniak«- Synthese unter annähernd dem gleichen Druck wie die Harnstoffsynthese durchzuführen. Hierdurch wird es möglich, den Arbeitsaufwand für das Fördern der Flüssigkeiten durch die verschiedenen Anlagen erheblich zu vermindern. Insbesondere wird beim Abstreifen der HarnstoffByntheseproduktlöBung xait Ammonisk-Syn~ thesegas unter dem gleichen Druck wie kern DrV^k1 der bei der Harnstoffsynthese verwendet wurde, der Kostenaufwand für die Förderung der Flüssigkeiten vermindert und die Wärme&iismataiaag verbessert. Ansserdem wird beim Arbeiten imtei- dam ^le Druck das Auftreten von SohMon an den Pivapen, saB> &bv
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Anraoniumoarbaaiatpuiape und den Kompressoren, vermindert.
Erfindungsgemäss ist es nicht erf orderlioh, getrennte Abeorptionssonen für Ammoniak und Kohlendioxyd vorzusehen, vielmehr können diese beiden Zonen in einer integrierten Absorptionsvorrichtung zusammengefaßt werden. Hierbei stellt der !eil, in dem hauptsächlich Ammoniak absorbiert wird, die Ammoniak-Absorptionszone dar und der Teil, in dem hauptsächlich Kohlendioxid absorbiert wird, stellt die Kohlendioxyd-Absorptionsz-one dar. Bei einem nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Absorptionsturm für Gase und Flüssigkeiten, der in diesem Pail gewöhnlich, verwendet wird, ist der untere Turraabsehnitt die Kohlendioxyd-Absorptionssone und der obere Abschritt die Ammoniak-Absorptions!! one ·
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird nachstehend anhand des Pließschemae erläutert. Hierbei wird die Aufarbeitung der Harnstoffsyntheseproduktlösung durch Abstreifen mit Ammoniak-Synthesegas vorgenommen. Es können jedoch auch andere Aufarbeitungsverfahren angewendet werden.
Das rohe Ammoniak-Synthesegas, das Kohlendioxyd enthält und aus der CO-Konvertierungsanlage kommt, wird durch eine Leitung 1 in das Verfahren eingespeist und nach dem Verdichten auf den zur Harnstoffsynthese erforderliehen Druck von 120 bis 400 kg/
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cm mittels eines Kompressors 2 durch die Leitung 3 in die Kohlendioxyd-Absorptionszone 4 eingeleitet. Das Abgas aus dem Abstreifturin 25, das aus der Herstellung und Aufarbeitung des Harnstoffes kommt und hauptsächlich aus Wasserstoff, Stickstoff, Ammoniak, Kohlendioxyd und Wasser besteht, wird durch
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die Leitung 5 ebenfalls in die Kohlendioxyd-Absorptionszone geleitet« Durch die Leitung 6 wird das flüssige, ammoniakhaltige Absorptionsmittel aus der Ammoniak-Absorptionesone 7 in die Kohlendioxyd-Absorptionszone eingeleitet. In dieser Zone erfolgt die Absorption im wesentlichen des gesamten Kohlendioxyds aus den Leitungen 3 und 5 und ein Teil oder die Gesamtmenge des Ammoniaks und des Wassers, die aus der Leitung zugeführt werden, wird in das flüssige Absorptionsmittel überführt. Nach der Absorption wird die Absorptionsflüssigkeit durch die Leitung 8 in den Harnstoffsyntheseautoklav 9 eingeleitet, der auf annähernd dem gleichen Druck gehalten wird wie der Druck in der Absorptionszone beträgt. Der Autoklav 9 wird auf der für die Harnstoffsynthese notwendigen Temperatur von 160 bis 23O0C gehalten und Harnstoff erzeugt. Die Harnstoff» syntheseproduktlösung wird durch die Leitung 10 in den Abstreifturm 25 eingeleitet. Die Temperatur in der Kohlendioxyd-» Absorptionszone wird auf 130 bis 18O°C gehalten und die dort erzeugte Wärme mittels eines Boilers (nicht dargestellt) abgeführt und in Form von Dampf zurückgewonnen.
Die aus der Kohlendioxyd-Absorptionszone abgetrennte Gaskomponente stellt ein Ammoniak-Synthesegas dar, das gegebenenfalls Ammoniak enthält. Sie wird durch die Leitung 13 in eine Ammoniak-Absorptionszone 7 zusammen mit dem ammoniakhalt igen Ammoniak-Synthesegas (Kreislaufgas) aus der Leitung 12 eingeleitet. In die Ammoniak-Absorptionszone, die auf annähernd dem gleichen Druck wie die Kohlendioxyd-Absorptionszone gehalten wird, wird durch die Leitung 14 das flüssige Absorptionsmittel eingeleitet,
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das den gröseten Teil oder die Gesamtmenge des Ammoniaks aua den Gasstrom der Leitung 13 absorbiert. Die Temperatur der Ammoniak-Absorptionszone 7 schwankt je nach der Art des verwendeten flüssigen Absorptionsmittels, beträgt jedoch im allgemeinen 20 bis 1000C. Nach der Absorption wird die Absorptionsflüssigkeit durch die Leitung 6 abgezogen und in die Kohlendioxyd-Absorptionszone 4 eingespeist. Das abgetrennte Ammoniak-Synthesegas, das nicht immer Ammoniak enthalten muss, aber praktisch kein Kohlendioxyd enthält, wird durch die Leitung 23 abgezogen und ein Teil davon durch die Leitung 15 in die Ammoniak-Synthese eingespeist, während der Best durch die Leitung 24 in den Abstreifturm 25 eingeleitet wird· Wird die Ammoniak-Synthese bei einem anderen Druck als die Harnstoffsynthese durchgeführt, so wird der Gasdruck in der Leitung 15 nach Bedarf erhöht oder vermindert. Nachdem gegebenenfalls aus dem Gas der Leitung 15 Ammoniak entfernt wurde, wird das Gas über die Leitung 16 in den Ammoniak-Synth®seautoklav 17 eingespeist, in dem Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff hergestellt wird. Das Abgas wird über eine Leitung 18 nach einer Erhöhung oder Verminderung des Drucks, sofern dies erforderlich ist, in die Ammoniak-Absorptionszone zurückgeführt, gewöhnlich über die Leitungen 12 und 13. Ist die Ammoniakmenge, die aus der Einspeisung von Wasserstoff und Stickstoff aus der Leitung 1 erzeugt wird, gegenüber dem Kohlendioxydgehalt in der Leitung 1 unter Berücksichtigung der stöchiometrisehen Verhältnisse bei der Harnstoffsynthese zu hoch, so muss die überschüssige Ammonialaaenge aua dem System eatfernt werden. Dies ©rfolgt, indem die ©ansprechende Gasma&gs dureh di© ligitieig 19 mbg®m<QgQH unü.
in einem Ammoniak«Abscheider 20 aufgetrennt wird, wobei das Ammoniak durch die Leitung 21 abgezogen wird, während das ammoniakfreie Ammoniak-Synthesegas durch die Leitung 22 in die Leitung 15 zurückgeführt wird· Die Harnetoffsyntheseproduktlösung wird durch die Leitung IO abgezogen nuß. in den AIastreifturm 25 geleitet, wo sie unter annähernd dem gleichen Druck abgestreift wird, wie der Druck im Harnstoffsynthese.-autoklav beträgt, während gleichzeitig das Ammoniak-Synthese-' gas durch die Leitung 24 eingespeise wird» Die Hauptmenge die Gesamtmenge des Ammoniaks und dem KQhlenäiu%&a&s Sie ±n .
nie&t
der Harnstoffeyntheseproduktlößung/ umgesetzt en thai tan sinäg und eine kleine Wassermenge werden in die Dampfphase überführt und über die Leitung 5 in die Kohlen&ioxyä^Albse^pticmgssosa,© 5 ■ eingespeisti, während üi& wässrige Harnetofflususig, die fast kein Acraouiak ^Ed Kohlendioxyd mehr enthält 9 üh®v die Leitung 26.abgezogen wird«
Die Erfindung wird durch das Beispiel näher ©rläutert.
Beispiel
Ein Gasgemissii aus 60 Vol?·^ Wasserstoff, 20 VoI^ Stiskstoff und 20 Voli-5^ Eöhlendioxyd wird durch die Leimung 1 in einer Menge von 1735 Mol/Stunde eingeleitet und mit Hilfe dss Kornpressors 2 auf 220 kg/cm verdichtet w&ä anaeiiliaseead die Leitung 3 in eine als KohX@ndio3iyd«>Abs0rp1iiöass0n@ tende PUllkörperJsolonne 4 eingespeist. Sleialoeitig wird in die Kolonne durch die Leitung 5 ein Auegangsga© aus ämi Ab»
25
streif turnt/in eimer M&xig® voaa 3405 Ittol/Süim&s @iageleit©-&, das
31,1 Vol.r-^ V/aass^sfcoff, 10s4 ¥©14»^ SUs&a-togt, 30.2
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Ansaoniak,, 6,6 Vol.~$ Kohlendioxyd und 1,7 Vol.-jS Wasser besteht, und Aisaoniak, Kohlen&ioxyd und Wasser bei einer Temperatur von 140° C am Boden des Absorptionsturme in der Absorptionsflüssigkeit absorbiert, die aue der Leitung 6 der Aaeoniak-Absorptionaaone 7 kommt«
Die nach der Absorption gewonnene Flüssigkeitsmenge betragt 75,2 kg/Stunde nnä besteht aus 54,4 Gew.-# Ammoniak, 33,4 Gew.-^ Kohlendioxid, 4S8 Gew.-$ Harnstoff und 7,4 Gew.-# Wasser. Die Flüssigkeit wird durch die Leitung 8 abgezogen und in den Harnstoff Syntheseautoklav 9 eingespeist» Der Autoklav 9 wird bei einer Temperatur von 18O0O und einem Druck von 200 kg/cm betrieben und Harnstoff hergestellt. Die Harnstoffsyntheseproduktlösung aus 38,7 Gew.-sS Ammoniak, 13,1 Gew.~# Kohlendioxyd, 32,5 Ge« .-£ Harnstoff und !5,7 Gew.-4» Wasser wird abgezogen und durch äie Leitung 10 in den Abstreifturm 25 eingespeist. Durch die Leitimg 24 wird in einer Menge von 1413 Mol/Stunde das Abgas aus äer Ammoniak-Absorptionszone, das aus 75 Vol.-# Wasserstoff und 25 Vol.HS^ Stickstoff besteht, in den Abstreifturm eingeleitet und das in der Harnstoffsyntheseproduktlösung enthaltene AflBRoniak und Kohlendioxyd bei einem Druck von 190 kg/cm und einer Temperatur von 1800C am Kopf und 1200O am Boden des Abstreifere abgestreift- Aus der Leitung 26 am Boden des Abstreif tunas werden 35,2 kg der wässrigen Harnstoff lösung mit einen Gehalt von 69,4 Gew.«=$ Harnstoff und 30,6 Gew.-^ Wasser abgesogen.
Bas Abgas aus der Kohlendioxyd-Absorptionszone wird über die Leitung 11 zusammen mit dem Kreislauf gas aus der Ainmoniak-Syn-
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these aus der Leitung 12 durch die Leitung 13 in den Ammoniak-Absorptionsturm 7 (Füllkörperkolonne) eingespeist. In den Absorptionsturm 7 wird eis Absorptionsflüssigkeit durch die Leitung 14 in einer Menge von 8,1 kg/Stunde eine wässrige Harnstoff lösung aus 44,4 Gew.-^ Harnstoff und 55»6 Gew.-^ Wasser eingespeist und bei einer Kopf temperatur des Absorptioneturmes von 30 C und einem Druck von 220 kg/cm Ammoniak absorbiert. Die nach der Absorption erhaltene Absorptionsflüssigkeit wird durch die Leitung 6 in den Kohlendioxyd-Absorptionsturm J^4 eingeleitet. Das abgetrennte Ammoniak-Synthesegas, das aus 75 VoI.-^ Wasserstoff und 25 Vol.-# Stickstoff besteht, wird durch die Leitung 23 abgezogen und ein Teil des Gasgemisches zum Abstreifturm zurückgeführt, während der Rest durch die Leitung 15 in einer Menge von 5326 Hol/Stunde in die Ammoniak-Synthese eingespeist wird. Das Gas wird hierbei durch die Leitung 16 in den Ammoniak-Syntheseautoklav 17 eingespeist und die Ammoniak-Synthese bei einem Druck von 220 kg/cm durchgeführt. Anschliessend wird das Kreislauf gas aus der Ammoniak-Synthese, das aus 63,8 Vol.-ji Wasserstoff, 21,2 Vol*-# Stickstoff und 15,0 Yolrfv Ammoniak besteht, durch die Leitung 18 in einer Menge von 4634 Mol/Stunde abgezogen und durch die Leitungen 12 und 13 in die Ammoniak-Absorptionezone 7 eingespeist.
, - Patentansprüche -
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Claims (2)

  1. Patentansprüche
    ~lJ Verfahren zur Herstellung von Harnstoff dureh Umsetzung von Ammoniak mit Kohlendioxyd bei Temperaturen von 160 bis 23O0C und Drücken von 120 bie 400 kg/cm2 in Verbindung mit einem Verfahren zur Herstellung von Ammoniak durch Umsetzung von Wasserstoff mit Stickstoff bei Temperaturen von 200 bis 6000C und Drücken von 100 bis 500 kg/cm , dadurch gekennzeichnet, dass man
    (a) das aramoniakhaltige Kreislauf gas aus einem Ammoniak-Syntheseautoklav (17)» gegebenenfalls zusammen mit einer aus einer Kohlendioxyd-Absorptionszone (4) abgetrennten ammoniakhaltigen Gaskomponente, in eine Ammoniak-Absorptionszone (7) einleitet, ,
    (b) das Gasgemisch in der
    einem flüssigen Absorptionsmittel zusammenbringt, (o) das flüssige ammoniakhaltige Absorptionsmittel aus der Ammoniak-Absorptionszone (7) in die Kohlendioxyd-Abeorptionazone (4) einleitet,
    (d) ein kohlendioxydhaltigeθ rohes Ammoniak-Synthesegas, gegebenenfalls zusammen mit dem Wasserstoff, Stickstoff, Ammoniak und Kohlendioxyd enthaltenden Abstreifgas aus dem Herstellungs- und Reinigungsverfahren von Harnstoff mit dem Absorptionsmittel in der Kohlendioxyd-Absorptionszone (4) zusammenbringt,
    Ce) das das gesamte Kohlendioxyd sowie Ammoniak enthaltende flüssige Absorptionsmittel aus der Stufe (d) ©inem Harnstoff aynthessaiitokla·*/ (9
    q f] Q Q O ο / "j K fs E •J U ν? U O* '·.=* / 1 y y y
    — 2,8 —
    (f) dee aus der Harnetoffherstellung der Stufe (e) zurückgewonnen· ammoniak und Kohlendioxyd ebenfalls in den Harn-Btoffsyntheseautoklav (9) oder in die Ammoniak-Ab ^orptionezone (7) oder in die Kohlendioxyd-Absorptionszone (4) einleitet,
    (g) eine Stickstoff, Wasserstoff und gegebenenfalls Ammoniak enthaltende Gaskomponente, die aus der Kohlendioxyd-AbsorpUonszone (4) abgetrennt worden ist, in die Ammoniak« Absorptionszone (7) oder unmittelbar in die Ammoniak-Syn^ these einleitet und
    (&)t eine Stickstoff und Wasserstoff enthaltende Gaskomponenie, die aus der Ammoniak«Absorptionszone (7) abgetrennü woxäjtn ist, in die Ammoniak-Synthese einleitet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ~ ζ β i s h η e t, dass man die bei der Harnstoffherstellung erhaltene HarnstoffsyntheseproduktlSsung mit einem Teil des aus" der Ammoniak-Absorptionszone (7) abgetrennten Gasgemisches abstreift und das erhaltene Abstreifgas in die Kohlendioxyd-Absorptionszone (4) einleitet und das aus der Kohlendioxyd-Absorptionszone (4) abgezogene Gasgemisch in die Ammoniak-Absorptionszone (7) oder unmittelbar in die Ammoniak-Synthese einleitet, während man einen Teil des aus der Ammoniak-Absorptionszone (7) abgezogenen Gasgemisches erneut zum Abstreifen der Harnstoffsyntheseproduktlösung verwendet und den Best in die Ammoniak-Synthese einleitet·
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    3β Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch g e k e η η -is ei ohne t, dass man die Absorptionssonen für Kohlendioxyd und Ammoniak unter einem Druck betreibt 9 der dem Druck im Harnstoffsyntheseautoklav (9) und/oder ia iBffloniak-Syntixeeeautoklav (17) entspricht oder bis zu 50 kg/cm niedriger ist.
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