DE2026608A1

DE2026608A1 - Urea prepn

Info

Publication number: DE2026608A1
Application number: DE19702026608
Authority: DE
Inventors: Eiji; Kanai Kazumichi; Fujisawa; Inoue Shigeru Kamakura; Kanagawa; Yoshimura Shinji Tokio; Otsuka (Japan)
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1969-06-11
Filing date: 1970-05-30
Publication date: 1970-12-17
Also published as: DE2026608B2; DE2026608C3

Abstract

Liquid NH3 is preheated, pref. to 80 degrees C-160 degrees C, and part is passed to a heat exchanger where CO2 is added to form (NH1)2CO3. The mole ratio of NH3:CO2 is below 4 and the pref. temp. of formation is 175 degrees C-190 degrees C. The material from the heat exchanger plus the rest of the NH3 passes to a urea formation zone. The NH3 distribution is used to control the temp. of the urea formation, pref. between 150 degrees C-225 degrees C. The product passes through the heat exchanger to heat the (NH4)2CO3 formation. Unreacted cpds. are separated and they may be recirculated.

Description

Verfahren zur Temperaturregelung während der Harnstoffsynthese Für die vorliegende anmeldung wird die Priorität aus den japanischen Anmeldungen vom 11. Juni 1969, Nr. 45395/1969, und vom 10. September 1969, Nr. 71237/1969, in Anspruch genommen.Process for temperature control during urea synthesis For The present application will take priority out of the Japanese applications dated June 11, 1969, No. 45395/1969, and September 10, 1969, No. 71237/1969 taken.

Die Erfindung bezieht sich auf die Synthese von Harnstoff und im besonderen auf ein verbessertes Verfahren, um die Temperatur in einem Harnstoffsynthese-Autoklaven auf konstantem Niveau zu halten.The invention relates to the synthesis of urea and in particular to an improved method of controlling the temperature in a urea synthesis autoclave to keep it at a constant level.

Harnstoff wird in weitem Umfange als Düngemittel und in Düngemittelkompositionen bentzt. Die übliche Synthese von Harnstoff geschieht unter Verwendung von trocknem Kohlendioxyd und Ammoniak. Bei erhöhter Temperatur und ebensolchem Druck addiert sich das Ammoniak an eine der Doppelbindungen des Kohlendioxyds, wobei Carbaminsäure gebildet wird, die mit einem zweiten Molekül Ammonium unter Bildung von Ammoniumcarbamat reagiert. Die verallgemeinerte, umkehrbare Gleichung ist folgende: Unter erhöhtem Druck und entsprechender Temperatur wandelt sich das Ammoniumcarbamat gleichzeitig in Harnstoff und Wasser um.Urea is widely used as a fertilizer and in fertilizer compositions. The usual synthesis of urea is done using dry carbon dioxide and ammonia. At elevated temperature and pressure, the ammonia adds to one of the double bonds of carbon dioxide, forming carbamic acid, which reacts with a second ammonium molecule to form ammonium carbamate. The generalized, reversible equation is: Under increased pressure and at a corresponding temperature, the ammonium carbamate converts to urea and water at the same time.

Dabei ist ein Überschuß an Ammoniak anwesend. Die verallgemeinerte, umkehrbare Formel ist folgende: Das aus einem Harnstoffsynthese-Autoklaven austretende Harnstoffsynthesegemisch enthält Harnstoff, Wasser und nicht in Reaktion getretenes Ammoniumcarbamat sowie einen Überschuß an Ammoniak, wenn dieser verwendet worden ist,. Das Roh#produkt der Harnstoff- 1 synthese wird einer Druckdestillation unterworfen, um daraus das nicht in Reaktion getretene Ammoniumcarbamat zusammen mit dem überschüssigen Ammoniak in der Form einer gasförmigen Nischung von Ammoniak und Kohlendioxyd abzutrennen. Die gasförmige Mischung wird in einem Absorber, wie z.B. Wassers und einer wäßrigen Harnstofflösung aufgenommen, wobei eine im Kreislauf geführte Lösung erhalten wird, die in den Harnstoffsynthese-Autoklaven zurückgeleitet wird. Bei den bisher bekannten Verfahren zeigt die Temperatur des Ammoniaks und der im Kreislauf geführten Lösung, die im den Harnstoffsynthese-Autoklaven ein gespeist wird, die Tendenz, mit der Zeit höher zu werden in dem Maße, wie das Verfahren der Rückewinnung von nicht in Reaktion getretenem Ammoniak und Kohlendioxyd fortschreitet. Da es erwünscht ist, als Syntheseautoklaven einen Behalter zu erienden, in dem die Verweilzeit, die Temperatur und der Druck auf einem passenden Niveau bleiben, um das gewünschte Umsetzungsverhältnis zu erzielen, ist das unvermeidliche Anwachsen der Hitzemenge in dem Syntheseautoklaven auf die Dauer zu beträchtlich und somit unerwünscht. Bls Folge hiervon tritt teilweise gasförniges ammoniak und Kohlendioxyd aus dem Syntheseautoklaven aus1 und infolgedessen fällt das UnsetzungsverhäLnis. Das Problem besteht darin, den überschub an Reaktionswärme durch geeignete Mittel zu entfernen, wobei die Menge des gasförmigen Ammoniaks und Kohlendioxyds, die den Autoklaven verlassen, vermindert und die Abnahme des Umsetzungsverhältnisses vermieden wird. Das normale Verfahren zur Beseitigung solcher überschüssigen Reaktionswärme besteht darin, einen Wärmeaustauscher vor dem Harnstoffsynthese-Autoklaven anzuordnen. duf diese Weise wird die Austrittstemperatur aus dem Syntheseautoklaven geregelt, indem man die wiedergewonnene Wärmemenge regelt. Dabei wird die Temperatur des Wärieaustauschers vermindert. Infolgesessen wird eine größere Wärmeaustauschfläche benötigt, ul die gleiche Daipferzeugung sicherzustellen. Dabei wird auch die Geschwindigkeit der Harnstoffproduktion vermindert, was bedeutet, daß die Produktion der Harnstoffsynthese unerwünscht gering wird.An excess of ammonia is present. The generalized, reversible formula is this: The urea synthesis mixture emerging from a urea synthesis autoclave contains urea, water and unreacted ammonium carbamate as well as an excess of ammonia, if this has been used. The crude product of the urea synthesis is subjected to a pressure distillation in order to separate from it the ammonium carbamate which has not reacted together with the excess ammonia in the form of a gaseous mixture of ammonia and carbon dioxide. The gaseous mixture is taken up in an absorber, such as, for example, water and an aqueous urea solution, a circulating solution being obtained which is returned to the urea synthesis autoclave. In the previously known processes, the temperature of the ammonia and the circulating solution which is fed into the urea synthesis autoclave tends to become higher over time as the process of recovering unreacted Ammonia and carbon dioxide progresses. Since it is desirable to eriende as a synthesis autoclave a container in which the residence time, the temperature and the pressure remain at a suitable level in order to achieve the desired conversion ratio, the inevitable increase in the amount of heat in the synthesis autoclave is too considerable in the long run and thus undesirable. As a result, partially gaseous ammonia and carbon dioxide escape from the synthesis autoclave1 and as a result the decomposition ratio drops. The problem is to remove the excess heat of reaction by suitable means, reducing the amount of gaseous ammonia and carbon dioxide leaving the autoclave and avoiding the decrease in the conversion ratio. The normal method of removing such excess heat of reaction is to place a heat exchanger upstream of the urea synthesis autoclave. In this way, the exit temperature from the synthesis autoclave is regulated by regulating the amount of heat recovered. The temperature of the heat exchanger is thereby reduced. As a result, a larger heat exchange area is required to ensure the same generation of steam. The rate of urea production is also reduced, which means that the production of urea synthesis is undesirably low.

Bei den zweistufigen Harnstoffsyntheseverfahren wird die Temperatur der zweiten Stufe oft dadurch geregelt, daß ian einen Teil des Kohlendioxyds und die Gesamtmenge des Ammoniaks in die erste stufe einleitet und den Rest des Kohlendioxyds erst in die zweite Stufe. Eine Temperaturregelung wird erreicht durch Änderung der Menge des in die zweite Stufe eingeführten Kohlendioxyds. Indessen hat dieses Verfahren der Temperaturregelung eine sehr geringe Einstellungsempfindlichkeit. Im übrigen verstopft sich die Offnung des Regelventils' das zur Einstellung des Kohlendioxydstroms benutzt wird, ziemlich rasch.In the two-stage urea synthesis process, the temperature the second stage often regulated by the fact that ian a part of the carbon dioxide and the total amount of ammonia goes to the first stage and the rest of the carbon dioxide only in the second stage. Temperature control is achieved by changing the Amount of carbon dioxide introduced into the second stage. However, this procedure has temperature control has a very low setting sensitivity. Furthermore the opening of the control valve for adjusting the carbon dioxide flow is blocked used fairly quickly.

Die bekannten Verfahren zur Regelung der Temperatur in der Harnstoffsynthesezone leiden unter einer Anzahl von Nachteilen und erreichen tatsächlich nicht eine solche Temperaturregelung.The known methods of regulating the temperature in the urea synthesis zone suffer from a number of disadvantages and in fact do not achieve one Temperature control.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zun Synthetisieren von.The invention relates to a method for synthesizing.

Harnstoff aus Kohlendioxyd und Ammoniak. Bei dieses Verfahren werden das Kohlendioxyd und bis zu einschließlich 100 Gew.-% des Ammoniaks in einer WärnLewiedergewinnungszone zur Reaktion gebracht, die auf dem für die Harnstoffsynthese notwendigen Druck gehalten wird, wobei eine Reaktionsmischung gewonnen wird, die Ammoniumcarbamat enthält. Ein Teil der in der Wärmewiedergewinnungszone produzierten Reaktionswärme wird entfernt. Das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd, das in die Wärmewiedergewinnungszone eingespeist wird, liegt unter 4. Die Reaktionsmischung und ein etwa überschiissiger Teil des Ammoniaks werden in die Harnstoffsynthesezone eingespeist, die auf dem für die Harnstoffsynthese erforderlichen Druck gehalten wird, um Harnstoff zu bilden. Der für die Harnstoffsynthese erforderliche Druck beträgt gewöhnlich zwischen 120 und 360kg/cm2 vorzugsweise liegt er zwischen 150 und 300 kg/cm2. Die Erfindung umfaßt weiterhin eine Einstellung der Temperatur und der Menge des in die Harnstoffsynthesezone und die Värnewiedergewinnungs zone eingespeisten limoniaks in Abhängigkeit von jeder in der Harnstoffsynthesezone auftretenden Teipe'raturänderung, so daß die Harnstoffsynthesezone im wesentlichen auf konstanter Temperatur gehalten wird. Die in der Harnstoffsynthesezone verwendete Temperatur beträgt gewöhnlich zwischen 150 und 2250C; vorzugsweise liegt sie zwischen 185 und 200°C.Urea from carbon dioxide and ammonia. With this procedure will the carbon dioxide and up to and including 100% by weight of the ammonia in a heat recovery zone brought to reaction, which is kept at the pressure necessary for urea synthesis is obtained, whereby a reaction mixture is obtained which contains ammonium carbamate. Part of the heat of reaction produced in the heat recovery zone is removed. The molecular ratio of ammonia to carbon dioxide that is in the heat recovery zone is fed in, is below 4. The reaction mixture and an approximately excess Part of the ammonia is fed into the urea synthesis zone, which is located on the pressure required for urea synthesis is maintained in order to form urea. The pressure required for urea synthesis is usually between 120 and 360kg / cm2, preferably between 150 and 300 kg / cm2. The invention includes furthermore, an adjustment of the temperature and the amount of the in the urea synthesis zone and the Värnewargenungszone fed limoniaks depending on each Partial change occurring in the urea synthesis zone, so that the urea synthesis zone is kept at a substantially constant temperature. Those in the urea synthesis zone temperature used is usually between 150 and 2250C; preferably lies between 185 and 200 ° C.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß in einem Wärmeaustauscher, der zur Entfernung der Bildungswärme des Ammoniumcarbamats aus ammoniak und Kohlendioxyd dient, wobei beispielsweise das Molekularverhältnis des Ammoniaks zu dem eingespeisten Kohlendioxyd schrittweise von 4 auf, sagen wir, 2,6 vermindert wird und wobei durch die Wirkung des Wärieaustauschers unter Verwendung eines konstanten Druckes in dem Verfahren Dampf erzeugt wird, die Temperaturdifferenz zwischen des aus der Harnstoffsynthesezone austretenden rohen Harnstoffstrom und den erzeugten Dampf mit der Verainderung des Molekularverhältnisses größer wird. Die Menge des erzeugten Dampfes steigt jedoch in einem größeren Verhältnis, als dies aus der Verminderung des Molekularverhältnisses zu erwarten ist. Wenn beispielsweise das Molekularverhältnis verändert wird und die Temperaturdifferenz 1,1mal so groß wird, so wird die erzeugte Dampfmenge 1,3-bis 1,4mal so groß. Dies ist überraschend. Das Ergebnis wird offenbar erzielt, weil der sogenannte Wärieübertragungskoeffizient durch das synergistische Zusammenwirken der Massenübertragung und die Wirkung der Wärmeübertragung auf die Wärmeübertragungstliche sich vergrößert. Es ist möglich, die Menge des erzeugten Dampfes dadurch zu regeln, daß man das Molekularverhältnis entsprechend einstellt, und die Änderung der Menge des erzeugten Dampfes durch Abänderung des Molekular verhältnisses ist genau, wiederholbar und empfindlich genug und andererseits auch nicht zu empfindlich für Einrichtungen sur Verfahrenßregelung und dergl.The invention is based on the fact that in a heat exchanger, for removing the heat of formation of ammonium carbamate from ammonia and carbon dioxide serves, for example the molecular ratio of the ammonia to that fed Carbon dioxide is gradually decreased from 4 to, say, 2.6 and being through the effect of the heat exchanger using a constant pressure in the Process steam is generated, the temperature difference between that from the urea synthesis zone exiting raw urea stream and the generated steam with the change in the Molecular ratio becomes larger. However, the amount of steam generated increases in a larger ratio than that from the decrease in the molecular ratio is to be expected. For example, if the molecular ratio changed and the temperature difference becomes 1.1 times as large, the amount of steam generated becomes 1.3 to 1.4 times as large. This is surprising. The result is apparently achieved because the so-called heat transfer coefficient is due to the synergistic interaction the mass transfer and the effect of heat transfer on the heat transfer table enlarges. It is possible to regulate the amount of steam generated by adjusting the molecular ratio accordingly, and changing the amount the generated steam by changing the molecular ratio is accurate, repeatable and sensitive enough and, on the other hand, not too sensitive to institutions sur procedural regulation and the like.

Falls das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Größenordnung von 2 bis 4 liegt, wird die Menge des unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven oder die entsprechende Zone unmittelbar eingeleiteten Ammoniaks vermindert, während des in die Wärmeaustauscherzone eingeleiteten Ammoniaks vergrößert wird, wenn die Temperatur der Harnstoffsynthesezone aus irgendeines Grunde abnimmt. Wenn derartige Maßnahmen getroffen werden, Wächst das Molekular verhältnis des Ammoniaks zum Kohlendioxyd in der Wärmeaustauscherzone, während die Temperatur dieser Zone abnimmt. Als Ergebnis nimmt auch die Menge des erzeugten Dampfen ab,und die Temperatur der Harnstoffsynthesezone wächst. Wenn das Molekularverhälnis von Ammoniak zu Kohlendioqyd in der Wärmeaustauscherzone um 0,1 vergrößert ist, während die zur Vorerhitzung des Ammoniaks angewendete Temperr konstant bleibt, so steigt die Temperatur im Harnstoffsynthese-Autoklaven ui etwa 100. Im entgegenges.tzten Fall, wenn die Temperatur der Harnstoffsynthesezone gestiegen ist, wird die Menge des in die Wärmeaustauscherzone eingeleiteten Ammoniaks vermindert, und infolge des umgekehrten Prozesses sinkt die Temperatur der Harnstoffsynthesezone.If the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide is in the Is on the order of 2 to 4, the amount of directly in the urea synthesis autoclave or the corresponding zone immediately introduced ammonia decreased while of the ammonia introduced into the heat exchanger zone is increased when the Temperature of the urea synthesis zone decreases for some reason. If such Measures are taken, the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide grows in the heat exchange zone, while the temperature of this zone decreases. As a result The amount of vapor generated also decreases, and so does the temperature of the urea synthesis zone grows. When the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat exchanger zone is increased by 0.1, while the temperr used to preheat the ammonia remains constant, the temperature in the urea synthesis autoclave rises approximately 100. In the opposite case, when the temperature of the urea synthesis zone has risen the amount of ammonia introduced into the heat exchanger zone is reduced, and as a result of the reverse process, the temperature of the urea synthesis zone decreases.

Wenn das Molekularverhältnis von ammoniak zu Kohlendioxyd 2 oder weniger beträgt, wird die Gesamtmenge des als usgangsmaterial verwendeten Kohlendioxyds nicht in Ammoniumcarbamat übergeführt.When the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide is 2 or less is the total amount of carbon dioxide used as the starting material not converted to ammonium carbamate.

Infolgedessen tritt das freie Kohlendioxyd in der Harnstoffsynthesezone mit dem Rest des hier eingeleiteten, als Ausgangsmaterial verwndeten Ammoniaks in Reaktion, wobei Ammoniumcarbamat gebildet wird, daß dann zusammen mit dem Ammoniumcarbamat aus der Wärmeaustauscherzone in Harnstoff umgewandelt wird. Da die Reaktion der Bildung von Ammoniumcarbamat exotherm verläuft, ändert sich die Temperatur der Harnstoffsynthesezone entsprechend der Menge des in diese Zone eingeführten freien Kohlendioxyds. Die Menge des aus der Wärmeaustauscherzone in die Harnstoffsynthesezone eintretenden freien Kohlendioxyds wird geregelt, indem man das Molekularverhältnis des Ammoniaks zu Kohlendioxyd entsprsiend einstellt und sie unter solchen Bedingungen miteinander reagisren läßt, unter denen eine totale oder teilweise Entfernung der Reaktionswärme aus dem sich bildenden Ammoniumcarbamat erfolgt. Auf diese Weise hängt das Molekularverhältnis des Ammoniaks zu Kohlendioxyd in der Warmeaustauscherzone naturgemäß von der Bestimmung der Temperatur beim Einleiten der Ausgangsmaterialien in die Wärmeaustauscherzone oder die Harnstoffsynthesezone und von dem für das Arbeiten der Harnstoffsynthesezone gewünschten Druck und der hiererforderlichen Temperatur ab. Die Temperatur der Harnstoffsynthesezone wird auf einem bestimmten Wert gehalten, indem man die Menge des in die Wärmeaustauscherzone eingeleiteten Ammoniaks in lnhängigkeit von der Temperaturänderung der Harnstoffsynthesezone regelt, die durch irgendwelche Gründe veranlaßt ist.As a result, the free carbon dioxide enters the urea synthesis zone with the rest of the ammonia introduced here and used as starting material in Reaction, whereby ammonium carbamate is formed, that then together with the ammonium carbamate is converted into urea from the heat exchange zone. As the reaction of the If the formation of ammonium carbamate is exothermic, the temperature of the urea synthesis zone changes according to the amount of free carbon dioxide introduced into this zone. the Amount of that entering the urea synthesis zone from the heat exchanger zone Free carbon dioxide is regulated by determining the molecular ratio of ammonia adjusts to carbon dioxide and they work together under such conditions can react, including a total or partial removal of the heat of reaction from the ammonium carbamate that forms. In this way the molecular ratio depends of ammonia to carbon dioxide in the heat exchanger zone naturally depends on the determination the temperature when the starting materials are introduced into the heat exchange zone or the urea synthesis zone and that for working the urea synthesis zone the desired pressure and the required temperature. The temperature of the urea synthesis zone is kept at a certain value by adjusting the amount of in the heat exchanger zone introduced ammonia as a function of the temperature change in the urea synthesis zone regulates which is caused by any reason.

Wenn die Temperatur der Harnstofisyathesezone steigt, wird die Menge des als Ausgangsmaterial verwendeten Ammoniaks, welches unmittelbar in die Harnstoffsynthesezone eingeleitet wird, vermindert, oder, mit anderen Worten, die Menge des in die Wärmeaustauscherzone einzuleitenden ammoniaks wird vergrößert. Dies führt zu einer Erhöhung der Nenge des gebildeten Ammoniumcarbaiats und zu der notwendigen Entfernung der Reaktionswärme in der Wärmeaustauscherzone, was eine Verainderung der Temperatur der Harnstoffsynthesezone auf den gewünschten Wert gestattet. Wenn andererseits die Temperatur der Harnstoffsynthesezone fällt, so wird die Menge des als Ausgangsmaterial verwendeten Ammoniaks, welches unmittelbar in die Harnstoffsynthese eingeleitet wird, erhöht oder, mit anderen Worten, die Menge des in die Wärmeaustauscherzone eingeführten Alloniaks vermindert.- Dies führt zu einer abnahme der Menge des in der Wärmeaustauscherzone gebildeten Ammoniumcarbamats mit dem Ergebnis, daß die Temperatur auf den gewünschten Wert zurückkehrt. Diese Tatsache kann man auch so ausdrücken, daß eine Erhöhung der Menge des in die Harnstoffsynthesezone eingeführten freien Kohlendioxyds und des hier gebildeten Ammoniumcarbamats erfolgt, wodurch die Temperatur auf den gewünschten Wert wieder ansteigt. Die Menge des unmittelbar in die Harnstoffsynthesezone eingeleiteten A-moniaks kann von Hand oder durch ein automatisches Regelsystem eingestellt werden in Abhängigkeit von der Temperaturänderung am Ausgang der Harnstoffsynthesezone.When the temperature of the urea throat zone increases, the amount will of the ammonia used as the starting material, which is fed directly into the urea synthesis zone is introduced, reduced, or, in other words, the amount of in the heat exchange zone ammonia to be discharged is enlarged. This leads to an increase in the narrowness of the ammonium carbate formed and the necessary removal of the heat of reaction in the Heat exchanger zone, causing a change in temperature allowed the urea synthesis zone to the desired value. If on the other hand As the temperature of the urea synthesis zone falls, the amount of the starting material becomes used ammonia, which is directly introduced into the urea synthesis is increased, or, in other words, the amount of in the heat exchange zone imported alloniaks decreased .-- This leads to a decrease in the amount of in the heat exchange zone formed ammonium carbamate with the result that the Temperature returns to the desired value. This fact can also be used like this express that an increase in the amount of the introduced into the urea synthesis zone Free carbon dioxide and the ammonium carbamate formed here takes place, whereby the temperature rises to the desired value again. The amount of the immediate A-moniaks introduced into the urea synthesis zone can be carried out by hand or by a automatic control system can be set depending on the temperature change at the exit of the urea synthesis zone.

Die Erfindung umfaßt auch die Abtrennung und Wiedergewinnung des in dem rohen Harnstofferzeugungsstrom enthaltenen, nicht in Reaktion getretenen Ammoniumcarbamats un die Rückführung des gewonnenen Ammoniumcarbamats in die Wärieaustauscherzone oder die Harnstoffsynthesezone. Wenn das nicht in Reaktion getretene Ammoniumcarbamat in Form einer wäßrigen Lösung zurückgeleitet urd, so kann es entweder in die Wärmeaustauscherzone oder die Harnstoffsynthesezone zurückgeleitet werden. Falls das zurückgewonnene Ammoniumcarbamat in die Wärmeaustauscherzone zurückgeleitet wird, kann frisches Kohlendioxyd allein in Absätzen eingeleitet werden in einer Menge, die zur Temperaturregelung der Harnstoffsynthesezone erforderlich ist. Da die Ammoniumcarbamatlösung in diesem Fall für gewöhnlich einen Überschuß an ammoniak enthält, gestattet die Einleitung solches frischen Kohlendioxyds allein die Bildung von Ammoniumcarbamat und die Entstehung von Bildungswärme.The invention also includes the separation and recovery of the in unreacted ammonium carbamate contained in the raw urea generation stream and the recycling of the ammonium carbamate obtained into the heat exchanger zone or the urea synthesis zone. If the unreacted ammonium carbamate urd returned in the form of an aqueous solution, it can either be in the heat exchanger zone or returned to the urea synthesis zone. If the recovered Ammonium carbamate is returned to the heat exchanger zone, fresh Carbon dioxide alone in paragraphs are discharged in an amount necessary for temperature control the urea synthesis zone is required. Since the ammonium carbamate solution in this If it usually contains an excess of ammonia, allow discharge such fresh carbon dioxide alone is the formation of ammonium carbamate and its origin of educational warmth.

Falls das nicht in Reaktion getretene Ammoniumcarbamat in Form einer gasförmigen Mischung mit Ammoniak und Kohlendioxyd zurückgeleitet wird, leitet man es zusammen mit frischem Kohlendioxyd und, falls erforderlich, frischem ammoniak in die Wärmeaustauscherzone ein, wo die Gesamtmischung unter Druck zur Reaktion gebracht und ein Teil der Reaktionswärme wiedergewonnen wird.If the unreacted ammonium carbamate is in the form of a gaseous mixture with ammonia and carbon dioxide is returned, one passes it along with fresh carbon dioxide and, if necessary, fresh ammonia into the heat exchange zone where the total mixture under pressure for reaction brought and a part of the heat of reaction is recovered.

Dls in den Harnstoffproduktionsstrom enthaltene Ammoniumcarbamat wird unter dem für die Harnstoffsynthese herrschenden Druck oder auch einem niederen Druck zusammen mit dem frisch zugeführten Kohlendioxyd entfernt, und die entstehende gasförmige Mis@hung von Ammoniak und Kohlendioxyd kann in die Wärmeaustauscherzone zurückgeleitet werden. In diesem Fall ist es naturgamäß möglich , wenn es erforderlich ist, frisches Ammoniak in die Warmeaustauscherzone einzuleiten.The ammonium carbamate contained in the urea production stream is under the pressure prevailing for urea synthesis or even a lower one Pressure is removed along with the freshly added carbon dioxide, and the resulting gaseous mixture of ammonia and carbon dioxide can enter the heat exchanger zone be returned. In this case it is of course possible if necessary is to introduce fresh ammonia into the heat exchanger zone.

Die obere @@e@@e in dem Molekularverhältnis von Ammonik zu Kohlendioxyd in der Ammoniumcarbamat produzierenden Zone, nämlich der Wärmeaustauscherzone, ist 4 und die untere Grenze vorzugsweise 1. Wenn das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd mehr als 4 beträgt, ist die Temperaturempfindlichkeit des Harnstoffsyinthese-Autoklaven nicht so groß wie in dem Fall eines Molekularverhältnisses von 1,4 bis 3. Dies ist das bevorzugte Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd.The upper @@ e @@ e in the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the ammonium carbamate producing zone, namely the heat exchange zone 4 and the lower limit is preferably 1. When the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide is more than 4, the temperature sensitivity of the urea synthesis autoclave is not so large as in the case of a molecular ratio of 1.4 to 3. This is the preferred molecular ratio of ammonia to carbon dioxide.

In der beiliegenden Zeichnung vers@schaulicht die Figur ein Fließschema der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.In the accompanying drawing, the figure illustrates a flow diagram the preferred embodiment of the invention.

Das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung wird bereinstimmung mit dem Bließschema der Figur er@äutert.The preferred method according to the invention is in accordance with the blowing scheme of the figure is @ uttered.

Flüssiges Ammoniak unter dem bei der Harnstoffsynthese herrschenden Druck, beispielsweise einem Druck von 150 bis 300 kg pro cm³, wird in den Ammoniakvorerhitzer 2 durch die Druckleitung 1 eingeleitet. Das unter Druck befindliche flüssige Ammoniak wird auf eine Temperatur von etwa 80 bis 16000 mit Hilfe hochgespannten Dampfes vorerhitzt, der in die Herzvorrichtung 3 eingeleitet wird. Ein Teil oder die Gesamtmenge des vorerhitzten Ammoniaks wird in die Wäremaustauschervorrichtung (die Ammoniumcarbamat-Produktionszone) 7 durch die Leitung 4 eingeleitet. In diese Wärmeaustauschervorrichtung 7 wird das auf den bei der Harnstoffsynthese herrschenden Druck gebrachte Kohlendioxyd eingeleitet zusammen mit einer Rückführungslösung, die das zurückgewonnene, nicht in Reaktion. getretene Ammoniumcarbamat enthält, welches durch die Leitungen 5 und 6 aus der Wiedergewinnungsstufe 15 für die nicht in Reaktion getretenen Stoffe zugeführt wird. Die nicht in Reaktion getretenen Stoffe brauchen nicht unbedingt zurjickgeleitet zu werden. Auch braucht das nicht in Reaktion getretene Material nicht in Form einer Lösung zurückgeleitet zu werden. In diesen Ball existiert also keine RLckführungslösung.. So können z.B. die nicht in Reaktion getretenen Stoffe in Form einer gasförmigen Mischung unmittelbar in die Harnstoffsynthesevorrichtung 12 als Eompressionsgas eingeleitet werden. Das Molekularverhältnis der aus beliebiger Quelle stammenden Gasmischung aus freiem Ammoniak und freiem Kohlendioxyd, die in die e Wärseaustauschvorrichtung 2 eingeleitet wird, hält man unter 4. Dies geschieht, um die Wärseübertragungafläche in. dem Wärmeaustauscher 7 durch Erhöhung des Wärmeaustauschkoeffizienten in der gewünschten Größenordnung zu halten. Die Wärmeaustauschvorrichtung 7 kann durch irgendein geeignetes Verfahren ersetzt werden, mit dessen Hilfe der Überschuß an Kalorien wiedergewonnen werden kann.Liquid ammonia among that prevailing in urea synthesis Pressure, for example 150 to 300 kg per cm³, is applied to the ammonia preheater 2 initiated through the pressure line 1. The liquid ammonia under pressure is heated to a temperature of about 80 to 16000 with the help of high-pressure steam preheated, which is in the heart device 3 is initiated. A Part or all of the preheated ammonia goes into the heat exchanger device (the ammonium carbamate production zone) 7 through line 4. In these Heat exchanger device 7 is based on the one prevailing in urea synthesis Pressurized carbon dioxide introduced together with a recycle solution, the that recovered, not in response. contains trampled ammonium carbamate, which through lines 5 and 6 from the recovery stage 15 for the not reacting substances is supplied. The substances that did not react do not necessarily need to be returned. Nor does that need in response trampled material cannot be returned in the form of a solution. In these Ball does not have a return solution. For example, they cannot react entered substances in the form of a gaseous mixture directly into the urea synthesis device 12 are introduced as compression gas. The molecular ratio of any Source-derived gas mixture of free ammonia and free carbon dioxide, which in the e heat exchange device 2 is introduced, keep below 4. This happens, around the heat transfer area in the heat exchanger 7 by increasing the heat exchange coefficient in the desired order of magnitude. The heat exchange device 7 can be replaced by any suitable method whereby the excess in calories can be regained.

In der Wärmeaustauschvorrichtung 7 steigt die Temperatur infolge der Reaktionswärme bei der Bildung des Ammoniumcarbamats auf 175 bis 19000. Die Hitze kann durch Einleiten des rohen Harnstoffsynthesestroms wiedergewonnen werden, dessen Druck beispielsweise auf O bis 100 kg pro cm³ vermindert ist. Dieser Strom wird durch die Leitung 8 zugeführt und schafft so einen indirekten Wärmeaustausch mit der Reaktionsmischung zur Zersetzung des nicht in Reaktion getretenen Ammoniumcarbamats.In the heat exchange device 7, the temperature rises due to the Heat of reaction in the formation of ammonium carbamate to 175 to 19,000. The heat can be recovered by introducing the crude urea synthesis stream whose Pressure is reduced to, for example, 0 to 100 kg per cm³. This stream will fed through the line 8 and thus creates an indirect heat exchange with the reaction mixture to decompose the unreacted ammonium carbamate.

Durch die Leitung 8 kann auch Wasser eingeleitet werden, um Dampf zu erzeugen, der einen Druck von 3 bis 6 kg/cm2 aufweist.Through the line 8 water can also be introduced to steam to produce, which has a pressure of 3 to 6 kg / cm2.

Der Betrag der wiedergewonnenen Wärme ist natürlich durch die Einstellung der Menge des unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 geleiteten Ammoniaks bestimmt. Die Temperatur des Harnstoffsyntheseautoklaven 12 wird auf dem gewünschten Wert gehalten, beispielsweise auf etwa 150 bis 2250C, der Druck des Harnstoffsynthese-Autoklaven wird ebenfalls auf dem gewünschten Wert, beispielsweise etwa 120 bis 360 kg/cm2 eingestellt. The amount of heat recovered is of course due to the adjustment the amount of ammonia passed directly into the urea synthesis autoclave 12 certainly. The temperature of the urea synthesis autoclave 12 is set at the desired one Maintained value, for example at about 150 to 2250C, the pressure of the urea synthesis autoclave is also at the desired value, for example about 120 to 360 kg / cm2 set.

Einen Teil oder die Gesamtmenge des Ammoniaks aus dem Ammoniakvorerhitzer 2 wird durch das Regelventil 9 und die Leitung 10 in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 über die e Druckleitung 11 zusammen mit Reaktionsmischung aus dem Wärmeaustauscher 7 eingeleitet. Das Regelventil 9 k beispielsweise mit Hilfe eines Servo-Motors in Anhängigkeit von der Temperatur am Austritt des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 bedient werden, um a) die Menge des unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven eingeleiteten Ammoniaks zu regeln und b) die Menge des in den Wärmeaustauscher 7 durch die Leitung 4 strömenden Ammoniaks zu regeln. Das Ergebnis ist die Einstellung der Austrittstemperatur aus dem Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 auf einen bestimmten Wert. Die Ausgangstemperatur des Harnstoffsynthese-Autoklaven wird vorzugsweise suf etwa 160 bis 2000C gehalten. Der aus dem Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 austretende Harnstoffsynthesestrom wird über ein Reduzierventil 13, das in manchen Fällen auch wegfallen kann, und die Leitung 14 zu einer Wiedergewinnungseinrichtung 15 für die nicht in Reaktion getretenen Stoffe geleitet, während der Harnstoff durch die Leitung 16 gewonnen wird. Die nicht in Reaktion getretenen Stoffe können über die Leitung 6 als Rückflußlösung zu der Wärmeaustauschvorrichtung 7 zurückgeführt werden. Part or all of the ammonia from the ammonia preheater 2 is through the control valve 9 and the line 10 in the urea synthesis autoclave 12 via the pressure line 11 together with reaction mixture from the heat exchanger 7 initiated. The control valve 9 k, for example with the help of a servo motor in Dependence on the temperature at the outlet of the urea synthesis autoclave 12 be served to a) the amount of directly in the urea synthesis autoclave to regulate the ammonia introduced and b) the amount of ammonia in the heat exchanger 7 to regulate ammonia flowing through line 4. The result is attitude the outlet temperature from the urea synthesis autoclave 12 to a certain Value. The exit temperature of the urea synthesis autoclave is preferred kept at around 160 to 2000C. The one emerging from the urea synthesis autoclave 12 Urea synthesis flow is via a reducing valve 13, which in some cases also can be omitted, and the line 14 to a recovery device 15 for the Unreacted substances passed, while urea passed through the pipe 16 is won. The substances that have not reacted can be passed through the line 6 can be returned to the heat exchange device 7 as a reflux solution.

Gemäß vorliegender Erfindung wird durch die Einstellung der Menge des unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven eingeleiteten Ammoniks die Arbeitsweise des Wärmeaustauschers verbessert. Ebenso kann die Temperatur des Harnstoffsyn'these-Autoklaven mit großer Empfindlichkeit auf einen Festwert eingeregelt werden, indem man die Menge der wiedergewonnenen Hitze in Abhängigkeit von der Temperaturschwankung des Syntheseautoklaven verändert. Dies ist ein großer Vorteil im Vergleich mit der üblichen, verhältnismäßig unempfindlichen Methode der Temperaturregelung des Harnstoffsynthese-Autoklaven durch Minderung der Menge der wiedergewonnenen Wärme lediglich in der Weise, daß man die Temperaturdifferenz verändert. Weiterhin wird gemäß vorliegender Erfindung das Problem der Verstopfung der Öffnung des Kohlendioxydregelungsventils umgangen, wie es bei einem der bisher bekannten Verfahren zur Temperaturregelung des HarnsDffsynthese-Autoklaven durch Einstellung der Menge des Kohlendioxyds verwendet wurde, weil hier lediglich flüssiges Ammoniak durch das Regelventil strömt Soweit nicht anders angegeben, sind in den folgenden Beispielen alle Prozentzahlen und Verhältnisse als Gewichtsmengen angegeben. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie einzuschränken.According to the present invention, by adjusting the amount of the ammonia introduced directly into the urea synthesis autoclave of the heat exchanger improved. The temperature of the Urea synthesis autoclaves with great sensitivity regulated to a fixed value by considering the amount of heat recovered as a function of the temperature variation of the synthesis autoclave changed. This is a big advantage compared to that usual, relatively insensitive method of temperature control of the urea synthesis autoclave by reducing the amount of heat recovered merely in such a way that the temperature difference is changed. Furthermore, according to the present invention bypassed the problem of clogging the carbon dioxide control valve opening, as is the case with one of the previously known methods for regulating the temperature of the urine synthesis autoclave by adjusting the amount of carbon dioxide used, because here only liquid ammonia flows through the control valve, unless otherwise specified in the following examples all percentages and ratios as amounts by weight specified. The following examples illustrate the invention without restricting it.

Beispiel 1 In der Leitung 5 werden 120 kg pro Stunde gasförmiges Kohlendioxid und in der Leitung 6 175 kg pro Stunde einer Rückflußlösung mit einer Temperatur von 95°C, die eine Zusammensetzung von 36% Ammoniak, 30% Kohlendioxyd, 16% Harnstoff und 18% Wasser aufweist, getrennt voneinander auf einen Druck von 200 kg pro cm³ gebracht. Durch den Vorerhitzer 2 wurden 224 kg pro Stude flüssiges Ammoniak mit einer Temperatur von 350C eingeleitet, das unter Verwendung von Dampf auf 1500C vorerhitzt wird, der vorher bei der Trennung der nicht in Reaktion getretenen Substanzen vom Harnstoff in dem durch die Leitung 14 fließenden Produktionsstrom verwnedet worden ist, der aus der Harnstoffsynthesevorrichtung 12 kommt. 112 kg pro Stunde dieses vorerhitzen Ammoniaks werden durch die Leitung 10 unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingeleitet, während weitere 112 kg/Std. des vorerhitzten Ammoniaks durch die Leitung 4 zusammen mit dem oben erwähnten Kohlendioxyd und der Rückflußlösung in den Wärmeaustauscher 7 eingeführt werden. Das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmeaustauschvorrichtung beträgt in diesem Augenblick 2,6. Die Temperatur der Flüssigkeit in der Eintrittsmischzone der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 erreicht 18200. Die Austrittstemperatur ist etwa die gleiche. Die Menge der wiedergewonnenen Hitze beträgt 25 kg/Std. Dampf mit einem Druck von 3 kg/cm2. Die Xeaktionsmischung wird durch die Leitung 11 aus der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingeleitet. Die Austrittstemperatur am Harnstoffsyntheseau/toklaven 12 erreicht 19400 und das Verhältnis der Harnstoffsynthese belief sich auf 72%. Die iustrittstemperatur am Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 wurde durch Einstellung der Menge des unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 einge-, leiteten Ammoniaks auf 19400 gehalten, wobei eine Erhöhung des Molekularverhältnisses von Ammoniak zu Kohlendioxyd um 0,1 in der Wärmeaustauschvorrichtung 7 eine Temperaturerhöhung des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 um 100 be.wirkte (dieses Temperaturverhältnis soll lediglich als Anhaltspunkt dienen). Wenn die Temperatur des vorerhitzten Ammoniaks 132,5°C betrung, war es nötig, um die gleiche Ausgangstemperatur von 19400 am Autoklaven 12 aufrechtzuerhalten, die Gesamtmenge des ammoniaks durch die Leitung 1 in die Wärmeaustauschvorrichtung 7 einzuleiten. Die Temperatur der Flüssigkeit im Eingangsmischteil der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 fiel auf 178°C,und die Menge des erzeugten Dampfes betrug 17 kg/Std. Wenn die Temperatur des vorerhitzten Anoniaks 90°C betrug, wurde der größere Teil des Ammoniaks durch die Leitung 1 unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingeleitet. Wenn das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wäriewiedergewinnungsvorrichtung 1,7 betrug und die Austrittstemperatur am Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 auf 194°C gehalten wurde, betrug die Menge des erzeugten Dampfes 5 kg/Std. Example 1 In line 5, 120 kg per hour are gaseous Carbon dioxide and in line 6 175 kg per hour of a reflux solution with a Temperature of 95 ° C, which has a composition of 36% ammonia, 30% carbon dioxide, 16% urea and 18% water, separated from each other at a pressure of Brought 200 kg per cm³. The preheater 2 made 224 kg of liquid per hour Ammonia at a temperature of 350C is introduced using steam is preheated to 1500C, which was previously in the separation of the unreacted Substances from urea in the production stream flowing through line 14 which comes from the urea synthesizer 12 has been used. 112 kg per hour of this preheating ammonia are immediately through line 10 introduced into the urea synthesis autoclave 12, while more 112 kg / hour of the preheated ammonia through line 4 together with that mentioned above Carbon dioxide and the reflux solution are introduced into the heat exchanger 7. The molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat exchange device at this moment is 2.6. The temperature of the liquid in the entry mixing zone of the heat recovery device 7 reaches 18200. The exit temperature is about the same. The amount of heat recovered is 25 kg / hour. steam with a pressure of 3 kg / cm2. The reaction mixture is discharged through line 11 of the heat recovery device 7 is introduced into the urea synthesis autoclave 12. The outlet temperature at the urea synthesis e-clave 12 reaches 19400 and that Urea synthesis ratio was 72%. The outlet temperature on Urea synthesis autoclave 12 was by adjusting the amount of immediately ammonia introduced into the urea synthesis autoclave 12, kept at 19400, an increase in the ammonia to carbon dioxide molecular ratio of 0.1 in the heat exchange device 7, a temperature increase of the urea synthesis autoclave 12 caused by 100 (this temperature ratio is only intended as a guide to serve). If the temperature of the preheated ammonia got to 132.5 ° C, it was necessary to maintain the same starting temperature of 19400 at autoclave 12, the total amount of ammonia through line 1 into the heat exchange device 7 to initiate. The temperature of the liquid in the input mixing part of the heat recovery device 7 fell to 178 ° C and the amount of steam generated was 17 kg / hour. If the When the temperature of the preheated anonia was 90 ° C, the greater part of the ammonia became introduced directly into the urea synthesis autoclave 12 through line 1. When the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat recovery device 1.7 and the outlet temperature at the urea synthesis autoclave 12 was 194 ° C was held, the amount of steam generated was 5 kg / hour.

Beispiel 2 In der Leitung 5 wurdwn 120kg/Std. gasförmiges Kohlendioxyd und in der Leitung 6 175 kg/Std. einer Rückflußlösung von 11300 jede für sich auf einen Druck von 250 kg/cm2 gebracht. Example 2 In line 5, 120 kg / hour were charged. gaseous carbon dioxide and in the line 6 175 kg / hour. a reflux solution of 11300 each on its own brought a pressure of 250 kg / cm2.

Die Zusammensetzung der Rückflußlösung betrug 36% Ammoniak, 30% Kohlendioxyd, 16% Harnstoff und 18* Wasser. Durch den Vorerhitzer 2 wurden 224 kg/Std. flüssiges Ammoniak mit einer Temperatur von 35°C eingeleitet und hier auf 1500C erhitzt unter Verwendung des Dampfes, der vorher bei der Trennung der nicht in Reaktion getretenen Substanzen vom Harnstoff in dem Produktionsstrom der Leitung 14, die vom Autoklaven 12 kommt, verwendet worden war. 112 kg des vorerhitzten Ammoniaks wurden durch die Leitung 10 unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingeleitet, während ebenfalls 112 kg/Std. des vorerhitzten ammoniaks durch die Leitung 4 zusammen mit dem oben erwähnten Kohlendioxyd und der Rückflußlösung in die Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 eingeleitet wurden. Das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung betrug zu dieser Zeit 2,6. Die Temperatur der Flüssigkeit in dem Eingangsmischteil der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung erreichte 190°C. Die Ausflußtemperatur war die gleiche. Die Menge der wiedergewonnenen Wärme betrug 27,5 kg/Std. Dampf mit einem Druck von 3 kg/cm2. Die durch die Leitung 11 aus der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 austretende Reaktionsmischung wurde in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingeleitet. Die Austrittstemperatur des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 erreichte 19700. Das Harnstoffsyntheseverhältnis betrug 74*. Die Austrittstemperatur des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 wurde auf 19700 gehalten, indem man die Menge des unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingeführten Ammoniaks so einregelte, daß das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmewiedergewinnüngsvorrichtung 7 3,3 betrug, wobei die Temperatur des vorerhitzten Ammoniaks auf 14200 erniedrigt wurde. Die Menge des erzeugten Dampfes betrug 23,8 kg/Std. Wenn die Temperatur des vorerhitzten Ammoniaks 13600 betrug, war es zur Aufrechterhaltung der gleichen Austrittstemperatur von 197°C am Autoklaven 12 notwendig, die Gesamtmenge des Ammoniaks in die Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 einzuleiten. Die Temperatur der Flüssigkeit in dem Eintrittsmischteil der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 fiel auf 18500 und die Menge des erzeugten Dampfes betrug 21,1 kg/Std. Wenn die Temperatur des vorerhitzten Ammoniaks 1000C betrug, wurde der größere Teil des Ammoniaks unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingeleitet. The composition of the reflux solution was 36% ammonia, 30% carbon dioxide, 16% urea and 18 * water. By the preheater 2 were 224 kg / hour. liquid Ammonia introduced at a temperature of 35 ° C and heated here to 1500C below Use of the steam previously unreacted in separating the Substances from the urea in the production stream of the line 14 coming from the autoclave 12 comes, had been used. 112 kg of the preheated ammonia were removed by the Line 10 is introduced directly into the urea synthesis autoclave 12 while also 112 kg / hour of the preheated ammonia through line 4 together with the above-mentioned carbon dioxide and the reflux solution into the heat recovery device 7 were initiated. The molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the The heat recovery device at that time was 2.6. The temperature of the liquid in the input mixing part of the heat recovery device reached 190 ° C. the The outlet temperature was the same. The amount of heat recovered was 27.5 kg / hour Steam at a pressure of 3 kg / cm2. The through line 11 from the heat recovery device 7 exiting reaction mixture was introduced into the urea synthesis autoclave 12. The outlet temperature of the urea synthesis autoclave 12 reached 19700. The Urea synthesis ratio was 74 *. The outlet temperature of the urea synthesis autoclave 12 was kept at 19700 by counting the amount immediately in the urea synthesis autoclave 12 introduced ammonia so that the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat recovery device 7 was 3.3, the The temperature of the preheated ammonia was lowered to 14,200. The amount of generated steam was 23.8 kg / hour. When the temperature of the preheated Ammonia was 13600, it was used to maintain the same exit temperature of 197 ° C at the autoclave 12 is necessary, the total amount of ammonia in the heat recovery device 7 to initiate. The temperature of the liquid in the entry mixing part of the heat recovery device 7 fell to 18500 and the amount of steam generated was 21.1 kg / hour. If the The temperature of the preheated ammonia was 1000C, the greater part of the ammonia became introduced directly into the urea synthesis autoclave 12.

Wenn hierbei das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 1,6 betrug und die Austrittstemperatur des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 auf 197°C gehalten wurde, betrug die Menge des erzeugten Dampfes 5,3 kg/Std. Dies Beispiel erläutert das gleiche Prinzip, wie es in Beispiel 1 dargestellt isto In der Leitung 5 wurden 120 kg/Std. gasförmiges Kohlendioxyd und in der Leitung 6 175 kg/Std. einer Rückflußlösung mit einer Temperatur von 950C und einer Zusammensetzung von 36% Ammoniak, 30* Kohlendioxyd, 16% Harnstoff und 18% Wasser jede für sich getrennt auf einen Druck von 200 kg/cm2 gebracht. Durch den Vorerhitzer 2 wurden 224 kg flüssiges Ammoniak von 350C eingelei tet und hier auf 90°C vorerhitzt unter Verwendung des Dampfes, der vorher bei der Trennung der nicht in Reaktion getretenen Verbindungen vom Harnstoff in der Produktionslösung gedient hatte, die durch die Leitung 14 aus der Harnstoffsynthese-Vorrichtung 12 abfloß. 176 kg/Std. des vorerhitzten Ammoniaks wurden durch die Leitung 10 unmittelbar in den Autoklaven 12 und 48kg/Std.If this is the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat recovery device 7 was 1.6 and the exit temperature of the urea synthesis autoclave 12 was kept at 197 ° C, the amount was des generated steam 5.3 kg / hour. This example explains the same principle as it is shown in Example 1 o In line 5 were 120 kg / h. gaseous carbon dioxide and in the line 6 175 kg / hour. a reflux solution with a temperature of 950C and a composition of 36% ammonia, 30 * carbon dioxide, 16% urea and 18% water each separately brought to a pressure of 200 kg / cm2. By the preheater 2 224 kg of liquid ammonia were introduced from 350C and here preheated to 90 ° C using the steam previously used in the separation of the unreacted compounds from urea in the production solution had served, which through the line 14 from the urea synthesis device 12 drained off. 176 kg / hour of the preheated ammonia were through line 10 immediately in the autoclave 12 and 48kg / hour.

des vorerhitzten Ammoniaks durch die Leitung 4 zusammen mit dem oben erwahnten Kohlendioxyd und der Rückflußlösung in die Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 eingeleitet0 Das fiolekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 betrug 1,7. Die Temperatur der Flüssigkeit in dem Eintrittsmischteil der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 erreichte 17000. Die Austrittstemperatur an der Vorrichtung 7 war die gleiche. Die Menge der zu dieser Zeit wiedergewonnenen Wärme betrung 5kg/Std. Dampf mit einem Druck von 3 kg/cm³. Die durch die Leitung 11 aus der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 abströmende Reaktionsmischung wurde in den Harnstoffsynthesle-Autoklaven 12 eingeleitet. Die Austrittstemperatur des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 erreichte 194°G, und die Harnstoffumwandlung, also das Syntheseverhältnis, betrung 72%. Wenn die Temperatur des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 um 5°C stieg, wurde die Austrittstemperatur des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 vermindert und auf 19400 gehalten, indem man das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmeaustauschvorrichtung 12 auf 1,74 erhöhte. Die Menge des zu dieser Zeit erzeugten Dampfes betrug 10,1 kg/Std.of the preheated ammonia through line 4 along with that above mentioned carbon dioxide and the reflux solution in the heat recovery device 7 initiated0 The molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat recovery device 7 was 1.7. The temperature of the liquid in the entry mixing part of the heat recovery device 7th reached 17000. The outlet temperature at the device 7 was the same. The amount of heat recovered at this time was 5kg / hour. Steam at a pressure of 3 kg / cm³. The through line 11 from the heat recovery device 7 flowing reaction mixture was introduced into the urea synthesis autoclave 12. The outlet temperature of the urea synthesis autoclave 12 reached 194 ° G, and the urea conversion, i.e. the synthesis ratio, is 72%. When the temperature of the urea synthesis autoclave 12 rose by 5 ° C., the outlet temperature was of the urea synthesis autoclave 12 and kept at 19400 by the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat exchange device 12 increased to 1.74. The amount of steam generated at that time was 10.1 kg / hour

Beispiel 4 -120 kg/Std. gasförmiges Kohlendioxyd und 175 kg/Std. einer in der Leitung 6 strömenden Rückflußlösung mit einer Temperatur von 11300, deren Zusammensetzung 36% Ammoniak, 30% Kohlendioxyd, 16% Harnstoff und 18% Wasser betrug, wurden jede für sich getrennt auf einen Druck von 150 kg/cm2 gebracht. 224 kg/Std. Example 4 -120 kg / hour gaseous carbon dioxide and 175 kg / hour. a reflux solution flowing in line 6 at a temperature of 11300, their composition is 36% ammonia, 30% carbon dioxide, 16% urea and 18% water were each separately brought to a pressure of 150 kg / cm2. 224 kg / hour

flüssiges Ammoniak mit einer Temperatur von 35°C wurden durch den Vorerhitzer 2 geleitet, indem sie auf 1000C erhitzt wurden unter Verwendung des Dampfes, der vorher zur Trennung der nicht in Reaktion getretenen Verbindung vom Harnstoff in dem durch die Leitung 14 fließenden'Produktionsstrom gedient hatte, der aus der Harnstoffsynthesevorrichtung 12 abströmte. 133 kg/ Std. des vorerhitzten, flüssigen Ammoniaks wurden durch die Leitung 10 unmittelbar in den Harnstoffsynthese-Autoklaven eingeführt, während 41 kg/Std. des vorerhitzten flüssigen Ammoniaks zusammen mit dem oben erwähnten Kohlendioxyd und der Rückflußlösung in den Wärmeaustauscher eingeleitet wurden. Das flolekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in dem Wärmeaustauscher betrug zu dieser Zeit 1,6. Die Temperatur der Flüssigkeit in dem Eintrittsmischteil der Wäriewiedergewinnungsvorrichtung 7 betrug 177°C, die Austrittstemperatur der Vorrichtung war die gleiche. Die Menge der zu dieser Zeit wiedergewonnenen Wärme betrug 5,3 kg Dampf mit einem Druck von 3 kg/cm2. Die durch die Leitung 11 aus der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 abströmende Reaktionsmischung wurde in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 eingespeist, wobei die Temperatur am Austritt des Synthese-Autoklaven auf 197°C stieg, während das Umwandlungsverhältnis 74% war. Wenn die Temperatur des vorerhitzten Ammoniaks auf 140°C erhöht wurde, konnte die Temperatur am Austritt des Harnstoffsynthese-Autoklaven 12 auf 197°C gehalten werden, indem man die Menge des unmittelbar in den Autoklaven 12 eingeleiteten Ammoniaks derart einregelte, daß das Molekularverhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung 7 auf 1,76 erhöht wurde. Die Menge des zu dieser Zeit gebildeten Dampfes betrug 24,6 kg/6td. Dies Beispiel erläutert, daß bei Vorerhitzung des Ammoniaks auf eine höhere Temperatur die Temperatur der Harnstoffsynthesezone dadurch aufrechterhalten werden kann, daß man das molekulare Verhältnis von Ammoniak zu Kohlendioxyd in der Wärmewiedergewinnungszone erhöht. liquid ammonia with a temperature of 35 ° C were through the Preheater 2 passed by heating it to 1000C using the Steam that was previously used to separate the unreacted compound from Urea had served in the production stream flowing through line 14, which flowed out of the urea synthesis device 12. 133 kg / h of the preheated, liquid ammonia were fed through line 10 directly into the urea synthesis autoclave introduced while 41 kg / h of the preheated liquid ammonia together with the above-mentioned carbon dioxide and the reflux solution introduced into the heat exchanger became. The molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat exchanger at that time was 1.6. The temperature of the liquid in the entry mixing part the heat recovery device 7 was 177 ° C, the exit temperature the device was the same. The amount of heat recovered at that time was 5.3 kg of steam with a pressure of 3 kg / cm2. The through line 11 from the Heat recovery device 7 was discharged reaction mixture into the urea synthesis autoclave 12 is fed in, the temperature at the outlet of the synthesis autoclave being 197 ° C increased while the conversion ratio was 74%. When the temperature of the preheated Ammonia was increased to 140 ° C, the temperature at the outlet of the urea synthesis autoclave could 12 can be kept at 197 ° C by adding the amount of the immediately to the autoclave 12 introduced ammonia regulated in such a way that the molecular ratio of ammonia to carbon dioxide in the heat recovery device 7 was increased to 1.76. The amount of steam generated at this time was 24.6 kg / 6td. This example explains that when the ammonia is preheated to a higher temperature, the temperature the urea synthesis zone can be maintained by using the molecular Ammonia to carbon dioxide ratio increased in the heat recovery zone.

Claims

Patent claims

1. Process for synthesizing urea from carbon dioxide and Ammonia, characterized in that the carbon dioxide and 0 to 100 wt .- * the ammonia to form a reaction mixture containing ammonium carbamate, introduces into a heat exchange zone and here under one for urea synthesis can react with each other appropriate pressure, whereby the molecular ratio of the in the heat recovery zone channeled ammoniaks to carbon dioxide on below 4 is held while all or part of the in the heat recovery zone generated heat of reaction is removed, whereupon the reaction mixture and a introduces any remaining ammonia into a urea synthesis zone, which is kept at a pressure suitable for the urea theory, whereby one the temperature in the urea synthesis zone at a substantially constant Maintains value by changing the temperature and / or the relative amounts of the in the heat recovery zone and the urea synthesis zone regulates the ammonia introduced accordingly.

2. The method according to claim 1, characterized in that, if the Molecular ratio of the anonia to that discharged into the heat recovery zone Carbon dioxide, on the order of 2 to 4, is the temperature in the urea synthesis zone is kept at a substantially constant value by increasing the amount of The anonia introduced into the heat recovery zone diminishes when the temperature begins to rise.

3. The method according to claim 1, characterized in that, if the Molecular ratio of ammonia to carbon dioxide when fed into the heat recovery zone is in the range of 2 to 4, the temperature of the urea synthesis zone is essentially is kept at a constant value by measuring the amount of in the heat recovery zone discharged ammonia increases when the temperature begins to drop.

4. The method according to claim 1, characterized in that the ammonia is preheated to a temperature between 80 and 16,000 before entering the heat recovery zone or the urea synthesis zone is initiated.

5. The method according to claim 1, characterized in that not reacted ammonium carbamate from that formed in the urea synthesis zone Urea separated and fed to the heat recovery zone in the form of a reflux stream is introduced, which consists of a solution or a gaseous mixture.

6. The method according to claim 5, characterized in that the total amount of the ammonia is introduced into the urea synthesis zone.

7. The method according to claim 1, characterized in that the carbon dioxide in contact with the production stream flowing out of the urea synthesis zone before the carbon dioxide is introduced into the heat recovery zone with the unreacted ammonia and that in the urea production stream contained carbon dioxide are driven off.

8. The method according to claim 1, characterized in that the heat recovery from the heat exchange zone by indirect heat exchange of water nit; the Reaction mixture is achieved, the water being converted into steam.

9. The method according to claim 1, characterized in that the heat recovery from the heat exchange zone by indirect heat exchange from the urea synthesis zone downstream urea production stream and the reaction mixture is achieved.

-lO. Method according to claim 1, characterized in that the temperature the urea synthesis zone is kept at 185 to 2000C.

11. The method according to claim 1, characterized in that the arnstoffsynthesedruck is between 150 and 300 kg / cm2.

12, method according to claim 1, characterized in that, if the molar ratio of ammonia and carbon dioxide entering the heat recovery zone are introduced below 2, the temperature in the urea synthesis zone is maintained at a substantially constant value by increasing the amount of in The ammonia discharged heat recovery zone increased when the temperature begiant to rise.

1 # ^. Method according to claim 1, characterized in that at a molecular ratio of ammonia to carbon dioxide released into the heat recovery zone are initiated, below 2 the temperature in the urea synthesis zone on one substantially constant value is maintained by increasing the amount of the in the heat recovery zone discharged ammonia diminishes when the temperature begins to drop.

L e r s e i t e