DE2050903C3 - Verfahren zur Abtrennung und Rückführung der nicht umgesetzten Ausgangsstoffe bei einer Harnstoffsynthese aus Ammoniak und Kohlendioxid - Google Patents

Description

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im wesentlichen CCX-freie Harnstofflösung kopf- Beispiel

seitig in den zweiten Zersetzer 13 und trifft im - _ . . . .

Gegenstrom auf das Inertgas, welches am Boden des In Leitung 6 der Zeichnungen befindet sich ein

Zersetzers 13 über die Leitung 16 eingeführt wurde. Reaktionsgemisch der folgenden Zusammensetzung·

Beim folgenden Abstreifen wird die Lösung vom ge- 5 40 q_U/₀

samten Ammoniak befreit; auf diese Weise wird vom NK₁ 140%

Boden des Zersetzers 13 eine wäßrige, im wesent- CO₂ 29*0 °/o

liehen reine Harnstofflösung abgezogen und nach- CO(NH₂);. 170%

folgenden Behandlungsvorgängen über die Leitung H₂O · :—°

14 zugeführt. Das Gemisch aus vom Kopf des Zer- io 100,0 ⁰Zo

setzers 13 kommenden Gasen und Dämpfen, das .

im wesentlichen aus NH₃, Inertgas-Wasserdampf ge- Nach Durchgang des Gemisches im Zersetzer 8

bildet wird, wird über die Leitung 15 zum Konden- ergeben sich die folgenden Zusammensetzungen ;n

sator 17 geleitet; der kondensierte Teil wird über die der Leitung 12:

Leitung 23 in die Leitung 11 gegeben und dann im 15 . 27 0°/

Kreislauf zur Synthesezone rückgeführt, die nicht NH₂ 20»/

kondensierbaren Gase werden über die Leitung 18 . CO., · Anno/

zum Waschturm 19 geführt und treffen im Gegen- CO(NH₂)₂ Tf'"'^e

strom auf die durch die Leitung 24 eingeführte ^O :— '

Waschflüssigkeit. _ao 100,0 %

Vom Boden des Waschturms 19 tritt eine Ammoniaklösung durch die Leitung 22 aus; vom Kopf Die Flüssigkeit der obengenannten Zusammen tritt das gereinigte Inertgas aus, welches über 20 bis setzung wird durch den Zersetzer 13 geleitet, und aus zum Kompressor 21 geführt und über 16 zum Boden der Leitung 14 tritt ein Gemisch der folgenden Zudes Zersetzers 13 für das Abstreifen zurückgeführt as sammensetzung aus: wird.

Eine große Anzahl möglicher Ausfuhrungsformen NH₃ 0,5 »/0

für diese schematische Anordnung sind selbst- CO, "'⁵J

verständlich bei der Vorrichtung zum Reinigen von CO(NH₂J₂ 'S·"'

Inertgas, welches veranlaßt wird, im Zersetzer 13 zu 30 H₂O ■ ^zz'° ^/o

zirkulieren, möglich; selbstverständlich aber auch 100,0% beim Arbeitsdruck der verschiedenen Vorrichtungen

wie z. B. der Synthesevorrichtung 5, den Carbamat- Offensichtlich läßt sich eine ausgezeichnete Reini-

zersetzern 8 und 13, dem Carbamatkondensator 10. _gUng nach einem solchen Verfahren erreichen; eine

Eine wichtige Modifikation des Schemas nach 35 ausgezeichnete Reinigung bedeutet offensichtlich eine

F i g. 1 ergibt sich, indem zum Zersetzer 13 als Ab- ausgezeichnete Rückgewinnung des Produktes, wel-

streifmittel ein von einer äußeren Quelle stammendes ches wicht umgesetzt wurde.

Inertgas geführt wird, welches zur obengenannten Gearbeitet wurde bei einem Synthesedmck von äußeren Quelle im Kreislauf rückgeführt werden 150 kg/cm². In der ersten Stufe wurde Ammoniak als kann, nachdem es einer möglichen Reinigungs- 40 Abstreifmittel verwendet. Die Temperatur der Löbehandlung ausgesetzt wurde. Beispielsweise kann sung am Ausgang des ersten Abstreifers betrug diesem N₂ + 3 H_g zugeführt werden, das aus einer 190° C; die Menge an angewandtem Ammoniak beVorrichtung zur Herstellung eines Gemisches für die trug 200 kg/t gebildeten Harnstoffs. Der zweite Ab-Ammoniaksynthese kommt. streifer wurde mit Stickstoff betrieben, die an-

In diesem Fall werden — es wird auf die Figur 45 gewandte Inertgasmenge betrug 200 kg/t gebildeten Bezvig genommen — die Leitungen Ifi und 16 zweck- Harnstoffs, und die Temperatur der Lösung am Ausmäßig mit solch einer Vorrichtung verbunden, gang aus dem zweiten Abstreifer lag bei 190⁰C.

Es ist in der Tat wünschenswert, daß nahe einer Die in die Synthesevorrichtung rezyklisierte Am-

Vorrichtung für die Harnstoffherstellung eine solche moniumcarbamatmenge betrug 2300 kg/t gebildeten

für die Ammoniaksynthese vorhanden ist. 50 Harnstoffs; die erhaltene Lösung enthielt praktisch

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung. Wo kein Biuret und nur 0,5 Gewichtsprozent Ammoniak

nichts anderes angegeben, handelt es sich bei den sowie 0,5 Gewichtsprozent Kohlendioxid, wie in der

Zahlen um Gewichtsprozent. Tabelle angegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. densiert, in welchem Wasserdampf auf hohem ther-

   Patentanspruch: mischem Niveau erzeugt wird. Da dieser Wasser

   dampf in anderen Teilen der Anlage wiederverwen-

   Verfahren zur Abtrennung und Rückführung det werden kann, wird der Wirkungsgrad gesteigert, der nicht umgesetzten Ausgangsstoffe einer bei 5 Die aus dem Kondensator kommende Phase wird 150 bis 300° C und 50 bis 300 Atmosphären zur Synthesezone im Kreislauf riickgeführt.
   durchgeführten Harnstoffsynthese aus Ammoniak Die flüssige, am Boden des Zersetzers austretende,

   und Kohlendioxid durch thermische Zersetzung praktisch CO_a-freie Phase wird an einen zweiten des Syntheseabstroms in einer ersten Stufe, wei- Zersetzer gegeben, in welchem ein Inertgas (N.,, N₂ tere Zersetzung des in der ersten Stufe erhaltenen io und H₂ und/oder andere) als Abstreifmittel verwenflüssigen Abstroms in einer zweiten Stufe und det wird.

   Abstreifen der nicht umgesetzten Ausgangsstoffe Auch der zweite Zersetzer wird erwärmt und

   mit: Hilfe eines Inertgases, dadurchgekenn- arbeitet im wesentlichen bei Synthesedruck,
   zeichnet, daß man sämtliche Zersetzungs- Der gasförmige, mit NH₃ und H*O gesättigte, aus

   sturen unter praktisch den gleichen, dem Syn- 15 dem zweiten Zersetzer kommende inerte Strom, wird thesedruck entsprechenden Druckbedingungen an einen Kondensator gegeben, in dem Wärme rückdurchführt und in der ersten Stufe mit Hilfe von gewonnen wird, wobei Wasserdampf auf hohem ther-Ammoniak abstreift. mischem Niveau erzeugt wird. Der Teil, der konden

   siert, wird zur Synthesezone im Kreislauf rückao geführt, während der inerte, gegebenenfalls nicht kondensierte Teil einem Waschvorgang zum Wieder-

   gewinnen des noch enthaltenen NH₃ zugeführt wird.

   Aus solch einem Waschvorgang tritt das Inertgas

   praktisch rein aus und, nachdem es wieder kompri-

   25 miert wird, wird zum zweiten Zersetzet, wie vorher

   erwähnt, im Kreislauf rückgeführt.

   Aus der deutschen Patentschrift 1 157 212 ist es Vom Boden des zweiten Zersetzers tritt eine

   bekannt, die nicht umgesetzten Ausgangsstoffe einer wäßrige Lösung von praktisch reinem Harnstoff aus, bei 150 bis 300° C und 50 bis 300 Atmosphären die den weiteren Behandlungen ausgesetzt wird,
   durchgeführten Harnstoffsynthese aus Ammoniak 30 Offen zutage liegt der Vorteil, in jedem Teil der und Kohlendioxid durch thermische Zersetzung des. Vorrichtung bei einem Druck gleich dem Synthese-Syntheseabstroms in einer ersten Stufe, weitere Zer- druck arbeiten zu können. Außer bei hohem Druck setzung des in der ersten Stufe erhaltenen flüssigen zu kondensierenden Dämpfen nämlich, die es ermög-Abstroms in einer zweiten Stufe und Abstreifen der liehen, Wasserdampf zu erzeugen, der in verschienicht umgesetzten Ausgangsstoffe mit Hilfe eines 35 denen Teilen der Anlage verwendet werden kann, Inertgases abzutrennen und rückzuführen. ergibt sich eine beachtliche Vereinfachung der Ver-

   Bei einem solchen Verfahcen ist nun die Biuret- fahrensregelung, und die Anzahl der notwendigen bildung praktisch nicht vollständig zu vermeiden. Vorrichtungen, wenn verschiedene Druckwerte an-

   Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil nun da- gewandt werden, wird vermindert,
   durch behoben, daß man im Gegensatz zu dem be- 40 Da darüber hinaus Rekompressionen nicht notkannten Verfahren sämtliche Zersetzungsstufen unter wendig sind, liegt der Energieverbrauch niedrig, der praktisch den gleichen, dem Synthesedruck ent- in diesem Teil der Vorrichtung auf die notwendigen sprechenden Druckbedingungen durchführt und in Werte für die Zirkulation des Inertgasstromes reduder ersten Stufe mit Hilfe von Ammoniak abstreift. ziert wird.

   Überraschend zeigt es sich, daß bei der Durch- 45 Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung führung des Verfahrens in der jetzt vorgeschlagenen soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert Weise eine wäßrige Lösung von hochreinem Harn- werden, wobei im ersten Zersetzer ein Abstreifen mit stoff erhalten wird, der nur 0,5°/» Ammoniak, 0,5% Hilfe von Ammoniak vorgenommen wird.
   Kohlendioxid und kein Biuret enthält. Die Rückfüh- In der Zeichnung ist das Schema des bereits kurz rung sämtlicher in den Abströmen aus der Synthese- 50 erwähnten Verfahrens dargestellt,
   vorrichtung enthaltenen Verbindungen (Carbamat, Über die Leitungen 1 bzw. 2 wird NH₃ und CO₂

   Carbonate NH₃) durch eine Anordnung, die prak- in die Synthesevorrichtung 5 eingeführt. Die Syntisch beim Synthesedruck arbeitet, ergibt so eine theseprodukte, die im wesentlichen aus Harnstoff, praktisch reine wäßrige Harnstofflösung. Carbamat, NH₃, CO₂ und Wasser bestehen, werden

   Das aus der Harnstoff-Synthesevorrichtung korn- 53 über die Leitung 6 zum ersten Zersetzer im Gegenmende Gemisch aus Harnstoff, Carbamat, Am- strom mit Ammoniak geführt. Dieses Ammoniak wird moniak, Kohlendioxid und Wasser wird an einen aus der Leitung 1 durch die Leitung 3 gezogen, ver-Carbamatzersetzer gegeben, der also im wesentlichen dampft und im Wärmeaustauscher 4 überhitzt und bei Synthesedruck arbeitet. Im Gegenstrom zur ge- über die Leitung 7 in den Zersetzer 8 gegeben,
   nannten Lösung kann ein Strom überhitzten gas- 60 Im Zersetzer 9 erfolgt die Carbamatzersetzung auf form igen Ammoniaks geführt werden, der als söge- Grund der Erwärmung und der Abstreifwirkung des nanntes Abstreifmittel die Gesamterzeugung des Ammoniaks.

   Carbamats begünstigt. Die aus dem Kopf des Zersetzers über die Lei-

   Der Carbamatzersetzer selbst wird erwärmt, um tung 9 kommenden Dämpfe werden zum Kondensa-

   die Zersetzung zu begünstigen. £5 tor 10 geschickt, in welchem Wasserdampf erzeugt

   Der gasförmige, oben am Carbamatzersetzer ab- wifd; die kondensierte Phase wird im Kreislauf durch

   gezogene Strom, der im wesentlichen aus NH₃, CO₂ die Leitung 11 zur Synthesezone rückgeführt.

   und H_aO besteht, wird in einem Kondensator kon- Aus dem Zersetzer 8 tritt über die Leituni» 12 H.v