DE2143583B2 - Process for the production of urea - Google Patents
Process for the production of ureaInfo
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Description
gasen zur Herstellung von Carbamat wird bei niedrigeren Drücken, als es bei der Harnstoffsynthese der FaIl ist, durchgeführt, wobei wäßrige Lösungen, die die Zersetzungsprodukte des Carbamate, das nicht in Harnstoff überführt worden ist, und gegebenenfalls zugesetztes Ammoniak enthalten, verwendet werden.Gases for the production of carbamate are used at lower pressures than in the case of urea synthesis Case is carried out using aqueous solutions that contain the decomposition products of the carbamate, which is not in Urea has been transferred, and optionally contain added ammonia, can be used.
Dann werden die Carbamatzersetzungsprodukte teilweise In der Kolonne, in die die Synthesegase zur Absorption von CO8 eingeführt werden, und teilweise in einer zweiten Kolonne, in die verdünnte Ammoniaklösung als Absorber eingeführt wird, ausgewaschen. Die Lösung, die aus dieser zweiten Kolonne austritt, wird als Absorptionsmittel in die erwähnte erste Kolonne eingeführt.The carbamate decomposition products are then partially washed out in the column into which the synthesis gases are introduced to absorb CO 8 , and partially in a second column into which dilute ammonia solution is introduced as an absorber. The solution emerging from this second column is introduced into the aforementioned first column as an absorbent.
Die Syntheserohgase werden nach der Abtrennung von COj und den darauf folgenden bekannten Behanulungen in die Ammoniaksynthesestufe eingeführt.The crude synthesis gases are after the separation of COj and the subsequent known treatments introduced into the ammonia synthesis stage.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff gefunden, das die oben angegebenen Vorteile in völlig neuartiger Weise neben weiteren Vorteilen ermöglicht.A process for the production of urea has now been found which has the advantages indicated above made possible in a completely new way in addition to other advantages.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff durch Umsetzung der Abgase der Ammoniaksynthese mit Kohlendioxid und Zersetzung des nicht umgewandelten Ammoniumcarbamats mit Hilfe von Ammoniak als Abstreifmittd, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man der Harnstoffsynthese-Vorrichtung neben den nicht in Harnstoff umgewandelten Zersetzungs-Produkten des Carbamats eine konzentrierte Ammoniumcarbamatlösuing zuführt, die man durch Absorption des in den Rohgasen für die Ammoniaksynthese enthaltenen Kohlendioxids mit der konzentrierten Ammoniaklösung, welche durch Absorption der die Ammoniaksynthese-Vorrichtung verlassenden Gase mit Wasser oder einer verdünnten wäßrigen Ammoniaklösung anfällt, erhält, wobei sowohl die Absorption des Ammoniaks als auch des Kohlendioxids in jeweils einem Filmwärmeaustauscher bekannter Bauart nach dem Gegenstromprinzip erfolgt.The invention therefore relates to a method for producing urea by converting the exhaust gases the synthesis of ammonia with carbon dioxide and decomposition of the unconverted ammonium carbamate with the help of ammonia as a scraper, which is characterized in that one of the urea synthesis device In addition to the decomposition products of the carbamate that are not converted into urea, a concentrated ammonium carbamate solution which is supplied by absorption of the carbon dioxide contained in the raw gases for the ammonia synthesis with the concentrated ammonia solution obtained by absorption of the ammonia synthesis device leaving gases with water or a dilute aqueous ammonia solution is obtained, both the absorption of ammonia and carbon dioxide in a film heat exchanger each known design takes place according to the countercurrent principle.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichtThe method according to the invention enables
die Abtrennung des Ammoniaks aus den Abströmen der Ammoniaksynthesevorrichtung durch
eine Wasserabsorption und die direkte Verwendung der auf diese Weis.; erhaltenen Ammoniaklösung
zur Kohlendioxidabtrennung aus dem umgewandelten Gas, das das Carbamat bildet;
die direkte Einführung dieser Lösung, die das gesamte zugeführte CO2 enthält, in die Harnstoff-Synthesevorrichtung
undthe separation of the ammonia from the effluents of the ammonia synthesis device by water absorption and the direct use of the in this way .; obtained ammonia solution for separating carbon dioxide from the converted gas which forms the carbamate;
the direct introduction of this solution, which contains all of the supplied CO 2 , into the urea synthesis device and
einen neuen isobaren Zyklus zur Umwandlung des Carfaamats in Harnstoff, der ebenfalls die Stufe der Zersetzung des nicht umgesetzten Carbamats in Harnstoff umfaßt, wobei die Zersetzungsstufe teilweise aus den italienischen Patert-Schriften 684 929 und 812 030 bekannt ist.a new isobaric cycle for converting the carfaamate into urea, which also has the Comprises the step of decomposing the unreacted carbamate into urea, the decomposition step is known in part from the Italian Patert writings 684 929 and 812 030.
Die Vorteile, die sich durch die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten besonderen Lösungen neben anderen Eigenschaften ergeben, sind aus dem Folgenden genau ersichtlich.The advantages that result from the particular solutions used in the method according to the invention in addition to other properties, can be clearly seen from the following.
So ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine beträchtliche Verminderung der Investitionskosten, da es, wenn andere Bedingungen gleichbleiben, eine geringere Anzahl von Vorrichtungen und geringere Betriebskosten benötigt und den Verbrauch von mechanischer Energie und thermischer Energie pro Tonne hergestellten Harnstoffs deutlich vermindert.Thus, the method according to the invention enables a considerable reduction in investment costs, since, if other conditions remain the same, there will be fewer and fewer devices Operating costs needed and the consumption of mechanical energy and thermal energy per Ton of urea produced significantly reduced.
Bei dem erfindungsgeniäßen Verfahren zur Herstellung von Harnstoff werden die Rohgase der Amrooniaksynthese, die von einer Dampfreinigungsstufe herstammen oder in irgendeiner anderen üblichen Art S und Weise gebildet werden und in denen das Kohlenmonoxid fast vollständig umgewandelt worden ist, auf einen Druck komprimiert, der schwach höher liegt als der für die Harnstoffsynthese erforderliche.In the method of manufacture according to the invention of urea are the raw gases of ammonia synthesis, which are produced by a steam cleaning stage originate or are formed in any other usual way and in which the carbon monoxide has been almost completely converted, compressed to a pressure that is slightly higher than that required for urea synthesis.
Nach der Komprimierung wird difscr Gasstrom, der noch alles Kohlendioxid enthält, das zur Herstellung von Harnstoff erforderlich ist, in den unteren Teil eines vertikalen Röhrenaustauschers geführt, worin er im Inneren der Röhren im Gegenstrom auf eine in Form eines Filmes herabströmende Ammoniaklösung trifft und Carbamat bildet, wobei die Reaktionswärme durch ein Kühlmittel, z. B. Wasser, das zur Beschickung der Heizkessel dient und das um die Mantelseite des Filmaustauschers strömt, abgpführt wird. Die Auswahl einer Vorrichtung dieser Art soll ao keine Beschränkung darstellen, da jeder andere Filmaustauscher ebenfalls verwendet werden kann.After compression, there is a difscr gas stream, which still contains all the carbon dioxide required for production of urea is required, fed into the lower part of a vertical tube exchanger, wherein inside the tubes in countercurrent to an ammonia solution flowing down in the form of a film meets and forms carbamate, the heat of reaction by a coolant, e.g. B. Water that is used to feed the boiler and the Shell side of the film exchanger flows, is discharged. The selection of a device of this type is intended ao not a limitation as any other film exchanger can also be used.
Das gebildete Carbamat tritt in Form einer sehr konzentrierten Lösung, die zur Umwandlung in Harnstoff verwendet wird, aus dem unteren Teil des Austauschers, in dem die Temperatur zwischen 100 und 250°C und der Druck zwischen 100 und 250 kg/cm2 gehalten wird, aus. Eine derartige Umwandlung wird im folgenden beschrieben. Die Absorptionslösung kann auch in den unteren Teil des Austauschers eingeführt werden. Der vom Kohlendioxid befreite Gasstrom, der mit Ammoniak gesättigt ist, wird aus dem oberen Teil des Austauschers geleitet und in einen Kühler geführt, in dem ein Teil des gesättigten Ammoniaks kondensiert und wieder in den Austauscher, vorzugsweise in den unteren Teil des Austauschers eingeführt wird.The carbamate formed comes out of the lower part of the exchanger in the form of a very concentrated solution, which is used to convert it to urea, in which the temperature is kept between 100 and 250 ° C and the pressure between 100 and 250 kg / cm 2 , the end. Such a conversion is described below. The absorption solution can also be introduced into the lower part of the exchanger. The gas stream freed from carbon dioxide and saturated with ammonia is passed from the upper part of the exchanger and fed into a cooler, in which part of the saturated ammonia is condensed and reintroduced into the exchanger, preferably into the lower part of the exchanger.
Das abgekühlte Gas wird, nachdem es in Austauschern vorerhitzt wurde, methanisiert. Am Ende der Methanisierungsstufe wird das Gas nach der Rückgewinnung der durch das Kühlen erhaltenen Wärme in einen weiteren vertikalen Röhrenaustauscher ein- &!ühTt>Jn dem das Gas im Gegenstrom mit einem Wasserfilm einer verdünnten Ammoniaklösung in Berührung kommt, die das in den Gasen enthaltene ή™™0"11* ^0*1^. Dieser ^«tauscher wird ebenfa Is durch ein Kuhlmittel gekühlt, das längs des Mantels derart fließt daß in dem Austauscher eine Temperatur ^von 10 bis 60 C und ein Druck von 100J?18 250 kg/cm« sich ergibt. Auch in diesem FallThe cooled gas is methanized after it has been preheated in exchangers. At the end of the methanation stage, after the heat obtained from cooling has been recovered, the gas is fed into a further vertical tube exchanger . ühTt> J n the gas in counterflow with a water film a diluted ammonia solution contacts that the ή ™™ contained in the gases 0 "11 * ^ 0 * 1 ^. This ^" exchanger ebenfa Is is cooled by a coolant, that flows along the jacket in such a way that a temperature of 10 to 60 ° C. and a pressure of 100 J - 18 250 kg / cm "results in the exchanger, also in this case
Ist die Auswahl der eingesetzten Vorrichtung nicht beschrankend, da jeder Filmwarmeaustauscher entsprechend eingesetzt werden kann. Die Gase, die aus der Ammomaksynthese herrühren treten in diesen Austauscher ein und treffen im Gegenstrom auf WasserI st not the selection of the apparatus used beschrankend since each film heat exchanger can be used accordingly. The gases resulting from the synthesis of Ammomak enter this exchanger and meet water in countercurrent
" °der eine verdünnte Ammoniaklosung die praktisch das 2"anite In den Gasen enthaltene Ammoniak ababsorbiert. "° which a dilute ammonia solution which practically absorbs the 2" anite ammonia contained in the gases.
Aus dem unteren Teil dieses zweiten Austauschers tritt eine sehr konzentrierte Ammoniaklösung (z. B. 75 bis 85 Gewichtsprozent) aus, die als Absorptionsmittel in Hen ersten Schichtaustauscher eingeführt wird, in dem sie unter Bildung von Carbamat CO2 absorbiert.A very concentrated ammonia solution (e.g. 75 to 85 percent by weight) emerges from the lower part of this second exchanger and is introduced into the first layer exchanger as an absorbent, in which it absorbs CO 2 with the formation of carbamate.
In dem Oberteil des zweiten Austauschers ist ein Gasauslaß für einen Teil des Gasstroms, der von der Ammoniaksynthese herrührt, angeordnet, um eine Ansammlung der Inertgase zu vermeiden.In the top of the second exchanger is a gas outlet for part of the gas flow from the Ammonia synthesis originates, arranged to avoid an accumulation of the inert gases.
Das in dieser Weise mit Wasser gesättigte gasför-The gas-bearing which is saturated with water in this way
mige Gemisch wird anschließend durch »Abschrecken« dehnt sich aus und wird genau wie die abgelassenenThe mixture is then "quenched" and expands and becomes just like the drained
mit Ammoniak entwässert, wie es in der DT-OS Inertgase aus der Vorrichtung entnommen und weite-dehydrated with ammonia, as in the DT-OS inert gases taken from the device and further-
2 055 977 beschrieben ist. ren üblichen Behandlungen unterzogen.2,055,977. subjected to common treatments.
Die Oase werden insbesondere dadurch entwässert, Es sei jedoch bemerkt, daß das erfindungsgemäßeThe oasis are in particular drained. It should be noted, however, that the inventive
daß man flüssiges Ammoniak, das sich gut mit der- 5 Verfahren die Möglichkeit, die Ammoniaksynthese beithat one liquid ammonia, which works well with the 5 process, the possibility of ammonia synthesis
artigen Oasen vermischt und teilweise verdampft, in höheren Drücken durchzuführen, nicht ausschließt,like oases mixed and partially evaporated, to be carried out at higher pressures, does not exclude
eine Vorrichtung einführt, die eine große Austausch- obwohl der angegebene Druckbereich bevorzugt ist.introduces a device that has a large exchange- although the specified pressure range is preferred.
Oberfläche zwischen dem Gas und dem Ammoniak Es sei ferner gesagt, daß — falls erforderlich — zwi-Surface between the gas and the ammonia It should also be said that - if necessary - between
ermäglicht. sehen den obenerwähnten zwei Filmaustauschernenables. see the aforementioned two film exchangers
Sowohl die Kondensation, die als eine Folge der io eine fraktionierte Destillation zwischengeschoben wer-Abkühlung durch das adiabatische Verdampfen eines den kann, derartig, daß die in dem ersten der beiden Teils des Ammoniaks hervorgerufen wird, als auch die Austauscher gebildete konzentrierte Ammoniaklösung, Lösung des Ammoniaks selbst, die durch eine große bevor sie als Absorptionslösung in den Austauscher, Austauschfläche zwischen dem Gas und dem Ammo- in dem das Carbamat gebildet wird, geführt wird, niak leicht gemacht wird, bewirken eine Abtrennung »5 einer fraktionierten Destillation nach üblichen Methoder letzten Wasserspuren aus den Gasen, wobei die den unterzogen wird, um flüssiges Ammoniak und Abtrennung bereits zu einem guten Teil in einem Wasser oder eine sehr verdünnte Ammoniaklösung zu Wärmeaustauscher erfolgt, in dem ein Teil der Kühl- erhalten. Das flüssige Ammoniak wird dann vorzugseinheiten des dehydratisierten Gases zurückgewonnen weise in den unteren Teil des zweiten Schichtauswird und in dem das Gas im Gegenstrom zu dem zu ao tauschers geführt, während das Wasser oder die verbehandelnden Gas geführt wird. dünnte Ammoniaklösung am Oberteil des AustauschersBoth the condensation, which interposed a fractional distillation as a consequence of the io-cooling by the adiabatic evaporation of one of the can, such that the in the first of the two Part of the ammonia is produced, as well as the concentrated ammonia solution formed by the exchanger, Solution of the ammonia itself, which is passed through a large before being used as an absorption solution in the exchanger, Exchange surface between the gas and the ammo in which the carbamate is formed is guided, niac is made easy, cause a separation »5 a fractional distillation according to the usual method last traces of water from the gases, which the is subjected to liquid ammonia and Separation already to a large extent in a water or a very dilute ammonia solution Heat exchanger takes place in which part of the cooling is obtained. The liquid ammonia then becomes preferred units the dehydrated gas is recovered in the lower part of the second layer and in which the gas is led in countercurrent to the to ao exchanger, while the water or the treatment Gas is led. thin ammonia solution on the top of the exchanger
Ein kurzes Stück stromabwärts des Ammoniak- eingeführt wird und in Form einer Schicht bzw. einesA short distance downstream of the ammonia is introduced and in the form of a layer or a
berührungspunktes, der z. B. durch ein Venturi-Rohr Films im Gegenstrom zu dem von Kohlendioxid zupoint of contact, the z. B. through a Venturi tube film in countercurrent to that of carbon dioxide
gebildet werden kann, ist ein Gasflüssigkeitsabscheider befreienden Gas fließt.Can be formed, a gas-liquid separator is liberating gas flows.
angeordnet, aus dem die abgekühlten Gase in den oben- »5 Es ist ebenfalls offensichtlich, daß es möglich ist,arranged from which the cooled gases in the above- »5 It is also evident that it is possible
erwähnten Wärmeaustauscher geführt werden und eine nur einen Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens dannmentioned heat exchanger are performed and then only a part of the method according to the invention
sehr konzentrierte Ammoniaklösung austritt, die vor- anzuwenden, wenn an Stelle der sich aus der Ammo-very concentrated ammonia solution escapes, which should be used if instead of the ammonia solution
zugsweise zu der Harnstofflösung zugegeben wird, die niaksynthese ergebenden Gase ein CO2-reiches Gasis preferably added to the urea solution, the niaksynthesis resulting gases a CO 2 -rich gas
— wie es im folgenden beschrieben werden wird — zur Verfügung steht. Tatsächlich ist es neben der- as it will be described in the following - is available. In fact, it's next to that
stromabwärts des Harnstoffreaktors aus der Carb- 30 Ammoniaksynthese und den für die obige Synthesedownstream of the urea reactor from the carb-ammonia synthesis and that for the above synthesis
amatzersetzungsvorrichtung austritt. verwendeten Gasbehandlungen durch VerwendungSubstance decomposition device leaks. used gas treatments by use
Zu einer derartigen abgeschiedenen Lösung wird irgendeiner Ammoniaklösung möglich, wenn HarnstoffTo such a separated solution any ammonia solution becomes possible, if urea
vorzugsweise ebenfalls die schwache Ammoniaklösung hergestellt werden soll, die erfindungsgemäße Carb-preferably also the weak ammonia solution is to be produced, the carb according to the invention
zugegeben, die in dem Wärmeaustauscher gebildet amatbildungsstufe, die erfindungsgemäße Stufe deradded, the amate formation stage formed in the heat exchanger, the stage of the invention
wird, in dem die Kühleinheiten des dehydratisierten 35 Carbamatentwässerung, bei der Harnstoff gebildetis, in which the cooling units of the dehydrated 35 carbamate dehydration, when urea is formed
Gases zurückgewonnen werden. wird, und die erfindungsgemäße Stufe, bei der nichtGas can be recovered. is, and the inventive step in which not
Die in dieser Weise behandelten Gase werden bis entwässertes Carbamat zersetzt wird, zu durchlaufen,The gases treated in this way will pass through until dehydrated carbamate is decomposed,
zum Ammoniaksynthesedruck, der zwischen 100 und Es ist ferner bei dem erfindungsgemäßen Verfahrento the ammonia synthesis pressure, which is between 100 and Es in the process according to the invention
250 kg/cm2 liegt, komprimiert und dann in die ent- möglich, bei wesentlich niedrigeren Drücken, als sie250 kg / cm 2 lies, compressed and then in the Ent- possible, at much lower pressures than them
sprechende Vorrichtung eingeführt. 40 für die Ammoniaksynthese erforderlich sind, zu arbei-speaking device introduced. 40 are required for ammonia synthesis to work
Die Gase, die aus der obigen Vorrichtung austreten, ten. In den meisten Fällen erfolgt bei der Ammoniakwerden abgekühlt und dann in eine Ammoniak- synthese die Abscheidung des Ammoniaks aus den absorptionsvorrichtung und Vorrichtungen zur weite- Syntheseabströmen bei niedrigem Druck durch Konren Behandlung eingeführt. densieren von Ammoniak in Wärmeaustauschern, dieThe gases emanating from the above device are th. In most cases, ammonia occurs when it is released cooled and then in an ammonia synthesis the separation of the ammonia from the absorption device and devices for wide-synthesis effluent at low pressure through cones Treatment introduced. condense ammonia in heat exchangers that
Die frische Carbamatlösung wird zusammen mit 45 durch Verdampfen von Ammoniak gekühlt werden, dem im Kreislauf geführten Carbamat und dem Ammo- Das erfindungsgemäße wirksame Entwässerungsniak in den unteren Teil der Harnstoffsynthesevorrich- system des Recyclisierungsgases gestattet die Abtung in die gleiche Zone eingeführt, in die der Dampf, trennung des Ammoniaks aus den Syntheseabstromder von der Carbamatzersetzung herstammt, einge- gasen in billigerer und wirksamerer Weise, indem man führt wird, wobei die Dämpfe sich kondensieren und 50 auf diese Art und Weise eine Vorrichtung verwenden die zur Ausbildung des thermischen Gleichgewichts kann, die gleichzeitig über eine einzige Oberfläche der Reaktionsvorrichtung erforderliche Wärmemenge einen sehr guten Wärme- und Materialaustausch ergeben. Die Temperatur, die durch die Menge der ermöglicht. Dies gestattet unter anderem, das in den in die Reaktionsvorrichtung eingeführten Dämpfe Kreislauf eingeführte Wasser zweimal zu verwenden, reguliert werden kann, kann sich von 150 bis 2500C 55 zunächst zur Absorption von Ammoniak und dann und der Druck von 100 bis 250 Atmosphären er- zur Bildung der konzentrierten Carbamatlösung, die strecken. Der Harnstoff, die Carbamat- und die Harn- dann zur Umwandlung in Harnstoff verwendet wird. Stofflösung, die aus dem Oberteil der Reaktionsvor- Ein weiteres sehr wichtiges Merkmal des erfindungsr'shtung austreten, werden durch die Schwerkraft gemäßen Verfahrens besteht darin, daß es in vorteil- oder durch eine geeignete Vorrichtung in die Carbamat- 60 hafter Weise möglich wird, die Hauptvorrichtungen Zersetzungsvorrichtung eingeführt, die durch den des Verfahrens, wie die Ammomaksynthesevorrichkondensierenden Dampf erhitzt wird. Es ist ebenfalls tung, den Absorber für das Ammoniak, das aus dieser möglich, verdampftes NH3 zu verwenden, das im Vorrichtung austritt, den CO2-Absorber, in dem das Gegenstrom fließt und als Abstreif mittel dient, wobei Carbamat gebildet wird, die Vorrichtung zur Umwandunter diesen Bedingungen etwas Carbamat und die 65 lung von Carbamat in Harnstoff und die Zersetzungs-Hauptmenge des gelösten Ammoniaks abgestreift vorrichtung für das Carbamat, das nicht in Harnstoff und in die Reaktionsvorrichtung zurückgeführt wer- überführt worden ist, bei im wesentlichen dem gleichen den. Die auf diese Weise erhaltene Harnstofflösung Druck, der zwischen 100 und 150 Atmosphären Hegt,The fresh carbamate solution will be cooled together with 45 by evaporation of ammonia, the circulated carbamate and the ammo , separation of the ammonia from the synthesis effluent resulting from the carbamate decomposition, gasified in a cheaper and more efficient way by conducting, whereby the vapors condense and in this way use a device which can establish the thermal equilibrium that can At the same time, the amount of heat required over a single surface of the reaction device results in a very good exchange of heat and material. The temperature made possible by the amount of. This allows, among other things, to use the water introduced into the vapors circuit introduced into the reaction device twice, to be regulated, from 150 to 250 0 C 55 first for the absorption of ammonia and then and the pressure of 100 to 250 atmospheres. to form the concentrated carbamate solution that stretch. The urea, the carbamate and the urea are then used to convert to urea. Substance solution that emerge from the upper part of the reaction precursors. Another very important feature of the process according to the invention is that it is possible in an advantageous manner or by means of a suitable device in the carbamate-like manner Main devices introduced decomposition device, which is heated by the steam condensing of the process, such as the Ammomaksynthesvorrichtung. It is also device to use the absorber for the ammonia, which is possible from this, evaporated NH 3 , which emerges in the device, the CO 2 absorber, in which the countercurrent flows and serves as a stripping agent, with carbamate being formed device for Umwandunter these conditions somewhat carbamate and 6 5 development of carbamate into urea and the decomposition most of the dissolved ammonia stripped device for carbamate, which returned not in urea and in the reaction apparatus advertising has been transferred, the same at substantially the the. The urea solution obtained in this way has a pressure of between 100 and 150 atmospheres,
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zu betreiben. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, bei um den Ammoniaküberschuß in geeigneter Weise zu
verschiedenen Stufen bei verschiedenen Drücken zu erhöhen, ohne den Druck des Systems zu steigern,
arbeiten. In einem derartigen Fall können die Druck- In einem vorzugsweise isobaren Kreisverfahren, wie
bereiche zwischen 30 und 300 Atmosphären liegen. es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Fall ist,
Weiterhin ermöglicht es der Betriebsdruck — was den 5 wird es möglich, große Ammoniakumwälzungen in
Han; -toffabschnitt des Verfahrens betrifft —, bei dem einem geschlossenen Kreislauf zwischen der Zererfindungsgemäßen
Verfahren und das Einführen der Setzungseinrichtung und der Synthesevorrichtung mit
in der Carbamatzersetzungsvorrichtung gebildeten einer geringen zuzuführenden Wärmemenge zu beGase
direkt in den unteren Teil der Harnstoffsynthese- werkstelligen, wobei die Bedingungen der Ammoniakvorrichtung
neben der Lösung thermischer Probleme io lösung sehr nahe an den kritischen Bedingungen liegen,
einer derartigen Vorrichtung den betreffenden Kon- Derartige Bedingungen erlauben es, in der Synthesedensor
zu beseitigen, der immer einen kritischen Punkt vorrichtung hohe NH3/COj-Verhältnisse, die in dem
in den Harnstoffbetriebseinrichtungen wegen der Bereich von 2:1 bis 12:1 (vorzugsweise 4:1 bis 8 :1)
beträchtlichen Korrosionsprobleme, die in einer der- liegen, auszubilden, wodurch sehr hohe Ausbeuten
artigen Vorrichtung auftreten, darstellt. Wie bereits 15 erhalten werden und die Zufuhr großer Wärmemengen
ausgeführt wurde, kann die Absorption des NH3 aus vermieden wird. Aus den obigen Ausführungen ist erden
Ammoniaksynthesegasen und die Abtrennung des sichtlich, daß das erfindungsgemäße integrierte Ammo-CO2
aus den rohen Ammoniaksynthesegasen unter niak/Harnstoffverfahren es praktisch gestattet, alle
Bildung des Carbamate in irgendeiner Vorrichtung Vorteile, die die Integration der zwei Verfahren
durchgeführt werden, obwohl es bevorzugt ist, daß ao ergeben kann, zu erzielen, wobei sich weitere Vorteile
die schwierige Carbamatbildung in einem Schichtaus- durch eine wesentliche Verminderung der Harnstofftauscher
(Filmaustauscher), d. h. in einer Vorrichtung, Produktionskosten ergeben.to operate. However, it is not excluded, in order to appropriately increase the excess ammonia at different stages at different pressures without increasing the pressure of the system,
work. In such a case, the pressure ranges between 30 and 300 atmospheres, preferably in an isobaric cycle method. it is the case with the method according to the invention, Furthermore, the operating pressure - what the 5 makes it possible to have large ammonia circulations in Han; -toff section of the method concerns - in which a closed circuit between the Zerer invention method and the introduction of the settlement device and the synthesis device with a small amount of heat to be supplied formed in the carbamate decomposition device directly into the lower part of the urea synthesis works, whereby the conditions of the ammonia device In addition to solving thermal problems io solution are very close to the critical conditions, such a device the relevant con Such conditions allow to eliminate in the synthesis sensor, which is always a critical point device high NH 3 / COj ratios, which in the in the urea plant because of the range of 2: 1 to 12: 1 (preferably 4: 1 to 8: 1) considerable corrosion problems that are to develop in one of these, whereby very high yield-like device occurs. As already obtained and the supply of large amounts of heat has been carried out, the absorption of the NH 3 from can be avoided. From the above, the ammonia synthesis gases and the separation of the ammonia synthesis gases can be seen that the inventive integrated Ammo-CO 2 from the crude ammonia synthesis gases under the nia / urea process practically allows all the formation of the carbamate to be carried out in any device that benefits the integration of the two processes , although it is preferred that ao can result, with further advantages arising from the difficult carbamate formation in a bed by a substantial reduction in urea exchangers (film exchangers), ie in one device, production costs.
die einen wirksamen Wärme- und Material-Austausch An Hand der in der Zeichnung dargestellten bevorauf einer einzigen Oberfläche ermöglicht, durchge- zugten Ausführungsform wird die Erfindung im folgenführt wird, wobei dies auch für die Ammoniak- as den beispielsweise näher erläutert. Dies betrifft den absorption gilt. allgemeineren Fall, bei dem die behandelten Gase, diethe effective heat and material exchange on the basis of those shown in the drawing before allows a single surface, the continuous embodiment, the invention is carried out below is, this also explained in more detail for the ammonia as the example. This concerns the absorption applies. more general case where the gases treated, the
Die Carbamatbildungswärme wird hauptsächlich Rohgase sind, von einer Ammoniaksynthese her-The heat of carbamate formation will mainly be raw gases from an ammonia synthesis.
du.oh Vorerhitzen von z. B. Wasser zurückgewonnen, rühren.du.oh preheating of z. B. Recovered water, stir.
das in die Heizkessel eingeführt wird und das außer- Das rohe Synthesegas, das das gesamte für die Harnhalb der Röhren im Strom mit dem Flüssigkeitsfilm 30 Stoffbildung erforderliche Kohlendioxid enthält, wird fließt, um ihn auf eine Temperatur, die höher liegt als auf einen Druck, der geringfügig höher liegt, als er für die Temperatur der Carbamatkristallisation, zu halten. die Harnstoffsynthese erforderlich ist, komprimiertthat is introduced into the boilers and the extra- The raw synthesis gas, all of which for the urine the tubes in the flow with the liquid film 30 contains the necessary carbon dioxide to form flows to it at a temperature which is higher than at a pressure which is slightly higher than it is for the temperature of the carbamate crystallization. urea synthesis is required, compressed
Das Trocknen der feuchten Synthesegase erfolgt, und dann über die Leitung 1 in den unteren Teil desThe drying of the moist synthesis gases takes place, and then via line 1 in the lower part of the
indem man einen Teil des in den Harnstoffabschnitt Austauschers 2 eingeführt. Diese Vorrichtung ist imby inserting part of the exchanger 2 in the urea section. This device is in
zurückzuführenden Ammoniaks verwendet, wodurch 35 wesentlichen ein Filmaustauscher, in dem das umge-ammonia to be returned is used, which essentially creates a film exchanger in which the
die für die Ammoniakabtrennung erforderliche Ener- wandelte Gas, das innerhalb der Röhren fließt, mitthe energy required for ammonia separation is converted into gas that flows inside the tubes
gie eingespart wird und eine entsprechende Einspritz- einer Schicht aus einer Ammoniaklösung in Berührungenergy is saved and a corresponding injection of a layer of an ammonia solution in contact
pumpe nicht benötigt wird. kommt, wodurch das Carbamat gebildet wird. Diepump is not required. comes, whereby the carbamate is formed. the
Der Harnstoffzyklus wurde so ausgelegt, daß Nach- Reaktionswärme wird z. B. durch Zirkulieren vonThe urea cycle was designed so that post-reaction heat is z. B. by circulating
teile, wie das NichtVorhandensein der Bildungswärme 4° Heizkesselbetriebswasser außerhalb der Röhren ab-parts, such as the absence of the heat of formation 4 ° boiler process water outside the pipes.
des Carbamats in der Vorrichtung und das Einführen geführt. Das dazu verwendete Wasser wird über dieof the carbamate in the device and the introduction. The water used for this is via the
einer großen Wassermenge in den Zyklus beseitigt Leitung 32 eingeführt und tritt aus der Leitung 33 aus.a large amount of water is eliminated in the cycle, line 32 is introduced and exits line 33.
werden. Es wird eine sehr konzentrierte Carbamatlösung ge-will. A very concentrated carbamate solution is produced
Tatsächlich muß wegen des Fehlens der Carbamat- bildet, die über die Leitung 23 in die Harnstoffsyn-In fact, because of the lack of the carbamate that forms via line 23 in the urea syn-
bildungswärme die Synthesevorrichtung durch eine 45 thesevorrichtung geführt wird.heat of formation the synthesis device is passed through a thesis device.
äußere Wärmequelle im thermischen Gleichgewicht Das von Kohlendioxid befreite Gas, das Spurerexternal heat source in thermal equilibrium The gas freed from carbon dioxide, the spurer
gehalten werden. Der bequemere Weg, die erforderliche von CO2 enthält und mit Ammoniak gesättigt isibeing held. The more convenient way that contains the required of CO 2 and is saturated with ammonia
Wärme zuzuführen, besteht in der Verwendung des (dadurch, daß es mit Ammoniak in Berührung kommt,Adding heat consists in using the (by coming into contact with ammonia,
Wärmegehaltes der Dämpfe, die aus der Carbamat- neigt das Gas dazu, mit Ammoniak gesättigt zu sein),Heat content of the vapors coming from the carbamate - the gas tends to be saturated with ammonia),
Zersetzungsvorrichtung austreten, indem man diese 5c wird über die Leitung 3 in die Kühleinrichtung A Exit decomposition device by placing this 5c via line 3 into cooling device A.
Gase direkt in die Synthesevorrichtung einführt. Auf geführt, in der ein Teil des Ammoniaks kondensieriIntroduces gases directly into the synthesizer. On performed in which part of the ammonia condenses
diese Weise werden sowohl die Reaktionsteilnehmer- und über die Leitung 27 in den Austauscher 2 zurück-In this way, both the reactants and, via line 27, are returned to exchanger 2.
Vorerhitzungsstufe als auch die Carbamatkonden- geführt wird. Das abgekühlte Gas wird dann methani·Preheating stage as well as the carbamate condensate is performed. The cooled gas is then methane
sationsstufe beseitigt, wodurch das Harnstoffsynthese- siert, um das CO und das CO2, die darin enthaltersationsstufe eliminated, whereby the urea syntese- siert to the CO and the CO 2 contained in it
verfahren beträchtlich vereinfacht wird, indem ledig- 55 sind und Gifte für den Ammoniaksyntbesekatalysatoiprocess is considerably simplified by being single and poisons for the ammonia synthesis catalyst
lieh die Synthesevorrichtung und die Carbamat- darstellen, zu beseitigen. Durch die Leitung 5 wireborrowed the synthesizer and the carbamate represent to eliminate. Through the line 5 wire
Zersetzungsvorrichtung erforderlich sind. Das ther- dieses Gas in den Vorerhitzer 6 geführt, in dem es miiDecomposition device are required. The ther- this gas passed into the preheater 6, in which it mii
mische Gleichgewicht des umgesetzten Harnstoffs dem methanisierten Gas erhitzt wird. Es wird dammix equilibrium of the reacted urea is heated to the methanated gas. It will be dam
kann gewünschtenfalls durch Verändern der in der nach einer weiteren Vorerhitzung in den Wärmeauscan, if desired, by changing the in after further preheating in the heat
Synthesevorrichtung zurückgeführten Menge an Carb- 60 tauscher 7 und dann in die Vorrichtung 8, in der duSynthesis device returned amount of carb exchanger 7 and then into the device 8, in which you
amatzersetzungsdämpfen variiert werden. Weiterhin Methanisierung stattfindet, fiberführt. Das methaniat decomposition vapors can be varied. Methanation continues to take place. The methani
beeinflussen die Einführung des zur Bildung der Ammo- sierte Gas wird nach der Wärmerückgewinnung iiaffect the introduction of the ammosed gas is formed after the heat recovery ii
niaklösung erforderlichen Verfahrenswassers und an- dem Vorerhitzer 6 (der für den die Vorrichtung Jniaklösung necessary process water and at the preheater 6 (the one for which the device J
schließend die frische Carbamatlösung das NH3/CO8- verlassenden Strom einen Vorkühler darstellt) in denthen the fresh carbamate solution (the NH 3 / CO 8 - leaving stream represents a precooler) into the
Verhältnis und ergeben bei gleicher Temperatur eine 65 Kühler 9 weiter abgekühlt und zusammen mit denRatio and result at the same temperature a 65 cooler 9 further cooled and together with the
Verminderung der Ausbeute. Dies tritt jedoch nicht aus der Synthesevorrichtung 20 austretenden, in denDecrease in yield. However, this does not occur in the exiting synthesis device 20
ein, wenn erfindungsgemäß die größere in der Synthese- Kühler 22 gekühlten Gas in den Filmabsorber ΐ, a, if according to the invention the larger gas cooled in the synthesis cooler 22 in the film absorber ΐ,
vorrichtung vorhandene Wassermenge verwendet wird, geführt, in dem das in dem Gas enthaltene Ammonia]device available amount of water is used, in which the ammonia contained in the gas]
9 109 10
durch eine über die Leitung 28 eingeführte Schicht aus ist, verdampftes Ammoniak als Abstreifmittel in dieby a layer introduced via line 28, evaporated ammonia as a stripping agent into the
Wasser oder einer verdünnten Ammoniaklösung, die Zersetzungseinrichtung einzuführen, ist die Leitung 39Water or a dilute ammonia solution to introduce the decomposition device is line 39
innerhalb der Röhren abwärts strömt, absorbiert wird. überflüssig.flows downwards inside the tubes, is absorbed. superfluous.
Die Reaktionswärme wird durch Kühlwasser, das Das folgende Beispiel soll die vorliegende ErfindungThe heat of reaction is generated by cooling water which The following example is intended to make the present invention
über die Leitung 30 eintritt und aus der Leitung 31 5 unter Bezug auf die Zeichnung weiter erläutern.enters via the line 30 and from the line 31 5 further explain with reference to the drawing.
austritt und durch die Leitungen fließt, abgeführt. . .escapes and flows through the lines. . .
Das von Ammoniak befreite Gas wird über die Lei- BeispielThe gas freed from ammonia is on the Lei example
tung 13 in die Kühlgewinnungsvorrichtung 14 über- Es wurde eine Betriebseinrichtung mit einer Tages-device 13 in the cooling recovery device 14 over - It was an operating facility with a day
führt, in der die Kondensation einer verdünnten kapazität von 10001 verwendet, wobei 9901 Ammo-leads in which the condensation uses a dilute capacity of 10001, with 9901 Ammo
Ammoniaklösung durchgeführt wird, die über die ι ο niak pro Tag in Ammoniumcarbamat überführtAmmonia solution is carried out, which is converted into ammonium carbamate via the ι ο nia per day
Leitungen 49 und SO in die Leitung 47 geführt wird, wurden, das zu 17001 Harnstoff pro Tag verarbeitetLines 49 and SO are led into line 47, which processed to 17001 urea per day
und das zusätzlich in dem Venturi-Rohr 15 mit Hilfe wurde, und wobei 10 t Ammoniak pro Tag für andereand that was additionally in the venturi tube 15 with the help of, and with 10 tons of ammonia per day for others
von eingeführtem flüssigem Ammoniak über die Zwecke eingesetzt wurden.of imported liquid ammonia were used on the purpose.
Leitung 24 gekühlt und getrocknet wird. Das gesamte In den Austauscher 2 wurden eingeführt:Line 24 is cooled and dried. All of the following have been introduced into exchanger 2:
vorhandene Wasser wird durch Ammoniak abgetrennt 15 Über die Leitung 1 rohes Synthesegas unter fol-existing water is separated by ammonia 15 Via line 1 raw synthesis gas under the following
und in Form einer konzentrierten Ammoniaklösung genden Bedingungen:and in the form of a concentrated ammonia solution, the following conditions:
aus dem Abscheider 16 über die Leitung 25 abgelassen. Durchsatz 151 900 Nm'/Std.drained from the separator 16 via the line 25. Throughput 151 900 Nm '/ hour
Diese konzentrierte Ammoniaklösung wird über die Druck 200 ke/crn3 absThis concentrated ammonia solution is over the pressure 200 ke / cm 3 abs
Leitung 50 in die Leitung 47 eingeführt. Das getrock- Temperatur 1250CLine 50 inserted into line 47. The getrock temperature 125 0 C
nete Gas wird nach der Kühlgewinnung in der Vor- ao Zusammensetzung·'nete gas is after the cooling recovery in the pre ao composition · '
richtung 14 über die Leitung 17 zu den Kreislaufkom- H *' 61 22 Volumprozent direction 14 via line 17 to the circulatory system H * '61 22 percent by volume
pressoren 18 und von dort über die Leitung 19 in die qq q 3g Volumprozentpressors 18 and from there via line 19 into the qq q 3 g volume percent
Synthesevorrichtung IiO geführt. Die Abgase werden ^q YJ 1\ VolumprozentSynthesis device IiO out. The exhaust gases are ^ q YJ 1 \ percent by volume
über die Leitung29 aus dem Schichtabsorber 12 ^V.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. l&S Volumprozentvia line 29 from the layer absorber 12 ^ V. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '. l & S percent by volume
ff·2" u L- ♦ »ι- α λ *5 CH4 0,50 Volumprozentff · 2 "u L- ♦» ι- α λ * 5 CH 4 0.50 percent by volume
Die Carbamatkonzentratlosung aus dem Aus- A 0,24 VolumprozentThe carbamate concentrate solution from the A 0.24 volume percent
tauscher 2 wird mit einer über die Leitung 48 zugeführten Carbonatlöüung vermischt und über die Lei- Über die Leitung 26 eine Ammoniaklösung mit foltung 34 in den Unterteil der Vorrichtung 35 eingeführt. genden Eigenschaften:Exchanger 2 is supplied with a via line 48 Carbonate solution mixed and via the line 26 an ammonia solution with folung 34 introduced into the lower part of the device 35. properties:
Über die Leitung 43 wird ferner das aus anderen 30 Durchsatz 78 350 kg/StdThe line 43 is also used from other 30 throughput 78 350 kg / hour
Stufen recyclisierte Ammoniak in den unteren Teil der Zusammensetzung·'Stages recycled ammonia in the lower part of the composition · '
Synthesevorrichtung eingeführt. Dieser Ammoniak- NH " ?g g Gewichtsprozent Synthesis device introduced. This ammonia NH " ? Gg percent by weight
strom wird in zwei Strome aufgeteilt, wobei ein Strom H 0 21 2 Gewichtsprozentstream is divided into two streams, one stream H 0 21 2 percent by weight
über die Leitung 24 in das Venturi-Rohr 15 zum Ent- Temperatur 450CVia the line 24 into the Venturi tube 15 to the Ent- temperature 45 0 C
wässern durch Abschrecken eingeführt wird, während 35watering is introduced by quenching, while 35
der andere Strom in dem Austauscher 41, in den er Über die Leitung 27 flüssiges Ammoniak unter fol-the other stream in the exchanger 41, in which it via the line 27 liquid ammonia under the following
über die Leitung 42 eingeführt wird, verdampft wird genden Bedingungen:is introduced via line 42, is evaporated lowing conditions:
und der dann teilweise über die Leitung 39 in die Durchsatz 8 500 kg/btdand then partially through the line 39 in the throughput 8 500 kg / btd
Carbamatzersetzungsvnrrichtung 38 geführt wird, in Temoeratur 40° CCarbamate decomposition device 38 is carried out in temperature 40 ° C
der NH3 als Abstreifmittel verwendet wird und das 40the NH 3 is used as a stripping agent and the 40th
teilweise über die Leitung 40 in den unteren Teil der Aus dem Austauscher 2 wurde folgendes abgezogen: Reaktionsvorrichtung 35 eingeführt wird. Über die Leitung 23 eine Carbamat- und Ammoniak-Aus dem Oberteil der Synthesevorrichtung werden Lösung mit folgenden Eigenschaften: über die Leitung 36 die Inertgase abgelassen, während Temperatur 150° C aus der Leitung 37 eine Lösung aus Harnstoff, Wasser 45 Durc P hsatz ,\\\\\\'\ m 050 kg/Std und Carbamat mit einem großen Überschuß an Am- Zusammensetzune·partly via line 40 into the lower part of the From exchanger 2, the following was withdrawn: Reaction device 35 is introduced. A carbamate and ammonia from the top of the synthesizer solution with the following properties via line 23: discharged via the line 36, the inert gas, while the temperature of the line 37, a solution of urea, water 45 Pieter P hsatz 150 ° C, \ \\\\\ '\ m 0 50 kg / hour and carbamate with a large excess of Am- composition
moniak austritt und in die Zersetzungseinrichtung 38 NH2COONH4.. 80,00 Gewichtsprozentmoniak escapes and into the decomposition device 38 NH 2 COONH 4 .. 80.00 percent by weight
eingeführt wird, m der sie im Gegenstrom zu ver- NH <■ Qn /-.„.; t,t _ _t is introduced, in which it is converted in countercurrent to NH <■ Qn / -. ".; t, t _ _ t
dampftem Ammoniak fließt, das über die Leitung 39 „*3? Λ ?™ S Ε« ™ίsteamed ammonia flows via line 39 “* 3? Λ ? ™ S Ε «™ ί
λ „ . . , ' _„ . ,„. . jD. Xl2VJ 14,10 Gewichtsprozent λ ". . , '_ ". , ". . j D. Xl 2 VJ 14.10 percent by weight
in die Zersetzungsemnchtung 38 eingeführt wird. In 50 ' r is introduced into the decomposition device 38. In 50 ' r
den Mantel der Zersetzungseinrichtung 38 wird ein Über die Leitung 3 ein von Kohlendioxid befreitesthe jacket of the decomposition device 38 is a via line 3 a freed from carbon dioxide
Heizmittel eingeführt, das über die Leitung 45 eintritt Gas mit folgenden Eigenschaften:Heating means introduced, which enters via line 45, gas having the following properties:
und über die Leitung 46 austritt. Auf diese Weise Durchsatz 154QnnNm3/<?Mand exits via line 46. In this way throughput 154QnnNm3 / <? M
rindet sowohl auf Grund des Abstreifeffektes des ver- Temperatur 75°^rinds both due to the wiping effect of the temperature 75 ° ^
dampften Ammoniaks als auch auf Grund der zu der 55 Druck 199 9 ke/cm2 absvaporized ammonia as well as due to the pressure of 199 9 ke / cm 2 abs
aus der Synthesevorrichtung eingeführten Lösung Zusammensetzung:" 'Solution introduced from the synthesizer Composition: "'
^geführten Wärme eine Zersetzung der Hauptmenge H * «jß Volumprozent^ out heat decomposition of the bulk of H * "JSS volume percent
des vorhandenen Carbamate und dessen Abrunrung pO n ,„ vniimnrm r>tof the carbamate present and its curvature p O n , "vniimnrm r> t
in Form einer Gasphase als NH3 und CO2 zusammen {£ ; |; 11;;;;;;;; ^g ν^οϊηίin the form of a gas phase as NH 3 and CO 2 together {£; |; 11 ;;;;;;;; ^ g ν ^ οϊηί
mit großen Mengen Ammoniakdampf ein. Über die 60 CH 49 Volum£rozent with large amounts of ammonia vapor. Over the 60 CH 49 percent by volume
Leitung 44 werden die durch den Ammoniakstroft ^ ^ Vohun£rozent Line 44 will be defined by the Ammoniakstroft ^ ^ £ Vohun rcent
getragenen Carbamatzersetzungsprodukte m den un- NH 19 3Q Volum£rozent Carbamate decomposition products carried in the un- NH 19 3Q volume percent
teren Teil der Synthesevornchtung 35 eingeführt. Die v Upper part of the Synthesevornchtung 35 introduced. The v
wäßrige Harnstoff lösung, die das im Gleichgewicht Die Reaktionswärme von 14 500 000 kcal/Std. wurd( befindliche Ammoniak löst und praktisch carbamat- 65 durch Vorerhitzen des Heizkesselbeschickungswasseraqueous urea solution, which in equilibrium The heat of reaction of 14,500,000 kcal / hour. would( The ammonia present dissolves and practically carbamate 65 by preheating the boiler feed water
frei ist, wird über die Leitung 47 abgezogen und den auf 1400C zurückgewonnen.is free, is removed via line 47 and recovered to 140 0 C.
weiteren Behandlungen zugeführt. In dem Fall, da wie In den Austauscher 12 wurden folgende Materialieifurther treatments supplied. In the case where as In the exchanger 12, the following materials were used
oben bereits ausgeführt wurde, es nicht erforderlich eingeführt:has already been mentioned above, it is not necessary to introduce:
11 1211 12
Über die Leitung 11 Gase aus der Syrithesevorrich- Durchsatz 521 000 Nm3/Std.Via the line 11 gases from the Syrithesevorrich- throughput 521,000 Nm 3 / hour.
tung unter folgenden Bedingungen: Druck 195 kg/cm2 abs.tion under the following conditions: pressure 195 kg / cm 2 abs.
Durchsatz 466(XX) Nm3/Std. Temperatur -170CThroughput 466 (XX) Nm 3 / h Temperature -17 0 C
Druck 198 kg/cm* abs. Zusammensetzung:Pressure 198 kg / cm * abs. Composition:
Temperatur 40° C 5 g· ^6,00 GewichtsprozentTemperature 40 ° C 5 g * ^ 6.00 percent by weight
Zusammensetzung: JJ· 22>™ GewichtsprozentComposition: JJ · 22 > ™ weight percent
H2 56,12 Volumprozent ^H4 7,85 Gewichtrp-ozentH 2 56.12 percent by volume; H 4 7.85 percent by weight
N2 18,71 Volumprozent Argon 2,15 GewichtsprozentN 2 18.71 percent by volume argon 2.15 percent by weight
CH4 S,77 Volumprozent ^H3 2,00 GewichtsprozentCH 4 S, 77 volume percent ^ H 3 2.00 weight percent
Argon 2,40 Volumprozent l0 H«° ^3 PPm Argon 2.40 percent by volume 10 H «° ^ 3 PP m
NH3 14,00 VolumprozentNH 3 14.00 volume percent
Über die Leitung 10 methanisiertes Gas mit fol- Dieses Gas wird nach der Rückgewinnung der Kühl-Via line 10 methanated gas with fol- This gas is after the recovery of the cooling
genden Eigenschaften: einheiten in der Einrichtung 14 mit Hilfe des Kom-properties: units in the device 14 with the help of the com-
15 pressors 18 auf einen Druck von 207 kg/cma abs.15 pressors 18 to a pressure of 207 kg / cm a abs.
Durchsatz 141 060 Nm3/Std. komprimiert und die Syntheseeinheit 20 eingeführt.Throughput 141 060 Nm 3 / hour compressed and the synthesis unit 20 introduced.
Druck '^o at Die Carbamatentwässerungsvorrichtung 35, die beiPressure '^ o at the carbamate dehydrator 35, which at
Temperatur 4O0C einem Druck von 195 kg/cm2 betrieben wird und eineTemperature 40 0 C a pressure of 195 kg / cm 2 is operated and a
Zuspmmensetzung: 70%ige Konversion (Umwandlung) ermöglicht, wirdComposition: 70% conversion (conversion) is made possible
H2 64,26 Volumprozent ao mjt folgendem beschickt:H 2 64.26 percent by volume ao m j t charged with the following:
N2 21,37 Volumprozent Uoer die Leitung 23 die obengenannte Carbamates 0,94 Volumprozent uncj Ammoniaklösung, über die Leitung 48 die Carbo-N 2 21.37 percent by volume U or the line 23 the above-mentioned carbamates 0.94 percent by volume unc j ammonia solution, via the line 48 the carbon
Argon 0,25 Volumprozent natumlauflösung mit folgenden Eigenschaften:Argon 0.25 percent by volume natural circulation solution with the following properties:
NH3 13,18 VolumprozentNH 3 13.18 volume percent
n. ,. T . „o ,,, . , , „ *5 Durchsatz 39 950 kg/Std. n . ,. T. " O ,,,. ,, "* 5 throughput 39 950 kg / hour.
Über die Leitung 28 Wasser unter folgenden Be- Temoeratur 1000CVia line 28. Water under the following loading Temoeratur 100 0 C.
din8ungen: Zusammensetzung:" din 8 un g s: Composition "
Durchsatz 16 290 kg/Std. CO2 30,9 GewichtsprozentThroughput 16 290 kg / h CO 2 30.9 percent by weight
Temperatur 4O0C NH3 39,0 GewichtsprozentTemperature 4O 0 C NH 3 39.0 weight percent
. . . , . „ . . . , Ot .. 30 H2O 30,1 Gewichtsprozent. . . ,. ". . . , Ot .. 30 H 2 O 30.1 percent by weight
Aus dem Austauscher 12 wurden folgende StromeThe following streams were generated from exchanger 12
abgeführt:discharged:
Über die Leitung 13 Synthesegas mit folgenden über die Leitung 40 Ammoniak unter folgenden BeEigenschaften: dingungen:Via line 13 synthesis gas with the following ammonia via line 40 with the following properties: conditions:
Durchsatz 513 600 Nm3/Std. 35 Throughput 513 600 Nm 3 / hour 35
Druck 197,8 at Durchsatz 34 780 kg/Std.Pressure 197.8 at throughput 34 780 kg / h
Temperatur 45° C Temperatur 1400CTemperature 45 ° C Temperature 140 0 C
Zusammensetzung:Composition:
H2 67,01 Volumprozent ... .... .. „,.. ... . -7H 2 67.01 percent by volume ... .... .. ", .. .... -7
N 22,34 Volumprozent *° uber die. Le>tunS *J DamPfe· d'e .aus der c Zer-N 22.34 percent by volume * ° over the . Le > tun S * J Dam P fe · d ' e . from the c Zer -
qIi 7 97 Volumprozent Setzungseinrichtung 38 austreten und folgende Eigen- qIi 7 97 volume percent settlement device 38 emerge and the following properties
7 97 Volumprozent 7 97 percent by volume
Argon .......Υ... 2!,18 Volumprozent schaften aufweisen: Argon ....... Υ ... 2 ! , 18 percent by volume:
NH3 0,50 VolumprozentNH 3 0.50 percent by volume
Wasser 200 kg/Std. Durchsatz 117 370 kg/Std.Water 200 kg / hour Throughput 117 370 kg / h
.. ,. T . „„ Λ1 . , , . 45 Temperatur 1900C..,. T. "" Λ1 . ,,. 45 temperature 190 0 C
Uber die Leitung 29 Abgas mit folgenden Eigen- Zusammensetzung:Via line 29 exhaust gas with the following inherent composition:
schaften: CO2 7,9 Gewichtsprozent properties: CO 2 7.9 percent by weight
Durchsatz 13100 Nm3/Std. NH3 85,3 GewichtsprozentThroughput 13100 Nm 3 / hour NH 3 85.3 percent by weight
Zusammensetzung: H2O 6,8 GewichtsprozentComposition: H 2 O 6.8 percent by weight
H2 64,93 Volumprozent 5°H 2 64.93 volume percent 5 °
CH 10'15 Volumprozent Aus dieser VorricntunS tritt über die Leitung 3ΊCH 10 '15 percent by volume From this Vorricntun S occurs via the line 3Ί
Argon '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 2,7% Volumprozent eine Harnstoff-Lösung mit folgenden EigenschaftArgon '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '. 2.7% by volume of a urea solution with the following properties
NH3 0,50 Volumprozent aus: NH 3 0.50 percent by volume from:
Über die Leitung 26 eine Ammoniak-Lösung mit Durchsatz 309 545 kg/Std.Via line 26, an ammonia solution with a throughput of 309,545 kg / hour.
den vorstehend angegebenen Charakteristika: Temperatur 1800Cthe characteristics given above: temperature 180 0 C.
Das feuchte Synthesegas wird in 14 auf -80C ge- Zusammensetzung:'The moist synthesis gas is in 14 to -8 0 C. Composition: '
kühlt (über die Leitung 49 werden 325 kg/Std. einer c0 7 2 Gewichtsprozentcools (via line 49 325 kg / h. of a c0 7 2 percent by weight
Ammoniak-Lösung abgeführt, die 40 Gewichtsprozent 60 ^-^ 51 3 GewichtsprozentAmmonia solution discharged, the 40 percent by weight 60 ^ - ^ 51 3 percent by weight
Ammoniak enthält) und weiter auf -170C gekühlt, H Q 3 '.'.'.'.'/'''''] ^5 GewichtsprozentContains ammonia) and further cooled to -17 0 C, HQ 3 '.'. '.'. '/'''''] ^ 5 percent by weight
durch Einleiten von 6145 kg/Std. flüssigem Ammoniak, Harnstoff 23,0 Gewichtsprozentby introducing 6145 kg / hour. liquid ammonia, urea 23.0 percent by weight
das fast völlig verdampft (die letzten Wasserspurenthat almost completely evaporates (the last traces of water
werden über die Leitung 25 in Form von 68 kg/Std.are via line 25 in the form of 68 kg / hour.
einer Ammoniaklösung abgeführt, die 87 Ccwichts- 65 Aus der Zersetzungsvorrichtung 38 tritt über dian ammonia solution discharged, the 87 Ccwichts- 65 from the decomposition device 38 passes over di
prozent Ammoniak enthält). Am Ausgang des Ab- Leitung 47 die Harnstofflösung, die in die EndbehaTidpercent ammonia). At the outlet of the discharge line 47, the urea solution, which is in the EndbehaTid
scheiders 16 erhält man ein Gas mit den folgenden lungsstufe überführt wird und die die folgenden EigenScheider 16 you get a gas with the following treatment stage is transferred and the following property
Eigenschaften: schaften aufweist, aus:Properties: has properties from:
13 1413 14
Durchsatz 192 175 kg/Std. Die in der Zersetzungseinrichtung 38 erforderlicheThroughput 192 175 kg / h The one required in the decomposition device 38
Temperatur 220° C Wärme wird durch die Zuführung von 55 000 kgTemperature 220 ° C heat is achieved by adding 55 000 kg
Zusammensetzung: Dampf pro Stunde mit einem Druck von 40 kg/cma Composition: steam per hour at a pressure of 40 kg / cm a
CO, 6,8 Gewichtsprozent über die Leitung 45 zugeführt.CO, 6.8 percent by weight fed via line 45.
NHj 30,5 Gewichtsprozent 5 In dem vorliegenden Beispiel wurde kein ver-NHj 30.5 percent by weight 5 In the present example, no
H1O 25,7 Gewichtsprozent dampftes NH3 über die Leitung 39 in die Zersetzungs-Harnstoff 37,0 Gewichtsprozent einrichtung 38 eingeführt.H 1 O 25.7 percent by weight of vaporized NH 3 is introduced into the decomposition urea 37.0 percent by weight device 38 via line 39.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (2)
Itoff über die Synthese dieser beiden genannten Pro*- Die Rohgase für die Ammoniaksynthese werdencarried out. For this purpose, an operating facility for ammonia is set up, to which an aqueous solution that produces liquid ammonia, which gives rise to carbon dioxide as decomposition products of the unconverted carb byproduct, is used and added 40 amats. Such a decomposition is carried out in another facility for the production of urine at low pressure.
Itoff on the synthesis of these two mentioned pro * - The raw gases for the ammonia synthesis are
einrichtungen ergibt. Aus der Tatsache, daß das hergestellte Ammoniak,products used. In any case, in which the end after the absorption of the CO 1 and after further Beprodukt is mainly urea, ammonia can act for the ammonia synthesis, which at high is referred to as an intermediate product, whereby 45 pressure, especially at a pressure between 400 die Possibility of integrating the two operating and 500 kg / cm 2 is used,
facilities results. From the fact that the ammonia produced,
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