JP2002531434A - 尿素プラント中へのメラミン排ガスの導入方法 - Google Patents

尿素プラント中へのメラミン排ガスの導入方法

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JP2002531434A
JP2002531434A JP2000585208A JP2000585208A JP2002531434A JP 2002531434 A JP2002531434 A JP 2002531434A JP 2000585208 A JP2000585208 A JP 2000585208A JP 2000585208 A JP2000585208 A JP 2000585208A JP 2002531434 A JP2002531434 A JP 2002531434A
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コウファル ゲルハルト
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アグロリンツ メラミン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/12Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds combined with the synthesis of melamine

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Abstract

(57)【要約】 メラミンプラントに由来する、本質的にNHおよびCOからなる排ガスを、エジェクタを用いて尿素プラントの高圧部分中に導入することよりなる、尿素の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、メラミン排ガスを、エジェクタを用いて尿素プラント中に導入する
ことに関する。
【0002】 メラミン合成の際に生じる、殊にNHおよびCOからなる排ガスは、通常
、尿素の製造に使用される。この場合、好ましくは、排ガスは、メラミンプラン
トから直接に尿素プラント中に移され、そこでこの排ガスは、例えばカルベメー
ト流中で吸収され、反応器中にさらに輸送される。排ガス導入の改善された合理
的な経済的方法は、K. Abe他, Kagaku Kogaku 40, 298-302 (1976)に記載されて
おり、この場合排ガスは、場合によっては尿素洗浄器中での残留メラミンの除去
後に直接に不変のまま乾燥状態で尿素プラントの高圧部分中に導入される。また
、この変法は、ソ連特許第899538号明細書またはWO98/08808に
記載されている。WO98/32731の記載によれば、メラミン排ガスは、差
し当たりメラミン反応器の圧力の際に縮合され、その際にアンモニウムカルバメ
ートが生成され、引続きこのアンモニウムカルバメートは、尿素プラントの高圧
部分中に輸送される。
【0003】 公知方法の欠点は、なかんずく欠点の一部が排ガスの放圧もしくは冷却により
エネルギー損失が起こり、この場合には、それによって不可避的に付加的な処理
過程および装置部材が必要とされることにあるか、或いは、尿素プラント中に排
ガスを直接に移相する場合に排ガスの圧力もしくはメラミン反応器中の圧力が尿
素反応器中の圧力よりも高くなければならないことにある。この結果、2つの反
応器の融通の利かない頑固に予め規定された運転形式が必要とされ、それによっ
て反応器は、しばしばそれぞれのプロセスに最適な条件下では運転されることが
できない。
【0004】 ところで、意外なことに、この欠点は、メラミン排ガスがエジェクタを用いて
直接に尿素プラントの高圧部分中に導入される場合に排除されうることが見い出
された。
【0005】 それによれば、本発明の対象は、尿素の製造法であり、この場合には、メラミ
ンプラントに由来する、本質的にNHおよびCOからなるガス(メラミン排
ガス)は、1個以上のエジェクタを用いて尿素プラントの高圧部分中に直接に導
入される。尿素プラントの高圧部分には、殊に反応器、ストリッパおよびカルバ
メート凝縮器、ならびにこのプラント範囲内にある導管および装置部材が含めら
れる。
【0006】 本方法は、任意のメラミンプラントおよび尿素プラントに適している。このよ
うなプラントは、例えば”Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry”
, 第5版, 第A16巻 (1990),第171〜185頁(メラミン)もしく
は第A27巻(1996),第333〜365頁(尿素)、ならびにK. Abe他, K
agaku Kogaku 40(1976),第298〜302頁、欧州特許出願公開第72
7414号明細書、WO98/08808およびWO98/32731から公知
である。
【0007】 本方法で使用されるメラミン排ガスは、有利にメラミン高圧プラントに由来し
、この場合メラミンは、約300〜500℃の温度および約80〜800バール
の圧力で尿素からNHおよびCOの脱離下に得られる。脱離された、本質的
にNHおよびCOを含有する排ガスは、本発明によれば、有利に例えばUllm
annの記載と同様に残留メラミンの除去のために溶融された尿素(尿素洗浄器)
への導通後に直接に尿素プラント中に導入される。特に好適な尿素プラントは、
”尿素ストリッピング法”を基礎とするものであり、この場合ガスは、約150
〜350℃、有利に約170〜200℃および約125〜350バール、有利に
約140〜200バールで尿素に変換される。尿素に変換されなかったNH
よびCOは、引続くストリッパ中に駆出され、引続き凝縮器中で凝縮され、こ
の場合には、NH含有NHカルバメートおよびCO含有NHカルバメー
トが形成され、これらのカルバメートは、再び尿素反応器中に返送される。スト
リッパから退出する尿素溶液は、引続く他の分解装置中で生じる圧力で、例えば
中圧分解装置中で濃縮され、引続き低圧分解装置中ならびに真空蒸発装置中で、
含有されているカルバメートおよびカルボネートの後分解ならびにNHおよび
COの駆出によって濃縮される。濃縮の際に生じるガスは、凝縮され、引続き
尿素プロセス中に返送される。
【0008】 本発明による1つの好ましい方法において、エジェクタは、噴射媒体としての
次の1つ以上の流れを用いて尿素プラントの高圧部分中へのメラミン排ガスの輸
送のために運転される: a)液状NH、 b)ガス状NHまたはCO、 c)本質的にNHおよびCOを含有する水溶液。
【0009】 本質的にNHおよびCOを含有する水溶液は、有利に尿素プラント中で生
じるが、しかし、この水溶液は、NHおよびCOが生じる別のプロセスの場
合に、例えばメラミンプラントに由来することができる。尿素の製造の際に、殊
に後処理、例えばカルバメート凝縮器または尿素プラントの低圧部分、例えば中
圧の吸収装置に由来する、本質的にNHおよびCOを含有する水溶液は、本
発明によれば、尿素プラントの高圧部分中へメラミン排ガスを導入するエジェク
タのための噴射媒体として使用されてもよい。
【0010】 中圧吸収装置の底部に由来する、NH、CO、HOおよびカルバメート
とともに、カルボネートを含有する溶液を使用することに特別な利点は、殊にこ
の溶液が溶解されたガスの低い排ガス圧力を有することにある。即ち、噴射剤の
排ガス圧力、場合によっては温度が導入することができるメラミン排ガスの圧力
、場合によっては温度よりも低いことは、有利であることが判明した。それによ
って、エジェクタ中の溶解されたガスが排出されることは阻止される。
【0011】 使用される噴射媒体の圧力は、噴射媒体の種類および量に応じて、輸送される
ことができる排ガスの吸い込み条件および量、ならびに尿素プラントの高圧部分
中でのそれぞれの背圧に相応して、全体で生じる量の排ガスができるだけ輸送さ
れうる程度にある。それに応じて、噴射媒体の圧力および量は、輸送すべき排ガ
スをそれぞれの圧力の際にそれぞれの量で尿素プラントの高圧部分中に導入する
ことができることを保証するために、相応する高さでなければならない。この場
合、噴射媒体の圧力は、尿素プラントの高圧部分中の圧力よりも高く、好ましく
は尿素プラントの高圧部分中の圧力の1.1〜3倍、特に有利に1.3〜2.5
倍の程度の高さである。噴射媒体の温度は、なかんずくそれぞれの処理の実施形
式に依存し、好ましくは約10℃〜200℃の範囲内にある。尿素の製造のため
にNH、例えば合成NHを使用する場合には、約10℃〜80℃、特に有利
に約20℃〜65℃の温度が有利であることが判明した。合成COを使用する
場合には、温度は、有利に若干高く、約115℃〜140℃である。例えば、尿
素プラントのカルバメート凝縮器に由来する、噴射剤としての、NHおよびC
を含有する溶液、この場合には、同時に例えば3〜4バールの蒸気が発生さ
れる、は、有利に約150℃〜160℃の温度を有する。例えば、尿素プラント
の中圧吸収装置から返送されたカルボネート溶液は、約65℃〜100℃、有利
に約65℃〜70℃の温度を有することができる。
【0012】 メラミンプラントに由来する導入することができるメラミン排ガス中のNH とCOとのモル比は、使用されるメラミンプロセスの種類に依存し、好ましく
は、約2.5〜5である。メラミンプラントに由来するメラミン排ガスの圧力は
、本質的にメラミン反応器中の圧力に相応し、好ましくは、約50〜250バー
ル、特に有利に約70〜200バールである。メラミン排ガスの温度は、特に約
175〜250℃、特に有利に約180〜210℃である。
【0013】 それに応じて、本発明による方法の特別な利点は、殊にエジェクタ噴射媒体と
しての返送すべき生成物流の使用ならびにエジェクタ噴射媒体としての装入物質
として使用されるNH3およびCO2の使用にある。それによって、一面で経済
的な運転形式が達成され、他面、尿素生成物およびメラミン生成物を融通の利く
ようにそれぞれの最適な条件下で生産する可能性が記載され、この場合には、低
いメラミン反応器圧力も尿素反応器圧力として可能である。
【0014】 図1〜図4には、例示的にエジェクタを用いて尿素反応器中へメラミン排ガス
を導入する可能な本発明による変法が示されている。図1〜図4には、尿素プラ
ントおよびメラミンプラントの次の本質的な装置部材が示されている: 尿素プラント: R−1 尿素反応器 C カルバメート凝縮器 ST−1 尿素ストリッパ Z−1 分解装置/分離装置 K−1 凝縮器1 K−2 凝縮器2 K 0−1 中圧吸収装置 E−1 エジェクタ1 E−2 エジェクタ2 E−3 エジェクタ3 P−1 カルバメートポンプ P−2 カルバメートポンプ P−3 NHポンプ メラミンプラント: R−2 メラミン反応器 ST−2 メラミンストリッパ W 尿素洗浄器 VZ 滞留時間容器 PK 生成物冷却器。
【0015】 例1 図1に略示されているようなプラントにおいて、尿素反応器R−1の頭部から
反応生成物を蒸気加熱された落下型薄膜ストリッパST−1に導き、そこで侵入
する溶液のCO含量を沸騰するNHによって溶液からストリッピングする。
ストリッピングされたガスを吸収塔KO−1(中圧吸収装置)から返送された溶
液と一緒にカルベメート凝縮器C中に導き、そこで凝縮させる。メラミンプラン
トに由来する排ガスを尿素反応器R−1中に輸送しうるために、凝縮液の圧力を
ポンプP−1で高め、次に凝縮液を噴射剤としてエジェクタE−1に使用する。
【0016】 次に、低いCO含量を有する溶液をストリッパST−1の底面から退去させ
、そこから分離装置中に放圧する。次に、分離装置、落下型薄膜分解装置Z−1
、の蒸気加熱された下部で、多くの場合に残留するカルバメートを分解し、NH 富有ガスおよびCO富有ガスを中圧凝縮器K−1内で、L−1を経て尿素プ
ラントの低圧部分に由来するカルボネート水溶液中で部分的に吸収する。
【0017】 凝縮器K−1からのガス/液体混合物を中圧吸収装置K0−1中に導き、残留
するCOおよびHOを液体NHで洗浄除去する。溶液をK0−1の底面か
ら取り出し、ポンプP−2によりカルベメート凝縮器中に返送する。K0−1の
塔頂生成物、純粋なNHガス、を凝縮器K−2中で凝縮し、NH中間貯蔵タ
ンク中に輸送する。
【0018】 例2 図2に略示されているようなプラントにおいて、尿素反応器R−1の頭部から
反応生成物を蒸気加熱された落下型薄膜ストリッパST−1に導き、そこで侵入
する溶液のCO含量を沸騰するNHによって溶液からストリッピングする。
ストリッピングされたガスをカルベメート凝縮器C中に導く。メラミンプラント
に由来する排ガスをカルバメート凝縮器C中に輸送しうるために、吸収塔KO−
1から返送された溶液の圧力をポンプP−2を用いて高め、次にエジェクタE−
2のための噴射媒体として使用する。カルベメート凝縮器中で、排ガスをストリ
ッパST−1に由来するガスと一緒に凝縮させる。
【0019】 次に、低いCO含量を有する溶液をストリッパST−1の底面から退去させ
、そこから分離装置中に放圧する。次に、蒸気加熱された下部、落下型薄膜分解
装置Z−1、中で、多くの場合に残留するカルバメートを分解し、NH富有ガ
スおよびCO富有ガスを中圧凝縮器K−1内で、L−1を経て尿素プラントの
低圧部分に由来するカルボネート水溶液中で部分的に吸収する。
【0020】 K−1からのガス/液体混合物を中圧吸収装置K0−1中に導き、残留するC
およびHOを液体NHで洗浄除去する。溶液をK0−1の底面から取り
出し、ポンプP−2およびエジェクタE−2によりカルベメート凝縮器中に返送
する。K0−1の塔頂生成物、純粋なNHガス、を凝縮器K−2中で凝縮し、
NH中間貯蔵タンク中に輸送する。
【0021】 中間貯蔵タンクから液体NHを取り出し、ポンプP−3を用いて圧力を高め
、次にエジェクタE−1のための噴射媒体として使用し、それによってカルバメ
ート凝縮器Cに由来する凝縮液を尿素反応器中に輸送することができる。
【0022】 例3 図3に略示されているようなプラントにおいて、尿素反応器R−1の頭部から
反応生成物を蒸気加熱された落下型薄膜ストリッパST−1に導き、そこで侵入
する溶液のCO含量を沸騰するNHによって溶液からストリッピングする。
ストリッピングされたガスをP−2で吸収塔K0−1から返送された溶液と一緒
にカルベメート凝縮器C中に導き、そこで凝縮させる。凝縮液の圧力を凝縮後に
ポンプP−1で高め、次に尿素反応器R−1中に輸送する。
【0023】 次に、低いCO含量を有する溶液をストリッパST−1の底面から退去させ
、そこから分離装置中に放圧する。次に、分離装置の蒸気加熱された下部、落下
型薄膜分解装置Z−1、中で、多くの場合に残留するカルバメートを分解し、N
富有ガスおよびCO富有ガスを中圧凝縮器K−1内で、L−1を経て尿素
プラントの低圧部分に由来するカルボネート水溶液中で部分的に吸収する。
【0024】 K−1からのガス/液体混合物を中圧吸収装置K0−1中に導き、残留するC
およびHOを液体NHで洗浄除去する。溶液をK0−1の底面から取り
出し、ポンプP−2によりカルベメート凝縮器C中に返送する。K0−1の塔頂
生成物、純粋なNHガス、を凝縮器K−2中で凝縮し、NH中間貯蔵タンク
中に輸送する。
【0025】 メラミンプラントに由来する排ガスをエジェクタE−3を介して尿素反応器中
に輸送する。E−3のための噴射媒体は、ポンプP−3で加圧されたNHタン
クからの液体NHである。
【0026】 例4 図4に略示されているようなプラントにおいて、排ガスを例1および例3に記
載のプロセス処理形式の組合せで2個のエジェクタ(E−1およびE−3)を用
いて尿素反応器中に輸送する。この場合、E−1のための噴射媒体は、例1と同
様にカルバメート凝縮器からの凝縮液であり、E−2のための噴射媒体は、例3
と同様にNHタンクからの液体NHである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エジェクタを用いて尿素反応器中へメラミン排ガスを導入する可能な本発明に
よる1つの変法を実施するための装置を例示的に示す略図。
【図2】 エジェクタを用いて尿素反応器中へメラミン排ガスを導入する可能な本発明に
よる1つの変法を実施するための装置を例示的に示す略図。
【図3】 エジェクタを用いて尿素反応器中へメラミン排ガスを導入する可能な本発明に
よる1つの変法を実施するための装置を例示的に示す略図。
【図4】 エジェクタを用いて尿素反応器中へメラミン排ガスを導入する可能な本発明に
よる1つの変法を実施するための装置を例示的に示す略図。
【符号の説明】
R−1 尿素反応器、 C カルバメート凝縮器、 ST−1 尿素ストリッ
パ、 Z−1 分解装置/分離装置、 K−1 凝縮器1、 K−2 凝縮器2
、 K 0−1 中圧吸収装置、 E−1 エジェクタ1、 E−2 エジェク
タ2、 E−3 エジェクタ3、 P−1 カルバメートポンプ、 P−2 カ
ルバメートポンプ、 P−3 NHポンプ、 R−2 メラミン反応器、 S
T−2 メラミンストリッパ、 W 尿素洗浄器、 VZ 滞留時間容器、 P
K 生成物冷却器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD ,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU ,ZA,ZW

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 尿素の製造方法において、メラミンプラントに由来する、本
    質的にNHおよびCOからなるガスを、1個以上のエジェクタを用いて尿素
    プラントの高圧部分中に直接に導入することを特徴とする、尿素の製造法。
  2. 【請求項2】 次の流れ: a)液状NH、 b)ガス状NHまたはCO、 c)本質的にNHおよびCOを含有する水溶液 の中の1つ以上を噴射媒体としてエジェクタに使用する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 メラミンプラントに由来するガスが、本質的にメラミン反応
    器中の圧力に相当する圧力を有する、請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 メラミンプラントに由来するガスが約50〜250バールの
    圧力および約175〜250℃の温度を有する、請求項1から3までのいずれか
    1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 メラミンプラントに由来するガスが約70〜200バールの
    圧力および約180〜210℃の温度を有する、請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 噴射媒体の圧力が尿素プラントの高圧部分中の圧力よりも高
    い、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 噴射媒体の圧力が本質的に尿素プラントの高圧部分中の圧力
    の約1.1〜3倍、有利に約1.3〜2.5倍の高さである、請求項6記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 尿素プラントの高圧部分中の圧力が本質的に約125〜35
    0バールであり、温度が約150〜350℃である、請求項1から7までのいず
    れか1項に記載の方法。
  9. 【請求項9】 尿素プラントの高圧部分中の圧力が本質的に約140〜20
    0バールであり、温度が約150〜210℃である、請求項8記載の方法。
JP2000585208A 1998-12-03 1999-11-26 尿素プラント中へのメラミン排ガスの導入方法 Pending JP2002531434A (ja)

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