JP2013503913A5 - - Google Patents
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Description
本発明の目的である方法の利用によってアンモニアと二酸化炭素との選択的な分離、固形生成物の生成の回避、また、蒸気の形態での水の望ましくない移動の大幅な軽減が可能になった。これらの工程条件下において、１００４トンの尿素を製造するために２．３ＭＰａ（絶対）で５５０に等しい飽和水蒸気が第１分解器Ｄ１に供給され、実施例１の工程と比較して９４トンの節約となった。尿素合成反応において、実収率は６８％に達した。
本発明の態様として、例えば、以下のものがある。
１．尿素合成工程において、アンモニア及び二酸化炭素を、場合によりこれらの凝縮物を含むこれらの水溶液から同時に回収する方法であって、
疎水性微孔質膜上での、アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液の蒸留フェーズを含み、前記蒸留を、温度５０〜２５０℃及び圧力５０ＫＰａ〜２０ＭＰａ（絶対）で行い、場合により尿素を含む残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とを生成することを特徴とする、方法。
２．蒸留に供される前記水溶液が、尿素製造工程に由来する再循環溶液、又は尿素合成反応器から由来する流出液である、上記１に記載の方法。
３．蒸留に供される前記水溶液が、２０〜７０質量％のアンモニア、１０〜６０質量％の二酸化炭素及び１０〜７０質量％の水を含む、上記１又は２に記載の方法。
４．蒸留に供される前記水溶液が、０〜６０質量％の尿素もまた含む、上記１〜３のいずれか１項に記載の方法。
５．前記蒸留が、温度８０〜２２０℃、より好ましくは１１０〜１９０℃、好ましくは圧力が０．１５〜１８ＭＰａ（絶対）、より好ましくは０．５〜１６ＭＰａ（絶対）で行われる、上記１〜４のいずれか１項に記載の方法。
６．前記溶液が、５〜４０質量％のアンモニア、２．５〜２０質量％の二酸化炭素及び１０〜６０質量％の尿素を含む場合、前記蒸留は、温度１００〜２２０℃及び圧力１０〜１８ＭＰａで行われる、上記１〜５のいずれか１項に記載の方法。
７．前記溶液が尿素を含有せず且つ５〜７０質量％のアンモニア及び２．５〜３０質量％の二酸化炭素を含む場合、前記蒸留は、温度６０〜２００℃及び圧力１〜１０ＭＰａで行われる、上記１〜５のいずれか１項に記載の方法。
８．蒸留に供される前記水溶液が、マイクロ波の照射によって加熱される、上記１〜７のいずれか１項に記載の方法。
９．水溶液への前記照射は、前記水溶液の温度が前記水溶液の流れの方向に沿って上昇するように行われる、上記８に記載の方法。
１０．前記水溶液が、膜材料と９０°以上、好ましくは１２０°より大きい接触角を形成する、上記１〜９のいずれか１項に記載の方法。
１１．前記透過ガス流が、同尿素製造工程内で再循環させられる、上記１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
１２．前記蒸留が、追加のキャリア流、好ましくはＣＯ 2 及び／又はＮＨ 3 の流れの存在下で行われる、上記１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
１３．上記１〜１２のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、
アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液を疎水性微孔質膜上での蒸留に供することで、残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とを生成するためのユニットと、
アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液の加熱手段とを含むことを特徴とする装置。
１４．疎水性微孔質膜上での蒸留に供される水溶液の前記加熱手段が、マイクロ波を発生させるための１種以上の装置を含む、上記１３に記載の装置。
１５．前記蒸留ユニットが、異なる温度及び圧力条件下で動作し得る２種以上のセクションを含むことを特徴とする、上記１３又は１４に記載の装置。
１６．尿素製造プロセスであって、
アンモニア及び二酸化炭素を、場合によりこれらの凝縮物を含むこれらの水溶液から、疎水性微孔質膜上でのアンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液の蒸留によって同時に回収する工程を含み、残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とが生成されることを特徴とする、尿素製造プロセス。
本発明の態様として、例えば、以下のものがある。
１．尿素合成工程において、アンモニア及び二酸化炭素を、場合によりこれらの凝縮物を含むこれらの水溶液から同時に回収する方法であって、
疎水性微孔質膜上での、アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液の蒸留フェーズを含み、前記蒸留を、温度５０〜２５０℃及び圧力５０ＫＰａ〜２０ＭＰａ（絶対）で行い、場合により尿素を含む残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とを生成することを特徴とする、方法。
２．蒸留に供される前記水溶液が、尿素製造工程に由来する再循環溶液、又は尿素合成反応器から由来する流出液である、上記１に記載の方法。
３．蒸留に供される前記水溶液が、２０〜７０質量％のアンモニア、１０〜６０質量％の二酸化炭素及び１０〜７０質量％の水を含む、上記１又は２に記載の方法。
４．蒸留に供される前記水溶液が、０〜６０質量％の尿素もまた含む、上記１〜３のいずれか１項に記載の方法。
５．前記蒸留が、温度８０〜２２０℃、より好ましくは１１０〜１９０℃、好ましくは圧力が０．１５〜１８ＭＰａ（絶対）、より好ましくは０．５〜１６ＭＰａ（絶対）で行われる、上記１〜４のいずれか１項に記載の方法。
６．前記溶液が、５〜４０質量％のアンモニア、２．５〜２０質量％の二酸化炭素及び１０〜６０質量％の尿素を含む場合、前記蒸留は、温度１００〜２２０℃及び圧力１０〜１８ＭＰａで行われる、上記１〜５のいずれか１項に記載の方法。
７．前記溶液が尿素を含有せず且つ５〜７０質量％のアンモニア及び２．５〜３０質量％の二酸化炭素を含む場合、前記蒸留は、温度６０〜２００℃及び圧力１〜１０ＭＰａで行われる、上記１〜５のいずれか１項に記載の方法。
８．蒸留に供される前記水溶液が、マイクロ波の照射によって加熱される、上記１〜７のいずれか１項に記載の方法。
９．水溶液への前記照射は、前記水溶液の温度が前記水溶液の流れの方向に沿って上昇するように行われる、上記８に記載の方法。
１０．前記水溶液が、膜材料と９０°以上、好ましくは１２０°より大きい接触角を形成する、上記１〜９のいずれか１項に記載の方法。
１１．前記透過ガス流が、同尿素製造工程内で再循環させられる、上記１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
１２．前記蒸留が、追加のキャリア流、好ましくはＣＯ 2 及び／又はＮＨ 3 の流れの存在下で行われる、上記１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
１３．上記１〜１２のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、
アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液を疎水性微孔質膜上での蒸留に供することで、残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とを生成するためのユニットと、
アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液の加熱手段とを含むことを特徴とする装置。
１４．疎水性微孔質膜上での蒸留に供される水溶液の前記加熱手段が、マイクロ波を発生させるための１種以上の装置を含む、上記１３に記載の装置。
１５．前記蒸留ユニットが、異なる温度及び圧力条件下で動作し得る２種以上のセクションを含むことを特徴とする、上記１３又は１４に記載の装置。
１６．尿素製造プロセスであって、
アンモニア及び二酸化炭素を、場合によりこれらの凝縮物を含むこれらの水溶液から、疎水性微孔質膜上でのアンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液の蒸留によって同時に回収する工程を含み、残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とが生成されることを特徴とする、尿素製造プロセス。
Claims (11)
- 尿素合成工程において、アンモニア及び二酸化炭素を、場合によりこれらの凝縮物を含むアンモニア及び二酸化炭素の水溶液から同時に回収する方法であって、
疎水性微孔質膜上での、アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液の蒸留フェーズを含み、前記蒸留を、温度５０〜２５０℃及び圧力５０ＫＰａ〜２０ＭＰａ（絶対）で行い、場合により尿素を含む残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とを生成することを特徴とする、方法。 - 蒸留に供される前記水溶液が、尿素製造工程に由来する再循環溶液、又は尿素合成反応器から由来する流出液である、請求項１に記載の方法。
- 蒸留に供される前記水溶液が、２０〜７０質量％のアンモニア、１０〜６０質量％の二酸化炭素及び１０〜７０質量％の水を含む、請求項１又は２に記載の方法。
- 前記蒸留が、温度８０〜２２０℃、より好ましくは１１０〜１９０℃、好ましくは圧力が０．１５〜１８ＭＰａ（絶対）、より好ましくは０．５〜１６ＭＰａ（絶対）で行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記溶液が、５〜４０質量％のアンモニア、２．５〜２０質量％の二酸化炭素及び１０〜６０質量％の尿素を含む場合、前記蒸留は、温度１００〜２２０℃及び圧力１０〜１８ＭＰａで行われる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記溶液が尿素を含有せず且つ５〜７０質量％のアンモニア及び２．５〜３０質量％の二酸化炭素を含む場合、前記蒸留は、温度６０〜２００℃及び圧力１〜１０ＭＰａで行われる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
- 蒸留に供される前記水溶液が、マイクロ波の照射によって加熱される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
- 水溶液への前記照射は、前記水溶液の温度が前記水溶液の流れの方向に沿って上昇するように行われる、請求項７に記載の方法。
- 前記透過ガス流が、同尿素製造工程内で再循環させられる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
- 請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、
アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む水溶液を疎水性微孔質膜上での蒸留に供することで、残留水溶液と、アンモニア、二酸化炭素及び水を含む透過ガス流とを生成するためのユニットと、
アンモニア、二酸化炭素及びこれらの塩類化合物又は凝縮物を含む前記水溶液の加熱手段とを含むことを特徴とする装置。 - 疎水性微孔質膜上での蒸留に供される水溶液の前記加熱手段が、マイクロ波を発生させるための１種以上の装置を含む、請求項１０に記載の装置。
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