JPH08291130A - 尿素製造方法 - Google Patents
尿素製造方法Info
- Publication number
- JPH08291130A JPH08291130A JP7101089A JP10108995A JPH08291130A JP H08291130 A JPH08291130 A JP H08291130A JP 7101089 A JP7101089 A JP 7101089A JP 10108995 A JP10108995 A JP 10108995A JP H08291130 A JPH08291130 A JP H08291130A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- urea
- ammonia
- carbon dioxide
- mixed gas
- urea synthesis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 尿素合成域からの尿素合成液中に含まれるア
ンモニアおよび未反応アンモニウムカーバメートを二酸
化炭素ストリッピングによりアンモニウム、二酸化炭素
および水の混合ガスとして分離し、この混合ガスを、駆
動モーターおよび能動型軸受をケーシング内に装備して
ケーシング外には回転軸を露出しない構造の遠心圧縮機
で昇圧し、昇圧された混合ガスを凝縮して尿素合成域に
循環する。 【効果】 混合ガスを凝縮して容易に尿素合成域に循環
でき、遠心圧縮機は上記の構造をとることにより長期間
安定して運転が可能である。
ンモニアおよび未反応アンモニウムカーバメートを二酸
化炭素ストリッピングによりアンモニウム、二酸化炭素
および水の混合ガスとして分離し、この混合ガスを、駆
動モーターおよび能動型軸受をケーシング内に装備して
ケーシング外には回転軸を露出しない構造の遠心圧縮機
で昇圧し、昇圧された混合ガスを凝縮して尿素合成域に
循環する。 【効果】 混合ガスを凝縮して容易に尿素合成域に循環
でき、遠心圧縮機は上記の構造をとることにより長期間
安定して運転が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアンモニアと二酸化炭素
とからの改良された循環式尿素合成方法に関し、特に尿
素合成液から分離されたガス状未反応アンモニアおよび
二酸化炭素を凝縮工程を経て尿素合成工程へ循環するた
めの改良された方法を含む尿素合成方法に関する。
とからの改良された循環式尿素合成方法に関し、特に尿
素合成液から分離されたガス状未反応アンモニアおよび
二酸化炭素を凝縮工程を経て尿素合成工程へ循環するた
めの改良された方法を含む尿素合成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アンモニアと二酸化炭素とからの尿素合
成は、尿素合成に適した圧力、例えばゲージ圧１４０〜
２５０ｋｇ／ｃｍ2 、および温度、例えば１７０〜２１
０℃においてアンモニア過剰において実施される。この
ような尿素合成工程からの尿素合成液は尿素および水の
ほかに、過剰に供給されたアンモニアおよび未反応アン
モニウムカーバメートを含有するので、これらの未反応
物を如何に回収して尿素合成に再利用するかの方法の優
劣が尿素合成法全体の優劣を決めるものである。
成は、尿素合成に適した圧力、例えばゲージ圧１４０〜
２５０ｋｇ／ｃｍ2 、および温度、例えば１７０〜２１
０℃においてアンモニア過剰において実施される。この
ような尿素合成工程からの尿素合成液は尿素および水の
ほかに、過剰に供給されたアンモニアおよび未反応アン
モニウムカーバメートを含有するので、これらの未反応
物を如何に回収して尿素合成に再利用するかの方法の優
劣が尿素合成法全体の優劣を決めるものである。
【０００３】未反応物の回収方法として現在広く用いら
れている方法は尿素合成工程からの尿素合成液を尿素合
成圧力とほぼ等しいか、または若干低い圧力において二
酸化炭素によるストリッピングに付して未反応物をアン
モニア、二酸化炭素および水の混合ガスとして分離し、
この混合ガスを水、アンモニア水溶液またはアンモニウ
ムカーバメート水溶液などと接触させて凝縮させ、得ら
れた凝縮液または気液混合物を尿素合成工程に再循環す
る方法が広く用いられている。
れている方法は尿素合成工程からの尿素合成液を尿素合
成圧力とほぼ等しいか、または若干低い圧力において二
酸化炭素によるストリッピングに付して未反応物をアン
モニア、二酸化炭素および水の混合ガスとして分離し、
この混合ガスを水、アンモニア水溶液またはアンモニウ
ムカーバメート水溶液などと接触させて凝縮させ、得ら
れた凝縮液または気液混合物を尿素合成工程に再循環す
る方法が広く用いられている。
【０００４】この方法を図４を参照して具体的に説明す
る。ライン１０９からの尿素合成圧に昇圧された液体ア
ンモニア、ならびにライン１１４からの凝縮器１０３で
生成したアンモニア、二酸化炭素および水からなる凝縮
液または気液混合物が尿素合成管１０１に導入され、公
知の条件下に尿素合成に付される。
る。ライン１０９からの尿素合成圧に昇圧された液体ア
ンモニア、ならびにライン１１４からの凝縮器１０３で
生成したアンモニア、二酸化炭素および水からなる凝縮
液または気液混合物が尿素合成管１０１に導入され、公
知の条件下に尿素合成に付される。
【０００５】尿素合成管からライン１１０を経て尿素、
水、アンモニアおよびアンモニウムカーバメートを含む
尿素合成液が取り出され、ストリッパー１０２の頂部に
導入され、加熱されながら流下し、その間にライン１１
１を経て導入され、圧縮機１０５により圧縮されてスト
リッパー１０２の底部から導入される二酸化炭素と接触
し、アンモニアおよびアンモニウムカーバメートの大部
分が尿素合成液からアンモニア、二酸化炭素および水の
混合ガスとして分離される。尿素、水ならびに残留アン
モニアおよびアンモニウムカーバメートを含む尿素水溶
液はストリッパー底部から取り出され、減圧弁１０６を
経て減圧され、低圧における処理工程に送られ、残留ア
ンモニアおよびアンモニウムカーバメートが尿素水溶液
からアンモニア、二酸化炭素および水からなる混合ガス
として分離され、水、稀アンモニア水、尿素水溶液など
の吸収媒体に吸収されて低圧吸収液として回収され、一
方尿素水溶液から公知の方法で尿素が得られる。
水、アンモニアおよびアンモニウムカーバメートを含む
尿素合成液が取り出され、ストリッパー１０２の頂部に
導入され、加熱されながら流下し、その間にライン１１
１を経て導入され、圧縮機１０５により圧縮されてスト
リッパー１０２の底部から導入される二酸化炭素と接触
し、アンモニアおよびアンモニウムカーバメートの大部
分が尿素合成液からアンモニア、二酸化炭素および水の
混合ガスとして分離される。尿素、水ならびに残留アン
モニアおよびアンモニウムカーバメートを含む尿素水溶
液はストリッパー底部から取り出され、減圧弁１０６を
経て減圧され、低圧における処理工程に送られ、残留ア
ンモニアおよびアンモニウムカーバメートが尿素水溶液
からアンモニア、二酸化炭素および水からなる混合ガス
として分離され、水、稀アンモニア水、尿素水溶液など
の吸収媒体に吸収されて低圧吸収液として回収され、一
方尿素水溶液から公知の方法で尿素が得られる。
【０００６】ストリッパー１０２の頂部から取り出され
る混合ガスはライン１１２を経てカーバメート凝縮器１
０３に導入される。一方、ライン１０９からの液体アン
モニアおよびライン１１１からの二酸化炭素中に含有さ
れる不活性ガスは尿素合成管１０１の頂部において尿素
合成液から分離され、ライン１１５を経て吸収塔１０７
に送られ、ライン１１６から導入される前記低圧吸収液
と尿素合成圧にほぼ等しい圧力において接触し、不活性
ガスに伴われるアンモニアおよび二酸化炭素が吸収され
高圧吸収液が得られる。この高圧吸収液はライン１１３
を経てカーバメート凝縮器１０３の頂部に導入され、冷
却下に（スチーム発生により冷却するのが通常である）
ライン１１２からの混合ガスと接触し、その混合ガスの
少なくとも一部が凝縮吸収されてアンモニア、二酸化炭
素および水の凝縮液または気液混合部が生成される。ア
ンモニアおよび二酸化炭素を分離された不活性ガスは減
圧弁１０８により減圧されて排出される。
る混合ガスはライン１１２を経てカーバメート凝縮器１
０３に導入される。一方、ライン１０９からの液体アン
モニアおよびライン１１１からの二酸化炭素中に含有さ
れる不活性ガスは尿素合成管１０１の頂部において尿素
合成液から分離され、ライン１１５を経て吸収塔１０７
に送られ、ライン１１６から導入される前記低圧吸収液
と尿素合成圧にほぼ等しい圧力において接触し、不活性
ガスに伴われるアンモニアおよび二酸化炭素が吸収され
高圧吸収液が得られる。この高圧吸収液はライン１１３
を経てカーバメート凝縮器１０３の頂部に導入され、冷
却下に（スチーム発生により冷却するのが通常である）
ライン１１２からの混合ガスと接触し、その混合ガスの
少なくとも一部が凝縮吸収されてアンモニア、二酸化炭
素および水の凝縮液または気液混合部が生成される。ア
ンモニアおよび二酸化炭素を分離された不活性ガスは減
圧弁１０８により減圧されて排出される。
【０００７】この凝縮液または気液混合物を尿素合成管
に導入するためには、この凝縮液または気液混合物の圧
力は尿素合成管の圧力に等しいか、またはそれより高く
なければならず、そのためにはストリッパー１０２の圧
力はカーバメート凝縮器１０３よりも高くなければなら
ない。そうすると尿素合成管の圧力はストリッパー１０
２の圧力よりも低くなり、尿素合成液を尿素合成管から
ストリッパーに送ることができなくなる。この問題を解
決するために、従来、次の方法が採用されている。
に導入するためには、この凝縮液または気液混合物の圧
力は尿素合成管の圧力に等しいか、またはそれより高く
なければならず、そのためにはストリッパー１０２の圧
力はカーバメート凝縮器１０３よりも高くなければなら
ない。そうすると尿素合成管の圧力はストリッパー１０
２の圧力よりも低くなり、尿素合成液を尿素合成管から
ストリッパーに送ることができなくなる。この問題を解
決するために、従来、次の方法が採用されている。
【０００８】１．尿素合成管およびカーバメート凝縮器
を、地上に置かれたストリッパーよりも数十メートル高
い位置に設置し、重力により尿素合成管から、合成管よ
り高い圧力のストリッパーに尿素合成液を流下させる。
を、地上に置かれたストリッパーよりも数十メートル高
い位置に設置し、重力により尿素合成管から、合成管よ
り高い圧力のストリッパーに尿素合成液を流下させる。
【０００９】２．尿素合成液を圧力差で尿素合成管から
ストリッパーに移動し、ストリッパーからの混合ガスを
圧力差でカーバメート凝縮器に移送する。圧力が尿素合
成圧力よりも低くなったカーバメート凝縮器からの気液
混合物はエジェクターにより吸引し圧力が凝縮器より高
い尿素合成管に移動する。このエジェクターは高圧ポン
プにより尿素合成圧よりもかなり高い圧力に昇圧された
原料液体アンモニアにより駆動される。
ストリッパーに移動し、ストリッパーからの混合ガスを
圧力差でカーバメート凝縮器に移送する。圧力が尿素合
成圧力よりも低くなったカーバメート凝縮器からの気液
混合物はエジェクターにより吸引し圧力が凝縮器より高
い尿素合成管に移動する。このエジェクターは高圧ポン
プにより尿素合成圧よりもかなり高い圧力に昇圧された
原料液体アンモニアにより駆動される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には、
以下の解決すべき問題がある。
以下の解決すべき問題がある。
【００１１】上記の１の方法では、重量の大きい尿素合
成管およびカーバメート凝縮器を地上２０〜４０メート
ルの高い位置に、耐震性のある巨大な架台の上に据え付
ける必要があるが、高所に重量物を設置するため建設が
大がかりとなり、建設後は保全作業の負担が大きい。
成管およびカーバメート凝縮器を地上２０〜４０メート
ルの高い位置に、耐震性のある巨大な架台の上に据え付
ける必要があるが、高所に重量物を設置するため建設が
大がかりとなり、建設後は保全作業の負担が大きい。
【００１２】また上記の２の方法ではエジェクターを駆
動させるために効率の低いポンプで液体アンモニアを尿
素合成圧よりもかなり高い圧力に昇圧しなければならな
いが、昇圧により生じた内部エネルギーの多くはエジェ
クターの圧力損失として失われる。
動させるために効率の低いポンプで液体アンモニアを尿
素合成圧よりもかなり高い圧力に昇圧しなければならな
いが、昇圧により生じた内部エネルギーの多くはエジェ
クターの圧力損失として失われる。
【００１３】したがって、本発明の目的は上記の問題点
を解決し、カーバメート凝縮器からの凝縮液または気液
混合物をストリッパーよりも高い圧力の尿素合成管に容
易に、効率よく移送するための改良された方法を包含す
る尿素合成法を提供することにある。
を解決し、カーバメート凝縮器からの凝縮液または気液
混合物をストリッパーよりも高い圧力の尿素合成管に容
易に、効率よく移送するための改良された方法を包含す
る尿素合成法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による尿素製造方
法は、尿素合成域においてアンモニアと二酸化炭素とを
尿素合成条件下に反応させ、得られた尿素、水、アンモ
ニアおよび未反応アンモニウムカーバメートを含む尿素
合成液を分離域において、加熱下に二酸化炭素と接触さ
せて該アンモニアおよび該未反応アンモニウムカーバメ
ートをアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガスとし
て分離して尿素水溶液を得、該混合ガスをカーバメート
凝縮域において吸収媒体と冷却下に接触させて該混合ガ
スの少なくとも一部を凝縮吸収させてアンモニア、二酸
化炭素および水の凝縮液または気液混合物を生成させ、
該凝縮液または気液混合物を該尿素合成域に循環し、一
方該分離域において得られた尿素水溶液から尿素を得る
に当たり、該分離域からの混合ガスを、駆動電動機およ
び能動型磁気軸受をケーシング内に装備してケーシング
外には回転軸を露出しない構造の遠心圧縮機をもって該
尿素合成域に該カーバメート凝縮器からの凝縮液または
気液混合物を導入するのに十分な高い圧力まで昇圧して
該カーバメート凝縮器に導入することを特徴とするもの
である。
法は、尿素合成域においてアンモニアと二酸化炭素とを
尿素合成条件下に反応させ、得られた尿素、水、アンモ
ニアおよび未反応アンモニウムカーバメートを含む尿素
合成液を分離域において、加熱下に二酸化炭素と接触さ
せて該アンモニアおよび該未反応アンモニウムカーバメ
ートをアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガスとし
て分離して尿素水溶液を得、該混合ガスをカーバメート
凝縮域において吸収媒体と冷却下に接触させて該混合ガ
スの少なくとも一部を凝縮吸収させてアンモニア、二酸
化炭素および水の凝縮液または気液混合物を生成させ、
該凝縮液または気液混合物を該尿素合成域に循環し、一
方該分離域において得られた尿素水溶液から尿素を得る
に当たり、該分離域からの混合ガスを、駆動電動機およ
び能動型磁気軸受をケーシング内に装備してケーシング
外には回転軸を露出しない構造の遠心圧縮機をもって該
尿素合成域に該カーバメート凝縮器からの凝縮液または
気液混合物を導入するのに十分な高い圧力まで昇圧して
該カーバメート凝縮器に導入することを特徴とするもの
である。
【００１５】本発明の尿素製造方法はさらに上記遠心圧
縮機がその電動機および能動型磁気軸受のそれぞれの静
止側を円筒状の金属板にて該混合ガスから遮断した構造
を有する場合をも包含する。
縮機がその電動機および能動型磁気軸受のそれぞれの静
止側を円筒状の金属板にて該混合ガスから遮断した構造
を有する場合をも包含する。
【００１６】本発明において遠心圧縮機により昇圧され
るべき混合ガスは高温高圧であって腐食性および毒性の
高いガスであるから、圧縮器の電動機および軸受部分を
ケーシング内に設置してケーシング外に回転軸を露出し
ないようにし、好ましくは電動機および能動型磁気軸受
の静止側を磁力を透過させ、かつ耐食性の金属の円筒で
圧縮ガスから遮断した構造の遠心圧縮機を使用すること
により、安全に、かつ容易に混合ガスの昇圧が可能とな
る。
るべき混合ガスは高温高圧であって腐食性および毒性の
高いガスであるから、圧縮器の電動機および軸受部分を
ケーシング内に設置してケーシング外に回転軸を露出し
ないようにし、好ましくは電動機および能動型磁気軸受
の静止側を磁力を透過させ、かつ耐食性の金属の円筒で
圧縮ガスから遮断した構造の遠心圧縮機を使用すること
により、安全に、かつ容易に混合ガスの昇圧が可能とな
る。
【００１７】以下に本発明を添付図面を参照して具体的
に説明する。
に説明する。
【００１８】本発明方法を示すフローシートである図１
を参照して、ライン９から尿素合成圧に昇圧された液体
アンモニアが、またライン１４からアンモニア、二酸化
炭素および水の凝縮液または気液混合物が尿素合成管１
に導入され、好ましくは１７０°〜２１０℃の温度、特
に好ましくは１８０°〜２００℃の温度およびアンモニ
ア／二酸化炭素のモル比が好ましくは、３．０〜５．
０、特に好ましくは３．０〜４．０および水／二酸化炭
素のモル比が好ましくは０．２〜１．５、特に好ましく
は０．３〜１．０において尿素合成が行われる。尿素合
成温度が１７０℃以下では反応速度が低下するので大容
量の反応器が必要となり、また２１０℃以上では尿素合
成液の呈する平衡圧が大きくなり、反応器の耐圧力を大
きくする必要が生じる。アンモニア／二酸化炭素のモル
比が上記範囲において生成尿素単位当たりの尿素合成液
の量が最少となる。またモル比が３．０より小さいと二
酸化炭素の尿素への転化率が低下し、未反応アンモニウ
ムカーバメートをストリップするためのスチーム量が増
加する。モル比が５．０を越えると尿素合成液中のアン
モニア含有量が大きくなりすぎて、このアンモニアをス
トリップするためのスチームの消費量が増大する。水／
二酸化炭素のモル比を０．２より小さくすると回収され
た未反応アンモニウムカーバメートの尿素合成管の循環
が困難となり、一方１．５を越えると二酸化炭素の尿素
への転化率が著しく低下する。尿素合成圧力は温度、ア
ンモニア／二酸化炭素のモル比、その他の条件によって
決まるが、原則的には平衡に達した尿素合成平衡組成物
の呈する圧力と同じか、または若干高い圧力であって、
本発明では、好ましくはゲージ圧１３０〜２５０ｋｇ／
ｃｍ2 、特に好ましくは１４０〜２００ｋｇ／ｃｍ2 で
ある。
を参照して、ライン９から尿素合成圧に昇圧された液体
アンモニアが、またライン１４からアンモニア、二酸化
炭素および水の凝縮液または気液混合物が尿素合成管１
に導入され、好ましくは１７０°〜２１０℃の温度、特
に好ましくは１８０°〜２００℃の温度およびアンモニ
ア／二酸化炭素のモル比が好ましくは、３．０〜５．
０、特に好ましくは３．０〜４．０および水／二酸化炭
素のモル比が好ましくは０．２〜１．５、特に好ましく
は０．３〜１．０において尿素合成が行われる。尿素合
成温度が１７０℃以下では反応速度が低下するので大容
量の反応器が必要となり、また２１０℃以上では尿素合
成液の呈する平衡圧が大きくなり、反応器の耐圧力を大
きくする必要が生じる。アンモニア／二酸化炭素のモル
比が上記範囲において生成尿素単位当たりの尿素合成液
の量が最少となる。またモル比が３．０より小さいと二
酸化炭素の尿素への転化率が低下し、未反応アンモニウ
ムカーバメートをストリップするためのスチーム量が増
加する。モル比が５．０を越えると尿素合成液中のアン
モニア含有量が大きくなりすぎて、このアンモニアをス
トリップするためのスチームの消費量が増大する。水／
二酸化炭素のモル比を０．２より小さくすると回収され
た未反応アンモニウムカーバメートの尿素合成管の循環
が困難となり、一方１．５を越えると二酸化炭素の尿素
への転化率が著しく低下する。尿素合成圧力は温度、ア
ンモニア／二酸化炭素のモル比、その他の条件によって
決まるが、原則的には平衡に達した尿素合成平衡組成物
の呈する圧力と同じか、または若干高い圧力であって、
本発明では、好ましくはゲージ圧１３０〜２５０ｋｇ／
ｃｍ2 、特に好ましくは１４０〜２００ｋｇ／ｃｍ2 で
ある。
【００１９】尿素合成管１からライン１０を経て尿素合
成液はストリッパー２の頂部に導入される。この移送は
尿素合成管１とストリッパー２との圧力差により行われ
る。この圧力差は尿素合成管からストリッパーへ尿素合
成液が流れるのに十分な圧力差であればよい。ストリッ
パーの圧力は例えば尿素合成管よりも２〜３ｋｇ／ｃｍ
2 低い圧力とすれば本発明の目的は達成できるが、更に
ストリッパーでの未反応物の分解を促進するためには、
１０〜２０ｋｇ／ｃｍ2 低い圧力であるのが好ましい。
成液はストリッパー２の頂部に導入される。この移送は
尿素合成管１とストリッパー２との圧力差により行われ
る。この圧力差は尿素合成管からストリッパーへ尿素合
成液が流れるのに十分な圧力差であればよい。ストリッ
パーの圧力は例えば尿素合成管よりも２〜３ｋｇ／ｃｍ
2 低い圧力とすれば本発明の目的は達成できるが、更に
ストリッパーでの未反応物の分解を促進するためには、
１０〜２０ｋｇ／ｃｍ2 低い圧力であるのが好ましい。
【００２０】ストリッパー２に導入された尿素合成液
は、加熱下に流下しながら、ライン１１から導入され、
圧縮機５によりストリッパー２の圧力に等しいか、また
は僅かに高い圧力に圧縮されストリッパー２の底部から
吹き込まれた二酸化炭素と接触し、含有するアンモニア
および二酸化炭素がアンモニア、二酸化炭素および水の
混合ガスとして分離される。なおストリッパーの温度は
好ましくは１７０〜２００℃とされる。ストリッパー底
部からの尿素水溶液は減圧弁６を経て減圧され図４を参
照して述べた従来の方法と同様にして処理され尿素およ
び低圧吸収液が得られる。
は、加熱下に流下しながら、ライン１１から導入され、
圧縮機５によりストリッパー２の圧力に等しいか、また
は僅かに高い圧力に圧縮されストリッパー２の底部から
吹き込まれた二酸化炭素と接触し、含有するアンモニア
および二酸化炭素がアンモニア、二酸化炭素および水の
混合ガスとして分離される。なおストリッパーの温度は
好ましくは１７０〜２００℃とされる。ストリッパー底
部からの尿素水溶液は減圧弁６を経て減圧され図４を参
照して述べた従来の方法と同様にして処理され尿素およ
び低圧吸収液が得られる。
【００２１】ストリッパー２で分離された混合ガスは頂
部から取り出され、ライン１２を経て遠心圧縮機４に導
入され、好ましくは３〜２０ｋｇ／ｃｍ2 、特に１０〜
２０ｋｇ／ｃｍ2 昇圧され、ライン１３を経てカーバメ
ート凝縮器３に導入される。この昇圧によりカーバメー
ト凝縮器３で生成するアンモニア、二酸化炭素および水
の凝縮液または気液混合物をライン１４を経て尿素合成
管１に移送することができる。なお、本発明において用
いられる遠心圧縮機４は、後に詳細にその構造が説明さ
れる。
部から取り出され、ライン１２を経て遠心圧縮機４に導
入され、好ましくは３〜２０ｋｇ／ｃｍ2 、特に１０〜
２０ｋｇ／ｃｍ2 昇圧され、ライン１３を経てカーバメ
ート凝縮器３に導入される。この昇圧によりカーバメー
ト凝縮器３で生成するアンモニア、二酸化炭素および水
の凝縮液または気液混合物をライン１４を経て尿素合成
管１に移送することができる。なお、本発明において用
いられる遠心圧縮機４は、後に詳細にその構造が説明さ
れる。
【００２２】カーバーメート凝縮器３の頂部には、図４
を参照して説明した従来の方法におけると同様にして尿
素合成管頂部において分離された不活性ガスを吸収塔７
においてライン１６からの低圧吸収液と接触させること
により不活性ガスに伴われるアンモニアおよび二酸化炭
素を吸収して得られる高圧吸収液が導入され、冷却下に
（冷却は通常スチーム発生により行われる）ライン１３
からの混合ガスを凝縮吸収してアンモニア、二酸化炭素
および水の凝縮液または気液混合物を生成する。カーバ
メート凝縮器３の温度は１７０〜１９０℃が好ましい。
凝縮液または気液混合物はライン１４を経て尿素合成管
１に導入される。
を参照して説明した従来の方法におけると同様にして尿
素合成管頂部において分離された不活性ガスを吸収塔７
においてライン１６からの低圧吸収液と接触させること
により不活性ガスに伴われるアンモニアおよび二酸化炭
素を吸収して得られる高圧吸収液が導入され、冷却下に
（冷却は通常スチーム発生により行われる）ライン１３
からの混合ガスを凝縮吸収してアンモニア、二酸化炭素
および水の凝縮液または気液混合物を生成する。カーバ
メート凝縮器３の温度は１７０〜１９０℃が好ましい。
凝縮液または気液混合物はライン１４を経て尿素合成管
１に導入される。
【００２３】次に、本発明において用いられる遠心圧縮
機につき説明する。本発明に用いられる遠心圧縮機は、
高温高圧であって、腐食性および毒性の高い混合ガスを
取り扱うものであるから、この混合ガスに対して耐食性
を有することは勿論、軸受部分からのガス漏洩がないこ
とが要求される。通常の軸封技術では上記のガスに対応
するのは信頼性に問題があるので、本発明で用いる遠心
圧縮機では、駆動電動機および能動型磁気軸受をケーシ
ング内に装備し、回転軸をケーシング外に露出しないこ
とにより、上記問題を解決した。本発明で用いられる遠
心圧縮機の回転軸に沿った部分断面図である図２および
図３を参照してこの遠心圧縮機を具体的に説明する。
機につき説明する。本発明に用いられる遠心圧縮機は、
高温高圧であって、腐食性および毒性の高い混合ガスを
取り扱うものであるから、この混合ガスに対して耐食性
を有することは勿論、軸受部分からのガス漏洩がないこ
とが要求される。通常の軸封技術では上記のガスに対応
するのは信頼性に問題があるので、本発明で用いる遠心
圧縮機では、駆動電動機および能動型磁気軸受をケーシ
ング内に装備し、回転軸をケーシング外に露出しないこ
とにより、上記問題を解決した。本発明で用いられる遠
心圧縮機の回転軸に沿った部分断面図である図２および
図３を参照してこの遠心圧縮機を具体的に説明する。
【００２４】図２に示された遠心圧縮機は、駆動電動機
および能動型磁気軸受がケーシング内に装備されたもの
である。２１はケーシングであり、この中にモータース
テーター２４がケーシング内壁に、複数個同一円周上に
固定されて設けられ、モーター回転子２５はローター２
２上にステーター２４に対応した位置に固定されて設け
られる。磁気軸受ステーター２６はケーシング両端部の
内壁に複数個同一円周上に対称に固定されて設けられて
いる。ローター２２上には磁気軸受ローラースリーブ２
７が磁気軸受ステーター２６に対応して固定されて設け
られている。羽根車２３は図２では両側に１枚あるいは
昇圧の程度によって複数枚設けられる。遠心圧縮機のケ
ーシングの材料はオーステナイトステインレス鋼その他
高温高圧のアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガス
に対して耐食性を有する種々の材料が用いられる。羽根
車の材料としては上記のものの他チタニウムなども使用
可能である。
および能動型磁気軸受がケーシング内に装備されたもの
である。２１はケーシングであり、この中にモータース
テーター２４がケーシング内壁に、複数個同一円周上に
固定されて設けられ、モーター回転子２５はローター２
２上にステーター２４に対応した位置に固定されて設け
られる。磁気軸受ステーター２６はケーシング両端部の
内壁に複数個同一円周上に対称に固定されて設けられて
いる。ローター２２上には磁気軸受ローラースリーブ２
７が磁気軸受ステーター２６に対応して固定されて設け
られている。羽根車２３は図２では両側に１枚あるいは
昇圧の程度によって複数枚設けられる。遠心圧縮機のケ
ーシングの材料はオーステナイトステインレス鋼その他
高温高圧のアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガス
に対して耐食性を有する種々の材料が用いられる。羽根
車の材料としては上記のものの他チタニウムなども使用
可能である。
【００２５】図３に示された遠心圧縮機は、ケーシング
内壁に固定されて設けられたモーターステーター２４、
磁気軸受ステーター２６を高温高圧の混合ガスから遮断
するためキャン２８を設けた構造をとっている。この構
造により、モーターステーター２４および磁気軸受ステ
ーター２６が直接腐蝕性の混合ガスに曝されることがな
くなり、混合ガスに曝される部分が単純な円筒状の耐食
材料となるので信頼性はより向上する。キャン２８の材
料としては透磁性の耐食材料が用いられる。オーステナ
イトステインレス鋼を用いてもよいが、フェライト・オ
ーステナイト二相ステインレス鋼が最適である。
内壁に固定されて設けられたモーターステーター２４、
磁気軸受ステーター２６を高温高圧の混合ガスから遮断
するためキャン２８を設けた構造をとっている。この構
造により、モーターステーター２４および磁気軸受ステ
ーター２６が直接腐蝕性の混合ガスに曝されることがな
くなり、混合ガスに曝される部分が単純な円筒状の耐食
材料となるので信頼性はより向上する。キャン２８の材
料としては透磁性の耐食材料が用いられる。オーステナ
イトステインレス鋼を用いてもよいが、フェライト・オ
ーステナイト二相ステインレス鋼が最適である。
【００２６】磁気軸受系が有する電気的信号を利用して
回転の際のローター２２の振動状態を常時監視するよう
にすることができる。このようにすることによって、信
頼性をさらに向上させることができる。
回転の際のローター２２の振動状態を常時監視するよう
にすることができる。このようにすることによって、信
頼性をさらに向上させることができる。
【００２７】
【実施例】以下に本発明を尿素生産量１，０００ｔ／日
の尿素製造装置に適用した例を示して本発明をさらに具
体的に説明する。
の尿素製造装置に適用した例を示して本発明をさらに具
体的に説明する。
【００２８】実施例 図１を参照して、ライン９からゲージ圧１８０ｋｇ／ｃ
ｍ2 に昇圧された液体アンモニア２３，５００ｋｇ／ｈ
とカバーメート凝縮器３において得られたアンモニア５
５，０００ｋｇ／ｈ、二酸化炭素４９，５００ｋｇ／ｈ
および水１３，５００ｋｇ／ｈからなる凝縮液がライン
１４を経て尿素合成管１に導入されて反応せしめられ
た。尿素合成管の反応条件はゲージ圧１７５ｋｇ／ｃｍ
2 、温度１９０℃で、アンモニア／二酸化炭素モル比お
よび水／二酸化炭素のモル比がそれぞれ４．１および
０．６４であった。
ｍ2 に昇圧された液体アンモニア２３，５００ｋｇ／ｈ
とカバーメート凝縮器３において得られたアンモニア５
５，０００ｋｇ／ｈ、二酸化炭素４９，５００ｋｇ／ｈ
および水１３，５００ｋｇ／ｈからなる凝縮液がライン
１４を経て尿素合成管１に導入されて反応せしめられ
た。尿素合成管の反応条件はゲージ圧１７５ｋｇ／ｃｍ
2 、温度１９０℃で、アンモニア／二酸化炭素モル比お
よび水／二酸化炭素のモル比がそれぞれ４．１および
０．６４であった。
【００２９】尿素合成管１からライン１０を経てストリ
ッパー２に送られる尿素合成液は尿素４４，７００ｋｇ
／ｈ、アンモニア４９，３００ｋｇ／ｈ、二酸化炭素１
５，４００ｋｇ／ｈおよび水２６，０００ｋｇ／ｈを含
有した。尿素合成液は減圧弁によりゲージ圧１５５ｋｇ
／ｃｍ2 に減圧されてからストリッパー頂部に導入され
た。ストリッパーでは、尿素合成液は流下しながら、ラ
イン１１、圧縮機５を経て底部から導入された二酸化炭
素２８，８００ｋｇと温度１９０℃において接触し、ア
ンモニアおよびアンモニウムカーバメートがアンモニ
ア、二酸化炭素および水の混合ガスとして頂部から取り
出された。ストリッパー２の底部から減圧弁６を経て取
り出された尿素水溶液は低圧処理工程に送られ、残留す
るアンモニアおよびアンモニウムカーバメートがアンモ
ニア、二酸化炭素および水の混合ガスとして尿素水溶液
から完全に分離され、尿素４４，７００ｋｇ／ｈを含む
尿素水溶液が得られた。分離された混合ガスは稀アンモ
ニア水に吸収されて低圧吸収液として回収された。
ッパー２に送られる尿素合成液は尿素４４，７００ｋｇ
／ｈ、アンモニア４９，３００ｋｇ／ｈ、二酸化炭素１
５，４００ｋｇ／ｈおよび水２６，０００ｋｇ／ｈを含
有した。尿素合成液は減圧弁によりゲージ圧１５５ｋｇ
／ｃｍ2 に減圧されてからストリッパー頂部に導入され
た。ストリッパーでは、尿素合成液は流下しながら、ラ
イン１１、圧縮機５を経て底部から導入された二酸化炭
素２８，８００ｋｇと温度１９０℃において接触し、ア
ンモニアおよびアンモニウムカーバメートがアンモニ
ア、二酸化炭素および水の混合ガスとして頂部から取り
出された。ストリッパー２の底部から減圧弁６を経て取
り出された尿素水溶液は低圧処理工程に送られ、残留す
るアンモニアおよびアンモニウムカーバメートがアンモ
ニア、二酸化炭素および水の混合ガスとして尿素水溶液
から完全に分離され、尿素４４，７００ｋｇ／ｈを含む
尿素水溶液が得られた。分離された混合ガスは稀アンモ
ニア水に吸収されて低圧吸収液として回収された。
【００３０】ストリッパー２からの混合ガスはライン１
２を経て図２に示した遠心圧縮機４に入り、ゲージ圧１
７５ｋｇ／ｃｍ2 まで昇圧され、ライン１３を経てカー
バメート凝縮器３に導入される。一方、ゲージ圧１７５
ｋｇ／ｃｍ2 に昇圧されてライン１６から吸収塔７に導
入されライン１５からの不活性ガスと接触しその中に含
有されるアンモニアおよび二酸化炭素を吸収した吸収液
がライン１７を経てカーバメート凝縮器３に導入され、
ライン１３を経て導入された混合ガスを１８０℃におい
て吸収してアンモニア５５，０００ｋｇ／ｈ、二酸化炭
素４９，５００ｋｈ／ｈおよび水１３，５００ｋｇから
なる凝縮液が得られた。この凝縮液は、前記のとおりラ
イン１４を経て尿素合成管１に循環された。
２を経て図２に示した遠心圧縮機４に入り、ゲージ圧１
７５ｋｇ／ｃｍ2 まで昇圧され、ライン１３を経てカー
バメート凝縮器３に導入される。一方、ゲージ圧１７５
ｋｇ／ｃｍ2 に昇圧されてライン１６から吸収塔７に導
入されライン１５からの不活性ガスと接触しその中に含
有されるアンモニアおよび二酸化炭素を吸収した吸収液
がライン１７を経てカーバメート凝縮器３に導入され、
ライン１３を経て導入された混合ガスを１８０℃におい
て吸収してアンモニア５５，０００ｋｇ／ｈ、二酸化炭
素４９，５００ｋｈ／ｈおよび水１３，５００ｋｇから
なる凝縮液が得られた。この凝縮液は、前記のとおりラ
イン１４を経て尿素合成管１に循環された。
【００３１】この尿素合成装置を２ケ月連続稼動させた
が、遠心圧縮機の異常は認められなかった。
が、遠心圧縮機の異常は認められなかった。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ストリッパーからの混
合ガスを遠心圧縮機を用いて昇圧することにより、カー
バメート凝縮器で生成した凝縮液または気液混合物を容
易に尿素合成管に循環することができる。本発明で用い
る遠心圧縮機はケーシング内のガスが大気中に漏洩する
のを防ぐための軸シールを設けないので、高温高圧の腐
食性および毒性のある混合ガスを高い信頼性をもって長
期間連続して圧縮することが可能である。また、前記の
ように磁気軸受系が有する電気的信号によりロータの回
転の際の振動状態、軸受の荷重状態が常時監視可能とな
り、さらに信頼性を向上させることができる。
合ガスを遠心圧縮機を用いて昇圧することにより、カー
バメート凝縮器で生成した凝縮液または気液混合物を容
易に尿素合成管に循環することができる。本発明で用い
る遠心圧縮機はケーシング内のガスが大気中に漏洩する
のを防ぐための軸シールを設けないので、高温高圧の腐
食性および毒性のある混合ガスを高い信頼性をもって長
期間連続して圧縮することが可能である。また、前記の
ように磁気軸受系が有する電気的信号によりロータの回
転の際の振動状態、軸受の荷重状態が常時監視可能とな
り、さらに信頼性を向上させることができる。
【００３３】また、従来の方法とは異なり、機器は地上
に設置できるので、耐震性についても従来の方法におけ
るような問題もなく、建設費を節減することができ、運
転、保守も容易になるなどの利益も大きい。
に設置できるので、耐震性についても従来の方法におけ
るような問題もなく、建設費を節減することができ、運
転、保守も容易になるなどの利益も大きい。
【図１】本発明による尿素製造方法を示すフローシート
である。
である。
【図２】本発明において用いられる遠心圧縮機の回転軸
に沿った断面の一部を示す部分断面図である。
に沿った断面の一部を示す部分断面図である。
【図３】本発明において用いられる遠心圧縮機の別の例
の、回転軸に沿った断面の一部を示す部分断面図であ
る。
の、回転軸に沿った断面の一部を示す部分断面図であ
る。
【図４】従来の二酸化炭素による未反応アンモニウムカ
ーバメートのストリッピングを含む尿素合成法を示すフ
ローシートである。
ーバメートのストリッピングを含む尿素合成法を示すフ
ローシートである。
１，１０１ 尿素合成管 ２，１０２ ストリッパー ３，１０３ カーバメート凝縮器 ４ 遠心圧縮機（混合ガス用） ５，１０５ 圧縮機（二酸化炭素用） ２１ ケーシング ２２ ローター ２３ 羽根車 ２４ モーターステーター ２５ モーター回転子 ２６ 磁気軸受ステーター ２７ 磁気軸受ロータースリーブ ２８ キャン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１０月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (2)
- 【請求項１】 尿素合成域においてアンモニアと二酸化
炭素とを尿素合成条件下に反応させ、得られた尿素、
水、アンモニアおよび未反応アンモニウムカーバメート
を含む尿素合成液を分離域において、加熱下に二酸化炭
素と接触させて該アンモニアおよび該未反応アンモニウ
ムカーバメートをアンモニア、二酸化炭素および水の混
合ガスとして分離して尿素水溶液を得、該混合ガスをカ
ーバメート凝縮域において吸収媒体と冷却下に接触させ
て該混合ガスの少なくとも一部を凝縮吸収させてアンモ
ニア、二酸化炭素および水の凝縮液または気液混合物を
生成させ、該凝縮液または気液混合物を該尿素合成域に
循環し、一方該分離域において得られた尿素水溶液から
尿素を得るに当たり、該分離域からの混合ガスを、駆動
電動機および能動型磁気軸受をケーシング内に装備して
ケーシング外には回転軸を露出しない構造の遠心圧縮機
をもって該尿素合成域に該カーバメート凝縮器からの凝
縮液または気液混合物を導入するのに十分な高い圧力ま
で昇圧して該カーバメート凝縮器に導入することを特徴
とする尿素製造方法。 - 【請求項２】 前記遠心圧縮機が、その電動機および能
動型磁気軸受けのそれぞれ静止側を円筒状の金属板にて
該混合ガスから遮断した構造を有する請求項１に記載の
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7101089A JPH08291130A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 尿素製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7101089A JPH08291130A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 尿素製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08291130A true JPH08291130A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14291381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7101089A Pending JPH08291130A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 尿素製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08291130A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031053A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Toyo Engineering Corporation | Procede ameliore pour la synthese de l'uree et equipement correspondant |
| JP2003521539A (ja) * | 2000-02-03 | 2003-07-15 | ディーエスエム エヌ．ブイ． | 尿素からメラミンを製造する方法 |
-
1995
- 1995-04-25 JP JP7101089A patent/JPH08291130A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031053A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Toyo Engineering Corporation | Procede ameliore pour la synthese de l'uree et equipement correspondant |
| JP2003521539A (ja) * | 2000-02-03 | 2003-07-15 | ディーエスエム エヌ．ブイ． | 尿素からメラミンを製造する方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1149801B1 (en) | Recovery method of ammonia from gaseous mixture | |
| RU2446152C2 (ru) | Способ получения мочевины и установка для его осуществления | |
| US4314077A (en) | Method for the production of urea and purification of water | |
| EP1876171A1 (en) | Apparatus for urea synthesis and method of improving the same | |
| US8158824B2 (en) | Process for the production of urea from ammonia and carbon dioxide | |
| JP7094453B2 (ja) | 尿素製造プロセス及び低圧回収部における熱統合を有するプラント | |
| NZ211460A (en) | The preparation of urea | |
| US4539077A (en) | Process for the preparation of urea | |
| EP1876170A1 (en) | Apparatus for urea synthesis | |
| EP0945162B1 (en) | Process for the removal of carbon dioxide present in gases | |
| US8158823B2 (en) | Method for the modernization of a urea production plant | |
| JP4191879B2 (ja) | 尿素合成方法および装置 | |
| JPH08291130A (ja) | 尿素製造方法 | |
| JPH08311008A (ja) | 尿素製造方法 | |
| JPH08301834A (ja) | 尿素の合成方法 | |
| JPH08325221A (ja) | 尿素製造方法 | |
| JPH08325222A (ja) | 尿素の製造方法 | |
| JPH08301835A (ja) | 尿素合成方法 | |
| US4081469A (en) | Process for separating and recovering unreacted materials in urea synthesis | |
| CA2627827C (en) | Method for modernizing a urea production plant | |
| US11498895B2 (en) | Process and apparatus for urea production | |
| JPH05213816A (ja) | 芳香族カルボン酸の製造方法 | |
| JPS5849537B2 (ja) | 尿素の製造方法 | |
| AU696632B2 (en) | Integrated urea/ammonia process | |
| JP3273838B2 (ja) | アルカノールアミン類の製造方法 |