JPS5927863A - 尿素製造装置より排出される混合ガスの爆発性消去法 - Google Patents

尿素製造装置より排出される混合ガスの爆発性消去法

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JPS5927863A
JPS5927863A JP57136356A JP13635682A JPS5927863A JP S5927863 A JPS5927863 A JP S5927863A JP 57136356 A JP57136356 A JP 57136356A JP 13635682 A JP13635682 A JP 13635682A JP S5927863 A JPS5927863 A JP S5927863A
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JP
Japan
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line
urea
exhaust gas
supplied
pressure
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JP57136356A
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English (en)
Inventor
Hiromichi Matsumoto
松本 弘道
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は尿素の製造方法の改良に関し、更に詳1〜〈は
尿素製造装置より除去すべき混合ガスの爆発性を消去す
る方法に関する。
尿素はアンモニアと二酸化炭素を原料とし高温(170
°C乃至220°C)および高圧(50気圧乃至450
気圧)で次の2式に示される反応によって生成する。
2NH3+ Co2−−−  NH2O02NH4争・
・・1・(1)NH2O0NH4= NH2O0NH2
+ H2O・・・(2)通常尿素の合成反応は、アンモ
ニア過剰の元で行なわれ、かつ反応率は50乃至80チ
である。従って合成塔流出液は、尿素、アンモニア、ア
ンモニウムカー・バメート、水及び少量のその他の成分
とからなる。尿素製造工程は通常、合成塔流出液を合成
塔とほぼ同圧又はより低い圧力の条件で−rンモニウム
カーバメートの分解を行なう分解工程で処理し、ガス状
混合物と尿素液とに分離する。分解工程で分離したガス
は回収工程で凝縮又は溶媒に吸収させ、アンモニア又は
アンモニア及びアンモニウムカーバメート水溶液又はア
ンモニウムカポネート水溶液として回収し、最終的には
合成塔へ戻される。
尿素の原料であるアンモニア及び二酸化炭素は通常主成
分であるアンモニア及び二酸化炭素の他に不純物として
水素、−W化炭素、窒素、メタンの如き成分を含んでい
る。これらの不純物は尿素の合成反応に関与しない為、
尿素製造装置外へ排出される。一方尿素製造装置は高温
、高圧のアンモニウムカーバメイトによる腐蝕を防ぐた
め耐蝕材料を使用するが、これらの耐蝕材料の表面に耐
蝕性の酸化被膜を形成させるため、パッジベーターとし
て少量の酸素もしくは空気を尿素製造装置の高圧系(合
成塔単独、又は合成塔もしくは合成塔とほぼ同じ圧力で
操作される分解器及び回収器等より構成される)0で注
入する。注入した酸素も、シ<は空気中の酸素の極〈一
部は酸化被膜形成の為消費されるが、大部分は前記不純
物とともに合成塔とほぼ同圧又は更に低い圧力の分解、
回収工程に送られ、同伴するアンモニア及び二酸化炭素
の一部又はほぼ全量を分離回収した後尿素製°造装置外
へ排出する。
これらの排出ガスからアンモニア及び二酸化炭素を除い
たものは、水素、窒素、酸素、メタンを主成分とする混
合ガスで6D爆発性ガスとなる。
これを防止する為現在数られている方法は、ガス混合物
の組成が爆発範囲外になるよう外部から大量の不活性ガ
ス又はアンモニア合成ガス等を導入し稀釈する方法もし
くは触媒を用いて原料二酸化炭素中の水素をあらかじめ
除去する方法が取られている。
本発明者はパッジベーターの挙動及び排出ガスの爆発性
につき、種々研究の結果、パッジベーターとして添加す
る酸素もしくは空気は、ごく一部のみが有効tこ利用さ
れ大部分はベントガスとして排出されるためこの排出ガ
スは充分パッジベーターとして再利用できるものであυ
、従ってこの排出ガスの一部を高圧系へ戻し再利用すれ
ば新たに添加すべき酸素又は空気の量を減らすことが可
能となるばかりでなく、これにより排出ガス中の酸素濃
度を低下させることができ排出ガスを爆発範囲外の混合
ガスとすることができるという知見を得、本発明を完成
するに到った。
すなわち本発明は尿素製造装置の腐食防止のため、パッ
ジベーターとして酸素又は空気を添加する尿素製造工程
において、尿素製造装置より排出する混合ガスの一部を
パッジベーターとして尿素製造装置の高圧系へ循環し再
利用することにより排出ガスの組成を爆発範囲外とする
ことを特徴とする尿素製造装置より排出する混合ガスの
爆発性消去法を要旨とするものである。
本発明は排出ガスの一部を高圧系へ循環させる方法とし
て、高圧系の排出ガスを高圧系へ戻す方法又は高圧系の
排出ガスを更に圧力の低い回収系で処理しその回収系の
排出ガスを高圧系へ戻す方法、のいずれの方式でも良い
次に本発明の詳細な説明する。第1図に本発明方式を用
いずに排出ガスに同伴する′アンモニア及び二酸化炭素
を完全に回収した例を示す。
ライン1より原料二酸化炭素17.042モルを供給す
る。この二酸化炭素には水素、窒素、メタンを主成分と
する不純物0.260モルが同伴される。ライン2より
パッジベーターとして空気0.208モルを供給する。
ライン2の空気中には酸素が0.044モル含まれる。
従って高圧系Rへ供給されるライン乙のガス中の酸素量
は0.044モルとなる。ライン4よりアンモニア(ア
ンモニウムカーバメートを含む)を供給し高圧系R内で
尿素合成反応を行ない、未反応のアンモニア及び二酸化
炭素を全量回収したとき、高圧系R外にライン5を経て
放出される排出ガスは0.468モルとなる。
パッジベーターとして消費される1攻素量は無視できる
ほど微量であるのでこの排出ガス中には酸素0.044
モルが含まれている為排出ガス中の酸素濃度は9.4体
積チとなり水素の爆発の危険性を有する混合ガスとなる
第1図においてライン2から供給する空気量を減らせば
爆発性のない排出ガスとすることがでさることは知られ
ている。たとえばライン2の空気を0.043モルとす
ればライン2の空気流に含まれる酸素量は0.009モ
ルとなシライン3のガス流中の不純物は0.303モル
となる。ライン3のガス流中に含まれる酸素量は0.0
09モルであるから、ライン3のガス流の酸素濃度は6
体積幅でありもはや爆発性を保持していない。
しかしながらこの場合は高圧系Rへ供給する酸素量はわ
ずか0.009モルでありパッジベーターとして有効性
を持つには充分な量となシ得ない。
第2図に本発明の適用原理を示す。すなわち第1図と同
様な尿素製造装置においてライン5よりの排出ガスの一
部をライン6よジ高圧系Hに循環しパッジベーターとし
て必要な酸素量を供給すれば、新たに供給する空気量を
減少させる事ができ、結果としてライン5、ライン67
中のガスの酸素量を爆発範囲以下とすることができる。
1例としてライン1より二酸化炭素17.042モル及
び水素、窒素、メタンを主成分とする同伴不純物0.2
60モルを供給し、循環のだめのライン乙のガス量を1
.164モルとし、新たに加えるパッジベーターとして
のライン2への供給空気量を0.043モルにする。こ
の場合ライン6の排ガスは0.065モルの酸素を含み
、ライン2の空気には0.009モルの酸素を含むため
結果としてライン3のガス流は0.044モルの酸素を
含み第1図の場合と同様な酸素量を高圧系へ与えること
ができる。かつ本発明例の場合はライン5の排ガスの量
は1.467モルでありこれに含まれる酸素−量は0.
044モルであるから酸素濃度は3.0体積幅である。
従って本発明例の場合にはライン6.5のガス流、ライ
ン6.7の排ガス流に含まれる酸素濃度は6.0体積幅
となりこれらのガスは爆発性を保持していない。
第2図においてライン6を循環する排出ガス。
は必ずしも高圧系Rの排出ガスとする必要はなく、ライ
ン7の排出ガス流が更に圧力の低い回収系で処理される
尿素製造工程においてはその低圧の回収系の排出ガスを
用いても良い。本発明方式によれば高圧系排出ガス及び
低圧の排出ガス双方のガスを爆発範囲外の混合ガスとす
ることができる。
第3図に合成塔とほぼ同じ圧力で操作され−る分解系回
収系を有する尿素製造工程における本発明の具体例を示
す。
ライン11より二酸化炭素(水素、窒素、メタンの不純
物成分を含む〕とライン12よυパッジベーターとして
新たに加える空気は必要な圧力で合成塔15へ供給さ九
る。合成塔にはライン25f:Aしアンモニア(アンモ
ニウムカーバメートを含む〕を供給する。又合成塔15
には、後述するように該合成塔15からライン25Vこ
導かれる排ガスの一部を圧縮機60で圧縮しライン13
を通して循環する。ライン12からの空気及びライン1
3からの循環ガスの流量は高圧系ヘパツシベーターとし
て必要量の酸素が供給されかつライン25.26の排出
ガス流およびライン16のガス中に含まれる酸素濃度が
混合カスの爆発限界以下になるよう調整する。例えばラ
イン11より二酸化炭素17.042モル及び水素、窒
素、メタンを主成分とする同伴不純物0.260モルを
供給する場合には、ライン12より空気0.043モル
を供給し、かつライン13より1.164モルの混合ガ
スを循環すれば、ライン25を経て出る排出ガス中に含
まれる酸素濃度は3体積幅となシ爆発範囲外の混合ガス
とすることができ、かつ高圧系ヘパツシベーターとして
必要量の酸素を供給することができる。
ライン16からの合成塔流出液は分解器17において熱
源28によυυ口熱分解され、液はライン27より次工
程の更に圧力の低い分解系へ送られる。分解器17から
の流出ガスはライン18より凝縮器19で冷媒29によ
り冷却される。凝縮器19には更に圧力の低い回収系か
らライン31により送られるアンモニウムカーバメイト
水溶液が加えられる。凝縮器19で大部分のアンモニア
及び二酸化炭素を凝縮及び吸収された混合流体は分離器
20で分離される。
分離された排出ガスはライン24からの洗滌液により洗
滌され同伴するアンモニア及び二酸化炭素の全部もしく
は一部が除去される。
ライン25からの排出ガスの一部は、圧縮器30により
圧縮され、ライン16を通して合成塔15へ循環される
。又高圧系内に蓄積する不細物ガスは高圧系内の圧力を
一定にするように、分離器20からライン25を経て出
てくる排出ガスの一部であるライン26の排出ガス流を
大気もしくは更に圧力の低い分解回収系へ送るようにす
る。分離器20で分離されだ液流21は原料アンモニア
22と共に合成塔15へ戻される。
ライン25の排出ガスの一部であるライン26の排出ガ
ス流を更に圧力の低い分解、回収系へ送った場合には、
その分解、回収系で行なう同伴されるアンモニア及び二
酸化炭素との分離回収は公知の方式を採用すれば良い。
例えば溶媒による吸収又は冷却により同伴されるアンモ
ニア及二酸化炭素の大部分を分離回収してもライン25
の排出ガスの一部であるライン26排出ガス流のアンモ
ニア及二酸化炭素以外の不純物ガス中の酸素濃度はすで
に爆発範囲外となっている為、この回収系においても爆
発性混合ガスを生成しない。
又本発明方式の循環のライン13は必らずしも分離器2
0からライン25を経て取出される排出ガスの一部を圧
縮して戻すことに限定さ゛れない。
すなわちライン25の排ガスの一部である排出ガス流が
更に低い圧力の回収系へ送られる場合はその回収系によ
シ排出すべき不純物混合ガスを圧縮し合成塔15へ戻す
こともできる。
更に本発明は合成塔15とほぼ同じ圧力で操作する高圧
の分解系及回収系を有せざる尿素製造工程にも適用可能
である。すなわち合成塔流出液16を減圧後より低圧の
分解系で分解し発生した混合ガスを分解系とほぼ同圧の
回収系で回収する尿素製造工程においては、その回収系
で排出すべき不純物混合、ガスの一部を圧縮後合成塔の
バッジベーターとして再利用することにより、新たに添
加すべきパッジベーターとしての酸素もしくは空気の必
要量を減じることができ、回収系より放出すべき混合ガ
ス中の酸素濃度を爆発範囲以下にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例に相当する尿素製造装置からの排出ガス
の回収フローを示し、第2図は本発明の詳細な説明する
だめの同排ガスの回収利用のフローを示す。第3図は本
発明の一実施態様のフローを示す。 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 尿素製造装置の暦食防止のため、パッジベーターとして
    咳素又は空気を添刀口する尿素製造工程において、尿素
    製造装置より排出する混合ガスの一部全パツシベータと
    して尿素製造装置の高圧系へ循環し再利用することによ
    り排出ガスの組成を爆発範囲外とすることを特徴とする
    尿素製造装置よシ排出する混合ガスの爆発性消去法
JP57136356A 1982-08-06 1982-08-06 尿素製造装置より排出される混合ガスの爆発性消去法 Pending JPS5927863A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192823A1 (ja) * 2013-05-28 2014-12-04 東洋エンジニアリング株式会社 尿素合成方法
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