JPS625902B2 - - Google Patents
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Description
本発明は高収率反応器を使用する尿素の製法に
係わる。 尿素は、通常、反応器中でNH3およびCO2を高
温、高圧下で反応させることから生成される。反
応は完全なものではなく、反応体の一部のみが尿
素に変化されるにすぎない。 最新の設備では、通常、未変化の反応体を各操
作法に応じた各種の方法ですべて反応器に再循環
し、NH3およびCO2を完全に変化させるようにし
ている(完全循環法)。最もよく知られている未
反応成分についての完全循環法は、未変化のCO2
の全部と未変化のNH3の一部とをカルバミン酸ア
ンモニウムの水溶液として反応器に再循環し、か
つ残りのNH3を純粋な状態で別に循環するもので
ある。最も新しい、いわゆるストリツピングとい
われる方法では、反応器および分解器(ストリツ
パ)を含む等圧ループにおいて未反応CO2の大部
分を循環するものであり、逆にアンモニアは炭酸
アンモニウムの水溶液として、一部は純粋な状態
で循環される。初期の尿素合成設備では反応体の
一部のみが尿素に変えられ、未反応の反応体につ
いての再循環は全く行なわれないか、または一部
についてのみ行なわれていた(単流法または部分
循環法)。 いずれの循環方法(完全方式または部分方式)
においても、反応器には、過剰のNH3を含有する
カルバミン酸アンモニウムおよび/または炭酸ア
ンモニウムの水溶液再循環とよく混合した、新た
な反応体(NH3+CO2)および再循環すべきアン
モニア過剰分が供給される。 反応器は完全循環設備においては断熱型のもの
である。原料(新たな反応体+循環溶液および再
循環すべきアンモニア過剰分)は充分に混合さ
れ、以下の反応によつて発生した熱は反応体の温
度を所望の値まで上昇させる。 通常、“単流法”および“部分循環法”におい
て反応器は熱的に平衡ではなく、過剰の熱は水蒸
気生成用の熱源として取出される。 反応におけるNH3およびCO2の尿素への変化率
は温度によりおよびCO2に対するNH3のモル比を
高めることにより改善され、H2Oの存在によつて
悪影響をうける。反応器内の圧力は、最大量の反
応体を液相に維持するために充分に高い値に維持
される(実際、反応は液相で行なわれなければな
らない)。反応溶液の蒸気圧は、温度が高くなる
につれてかつCO2に対するNH3のモル比が高くな
るにつれて高くなり、H2O含量が高くなるにつれ
て低くなる。反応器の最高操作温度は腐食および
尿素の分解を考慮して決定される。 原則的には、温度は220℃を越てはならず、こ
れ以上では、反応器の内ばり用に強い耐食性を有
する物質(たとえば、チタン、ジルコニウム)を
使用しなければならない。このように物質は高価
であり、反応器、特に高い操作圧力が要求される
ものでは、その製造に技術的な問題を生ずる。 反応温度が190゜ないし220℃である場合には、
すべての反応体を液相に維持するために、非常に
高い圧力、190Kg/cm2以上とする必要があり、こ
のため特にCO2を圧縮するために大電力を消費す
ることになる。 ストリツピング法では、反応器圧力は等圧ルー
プの分解器(ストリツパ)圧力とともに最適値に
される。このように反応器内の圧力は155Kg/cm2
を越えない。 この結果、なお反応体を液相に維持しうるCO2
に対するNH3の最高モル比は最高温度185゜ない
し190℃において3.0ないし3.5である。逆に、収
率については原則的には60%を越えない(CO2収
率)。 完全循環を利用する従来の方法(非ストリツピ
ング法)においては、反応器の操作条件は次のと
おりである。 圧 力 200ないし400Kg/cm2 温 度 190ないし220℃ CO2に対するNH3のモル比(N/C)
3.6ないし5.0 CO2に対するH2のモル比(H/C) 0.5ないし1.0 CO2収率 60ないし80% 本発明によれば、高収率反応器を使用する方法
では、たとえ比較的低い圧力および温度で操作す
る場合にも高収率が達成でき、このようにするこ
とにより高電力消費の欠点を排除しかつ高価な物
質の使用によるコスト高および前記の技術的な問
題を解消できる。この方法では、さらに、ストリ
ツピング方法においてカルバミン酸塩の分解を促
進するためにストリツパを低圧で操作でき、同時
に反応器において高収率が達成できる。 本発明の方法は、新たなアンモニアおよび二酸
化炭素(化学量論量)を再循還すべきアンモニア
過剰分の一部とともに、反応器内に設けた第2反
応域から熱交換面で分離される第1反応域に供給
する工程を包含する。前記第2反応域にはカルバ
ミン酸アンモニウムの分解により得られた凝縮物
を残余のアンモニア過剰分とともに供給する。 2つの反応域は100ないし250気圧(絶体)の同
じ圧力下で、あるいは異なつた圧力下である。後
者の場合、第1反応域の方が第2反応域よりも高
圧であり、第1反応域の圧力は第2反応域よりも
200気圧程度高い値であつてもよい。 第1反応域では適当な反応温度を維持するに必
要な熱量に対して非常に過剰の熱が存在してい
る。これに対して熱量の乏しい第2反応域では、
足りない熱量は熱交換性分離面を介して第1反応
域で発生した過剰の熱により補充される。 第2反応域ではカルバミン酸塩および/または
炭酸塩溶液および再循環すべきNH3過剰分の一部
が供給されるが、必要ならばCO2に対するNH3の
モル比を最適値にしかつ熱バランスを調節するた
めに少量(10%以下)のCO2を供給してもよい。 本発明による方法では、高収率反応器の2つの
個々の反応域におけるモル比アンモニア/二酸化
炭素の値は、新たな反応体と再循環すべきアンモ
ニア過剰分が供給される第1反応域では2.5ない
し5であり、残余のアンモニア過剰分とともに循
環カルバミン酸塩および/または炭酸塩が供給さ
れる第2反応域では3.5ないし8であるように調
整される。 同じ圧力条件下でまたは2つの反応域間に圧力
差(0ないし200Kg/cm2)のある(第1反応域の
方がより高圧)条件下で操作する反応器の第1お
よび第2反応域から出る尿素溶液を未変化反応体
を再循環するため下流処理域に供給する。 異なつた圧力下で作動する2つの反応域を有す
る反応器は特にストリツピング方式での使用が有
効であり、この場合には反応器から出る溶液のス
トリツピングとカルバミン酸塩の再循環が同じ圧
力下で反応器の低圧域において行なわれ、このよ
うにして反応器で高収率が達成できるとともに、
同時にストリツパにおけるカルバミン酸塩の分解
率を高めることができる。 第1図は反応器から出た尿素溶液のストリツピ
ングを行なう尿素製造法における本発明の好適な
1具体例を示す図である。本発明はこれに限定さ
れない。 新たな反応体(NH3+CO2)はライン1を介し
て、より高圧で作動する反応域2に入る。カルバ
ミン酸塩分解器またはストリツパ7およびカルバ
ミン酸塩凝縮器4を包含する等圧ループと同じ圧
力で作動する反応域6にはカルバミン酸凝縮器4
からの循環カルバミン酸塩溶液および原料アンモ
ニアの一部(ライン5)が供給される。 反応域6から出るカルバミン酸塩および残留ア
ンモニアを含有する尿素溶液(ライン8)および
高圧反応域2から出る尿素溶液(ライン9)を反
応域6と同じ圧力下で作動するストリツパ7に供
給する。 実質的にカルバミン酸塩を除去しかつ少量のア
ンモニアを含有する尿素溶液を分解器またはスト
リツパ7の底部からライン10を介して下流処理
域に送る。一方、ストリツパ7の頂部から出る
NH3+CO2+H2Oの蒸気をライン11を介してカ
ルバミン酸塩凝縮器4に送る。 ストリツパ7においてカルバミン酸塩を分解し
かつNH3およびH2Oを蒸発させるために必要な熱
は水蒸気(ライン12)により供給する。 凝縮器4において蒸気NH3+CO2+H2Oの凝縮
およびカルバミン酸の分解により発生した熱は水
蒸気(ライン13)を生成することにより除去さ
れる。 反応域6および凝縮器4およびストリツパ7は
約160Kg/cm2の同じ圧力下で作動する。反応域2
はより高い圧力下、たとえば220Kg/cm2で作動す
る。反応域2で発生した過剰の熱は、熱を必要と
する反応域6に熱交換面14を介して供給され
る。 本発明について第2図に示す具体例を参照して
さらに説明する。 第2図に示す具体例は、2つの反応域が同じ圧
力下で作動する反応器を使用するものである。 新たな、反応体NH3+CO2(ライン31)はノ
ズル35を通つて第1反応域36に入る。カルバ
ミン酸塩溶液(ライン32)および新たなアンモ
ニアの一部(ライン33)をノズル37を介して
第2反応域38に送る。熱交換面34を介して過
剰の熱を第1反応域36から、熱を必要とする第
2反応域38に伝達する。 2つの反応域36および38から出る尿素溶液
を混合域40に送り、ノズル41を通して排出す
る(ライン39)。 本発明を説明するために以下にいくつかの実施
例を例示するが、本発明はこれに限定されない。 実施例 1 反応器の収率=80% 反応器の2つの反応域における条件(第1図参
照) 第1反応域 ライン1からの原料の供給 NH3=1274Kg、CO2=733Kg、 総計=2007Kg N/C=4.5、H/C=0 反応条件 温度=190℃ 圧力=220気圧 収率=83%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jojima氏により実験的に得られた) 第1反応域2からの流出物 NH3=804Kg、CO2=124Kg、 尿素=830Kg、H2O=249Kg、 総計=2007Kg 第2反応域6 ライン3からの供給 NH3=247Kg、CO2=180Kg、 H2O=83Kg、総計=516Kg ライン5からの供給 NH3=103Kg ライン3および5からの供給 NH3=350Kg、CO2=180Kg、 H2O=89Kg、総計=619Kg、 N/C=5、H/C=1.2 第2反応域6の反応条件 温度=185℃ 圧力=160気圧 収率=69%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jojima氏法による実験データ) 第2反応域6からの流出物 NH3=254Kg、CO2=56Kg、 尿素=170Kg、H2O=140Kg、 総計=620Kg 2つの反応域からの流出物(ライン8および
9)を合せることにより得られたものの組成 NH3=1058Kg、CO2=180Kg、 尿素=1000Kg、H2O=389Kg、 総計=2627Kg、N/C=4.6、 H/C=0.24、収率=80%、 Otsuka、Inoue、Jojima氏等(171回ACS国際
会議、1976)の方法で同じ収率を得るためには以
下の作動条件を採用しなければならない。 N/C=5、温度=215℃、 圧力=421気圧。 流出物をライン8および9を介してストリツパ
7に供給し、このストリツパの底部からライン1
0を介して、NH3=280Kg、CO2=30Kg、尿素=
1000Kg、水=350Kgが得られ、頂部からライン7
を介して、NH3=808Kg、CO2=150Kg、水=39Kg
が得られた。 ストリツパ7における分解はライン10からの
留分について160気圧、215℃で作動することによ
り実施した。 ストリツパ7から出るCO2およびH2O全量およ
びNH3の一部を凝縮器4(圧力=160気圧、温度
=185℃)で凝縮した。この凝縮器にはさらに尿
素溶液の下流処理域からくる炭酸塩溶液でなる留
分(ライン15)を供給した。凝縮器4で発生し
た熱を水蒸気の生成(圧力=8気圧)に使用した
(ライン13)。CO2とともに導入された不活性ガ
スを凝縮しなかつたアンモニアとともにベント1
6から排出した。 実施例 2 反応器における収率=72% 反応器の2つの反応域の条件(第2図参照) 第1反応域 ライン31からノズル35を介しての供給 NH3=907Kg、CO2=733Kg、 総計=1640Kg N/C=3.2、H/C=0 反応条件 温度=190℃、圧力=180気圧、 収率=74%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jnoue氏法により実験的に得られた) 第1反応域36からの流出物 NH3=487Kg、CO2=191Kg、 尿素=740Kg、H2O=222Kg、 総計=1640Kg 第2反応域38 ライン32および33からノズル37を介して
の供給ライン32を介しての供給(再循環カル
バミン酸塩) NH3=377Kg、CO2=276Kg、 H2O=135Kg、総計=788Kg ライン33を介しての供給(NH3) NH3=155Kg ライン32および33からの供給合計 NH3=533Kg、CO2=276Kg、 H2O=135Kg、総計=944Kg、 N/C=5、H/C=1.2 反応条件 温度=185℃、圧力=180気圧 収率=69%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jojima氏法により実験的に得られた) 第2反応域38からの流出物 NH3=386Kg、 CO2=85Kg 尿素=260Kg、 H2O=213Kg(総計=94Kgに関して) 2つの反応域からの流出物を合せることにより
得られた留分(ライン39)の組成 NH3=873Kg、CO2=276Kg、 尿素=1000Kg、H2O=435Kg、 総計=2584Kg、N/C=3.7 H/C=0.33、収率=72% Otsuka−Inoue−Jojima氏等(171図ACS国
際会議、1976)の方法によつて同じ収率を得るた
めには以下の操作条件を採用することが必要であ
る。 N/C=4、温度=200℃、圧力=251気圧 本発明はさらに改良された態様によれば、前記
の2つの反応域においてCO2に対するNH3のモル
比を最適値とするための方法を採用できる。 この改善された結果を達成するためには、アン
モニアの過剰分の一部を第1反応域の出口におい
て分離し、直接この第1反応域に再循環する条件
下で操作できる。 反応器の熱平衡については、これを維持するた
めに、水蒸気生成用としてあるいは冷却剤によつ
て第1反応域から除去できる。 第3図は本発明の他の特殊な態様を示す図であ
る。 第3図中の参照番号のうち第1図に示すものと
同一のものはこれと同じ部材を示す。 第1図に示すものと異なるところは、ライン9
を介して尿素溶液をセパレータ17に送り、その
頂部から過剰のアンモニアの一部を取出し、ライ
ン1に再循環し、反応域6の過剰の熱を冷却コイ
ル18で除去する点である。
係わる。 尿素は、通常、反応器中でNH3およびCO2を高
温、高圧下で反応させることから生成される。反
応は完全なものではなく、反応体の一部のみが尿
素に変化されるにすぎない。 最新の設備では、通常、未変化の反応体を各操
作法に応じた各種の方法ですべて反応器に再循環
し、NH3およびCO2を完全に変化させるようにし
ている(完全循環法)。最もよく知られている未
反応成分についての完全循環法は、未変化のCO2
の全部と未変化のNH3の一部とをカルバミン酸ア
ンモニウムの水溶液として反応器に再循環し、か
つ残りのNH3を純粋な状態で別に循環するもので
ある。最も新しい、いわゆるストリツピングとい
われる方法では、反応器および分解器(ストリツ
パ)を含む等圧ループにおいて未反応CO2の大部
分を循環するものであり、逆にアンモニアは炭酸
アンモニウムの水溶液として、一部は純粋な状態
で循環される。初期の尿素合成設備では反応体の
一部のみが尿素に変えられ、未反応の反応体につ
いての再循環は全く行なわれないか、または一部
についてのみ行なわれていた(単流法または部分
循環法)。 いずれの循環方法(完全方式または部分方式)
においても、反応器には、過剰のNH3を含有する
カルバミン酸アンモニウムおよび/または炭酸ア
ンモニウムの水溶液再循環とよく混合した、新た
な反応体(NH3+CO2)および再循環すべきアン
モニア過剰分が供給される。 反応器は完全循環設備においては断熱型のもの
である。原料(新たな反応体+循環溶液および再
循環すべきアンモニア過剰分)は充分に混合さ
れ、以下の反応によつて発生した熱は反応体の温
度を所望の値まで上昇させる。 通常、“単流法”および“部分循環法”におい
て反応器は熱的に平衡ではなく、過剰の熱は水蒸
気生成用の熱源として取出される。 反応におけるNH3およびCO2の尿素への変化率
は温度によりおよびCO2に対するNH3のモル比を
高めることにより改善され、H2Oの存在によつて
悪影響をうける。反応器内の圧力は、最大量の反
応体を液相に維持するために充分に高い値に維持
される(実際、反応は液相で行なわれなければな
らない)。反応溶液の蒸気圧は、温度が高くなる
につれてかつCO2に対するNH3のモル比が高くな
るにつれて高くなり、H2O含量が高くなるにつれ
て低くなる。反応器の最高操作温度は腐食および
尿素の分解を考慮して決定される。 原則的には、温度は220℃を越てはならず、こ
れ以上では、反応器の内ばり用に強い耐食性を有
する物質(たとえば、チタン、ジルコニウム)を
使用しなければならない。このように物質は高価
であり、反応器、特に高い操作圧力が要求される
ものでは、その製造に技術的な問題を生ずる。 反応温度が190゜ないし220℃である場合には、
すべての反応体を液相に維持するために、非常に
高い圧力、190Kg/cm2以上とする必要があり、こ
のため特にCO2を圧縮するために大電力を消費す
ることになる。 ストリツピング法では、反応器圧力は等圧ルー
プの分解器(ストリツパ)圧力とともに最適値に
される。このように反応器内の圧力は155Kg/cm2
を越えない。 この結果、なお反応体を液相に維持しうるCO2
に対するNH3の最高モル比は最高温度185゜ない
し190℃において3.0ないし3.5である。逆に、収
率については原則的には60%を越えない(CO2収
率)。 完全循環を利用する従来の方法(非ストリツピ
ング法)においては、反応器の操作条件は次のと
おりである。 圧 力 200ないし400Kg/cm2 温 度 190ないし220℃ CO2に対するNH3のモル比(N/C)
3.6ないし5.0 CO2に対するH2のモル比(H/C) 0.5ないし1.0 CO2収率 60ないし80% 本発明によれば、高収率反応器を使用する方法
では、たとえ比較的低い圧力および温度で操作す
る場合にも高収率が達成でき、このようにするこ
とにより高電力消費の欠点を排除しかつ高価な物
質の使用によるコスト高および前記の技術的な問
題を解消できる。この方法では、さらに、ストリ
ツピング方法においてカルバミン酸塩の分解を促
進するためにストリツパを低圧で操作でき、同時
に反応器において高収率が達成できる。 本発明の方法は、新たなアンモニアおよび二酸
化炭素(化学量論量)を再循還すべきアンモニア
過剰分の一部とともに、反応器内に設けた第2反
応域から熱交換面で分離される第1反応域に供給
する工程を包含する。前記第2反応域にはカルバ
ミン酸アンモニウムの分解により得られた凝縮物
を残余のアンモニア過剰分とともに供給する。 2つの反応域は100ないし250気圧(絶体)の同
じ圧力下で、あるいは異なつた圧力下である。後
者の場合、第1反応域の方が第2反応域よりも高
圧であり、第1反応域の圧力は第2反応域よりも
200気圧程度高い値であつてもよい。 第1反応域では適当な反応温度を維持するに必
要な熱量に対して非常に過剰の熱が存在してい
る。これに対して熱量の乏しい第2反応域では、
足りない熱量は熱交換性分離面を介して第1反応
域で発生した過剰の熱により補充される。 第2反応域ではカルバミン酸塩および/または
炭酸塩溶液および再循環すべきNH3過剰分の一部
が供給されるが、必要ならばCO2に対するNH3の
モル比を最適値にしかつ熱バランスを調節するた
めに少量(10%以下)のCO2を供給してもよい。 本発明による方法では、高収率反応器の2つの
個々の反応域におけるモル比アンモニア/二酸化
炭素の値は、新たな反応体と再循環すべきアンモ
ニア過剰分が供給される第1反応域では2.5ない
し5であり、残余のアンモニア過剰分とともに循
環カルバミン酸塩および/または炭酸塩が供給さ
れる第2反応域では3.5ないし8であるように調
整される。 同じ圧力条件下でまたは2つの反応域間に圧力
差(0ないし200Kg/cm2)のある(第1反応域の
方がより高圧)条件下で操作する反応器の第1お
よび第2反応域から出る尿素溶液を未変化反応体
を再循環するため下流処理域に供給する。 異なつた圧力下で作動する2つの反応域を有す
る反応器は特にストリツピング方式での使用が有
効であり、この場合には反応器から出る溶液のス
トリツピングとカルバミン酸塩の再循環が同じ圧
力下で反応器の低圧域において行なわれ、このよ
うにして反応器で高収率が達成できるとともに、
同時にストリツパにおけるカルバミン酸塩の分解
率を高めることができる。 第1図は反応器から出た尿素溶液のストリツピ
ングを行なう尿素製造法における本発明の好適な
1具体例を示す図である。本発明はこれに限定さ
れない。 新たな反応体(NH3+CO2)はライン1を介し
て、より高圧で作動する反応域2に入る。カルバ
ミン酸塩分解器またはストリツパ7およびカルバ
ミン酸塩凝縮器4を包含する等圧ループと同じ圧
力で作動する反応域6にはカルバミン酸凝縮器4
からの循環カルバミン酸塩溶液および原料アンモ
ニアの一部(ライン5)が供給される。 反応域6から出るカルバミン酸塩および残留ア
ンモニアを含有する尿素溶液(ライン8)および
高圧反応域2から出る尿素溶液(ライン9)を反
応域6と同じ圧力下で作動するストリツパ7に供
給する。 実質的にカルバミン酸塩を除去しかつ少量のア
ンモニアを含有する尿素溶液を分解器またはスト
リツパ7の底部からライン10を介して下流処理
域に送る。一方、ストリツパ7の頂部から出る
NH3+CO2+H2Oの蒸気をライン11を介してカ
ルバミン酸塩凝縮器4に送る。 ストリツパ7においてカルバミン酸塩を分解し
かつNH3およびH2Oを蒸発させるために必要な熱
は水蒸気(ライン12)により供給する。 凝縮器4において蒸気NH3+CO2+H2Oの凝縮
およびカルバミン酸の分解により発生した熱は水
蒸気(ライン13)を生成することにより除去さ
れる。 反応域6および凝縮器4およびストリツパ7は
約160Kg/cm2の同じ圧力下で作動する。反応域2
はより高い圧力下、たとえば220Kg/cm2で作動す
る。反応域2で発生した過剰の熱は、熱を必要と
する反応域6に熱交換面14を介して供給され
る。 本発明について第2図に示す具体例を参照して
さらに説明する。 第2図に示す具体例は、2つの反応域が同じ圧
力下で作動する反応器を使用するものである。 新たな、反応体NH3+CO2(ライン31)はノ
ズル35を通つて第1反応域36に入る。カルバ
ミン酸塩溶液(ライン32)および新たなアンモ
ニアの一部(ライン33)をノズル37を介して
第2反応域38に送る。熱交換面34を介して過
剰の熱を第1反応域36から、熱を必要とする第
2反応域38に伝達する。 2つの反応域36および38から出る尿素溶液
を混合域40に送り、ノズル41を通して排出す
る(ライン39)。 本発明を説明するために以下にいくつかの実施
例を例示するが、本発明はこれに限定されない。 実施例 1 反応器の収率=80% 反応器の2つの反応域における条件(第1図参
照) 第1反応域 ライン1からの原料の供給 NH3=1274Kg、CO2=733Kg、 総計=2007Kg N/C=4.5、H/C=0 反応条件 温度=190℃ 圧力=220気圧 収率=83%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jojima氏により実験的に得られた) 第1反応域2からの流出物 NH3=804Kg、CO2=124Kg、 尿素=830Kg、H2O=249Kg、 総計=2007Kg 第2反応域6 ライン3からの供給 NH3=247Kg、CO2=180Kg、 H2O=83Kg、総計=516Kg ライン5からの供給 NH3=103Kg ライン3および5からの供給 NH3=350Kg、CO2=180Kg、 H2O=89Kg、総計=619Kg、 N/C=5、H/C=1.2 第2反応域6の反応条件 温度=185℃ 圧力=160気圧 収率=69%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jojima氏法による実験データ) 第2反応域6からの流出物 NH3=254Kg、CO2=56Kg、 尿素=170Kg、H2O=140Kg、 総計=620Kg 2つの反応域からの流出物(ライン8および
9)を合せることにより得られたものの組成 NH3=1058Kg、CO2=180Kg、 尿素=1000Kg、H2O=389Kg、 総計=2627Kg、N/C=4.6、 H/C=0.24、収率=80%、 Otsuka、Inoue、Jojima氏等(171回ACS国際
会議、1976)の方法で同じ収率を得るためには以
下の作動条件を採用しなければならない。 N/C=5、温度=215℃、 圧力=421気圧。 流出物をライン8および9を介してストリツパ
7に供給し、このストリツパの底部からライン1
0を介して、NH3=280Kg、CO2=30Kg、尿素=
1000Kg、水=350Kgが得られ、頂部からライン7
を介して、NH3=808Kg、CO2=150Kg、水=39Kg
が得られた。 ストリツパ7における分解はライン10からの
留分について160気圧、215℃で作動することによ
り実施した。 ストリツパ7から出るCO2およびH2O全量およ
びNH3の一部を凝縮器4(圧力=160気圧、温度
=185℃)で凝縮した。この凝縮器にはさらに尿
素溶液の下流処理域からくる炭酸塩溶液でなる留
分(ライン15)を供給した。凝縮器4で発生し
た熱を水蒸気の生成(圧力=8気圧)に使用した
(ライン13)。CO2とともに導入された不活性ガ
スを凝縮しなかつたアンモニアとともにベント1
6から排出した。 実施例 2 反応器における収率=72% 反応器の2つの反応域の条件(第2図参照) 第1反応域 ライン31からノズル35を介しての供給 NH3=907Kg、CO2=733Kg、 総計=1640Kg N/C=3.2、H/C=0 反応条件 温度=190℃、圧力=180気圧、 収率=74%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jnoue氏法により実験的に得られた) 第1反応域36からの流出物 NH3=487Kg、CO2=191Kg、 尿素=740Kg、H2O=222Kg、 総計=1640Kg 第2反応域38 ライン32および33からノズル37を介して
の供給ライン32を介しての供給(再循環カル
バミン酸塩) NH3=377Kg、CO2=276Kg、 H2O=135Kg、総計=788Kg ライン33を介しての供給(NH3) NH3=155Kg ライン32および33からの供給合計 NH3=533Kg、CO2=276Kg、 H2O=135Kg、総計=944Kg、 N/C=5、H/C=1.2 反応条件 温度=185℃、圧力=180気圧 収率=69%(MavrovicおよびOtsuka−Inoue−
Jojima氏法により実験的に得られた) 第2反応域38からの流出物 NH3=386Kg、 CO2=85Kg 尿素=260Kg、 H2O=213Kg(総計=94Kgに関して) 2つの反応域からの流出物を合せることにより
得られた留分(ライン39)の組成 NH3=873Kg、CO2=276Kg、 尿素=1000Kg、H2O=435Kg、 総計=2584Kg、N/C=3.7 H/C=0.33、収率=72% Otsuka−Inoue−Jojima氏等(171図ACS国
際会議、1976)の方法によつて同じ収率を得るた
めには以下の操作条件を採用することが必要であ
る。 N/C=4、温度=200℃、圧力=251気圧 本発明はさらに改良された態様によれば、前記
の2つの反応域においてCO2に対するNH3のモル
比を最適値とするための方法を採用できる。 この改善された結果を達成するためには、アン
モニアの過剰分の一部を第1反応域の出口におい
て分離し、直接この第1反応域に再循環する条件
下で操作できる。 反応器の熱平衡については、これを維持するた
めに、水蒸気生成用としてあるいは冷却剤によつ
て第1反応域から除去できる。 第3図は本発明の他の特殊な態様を示す図であ
る。 第3図中の参照番号のうち第1図に示すものと
同一のものはこれと同じ部材を示す。 第1図に示すものと異なるところは、ライン9
を介して尿素溶液をセパレータ17に送り、その
頂部から過剰のアンモニアの一部を取出し、ライ
ン1に再循環し、反応域6の過剰の熱を冷却コイ
ル18で除去する点である。
第1図および第3図は本発明の実施に好適な具
体例を示す図、第2図は本発明の実施例において
使用できる反応器の1具体例を示す図である。 2……第1反応域、4……カルバミン酸塩凝縮
器、6……第2反応域、7……ストリツパ、14
……熱交換面、17……セパレータ、18……冷
却コイル、35,37……ノズル、36……第1
反応域、38……第2反応域。
体例を示す図、第2図は本発明の実施例において
使用できる反応器の1具体例を示す図である。 2……第1反応域、4……カルバミン酸塩凝縮
器、6……第2反応域、7……ストリツパ、14
……熱交換面、17……セパレータ、18……冷
却コイル、35,37……ノズル、36……第1
反応域、38……第2反応域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 アンモニアおよび二酸化炭素を原料とし、尿
素に変化しなかつたカルバミン酸アンモニウムの
分解より得られた生成物の凝縮物および合成に使
用されたアンモニアの過剰分を再循環させて尿素
合成反応を行なう尿素の製法において、熱交換面
を介して分離された2つの反応域で構成される反
応器を使用し、新たな原料アンモニアおよび二酸
化炭素を、再循環されるアンモニアの一部ととも
に、前記反応器の第1反応域に供給し、一方、前
記凝縮物を、再循環されるアンモニアの残部とと
もに前記反応器の第2反応域に供給して該凝縮物
中に含まれるカルバミン酸塩の分解と共に、反応
を行なわせしめ、前記第1反応域での発熱反応に
より生ずる熱を前記第2反応域での吸熱反応に使
用することを特徴とする、尿素の製法。 2 特許請求の範囲第1項記載の製法において、
前記第1反応域におけるモル比NH3/CO2が2.5
ないし5であり、前記第2反応域におけるモル比
NH3/CO2が3.5ないし8である、尿素の製法。 3 特許請求の範囲第1項または第2項記載の製
法において、前記2つの反応域が相互に同じ圧
力、好ましくは100ないし250気圧下にある、尿素
の製法。 4 特許請求の範囲第1項または第2項記載の製
法において、前記第1反応域を、前記第2反応域
よりも最高200気圧高い圧力下に維持する、尿素
の製法。 5 特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれ
か1項に記載の製法において、前記第2反応域
に、総供給量の10%を越えない量でCO2を供給す
る、尿素の製法。 6 特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれ
か1項に記載の製法において、前記アンモニアの
過剰分を、前記第1反応域の出口で分離し、この
第1反応域に直接再循環させる、尿素の製法。 7 特許請求の範囲第6項記載の製法において、
前記第1反応域で発生した熱の一部を水蒸気とし
て回収する、尿素の製法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5356618A JPS5356618A (en) | 1978-05-23 |
JPS625902B2 true JPS625902B2 (ja) | 1987-02-07 |
Family
ID=11224168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12821777A Granted JPS5356618A (en) | 1976-10-28 | 1977-10-27 | Process for manufacturing urea |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5356618A (ja) |
BR (1) | BR7707253A (ja) |
DE (1) | DE2748221C3 (ja) |
IT (1) | IT1068434B (ja) |
NL (1) | NL177593C (ja) |
SU (1) | SU1072799A3 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1274362B (it) * | 1995-02-16 | 1997-07-17 | Snam Progetti | Procedimento ad alta resa per la sintesi dell'urea |
-
1976
- 1976-10-28 IT IT28779/76A patent/IT1068434B/it active
-
1977
- 1977-10-27 NL NLAANVRAGE7711848,A patent/NL177593C/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-10-27 JP JP12821777A patent/JPS5356618A/ja active Granted
- 1977-10-27 DE DE2748221A patent/DE2748221C3/de not_active Expired
- 1977-10-27 BR BR7707253A patent/BR7707253A/pt unknown
- 1977-10-28 SU SU772537151A patent/SU1072799A3/ru active
Also Published As
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JPS5356618A (en) | 1978-05-23 |
BR7707253A (pt) | 1978-07-25 |
NL177593C (nl) | 1985-10-16 |
IT1068434B (it) | 1985-03-21 |
DE2748221B2 (de) | 1979-03-29 |
DE2748221C3 (de) | 1979-11-22 |
DE2748221A1 (de) | 1978-05-03 |
NL177593B (nl) | 1985-05-17 |
NL7711848A (nl) | 1978-05-03 |
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