KR790001193B1 - Process for separating and recovering unreacted materials in urea synthesis - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는, 본 발명의 방법의 1구체예를 나타내는 계통도 이고,1 is a system diagram showing one embodiment of the method of the present invention,
제 2 도는, 2산화탄소에 의한 스트리핑(stripping)을 병용하는 경우의 본발명 방법의 1구체예를 나타내는 계통도이다.2 is a system diagram showing an example of one embodiment of the present invention method in the case of using stripping with carbon dioxide in combination.
본 발명은 2산화탄소 및 암모니아에 요소를 합성할때의 미반응물의 회수법에 관해서, 더 상세히 설명하면, 요소합성액으로 부터 미반응물을 분리 회수함에 있어서, 요소 합성액에서 분리하는 미반응의 암모니아 및 2산화탄소에 동반하는 수분을 감소 시키는 방법의 개량법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering unreacted materials when synthesizing urea with carbon dioxide and ammonia. In detail, the present invention provides a method for recovering unreacted materials from urea synthesis liquid. The present invention relates to a method for improving the method of reducing the moisture accompanying ammonia and carbon dioxide.
암모니아와 2산화탄소를 고온 고압에 있어서 반응 시키고, 얻어진 요소 합성액을 순차 감압하고, 복수 단계의 스트리핑, (stripping) 또는 증류를 하고, 각 단계에 있어서 미반응물을 암모니아, 2산화탄소 및 수증기의 혼합 개스로 하여 분리하고, 저압 증류에 있어서 유출한 미반응물을 흡수액에 흡수시켜 흡수액을 얻고, 이 흡수액을 순차 승압하여, 보다 고압 단계의 분리역으로 부터 분리된 혼합 개스의 흡수액으로 사용하고, 순차 각 단계에서 분리한 혼합개스를 흡수하고, 최후로 최고 압력 단계의 흡수역을 나온 흡수액을 요소 합성역으로 순환하는 용액 완전순환 요소 합성법은 잘 알려져 있다.The ammonia and carbon dioxide are reacted at high temperature and high pressure, the obtained urea synthesis liquid is depressurized sequentially, and stripping, stripping or distillation are carried out in a plurality of stages. The mixture was separated as a mixed gas, and the unreacted substance flowing out in the low pressure distillation was absorbed into the absorbent liquid to obtain an absorbent liquid. The absorbent liquid was then sequentially boosted and used as an absorbent liquid of the mixed gas separated from the separation zone of the higher pressure step. The solution circulating urea synthesis method which absorbs the mixed gas separated in each stage and circulates the absorption liquid which finally came out of the absorption zone of the highest pressure stage to the urea synthesis zone is well known.
암모니아와 2산화탄소가 반응하여 요소와 물을 생성하는 요소합성 반응은 평행 반응이고, 요소 합성계 내의 수분의 함유량이 많으면 많을 수록 요소 합성율을 저하 함으로, 요소 합성율을 높이기 위해서는 요소 합성역으로 순환하는 흡수액 중의 수분을 가능한은 적게 할 필요가 있다.The urea synthesis reaction, in which ammonia and carbon dioxide react to form urea and water, is a parallel reaction. The higher the water content in the urea synthesis system, the lower the rate of urea synthesis. It is necessary to make the moisture in the water as small as possible.
이를 위해서는 각 흡수 단계에서 높은 흡수 압력으로 가능한 소량의 흡수액에 흡수 시킴과 함께, 각 분리 단계에서 분리하는 미반응물의 혼합 개스에 따라서 증발하는 수분량을 적게 하고, 흡수액이 희석되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.To this end, it is preferable to absorb the small amount of absorbent liquid as high as possible in each absorption stage and to reduce the amount of water evaporated according to the mixed gas of the unreacted substance separated in each separation stage, and to prevent the absorption liquid from diluting. .
각 압력 단계의 분리역에서 분리된 미반응물 중의 수분중 0-5kg/㎠(게이지)의 압력으로 조작되는 저압단계의 분리역에서 분리된 미반응물의 혼합개스 중에 함유된 수분이 가장 양이 많아, 문제로 된다.The highest amount of water contained in the mixed gas of the unreacted material separated in the low pressure separation zone operated at a pressure of 0-5 kg / cm 2 (gauge) among the water in the unreacted material separated in the separation zone of each pressure stage, It becomes a problem.
특히 저압 단계에서의 미반응물의 분리를 완전히 하기 위해서, 저압단계의 분리역의 저부로 부터 2산화탄소를 도입하여 미반응물을 구축하는 경우에는, 이 2산화탄소에 수반되어 증발하는 수분만 분리한 이 혼합개스 중의 수분량이 증가하기 때문, 이것을 방지하는 수단이 필요하다.In particular, in order to completely separate the unreacted material in the low pressure stage, when carbon dioxide is introduced from the bottom of the separation zone in the low pressure stage to form the unreacted material, only water that evaporates accompanying the carbon dioxide is separated. Since the amount of water in this mixed gas increases, a means for preventing this is necessary.
이들의 해결 법으로서 특허공보(소) 49-19,259호(U.S.P 3,725,210) (대만특허 제6,909호)에는, 0-5kg/㎠(게이지)의 압력의 저압단계의 정류역의 정부(頂部)의 온도를 60-120℃로 보지하고, 저부 온도를 100-140℃로 가열하는 방법을 제안하고 있지만, 본 발명은 그 개량법을 제공 하는데 있다.In order to solve these problems, Patent Publication No. 49-19,259 (USP 3,725,210) (Taiwan Patent No. 6,909) discloses the temperature at the top of the rectifying region at the low pressure stage at a pressure of 0-5 kg / cm 2 (gauge). Is proposed at 60-120 ° C. and a method of heating the bottom temperature to 100-140 ° C., but the present invention provides a method for improving the same.
이 정류역의 정부 온도를 60-120℃로 보지하는 것에 의해, 물의 증기압을 낮추고, 혼합 개스의 수분량을 감소시키는 것은 가능하다.By holding the government temperature of this rectification zone at 60-120 degreeC, it is possible to lower the vapor pressure of water and to reduce the moisture content of a mixed gas.
이 정부 온도를 낮추기 위해서 종래 방법에서는 정류역의 정부에서 나오는 혼합 개스를 환류 냉각기로 인도하고, 50-100℃로 냉각하여 수증기를 응축시켜 이 정류역정부에 환류하고 있지만, 이 환류 냉각의 경우 제거된 열량은 손실로 되고 그 분량만큼 이 분리역을 가열 하는데 필요한 열량을 증가하는 결점이 있었다.In order to lower the temperature of the government, in the conventional method, the mixed gas from the government of the rectification station is led to the reflux condenser, cooled to 50-100 ° C. to condense the water vapor to reflux to this rectification station. The amount of heat lost is a loss and increases the amount of heat required to heat this separation zone by that amount.
본 발명의 목적은 요소 합성액으로 부터 미반응 암모니아 및 이산화탄소 효율적 경제적으로 회수하는 방법을 제공 하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for efficiently and economically recovering unreacted ammonia and carbon dioxide from urea synthesis liquid.
본 발명의 다른 목적은 요소 합성액으로 부터 분리하는 미반응의 혼합가스 속의 수분을 감소 시킴으로써 요소 합성율은 높이는 방법을 제공 하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of increasing the urea synthesis rate by reducing the moisture in the unreacted mixed gas separated from the urea synthesis liquid.
본 발명의 또 다른 목적은 요소 합성액이 가진 열량을 유효하게 이용하고 미반응물의 분리에 필요한 열량을 절감하는 작용을 제공 하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an effect of effectively using the calories of the urea synthesis liquid and reducing the calories required for the separation of unreacted materials.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 상세한 연구를 한결과 요소 합성액이 보유하는 열량을 유효하게 이용 하면서 저압단계에서 분리한 미반응물 혼합개스 속의 수분을 감소시키는 방법을 발견하고 본 발명의 방법은 2산화탄소 및 암모니아를 요소 합성압력 및 온도에 있어서 반응시켜 요소과잉 암모니아 미반응 암모늄 카아바메이트 및 물을 함유하는 요소 합성액을 생산 시키고 이 요소 합성액을 적어도 압력 10kg/㎠(게이지) 이상의 1단 또는 2단 이상의 고압단계 및 압력 5kg/㎠(게이지) 이하의 저압단계의 적어도 2단계의 암모니움 카아바메이트 분해 공정으로 하고, 각 압력 단계의 분리역에서 암모니아, 2산화탄소 및 수증이로 되는 혼합 개스를 분리하고, 이 혼합 개스를 요소 합성역으로 순환하고, 이 저압 단계의 분리역의 적어도 1부를 정류역으로 하고, 경우에 따라서는, 정류역을 나온 요소 합성액을 더우기 구축역으로 도입하고, 2산화탄소와 접촉 시키고, 미반응물을 스트리핑 하는 용액 순환합성법에 있어서, 고압 단계의 분리역을 나온 요소 합성액을 저압 단계의 분리역의 정류역 저부의 요소의 합성액과 간접열교환하여 100-170℃로 냉각한 후, 이 저압 단계의 압력으로 까지 감압하여 이 정류역의 정부에 인도하고, 동시에 이 열 교환에 의해 이 정류역의 저부를 가열하고, 이 정류역 정부의 온도를 60-120℃, 저부의 온도를 100-140℃로 보지하는 것을 특징으로 하는 것이다.In order to achieve the above object, the present inventors conducted a detailed study and found a method of reducing the moisture in the unreacted mixed gas separated in the low pressure step while effectively using the calories retained by the urea synthesis liquid. Carbon oxide and ammonia are reacted at urea synthesis pressure and temperature to produce urea synthesis liquid containing urea excess ammonia unreacted ammonium carbamate and water, and the urea synthesis liquid is subjected to at least 10 kg / cm 2 (gauge) Or an ammonium carbamate decomposition process of at least two stages of two or more stages of high pressure stage and a low pressure stage of 5 kg / cm 2 (gauge) or less, wherein ammonia, carbon dioxide and water vapor are separated in the separation zone of each pressure stage. The mixed gas is separated, the mixed gas is circulated to the urea synthesis zone, and at least one part of the separation zone of this low pressure stage is rectified. In some cases, urea synthesis from the separation zone of the high pressure stage in the solution circulation synthesis method in which the urea synthesis liquid exiting the rectification zone is introduced into a further construction zone, contacted with carbon dioxide, and stripping unreacted materials. The liquid was indirectly heat exchanged with the synthesis liquid of the urea at the bottom of the rectifying zone in the low pressure stage, cooled to 100-170 ° C., and then decompressed to the pressure of this low pressure stage to lead to the government of this rectifying zone. The bottom of this rectifying zone is heated by exchange, and the temperature of this rectifying station is held at 60-120 占 폚 and the temperature of the bottom at 100-140 占 폚.
고압의 분리 단계에서의 압력 10-170kg/㎠(게이지), 온도 140-200℃의 요소 합성액을 0-5kg/㎠(게이지)의 압력으로 감압하여 푸라쉬(flash) 하면 그 온도는 60-120℃로 내리고, 이것을 이 저압 정류역의 정부로 도입하면 열량의 손실없이 이 저압 정류역의 정부의 온도를 낮게 보지하며, 분리한 미반응물, 혼합개스 중의 수분을 감소시키는 것이 가능하다.When pressure of 10-170kg / cm2 (gauge) and 140-200 ° C of urea synthesis liquid is depressurized and flashed to 0-5kg / cm2 (gauge) at high pressure, the temperature is 60- When it lowers to 120 degreeC and introduces this into the government of this low pressure rectifier, it is possible to keep the temperature of the government of this low pressure rectifier low, without losing heat, and to reduce the water in the separated unreacted substance and mixed gas.
이때, 고압분리 단계에서 나온 고온의 요소 합성액이 갖는 과잉의 열량은 간접열 교환에 의해, 저압 정류역의 저부를 가열하기 위해서 유효하게 이용 가능하고, 그만큼 저압 정류역의 저부를 가열 하는데 필요한 스팀량의 양을 절감할 수 있다.At this time, the excess heat amount of the high temperature urea synthesis liquid obtained from the high pressure separation step can be effectively used to heat the bottom of the low pressure rectification zone by indirect heat exchange, and the amount of steam required to heat the bottom of the low pressure rectification zone. Can reduce the amount.
그 이유는 고압 분리역에서의 요소 합성액을 그대로 저압분리 단계에서 푸래쉬 하는 경우에 비교하여 저압분리 단계에서 분리되는 이 혼합개스 중의 수증기량이 감소하기 때문, 물의 증발에 필요한 증발잠열이 감소하고, 그 만큼 저압 정류역의 저부를 가열 하는데 필요한 스팀량이 절감되는 것이기 때문이다.The reason is that the amount of water vapor in the mixed gas separated in the low pressure separation stage decreases as compared with the case where the urea synthesis liquid in the high pressure separation zone is directly pushed in the low pressure separation stage, so that the latent heat of evaporation required for evaporation of water is reduced, This is because the amount of steam required to heat the bottom of the low-pressure rectifier is reduced.
저압단계의 분리역에서 요소 합성액에서의 미반응 암모니아 및 2산화탄소의 분리를 완전히 하기 위해서는 저압단계의 분리역을, 정류역과 구축역으로 분활하고, 정류역에서 나온 요소 합성액을 또 구축역으로 도입하고, 구축역의 저부로 부터 2산화탄소를 도입하고, 잔류 미반응물을 구축하고, 구축된 혼합개스를 정류역 저부로 도입하는 것이 바람직하다.In order to complete the separation of unreacted ammonia and carbon dioxide from the urea synthesis liquid in the low pressure stage, the low pressure stage is divided into a rectification zone and a construction station, and the urea synthesis liquid from the rectification zone It is preferable to introduce the carbon dioxide from the bottom of the construction zone, to construct residual unreacted material, and to introduce the mixed gas to the bottom of the rectification zone.
이 경우에는, 구축에 사용한 2산화탄소에 따르는 부분만 정류역의 정부에서 얻어지는 혼합개스 중의 수분의 절대량은 증가 함으로써, 이 증가를 적게하기 위해서는 정류역의 정부 온도를 가능한 저하할 필요가 있다. 본 발명에 있어서는 정류역의 정부 온도는 증류 압력에 따라서 60-120℃의 범위로 보지 되므로, 2산화탄소에 의해 미반응 암모니아 및 2산화탄소의 구축을 행해도 얻어진 혼합개스 중의 수분의 증가를 낮게 억제하는 것이 가능하다.In this case, since the absolute amount of water in the mixed gas obtained only at the portion corresponding to the carbon dioxide used for construction increases in the rectification region, it is necessary to lower the government temperature of the rectification region as much as possible to reduce this increase. In the present invention, since the stationary temperature of the rectifying zone is maintained in the range of 60-120 ° C. depending on the distillation pressure, even if the unreacted ammonia and carbon dioxide are formed by carbon dioxide, the increase in moisture in the mixed gas obtained is low. It is possible to suppress.
따라서 이 혼합 개스량의 증가에도 불구하고 혼합개스에 따르는 증발 수분의 절대량은 그다지 증가하지 않는다.Therefore, despite the increase in the amount of mixed gas, the absolute amount of evaporated water due to the mixed gas does not increase very much.
본 발명에 있어서 저압 단계의 분리역의 하부에 구축역을 설치한 요소 합성액에서 미반응 암모니아 및 2산화탄소를 구축하는 경우, 구축역의 저부로 도입하는 개스로서는 2산화탄소가 최고로 효율 좋고, 사용량이 적어도 되며 따라서 저압단계의 분리역에서 구축용 2산화탄소와 미반응물의 혼합 개스량도 조금 증가할 뿐으로, 수반되는 수증기의 절대량도 약간 증가하는 정도이다.In the present invention, when unreacted ammonia and carbon dioxide are formed in the urea synthesis liquid provided with the construction station under the separation zone in the low pressure stage, carbon dioxide is most efficient as the gas introduced into the bottom of the construction station. The amount used is minimal, so that the amount of mixed gas for building carbon dioxide and unreacted materials in the low pressure separation zone is slightly increased, and the absolute amount of water vapor accompanying is slightly increased.
구축부에 도입된 2산화탄소는 저압흡수 공정에 있어서 정류역 및 구축역에서 분리된 미반응 암모니아 및 2산화탄소와 함께 흡수 촉매로 흡수되어 회수된다.The carbon dioxide introduced to the construction part is absorbed and recovered by the absorption catalyst together with the unreacted ammonia and carbon dioxide separated in the rectification zone and the construction area in the low pressure absorption process.
이때, 도입된 2산화탄소는 저압흡수 공정의 평형압을 감소시켜 주도록 작용하기 때문에, 저압 흡수공정에 있어서 사용하는 흡수 매체의 량도 적게하는 것이 가능하다.At this time, the introduced carbon dioxide acts to reduce the equilibrium pressure in the low pressure absorption process, so that the amount of the absorption medium used in the low pressure absorption process can be reduced.
구축역에 도입되는 2산화탄소는 원료의 1부가 사용 되고, 그 량은 구축역에 도입되는 요소 1몰당 0.01-0.2몰 특히 0.02-0.1 몰이 바람직하다.Carbon dioxide introduced into the construction zone is used one part of the raw material, the amount is preferably 0.01-0.2 mol, especially 0.02-0.1 mol per mol of urea introduced into the construction zone.
2산화탄소량이 0.2몰 이상에서는 유출량의 증가가 현저하고, 0.01몰 이하에서는 미반응물을 실질적으로 완전히 구축 할수 없다.If the amount of carbon dioxide is more than 0.2 mole, the increase of the outflow is remarkable, and if it is less than 0.01 mole, the unreacted substance cannot be substantially completely constructed.
본 발명에 있어서 사용되는 저압 단계의 분리역에서는 정류역, 열교환역 및 가열역, 경우에 따라서는 또 구축역으로 이루어 지지만, 이들은 일체로 한 것을 사용해도 좋고, 각각의 것을 사용해도 좋다. 구축역을 설치한 경우에도, 정류역, 하반부를 구축역으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 정류역의 구조는 다공판(perforated plate) 또는 포종붕(泡鍾棚) 또는 그것에 상응하는 기능을 갖는 구조의 붕단부(棚段部)가 바람직 하지만, 같은 기능을 갖는 충전 부이어도 좋다.In the separation zone of the low pressure stage used in the present invention, it is composed of a rectifying zone, a heat exchange zone and a heating zone, and in some cases, also a construction zone, but these may be integrated or may be used individually. Even when the construction station is provided, it is preferable to use the rectifying station and the lower half as the construction station. The structure of the rectifying zone of the present invention is preferably a perforated plate or a seedbed shelf or a chopped end of a structure having a function corresponding thereto, but may be a filling part having the same function. .
구축역으로서는, 충전부가 사용 되고, 가열역으로서는 다관식 열교환기, 즉 1회 통과형 및 재비기(再沸器) 또는 박막류하식(薄膜流下式)의 가열기가 사용 되고, 스팀 그밖의 고온의 매체에 의해 가열된다.As the construction zone, a charging section is used, and as a heating zone, a multi-tube heat exchanger, i.e., a single pass and reboiler or a thin film flow type heater, is used. Heated by the medium.
다음에 본 발명의 방법의 1례를 도면을 사용하여 구체적으로 설명한다.Next, an example of the method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저 제 1 도에 있어서, 고압분리 단계에 있어서, 대부분의 미반응 암모니아 및 2산화탄소를 분리하여 고압증류탑 탑저에서 나온 압력 10-170kg/㎠(게이지), 온도 140-200℃의 요소 합성액이 라인(1)를 통하여 열교환기(2)에 도입된다. 열교환기로 정류탑 저부로 부터의 요소 합성액과 열 교환하고 100-170℃, 바람직 하게는 120-150℃로 냉각된 요소 합성액은 라인(3)을 거쳐서 감압변(4)으로 0-5kg/㎠(게이지), 바람직 하게는 1.5-3.0kg/㎠(게이지)로 감압되고, 라인(5)를 거쳐 저압증류탑(6)의 정부로 푸래쉬 된다. 이 단열팽창에 의해, 정류역(7)의 정부에 도입되는 요소 합성역의 온도는 60-120℃로 된다.First, in FIG. 1, in the high pressure separation step, most of the unreacted ammonia and carbon dioxide are separated, and the urea synthesis liquid having a pressure of 10-170kg / cm2 (gauge) from the bottom of the high-pressure distillation tower and a temperature of 140-200 ° C is It is introduced into the
정류역 정부에서 미반응 암모니아, 2산화탄소 및 수증기로 이루어 지는 개스를 분리한 요소 합성액은 정류역(7)을 유하(流下)하고, 정류역 저부에 달한다.In the rectification station, the urea synthesis liquid separating gas consisting of unreacted ammonia, carbon dioxide and water vapor flows down the rectification station (7) and reaches the bottom of the rectification station.
이 정류역 저부로 부터 요소 합성액의 1부가 라인(8)을 거쳐서 취출되고, 열교환기(2)에 인도하여 100-140℃, 바람직 하게는 115-135℃로 가열되며, 라인(9)를 거쳐서 정류역 저부로 순환된다.From this bottom of the rectifying zone, one part of the urea synthesis liquid is withdrawn via line (8), led to a heat exchanger (2) and heated to 100-140 ° C, preferably 115-135 ° C, and the line (9) It is circulated to the bottom of the rectification station.
더우기 라인(9)를 거쳐서 취출된 요소 합성액의 1부는, 라인(10)을 거쳐서 재비기(11)로 인도되고, 라인(15)로 부터 도입되는 스팀에 의해 같게 100-140℃ 바람직 하게는 115-135℃로 가열되고, 라인(12), 라인(9)를 거쳐서 정류역 저부로 순환된다.Furthermore, one part of the urea synthesis liquid taken out through the
정류탑 저부로 부터 열교환기 및 재비기에 순환하는 요소 합성액은 제 1 도 같이 열교환기 및 재비기에 병렬로 통해도 좋고, 또, 직렬로 통해도 좋다.The urea synthesis liquid circulating from the bottom of the tower to the heat exchanger and reboiler may be passed in parallel to the heat exchanger and reboiler as shown in FIG. 1 or may be passed in series.
열교환기(2) 및 재비기(11)로 정류역 저부로 부터의 요소 합성액이 가열되고, 요소합성액 중에 잔류하고 있는 미반응 암모니아 및 2산화탄소의 대부분은 혼합 개스로서 분리되고, 요소 합성액과 함께 정류역 저부로 들어 가고, 여기서 요소 합성액과 분리되고, 정류역을 상승하여, 혼합개스 중에 함유되 있는 수증기의 일부가 응축되고, 수분을 감하고, 정류역 정부에서, 요소 합성의 푸라싱(flashing)으로 분리된 혼합개스와 함께 라인(13)을 거쳐 배출되고, 저압 흡수역에 인도된다. 정류역 저부의 요소 합성액을 더우기 2산화탄소에 의해 스트리핑 하는 경우에는, 제 2 도에 나타난 바와 같이 이 요소 합성액은 증류탑(6)의 하부에 설치된 충전탑으로 되는 구축력(16)에 인도 되고, 이것을 유하 하면서 구축역 하부에 2산화탄소 도입관(17)에서 도입된 2산화탄소와 향유(向流)로 접촉하고, 잔류 미반응 암모니아 및 2산화탄소를 실질적으로 완전히 분리하고, 정류탑 탑저로 부터 라인(14)를 거쳐 배출된 후속의 요소수용액 농축 공정으로 보내진다.The urea synthesis liquid from the bottom of the rectifying zone is heated by the heat exchanger (2) and the reboiler (11), and most of the unreacted ammonia and carbon dioxide remaining in the urea synthesis liquid are separated as mixed gas, and urea synthesis is performed. The liquid enters the bottom of the rectification zone with the liquid, where it is separated from the urea synthesis liquid and rises in the rectification zone, where a part of the water vapor contained in the mixed gas condenses, subtracts moisture, and in the rectification station government, It is discharged via
구축역(16)으로 도입된 2산화탄소 및 구축역에서 분리된 암모니아 및 2산화탄소 와의 혼합 개스는 구축역에서 정류역 저부로 인도 되고, 재비기(11) 및 열교환기(2)에서 분리된 혼합 개스와 혼합하여 정류역을 상승하고, 그 정부로 부터 라인(13)을 거쳐 배출된다.The mixed gas of carbon dioxide introduced into the construction station (16) and the ammonia and carbon dioxide separated from the construction station are led from the construction station to the bottom of the rectification station and separated from the reboiler (11) and the heat exchanger (2). It mixes with the mixing gas to raise the rectifying station and is discharged from the government via the
본 발명에 의하면 고압 단계의 분리역으로 부터의 요소 합성액 저압으로 감압하기 전에 저압 단계의 분리역의 정류역 저부의 요소 합성액과 열 교환하여 냉각한후 감압하면, 단열팽창 하던가, 간단한 단열팽창보다 더욱 온도가 저하하고, 정류역의 정부의 온도를 바람직한 온도로 보지하는 것이 가능하고, 이 열 교환기로 제거된 열량은 정류역의 저부를 가열하는 열원의 일부로 되기 때문, 결과적으로는, 고압의 요소 합성액의 팽창을 이용하여 저온의 정류역 정부로 부터 더 고온의 정역저부에 열을 이동시켜 주는 것으로 되고, 요소 합성액이 보유하는 열량을 정류로 부터 더 고온의 정역저부에 열을 이동시켜 주는 것으로 되고, 요소 합성액이 보유하는 열량을 정류를 위한 열원으로서 유효하게 이용하는 것이 가능하다.According to the present invention, before depressurizing to the low pressure of the urea synthesis liquid from the high pressure stage separation zone, if it is cooled by exchanging heat with the urea synthesis liquid at the bottom of the rectifying zone bottom of the low pressure stage separation zone, the pressure is reduced. Since the temperature lowers further, and it is possible to hold the temperature of the government of the rectifying zone at a desirable temperature, the amount of heat removed by the heat exchanger becomes a part of the heat source for heating the bottom of the rectifying region. The expansion of the urea synthesis liquid is used to transfer heat from the cold rectification zone to the hotter stationary bottom, and the amount of heat retained by the urea synthesis liquid is transferred from the rectification to the hotter stationary bottom. It is possible to effectively use the amount of heat held by the urea synthesis liquid as a heat source for rectification.
이 결과, 저압 단게에서 요소 합성액의 정류를 위해서 필요한 스팀의 량을 절감하는 것이 가능하다.As a result, it is possible to reduce the amount of steam necessary for rectifying the urea synthesis liquid at low pressure.
또, 정류탑 정부로 부터의 혼합개스를 응축, 환류하기 위한 응축기는 불 필요하게 되고, 이것에 요하는 냉각수도 불 필요하게 된다.In addition, a condenser for condensing and refluxing the mixed gas from the rectifier tower is unnecessary, and cooling water required for this is also unnecessary.
더우기 정류탑 정부 온도를 낮게 보지하는 것에 의해, 정류역으로 부터 분리되는 미반응물의 혼합개스중의 수증기량을 감소시켜 주고, 요소 합성역으로 순환하는 수량을 적게 하고, 요소 합성역에서의 요소 합성율을 높이는 것이 가능하다.Furthermore, by keeping the temperature of the rectifier tower low, the amount of water vapor in the mixed gas of the unreacted material separated from the rectification zone is reduced, the amount of water circulated to the urea synthesis zone is reduced, and the urea synthesis rate in the urea synthesis zone is reduced. It is possible to raise.
이하에 본 발명의 방법을 실시예에 따라, 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[실시예 1]Example 1
먼저 본 발명의 방법에 의하여 종래의 방법에 따라서, 압력 19kg/㎠(게이지), 탑저온도 180℃로 조작하는 고압 증류탑 탑저로 부터 취출한, 요소 1,130, 암모니아 107, 2탄화수소 28 및 물 447kg/hr로 이루어 지는 요소 합성액을 그대로 2.7kg/㎠(게이지)로 조작하는 저압 증류탑의 최상단에 단열 푸레쉬한바, 암모니아 73.8 2산화탄소 25.4 및 물 53.7kg/hr가 혼합 개스로서 분리되고, 액의 온도는 120℃로 저하했다.First, by the method of the present invention, urea 1,130, ammonia 107, dihydrocarbon 28 and water 447 kg /, taken out from a high pressure distillation column tower operated at a pressure of 19 kg / cm 2 (gauge) and a column bottom temperature of 180 ° C. Insulating and pure at the top of the low pressure distillation column operating the urea synthesis liquid consisting of hr at 2.7 kg / cm 2 (gauge) as it is, ammonia 73.8 carbon dioxide 25.4 and water 53.7 kg / hr are separated as a mixed gas. The temperature dropped to 120 ° C.
이 결과 푸래쉬후의 액은 요소 1,130, 암모니아 33.2, 2산화탄소 2.6 및 물 393.3kg/hr의 조성으로 되었다. 이 액을 계속하여 재비기로 130℃로 가열했다.As a result, the liquid after the flush was composed of urea 1130, ammonia 33.2, carbon dioxide 2.6 and water 393.3 kg / hr. This liquid was subsequently heated to 130 ° C. with a reboiler.
증류탑 탑저로 부터 취출한 요소 합성액 중의 잔류 암모니아 2.0, 2산화탄소는 1.5kg/hr로 되고, 상기 푸래쉬 개스와 증류 분리한 개스를 합하여 증류탑 탑정(塔頂)에서 분리한 혼합 개스는, 암모니아 105.0, 2산화탄소 26.5 및 물 76.4kg/hr의 조성 이었다.The residual ammonia 2.0 and carbon dioxide in the urea synthesis liquid taken out from the bottom of the distillation column became 1.5 kg / hr, and the mixed gas obtained by combining the push gas and the gas separated from the distillation column and separated in the column top was ammonia. The composition was 105.0, carbon dioxide 26.5 and water 76.4 kg / hr.
이때 재비기에서는 5kg/㎠(게이지)의 스팀 88kg/hr를 소비했다.At this time, the reboiler consumed 88 kg / hr of steam at 5 kg / cm 2 (gauge).
다음에 본 발명 방법에 의해, 상기 고압 증류탑 탑저액을 감압하지 않고, 그대로 다관식 열 교환기의 관측으로 통하고, 한편 이 열 교환기의 동축(胴側)에는 저압 증류탑의 탑저액을 통하여 열 교환을 행했다.Next, according to the method of the present invention, the high pressure distillation column column bottom liquid is not directly decompressed, but is directly passed through observation of the multi-tubular heat exchanger, while the coaxial of the heat exchanger is subjected to heat exchange through the column bottom liquid of the low pressure column. Done.
이 결과 열 교환기를 나은 고압의 요소 합성액의 온도는 150℃로 저하했다.As a result, the temperature of the high pressure urea synthesis liquid which improved the heat exchanger fell to 150 degreeC.
이 요소 합성액을 2.7kg/㎠(게이지)의 저압 증류탑의 최상단에 푸래쉬 했던바, 암모니아 56.3, 2탄화수소 16.5 및 물 28.3kg/hr이 혼합 개스로서 분리되고, 액의 온도는 110℃로 저하했다. 이결과 푸래쉬후의 액은 요소 1,130, 암모니아 50.7, 2산화탄소 11.5 및 418.7의 조성으로 되었다.The urea synthesis liquid was flushed to the top of a low-pressure distillation column of 2.7 kg / cm 2 (gauge). Ammonia 56.3, 16.5 hydrocarbons, and 28.3 kg / hr of water were separated as a mixed gas, and the temperature of the liquid was lowered to 110 ° C. did. As a result, the liquid after the push was composed of urea 1130, ammonia 50.7, carbon dioxide 11.5 and 418.7.
즉, 열 교환에 의해 공급액온을 30℃ 낮추는 것에 의해, 푸래쉬시의 물의 증발은 실제로 1/2근처로 감소했다. 푸래쉬후의 액은 증류탑에서 증류 되고, 그 탑저액의 온도는 앞의 재비기와 새로히 붙인 이 열교환기에 의한 가열에 의해, 먼저와 마찬 가지로 130℃로 보지했다.In other words, by lowering the feed liquid temperature by 30 ° C by heat exchange, the evaporation of the water in the push was actually reduced to near 1/2. The liquid after the flush was distilled in a distillation column, and the temperature of the column bottom liquid was held at 130 ° C. as before by heating by the reheater and the newly added heat exchanger.
이 결과, 탑저액의 잔류 암모니아는 2.3, 2산화탄소는 1.7kg/hr로 되고, 증류탑 탑정에서의 분리 개스는 암모니아 104.7, 2산화탄소 26.3 및 물 52.8kg/hr로 되었다. 따라서, 탑저액에 잔류하는 암모니아, 2산화탄소는 전희와 대략 같음에도 불구하고, 물의 총 증발량은 70%로 감소했다.As a result, the residual ammonia in the column bottom liquid was 2.3 and carbon dioxide was 1.7 kg / hr, and the separation gas in the column top was 104.7, carbon dioxide 26.3 and water 52.8 kg / hr. Therefore, although the ammonia and carbon dioxide remaining in the column bottom liquid were approximately the same as foreplay, the total amount of water evaporated decreased to 70%.
이때 재비기에서는 5kg/㎠(게이지)의 스팀 64kg/hr을 소비하고, 이것은 본 발명의 방법에 따르지 않는 상기의 경우에 비교하여 24kg/hr의 스팀이 절감 되었다.At this time, the reboiler consumes 64 kg / hr of steam of 5 kg / cm 2 (gauge), which saves 24 kg / hr of steam compared to the above case which does not comply with the method of the present invention.
즉, 재비기에서의 소비 열량은, 대개 물의 증발량의 차이분 만큼 절감 되었다. 더우기 파급 효과로서 상기 분리 혼합개스를 흡수하고 요소 합성관에 순환하는 흡수액 중의 수분이 감소한 결과, 요소 합성관 중의 요소 합성율이 향상했다.That is, the amount of heat consumed in the reboiler is usually reduced by the difference in the amount of water evaporated. Furthermore, as a ripple effect, the water in the absorbent liquid absorbing the separated mixed gas and circulating in the urea synthesis tube was reduced, resulting in an improvement in the rate of urea synthesis in the urea synthesis tube.
[실시예 2]Example 2
실시예 1에 있어서, 더우기 증류탑의 아래로 직결하여 높이 5m의 충전층으로 이루어 지는 구축역을 설치하고, 요소 합성액을 유하 시키고, 이 저부로 부터 2산화탄소 33kg/hr을 개스 상으로 취입하고 스트리핑을 행했다.In Example 1, moreover, a construction station consisting of a packed bed having a height of 5 m connected directly to the bottom of the distillation column was installed, the urea synthesis liquid was dropped, and 33 kg / hr of carbon dioxide was blown from the bottom into the gas phase. Stripping was done.
스트리핑한 혼합 개스는, 이 충전층내를 상승하고, 더우기 정류역을 상승하여 증류탑 탑정에서 푸래쉬 개스 및 증류분리 개스와 함께 배출했다.The stripped mixed gas was raised in the packed bed, moreover, the rectified area was raised and discharged together with the push gas and the distillation gas from the top of the distillation column.
먼저, 실시예 1에 있어서의 본 발명의 열 교환기를 사용하지 않고, 종래법에 상술의 스트리핑 법을 병용한 경우에는 탑정에서의 개스 조성은 암모니아 106.0, 2산화탄소 60.0 물 86.4kg/hr 이고, 충전충저부로 부터 배출한 요소 합성액 중의 암모니아 및 2산화탄소는, 각기 1.0kg/hr 이었다. 한편 실시예 1에 있어서의 본 발명 방법에 상술의 스트리핑법을 병용한 경우에는 증류탑 탑정에서의 개스 조성은 암모니아 105.8, 2산화탄소 59.8, 물 59.3kg/hr 이고, 충전중의 저부 온도는 125℃로 되고, 이 저부에서 나오는 요소 용액 중의 암모니아 및 2산화탄소는 각각 1.2kg/hr 이었다.First, without using the heat exchanger of this invention in Example 1, and using the stripping method mentioned above in the conventional method, the gas composition in a tower top is ammonia 106.0, carbon dioxide 60.0 water 86.4 kg / hr, The ammonia and carbon dioxide in the urea synthesis liquid discharged from the packed packing part were 1.0 kg / hr, respectively. On the other hand, when the above-mentioned stripping method is used in combination with the method of the present invention in Example 1, the gas composition in the column top of the distillation column is ammonia 105.8, carbon dioxide 59.8, water 59.3 kg / hr, and the bottom temperature during charging is 125 ° C. The ammonia and carbon dioxide in the urea solution coming out from this bottom were 1.2 kg / hr, respectively.
즉, 실시예 1의 경우와 마찬 가지로, 본 발명의 방법에 따르면, 종래법의 경우에 비교하여 물의 증발량은 약 70% 감소했다.That is, as in the case of Example 1, according to the method of the present invention, the amount of evaporation of water was reduced by about 70% compared with the case of the conventional method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR7602576A KR790001193B1 (en) | 1976-10-16 | 1976-10-16 | Process for separating and recovering unreacted materials in urea synthesis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR7602576A KR790001193B1 (en) | 1976-10-16 | 1976-10-16 | Process for separating and recovering unreacted materials in urea synthesis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR790001193B1 true KR790001193B1 (en) | 1979-09-12 |
Family
ID=19202819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR7602576A KR790001193B1 (en) | 1976-10-16 | 1976-10-16 | Process for separating and recovering unreacted materials in urea synthesis |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR790001193B1 (en) |
-
1976
- 1976-10-16 KR KR7602576A patent/KR790001193B1/en active
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