NL7908658A - Werkwijze voor de bereiding van ureum. - Google Patents

Description

» * * 4

Br/O/Se/5

Werkwijze voor de bereiding van ureum.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van ureum.

Hoofddoel van de uitvinding is het verschaffen van een betere werkwijze voor de bereiding van ureum, waar-5 bij niet vérder omgezette reaktieprodukten, dus reaktieprodukten, die niet verder in ureum worden omgezet, vooral ammoniumcarbamaat, doelmatig te ontleden, waarna de ontleding sprodukten naar de reaktor voor de vorming van ureum worden teruggeleid, waarbij de próduktiekosten (investe-10 ringskosten, elektriciteit, stoom en water) voor de totale ureum-synthese worden teruggebracht.

Als bekend mag worden verondersteld, wordt u-reum verkregen door koolzuur onder hoge druk en bij hoge temperatuur aan een reaktie te onderwerpen met een overmaat 15 ammoniak onder vorming van ammoniumcarbamaat, dat tot ureum wcrdt gedehydrateerd, welke reakties kunnen worden weergegeven door de volgende reaktie-evenwichten (1) en (2).

2nh3 + co2 ,..........> nh2coonh4 . (1) 20 NH2COONH4 c * WH r.OWTT2 + TT2Om'

Bij de dehydratatiereaktie volgens reaktie-even-wicht (2) wordt de eigenlijke- omzetting bepaald door de ligging van het evenwicht, die afhankelijk is van de reak-tie-omstandigheden, zoals de temperatuur, druk, verblijf-25 tijd en samenstelling van de uitgangsmaterialen. De omzet-tingsgraad bedraagt 50-75% voor een produktie op industriële schaal.

Voor de scheiding van onomgezette stoffen, met name andere stoffen dan ureum en water, van het fluidum uit 30 het reaktievat, bestaande uit een mengsel van ureum, ammoniumcarbamaat, overmaat ammoniak en water, is een werkwijze bekend, waarbij de druk van het fluidum uit het reaktie · vat wordt verlaagd en het fluidum wordt verwarmd voor het ontleden van het ammoniumcarbamaat, als zijnde de voornaam-35 ste onomgezette verbinding, tot ammoniak en koolzuur, die 7908658 I ; ‘ . .

i

-V

-2- in harstoestand van de ureumoplossing worden gescheiden, tezamen met de overmaat ammoniak, welk gasmengsel van ammoniak en koolzuur wordt geabsorbeerd in een oplossing, afkomstig van de ontleding en winning van ammoniumcarbamaat 5 onder lage druk na de ontleding van het onomgezette produkt onder hoge druk, waarna de zo verkregen oplossing naar het reaktievat wordt teruggevoerd.

De bekende werkwijze heeft vanwege de lage temperatuur, waarbij het ammoniumcarbamaat wordt ontleed, het 10 nadeel, dat het terugwinnen van warmte kwalitatief en kwantitatief wordt beperkt. Ter compensatie daarvan worden de werkomstandigheden in het reaktievat zodanig geregeld, dat de werkelijke omzettingsgraad groter blijft.

Volgens een andere bekende werkwijze wordt in 15 een hogedruk ontledings- en afstrip-vat de. vloeistof uit het reaktievat in direkt aanraking gebracht met gasvormig ammoniak of koolzuur zonder de druk te verlagen. Nagenoeg al het onomgezette ammoniumcarbamaat wordt ontleed en gescheiden van de vloeibare fase, tezamen met de overmaat ammoniak, 20 waarna het verkregen gasmengsel , tezamen met het uitgangs-gas, dat als afstripgas wordt gebruikt, gekondenseerd en. naar het reaktievat teruggevoerd. Volgens vorengenoemde bekende afstripmethode geschiedt de ontleding van het ammoniumcarbamaat en het scheiden en herwinnen van gasvormige ontle-25 dingsprodukten onder nagenoeg dezelfdë druk als de druk in het reaktievat, terwijl de werktemperatuur bij het herwinnen van het harsvormige mengsel van ontledingsprodukten hoog is. De warmte-inhoud van het afgescheiden ammoniumcarbamaat kan dan ook gebruikt worden voor de vorming van lagedruk 30 stoom. Bij deze bekende afstripmethode dient de voor de bereiding van ureum benodigde stoom van hogere temperatuur en druk te zijn en is er meer stoom nodig dan bij de eerstgenoemde bekende werkwijze onder lage druk, doch daar lagedruk stoom bij de ontleding van ammoniumcarbamaat wordt ge-35 wonnen wordt het nadeel van het gebruik van grote hoeveelheden stoom van hoge temperatuur en druk tenminste gedeeltelijk ondervangen.

Volgens de bekende afstripmethode met NEL of 7908658· • -3- of CO2 als afstripgas, kan de ontleding van ammoniumcarba-maat niet plaatsvinden, indien de temperatuur in de ontle-dings- en afstripeenheid niet tenminste gelijk is aan de temperatuur in het reaktievat. Bij werken bij een hoge tem-5 peratuur ter bevordering van de ontleding van de onomgezette produkten wordt de ontledings- en afstrip-inrichting aan zeer corrosieve omstandigheden blootgesteld vanwege de aanwezigheid van het zeer corrosieve ammoniumcarbamaat bij hoge temperatuur. De hoogte van de werktemperatuur in de!', ont-10 ledings- en afstrip-inrichting wordt dan ook beperkt door de corrosiebestandheid van het materiaal van voornoemde inrichting, welke temperatuur niet mag worden overschreden.

Indien bovendien in het mengsel van ammoniak, koolzuur en water de molverhouding NH^/CC^ wordt vergroot ter 15 verbetering van de eigenlijke omzetting in ureum dan dienen druk en temperatuur in het reaktievat verhoogd te worden evenals de temperatuur in de ontledings- en afstrip-inrichting.

Bij toepassing van de bekende ontledings- en 20 afstripmethode wordt de werktemperatuur in het reaktievat op een betrekkelijk lage waarde gehouden, evenals de molverhouding NH^/CO2 in het uitgangsmehgsel. Daardoor wordt in het reaktievat een lage omzettingsgraad verkregen, met name 55-60% van de omzettingsgraad, die met de eerstgenoemde 25 werkwijze kan worden bereikt.

Zulks wil zeggen, dat zich in het hogedruksys-teem, bestaande uit het reaktievat, de ontledings- en afstrip-inrichting en de inrichting voor het oplossen van de ontledingsgassen, veel onomgezette produkten en uitgangs-30 materialen bevinden. De doelmatigheid van de ureumproduktie-eenheid is dus laag. Indien het zich in het systeem bevindende en in omloop gebrachte ammoniak en koolzuur in rekening worden gebracht dan worden de vorming, ontleding, opnieuw vorming en opnieuw ontleding van onomgezette produkten in 35 een zeer kostbaar hogedruksysteem herhaald. Bij de vorming en opnieuw vorming van onomgezette produkten komen als nevenprodukt grote hoeveelheden lagedrukstoom vrij, die eko-nomisch van geringe waarde is, doch daartegenover is voor 7908658 -4- het ontleden en opnieuw ontleden van onomgezette produkten grote hoeveelheden kostbare hogedrukstoom nodig, welke onomgezette produkten bovendien niet in het gewenste ureum worden omgezet. Het verbruik van grote hoeveelheden hoge-5 drukstoom en de vorming van grote hoeveelheden lagedruk-stoom als nevenprodukt zijn ekonomisch niet gunstig. De vorming van grote hoeveelheden lagedrukstoom , die niet kunnen worden gebruikt voor de produktie van ureum leidt tot een totaal energieverlies tenzij de stoom voor een ander 10 proces.in de buurt van zulk een ureumfabriek kan worden gebruikt, die deze bekende ontledings- en afstripmethode toepast.

Bovendien leidt de aanwezigheid en' opnieuw in omloop brengen van het niet in ureum omgezette ammonium-15 carbamaat in een kostbaar hogedruksysteem tot hogere inves-terings- en energiekosten.

Ter verbetering van de doelmatigheid van de u-reumbereiding is het van belang de mate van omzetting in -het gewenste ureum te vergroten. Daarvoor dienen de volgende 20 maatregelen genomen te worden: (1) De werktemperatuur en -druk in het reaktie-vat dienen verhoogd te worden.

(2) De molverhouding NH-^/CC^ in het mengsel voor het reaktievat dient verhoogd te worden.

25 (3)· De molverhouding ^O/CC^ in het mengsel voor het reaktievat dient verlaagd te worden.

Als in vorenstaande uiteengezet, bedragen bij de bekende ontledings- en afstrip-methode de temperatuur en druk in het reaktievat en de molverhouding NH^/CO^ in het 30 uitgangsmengsel minder dan resp. 180°C, 140 kg/οπι en 2,8 bij toepassing op industriële schaal. De mate van omzetting tot ureum is dan ook gering, terwijl de hoeveelheid onomgezet produkt in het fluïdum uit het reaktievat zeer groot is. De voor het ontleden van het onomgezette produkt benodigde 35 hoeveelheid hogedrukstoom is dan ook groot,terwijl een grote hoeveelheid lagedrukstoom als nevenprodukt wordt gevormd bij het kondenseren van het gasmengsel, dat wordt verkregen bij de ontleding teneinde het ontledingsprodukt naar 7908658 -5- het reaktievat terug te voeren. Het verhogen van de molver— houding NH^/CC^ is van belang voor het vergroten van de mate van omzetting in ureum. Bij de bekende ontledings- en aistripmethode echter, kunnen, omdat de mate van omzetting 5 van ammoniumcarbamaat in ammoniak en koolzuur in de ontledings - en afstripinrichting geringer wordt en de in de vloeibare fase achtergebleven hoeveelheid ammoniak wordt vergroot, indien de molverhouding NH^/CO^ wordt opgevoerd, geen goede resultaten verkregen worden, terwij1 voor het 10 ondervangen van voornoemd nadeel grote hoeveelheden stoom van hoge temperatuur en druk nodig zijn.

Bij de bekende ontledings- en afstripmethode vinden de ontleding van nagenoeg al het ammoniumcarbamaat en de verdamping van overmaat ammoniak in de ontledings- en 15 afstripinrichting , waarin een hoge druk wordt gehandhaafd, terwijl de belasting op de daarop volgende stappen, zoals het verwijderen van onomgezette produkten uit det.ureumoplos-sing, wordt verkleind. De verslechtering van de doelmatigheid van de ontleding en verwijdering van onomgezette pro-20 dukten in de ontledings- en afstripinrichting door het ver-grotèn van de molverhouding NHg/CC^ in het reaktievat betekent dan ook een groot nadeel.

Hoewel de mate van omzetting tot ureum vergroot kan worden door de molverhouding NH3/C02 te vergroten 25 is zulks niet toe te passen op de bekende ontledings- en af stripmethode.

De uitvinding verschaft dan ook een werkwijze zonder voomoemde nadelen, die onverwacht goede resultaten oplevert.

30 Volgens de werkwijze van de uitvinding worden de temperatuur, druk en molverhouding NH^/CC^ in het reak-• tievat op hoge waarden gehandhaafd ter verschaffing van een hoge mate van omzetting in ureum; wordt de hoeveelheid onomgezette produkten in het reaktor-fluidum geregeld, en 35 geschieden het ontleden en afstrippen en het kondenseren en herwinnen van ontledingsgassen in meerdere trappen, zodat de totale belasting op geschikte wijze wordt verdeeld over stappen met een hoge, middelmatige.en lage druk, terwijl de hoeveelheid als nevenprodukt geproduceerde lagedrukstoom van 7908658 -6- lage waarde aanzienlijk wordt verlaagd, waardoor de doelmatigheid van de ureumbereiding als geheel aanzienlijk wordt verbeterd.

Bij de werkwijze van de uitvinding worden die 5 omstandigheden voor de ureumbereiding toegepast, die niet toe te passen zijn voor de bekende ontledings- en afstrip-methode. Ook de hoeveelheden onomgezet ammoniumcarbamaat en resten overmaat ammoniak in de fluida uit de stappen onder hoge, middelmatige en lage druk worden op bepaalde waarden 10 gehandhaafd.

Volgens de meertrapsontledings- en afstrip-me-thode van de uitvinding worden bepaalde hoeveelheden koolzuur in elk dér ontledings- en 'afstripinrichtingen gevoerd teneinde de doelmatigheid van voornoemde inrichtingen te 15 vergroten en het watergehalte in de oplossing, afkomstig van het kondenseren en winnen van het afgestripte gasvormige mengsel te verlagen.

Volgens de werkwijze van de uitvinding dienen in het reaktievat de volgende omstandigheden gehandhaafd 20 te worden: (1) Een temperatuur van 180-200°C en een druk 2 van 150-250 kg/cm (op de manometer) (2) een molverhouding NH^/CC^ van 3,0-4,0.

Bij niet handhaving van voornoemde reaktieom- 25 standigheden in het reaktievat vindt minder omzetting in ureum plaats en wordt er meer högedrukstoom gebruikt voor de ontleding in de ontledings- en af strip-inrichting , hetgeen tot hogere produktiekosten leidt.

Het fluïdum uit het reaktievat wordt boven in 30 een ontledings- en afstrip-eenheid geleid. Zulk een eenheid kan bestaan uit een uit meer buizen bestaande warmtewisselaar van het filmtype, een gas/vloeistofkontaktinrichting van het kolomtype, of een andere bekende gas/Vloeistofkon-taktinrichting. Een deel van het voor de ureum-bereiding 35 bestemde koolzuurgas wordt onder in de ontledings- en af-strip-eenheid van hoge druk gevoerd. 1

Daarin wordt de druk op een zelfde waarde gehouden als in het reaktievat. Bij de stap. van hoge druk 7908658 ' -7- vindt de ontleding dan ook niet plaats door een drukvermin-dering, doch. ontleding en scheiding van de onomgezette pro-dukten en verdamping en scheiding van de overmaat ammoniak . vinden plaats door verwarmen en afstrippen met koolzuurgas.

5 De in de eenheid van hoge druk verkregen ontledingsgraad wordt lager gehouden dan die volgens de bekende afstrip-methode en een vooraf bepaalde hoeveelheid onomgezette produkten blijft in het fluïdum uit de eenheid van hoge druk achter. De temperatuur daarin kan dan ook lager zijn 10 dan bij de bekende afstripmethode, zodat de eenheid van hoge druk en temperatuur van een minder kostbaar konstruktie-materiaal vervaardigd kan zijn, terwijl de gebruiksduur van de eenheid kan worden verlengd. Zulks is een groot voordeel van de werkwijze van de uitvinding.

15 Verder worden volgens de werkwijze van de uit vinding de reaktie-omstandigheden in de reaktor zodanig geregeld, dat een hoge mate van omzetting in ureum plaatsvindt met minder toevoer van onomgezette verbindingen naareen lagere omzettingsgraad van het onomgezette produkt in de % 20 eenheid van hoge druk.

De voor deze stap benodigde hoeveelheid hoge druk stoom kan aanzienlijk verkleind worden, waarmee het nadeel van energieverlies door de vorming van teveel lagedrukstoom van weinig of geen praktisch nut kan worden ondervangen.

25 De vloeistof uit de eenheid van hoge druk wordt geleid naar een ontledings- en afstrip-eenheid van middel- 2 matige druk, waarin een druk van 15-25 kg/cm heerst. De druk op de vloeistof wordt daardoor verlaagd en de vloeistof ι wordt in aanwezigheid van een ander deel van het voor de 30. ureumbereiding bestemde CO2 verwarmd, dat als afstripgas dienst doet. Het onomgezette produkt, met name ammoniumcar-bamaat, -wordt onderworpen aan een tweede ontledings-behandeling en gescheiden van de vloeibare fase.

Door het koolzuurgas in de eenheid van middel-35 matige druk te voeren hoeft minder materiaal in de daarop volgende ontledings- en afstrip-eenheid van lage druk gevoerd te worden. Het koolzuurgas dient ook voor het verkleinén van de hoeveelheid water, die nodig is voor het konden- 7 9S0 8 8 5 8 . -8- seren en winnen van het ontledingsgas, dat gedurende deze stap wordt gevormd door het ontleden van het onomgezette produkt, waardoor minder water naar het reaktievat heeft 'te worden teruggevoerd.

5 De bij deze stap gebruikte warmte wordt doel matig teruggewonnen door het kondenseren en winnen van,het ontledingsgas en kan gebruikt worden voor het concentreren van de waterige ureumoplossing ter verschaffing van het beoogde ureum.

10 In de eenheid van lage druk wordt de druk uit het fluïdum uit de eenheid van middelmatige druk verlaagd ‘ en wordt het fluidum verwarmd in aanwezigheid Van de rest van het koolzuurgas voor de ureumbereiding, dat als afstrip-gas dienst doet, waardoor de geringe hoeveelheid nog over- 15 gebleven onomgezet produkt volledig kan worden ontleed en verwijderd.

In de eenheid van lage druk heeft het koolzuurgas de zelfde taken als in de eenheid van middelmatige druk.

De warmte voor de eenheid van lage druk wordt 20 toegevoerd in de vorm van lagedr uk stoom, die als nevenprodukt wordt gevormd' bij het kondenseren van ontledingsgas in de eenheid van hoge druk.

De uitvinding zal verder worden beschreven aan de hand van de begeleidende tekening.

25 Daarbij zijn de waarden van de druk de op de manometer afgelezen waarden.

Vloeibaar ammoniak wordt via een leiding 8 en herwonnen oplossing uit een hoge druk condensor 3 via een leiding 13 in een reaktievat 1 voor de ureumbereiding ge- ‘ 30 voerd, waarin een temperatuur van 180-200°C en een druk van 2 • 150-250 kg/cm heersen.

Van de in het reaktievat 1 toegevoerde uitgangsmaterialen bedraagt de molverhouding NHg/CC^ 3-4/1 en de molverhouding ^O/CC^ 0,3-0,6/1.

35 Het fluidum uit het reaktievat 1 wordt via een leiding 10 boven in een eerste ontledings- en afstrip-een-heid 2 van hoge druk gevoerd.

Een deel van het als uitgangsmateriaal gebruik- 7908658 a -9- te C02-gas wordt via een leiding 9 onder in de eerste eenheid 2 gevoerd en komt bij het opstijgen in direkt kontakt met het via de leiding 10 uit het raaktievat 1 toegevoerde fluïdum, dat als een dunne film naar beneden stroomt.

5 De eenheid 2 van hoge druk wordt via een lei ding 19 met hoge druk stoom verwarmd.

Het gasmengsel, dat in de eenheid 2 van hoge druk met CC^-gas is afgestript kan het fluïdum uit het reak-tievat 1 verlaat van boven de eenheid 2 en wordt via een 10 leiding 11 in de kondensor 3 van hoge druk gevoerd.

Een deel van het ammoniumcarbamaat in het fluïdum uit het reaktorvat 1 wordt in de eerste eenheid 2 van hoge druk ontleed. Het fluidum uit de onderzijde van de eerste eenheid 2 wordt via een leiding 12 in een tweede ont-15 ledings- en afstripeenheid 4 geleid, waarin een middelmatige, dus lagere druk heerst. In het fluidum uit de eerste eenheid 2 wordt het totale gehalte aan ammoniak en koolzuur , buiten het gebonden ammoniak en koolzuur in ureum, 15-25 gew.% ingesteld. Bij een lager gehalte dan 15 gew.% wordt in de twee 20 de eenheid 4 van middelmatige druk minder ontleding verkregen, zodat de condensor 5 van middelmatige druk onvoldoende warmte afgeeft aan de kristallijn ureum bevattende waterige oplossing. Bij een hoger gehalte dan 25 gew.% geeft de condensor 5 te veel warmte af, die dan wordt verspild aan koel-25 water of dergelijke.

In de condensor· 3 van hoge druk wordt het gasmengsel uit de leiding 11 vermengd met de herwonnen oplossing uit de leiding 17 en gecondenseerd onder het opnieuw vormen van ammoniumcarbamaat, waardoor het gehalte aan am-30 moniumcarbamaat in de herwonnen oplossing toeneemt. Deze wordt via de leiding 13 naar het reaktievat 1 teruggevoerd.

üit de condensor 3 van hoge druk wordt via een leiding 16 lage druk stoom verkregen, doch in een veel geringere hoeveelheid dan bij de bekende werkwijze.

35 In de tweede eenheid 4 van middelmatige druk waarin een temperatuur van 150-170°C en een druk van 15-25 2 kg/cm heersen, wordt de ureum bevattende oplossing (fluidum uit de eerste eenheid 2) aan een tweede ontleding- en 7908558 * - ί -10- af strip-bewerking onderworpen door het toevoeren van een ander deel van het als uitgangsgas gebruikte koolzuur uit een leiding 21. De ureum bevattende oplossing wordt met het koolzuurgas gewassen, zodat in de oplossing het totale 5 gehalte aan ammoniak en koolzuur, buiten het. gebonden ammoniak en koolzuur in ureum, lager wordt, met name 5-15 gew.%. De uit de onderzijde van de tweede eenheid 4 afgevoerde vloeistof (ureumoplossing) wordt via een leiding 14 in een derde ontledings- en afstrip-eenheid 23 van lage-10 druk gevoerd onder verlaging van de druk op de ureumoplossing.

Bij een lagere werktemperatuur in de tweede eenheid 4 van middelmatige druk dan 150°C vindt daarin minder ontleding plaats en bij een hoge temperatuur dan 170°C 15 kan de warmte van het fluidum uit de eenheid 2 niet doelmatig gebruikt worden en wordt er meer hoge druk stoom gevormd dan nodig is voor de verwarming van de ontledings- en afstripeenheid van middelmatige druk.

Het gasmengsel uit de tweede eenheid 4 wordt 20 in de condensor 5 van middelmatige druk vermengd en gecondenseerd met de via een leiding 29 toegevoerde herwonnen oplossing uit een gasabsorptiekolomö.

Het fluidum uit de condensor 5 van middelmatige druk wo-rdt, nadat de druk daarvan met een pomp 7 is opge-25 voerd, via een leiding 17 in de condensor 3 van hoge druk gevoerd.

De warmte-inhoud van het in de condensor 5 toegevoerde gas wordt overgedragen aan een via een leiding 20 toegevoerde kristallijn ureum bevattende waterige oplossing. 30 Het gasmengsel uit de bovenzijde van de conden sor 5 van middelmatige druk wordt in de absorptiekolom 6 door de via een leiding 15 toegevoerde herwonnen oplossing ingevangen, die via een leiding 29 naar de condensor 5 van middelmatige druk wordt teruggevoerd.

35 De temperatuur daarin bedraagt 80-100°C , waar- F.

bij de warmte wordt gebruikt voor het concentreren van de waterige ureumoplossing uit een leiding 20 bij de stap na de tweede bewerking voor ontleden en afstrippen.

7908658 *» -11-

In de derde eenheid 23 van lage druk wordt de vloeistof uit de onderzijde van de tweede eenheid 4 van middelmatige druk voor de derde maal met koolzuurgas gewas- 2 sen en wel bij 100-140°C en onder een druk van 1,5-3 kg/cm 5 waarbij de resterende 3-9 gew.% ammoniak en 2-6 gew. % koolzuur, het gebonden ammoniak en koolzuur in ureum niet meegerekend, nagenoeg geheel worden ontleed en afgestript.

"Het gasvormige mengsel van ontledingsprodukten uit de derde eenheid 23 van lage druk wordt in een conden-10 sor 24 van lage druk in water of een verdunde waterige ureum-oplossing, als een absorptie-medium, uit een leiding 27 geabsorbeerd, waarna de oplossing met een pomp 28 naar de gasabsorptiekolom 6 wordt gevoerd.

Volgens de werkwijze van de uitvinding wordt 15 de werkelijke omzetting van koolzuur in ureum in het reak-tievat 1 dicht bij de omzetting volgens het evenwicht gebracht. De voor het ontleden en scheiden van de onomgezette produkten benodigde hoeveelheid hoge druk stoom kan tot een minimum beperkt worden,'met name 0,32 ton stoom per ton ge-20 produceerd ureum. De bekende werkwijze verbuikt tenminste ca. 1 ton stoom per ton geproduceerd u-reum.

Aangezien verder een deel van het onongezette produkt naar latere trappen mag doorstronen en de werk- temperatuur in de .

25 eerste eenheid 2 van hoge druk betrekkelijk laaCT i-s r blijft er bovendien meer ammoniak in de vloeibare fase achter en kan de vormingsgraad van biureet beperkt worden. Indien bijvoorbeeld de vormingsgraad van biureet bij 180°C op 100 wordt gesteld, dan bedraagt voo.rnoemde grootheid 65 bij 170°C.

30 . Door de temperatuur in de eenheid 2 van hoge druk laag te houden wordt er minder biureet gevormd.

Daar volgens de werkwijze van de uitvinding het voor de ureum bereiding bestemde koolzuurgas ook als afstrip-gas wordt gebruikt en verdeeld wordt over de ver-35 schillende stappen van de meer-stapsontledings- en afstrip-bewerking kan het watergehalte in de naar het reaktievat 1 teruggevoerde vloeistof verlaagd worden, zodat de mate van omzetting in ureum in het reaktievat 1 wordt vergroot en het 7908658 4 c -12- inwendige volume van het hogedruksysteem ten.volle kan worden benut. Zo kan de hoeveelheid water in het reaktievat ca. 25% minder bedragen dan in het reaktievat bij de bekende werkwijze.

5 De uitvinding zal verder worden verduidelijkt

aan de hand van niet beperkende praktische voorbeelden. Voorbeeld I

(1) Reaktievat 1: temperatuur 190°C 2 10 druk: 200 kg/cm molverhouding NH-^/CC^: 4 molverhouding E^O/CC^: 0,37 omzettingsgraad van CO^i 72%.· (2) Eerste ontledings- en afstripeenheid 2 van · 15 hoge druk: temperatuur: 175°C druk: 200 kg/cm^ gehalte aan onomgezet produkt in fluidum: 24 gew.%.

20 (3) tweede ontledings- en afstripeenheid 4 van middelmatige druk: temperatuur : 155°C(onderzijde) 2 druk: 17 kg/cm , gehalte aan onomgezet produkt in fluidum: 25 9 gew.%.

] (4) voor de werkwijze gebruikte hoeveelheiden j andere materialen (per ton geproduceerd ureum): ! 2 i hogedrukstoom (25 kg/cm ): 0,68 ton ! * 30 koelwater: 50 ton

I · elektriciteit: 142 KwU

-(5) Hoeveelheid als nevenprodukt geproduceerde 2 ; stoom (5 kg/cm ): 0,3 ton.

Voorbeeld II

35 (1) Reaktievat 1:

temperatuur : 190°C

druks 180 kg/cm^ molverhouding NH-./CO ° 3,4 7908658 -13- mo Iverhouding E^O/CC^: 0,52 omzettingsgraad van CC^: 65% (2) eerste ontledings- en afstripeenheid 2 van hoge druk:

5 temperatuur 190°C

druk : 180 kg/cm^ gehalte aan onomgezet produkt in het fluïdum: 17 gew.% (3) tweede ontledings- en afstrip-eenheid 4 10 _ van middelmatige druk: temperatuur: 155°C(onderzijde) 2 druk: 17 kg/cm gehalte aan onomgezet produkt in fluidum: 9 gew. % 15 (4) voor de ureum bereiding gebruikte hoeveel heden andere materialen (per ton geproduceerd ureum): 2 hogedruk stoom (25 kg/cm ): 0,72 ton koelwater: 52 ton

20 . elektriciteit: 142 KwO

(5)hoeveelheid als nevenprodukt geproduceerde 2 stoom(5 kg/cm ): 0,29 'ton.

79 0 8 6 5 31

Claims (2)

1. Werkwijze voor de bereiding van ureum, waarbij ΝΗ^ en CO^ in een reaktievat voor de bereiding van ureum bij hoge druk en temperatuur, in aanwezigheid van een over-5 maat NH^, aan een reaktie met elkaar worden onderworpen, het ammoniumcarbamaat in het fluïdum aan het reaktievat wordt ontleed; de ontledingsprodukten, tezamen met de overmaat NH3 , van het fluidum worden gescheiden en naar het reaktievat teruggevoerd; de waterige ureumoplos'sing, als zijnde Iv 10 het fluidum uit het reaktievat, waaruit het ammoniumcarba maat en overmaat NH^ zijn verwijderd, wordt geconcentreerd ter verschaffing van ureum, met het kenmerk, dat en een herwinnings oplos sing met NH3,CC>2 en water voor de bereiding van ureum in het reaktievat aan een reaktie bij 180-200°C 2 15 en onder een druk van 150-250 kg/cm (manometer) worden onderworpen, waarbij de samenstelling van het mengsel van reagerende materialen voor het reaktievat zodanig is, dat de moIverhouding NH^/CC^ 3,0-4,0 en de molverhouding ^O/CC^ 0,3-0,6 bedraagt; de vloeistof uit het reaktievat wordt ge-20 voerd in eén eerste ontledings- en afstrip-eenheid van hoge druk, waarin de zelfde druk heerst als in het reaktievat en een eerste deel van het voor de ureum bereiding bestemde CC^-gas wordt geleid en in direkt aanraking wordt gebracht met de vloeistof uit het reaktievat, welke vloeistof van 25 170°C wordt verwarmd tot de temperatuur in het reaktievat teneinde een deel van het ammoniumcarbamaat in de vloeistof te ontleden en de gasvormige ontledingsprodukten daarvan en • de overmaat , met het CC^ -gas, van de vloeistof af te strippen; een eerste gasmengsel met en waterdamp 30 en een vloeistof onder hoge druk met een totaal gehalte aan NH3 en CC>2 van 15-25 gew. %, het ammoniak en koolzuur in ge-bonden/vorm in ureum niet meegerekend, afzonderlijk uit de eerste eenheid worden gevoerd; de vloeistof onder hoge druk, onder verlaging van de druk. daarop, wordt gevoerd in een 35 tweede ontledings- en afstrip-eenheid van middelmatige druk, waarin een temperatuur van 15 0-170°C en een druk Van 15-25 2 kg/cm (manometer) heersen en een tweede deel van het voor de ureum bereiding bestemde C02~gas als afstrip-gas wordt ge- .79 0 86 5 1 -15- voerd en in direkt aanraking wordt gebracht met de vloeistof uit de eerste eenheid voor het ontleden van meer ammonium-carbamaat en het afstrippen van de gasvormige ontledings-produkten daarvan; een tweede gasmengsel met NH3,C02 en 5 waterdamp en een vloeistof onder middelmatige druk met een totaal gehalte aan en CO^ van 5-15 gew. %, het ammoniak en koolzuur in gebonden vorm in ureum niet meegerekend, afzonderlijk uit de tweede eenheid worden gevoerd; de vloeistof onder middelmatige druk, onder verlaging van de 10 druk daarop, in een derde ontledings- en afstrip-eenheid van lage druk wordt gevoerd, waarin een temperatuur van 100-140°C en een druk van 1,5-3 kg/cm^ (manometer) heersen en de rest van het voor de ureumbereiding bestemde CC>2-gas als afstrip-gas wordt gevoerd en in direkte aanraking wordt 15 gebracht met de vloeistof teneinde de rest van het ammonium carbamaat in de vloeistof te ontleden en de gasvormige ont-ledingsprodukten daarvan van de vloeistof te strippen; een derde gasmengsel met NH3,C02 en waterdamp en een vloeistof onder lage druk, met name een waterige ureumopiossing nage-20 noeg zonder ammoniumcarbamaat, NH^ en CO2, afzonderlijk uit de derde eenheid worden afgevoerd; welke vloeistof onder lage druk wordt geconcentreerd en' het derde gasmengsel in water wordt opgelost ter verschaffing van een herwinnings-oplossing, de druk waarop wordt verlaagd? het tweede gasmeng-25 sel uit de tweede eenheid in de herwinningsoplossing wordt opgelost, die door indirekte warmtewisseling warmte afstaat aan een waterige ureumopiossing, de druk waarop wordt verlaagd en waarin het eerste gasmengsel dan wordt opgelost; welke herwinningsoplossing door een indirekte warmtewisse-30 ling warmte afstaat aan water voor het opwekken van lage druk stoom; en de herwinningsoplossing met daarin opgelost het eerste, het tweede en het derde gasmengsel , tezamen met het als uitgangsmateriaal gebruikte NH3, in het reaktievat wordt gevoerd voor de ureumbereiding. 35

2. Ureum, verkregen met de werkwijze van con clusie 1. 7908658