NL8000600A - Werkwijzen en inrichtingen voor het nabehandelen van chemische processen, in het bijzonder voor die ter bereiding van ureum en ammoniumnitraat. - Google Patents

Description

* N/29.477-Kp/vdM * ^ - 1 -

Werkwijzen en inrichtingen voor het nabehandelen van chemische processen, in het bijzonder voor die ter bereiding van ureum en ammoniumnitraat.

De uitvinding heeft betrekking op werkwijzen en inrichtingen voor het nabehandelen van chemische processen, in het bijzonder voor die ter bereiding van ureum en ammonium-nitraat.

5 Ureum- en ammoniumnitraatfabrieken zijn twee com mercieel belangrijke voorbeelden van synthesefabrieken, waarin de synthesereactie een evenwicht bereikt in plaats van af te lopen, waarin het eindprodukt relatief minder vluchtig is dan de uitgangsmaterialen en waarin het ruwe produkt voor het 10 verkrijgen van een eindprodukt, wordt bewerkt via verdampings-en stollingstrappen. Het doel van deze gebruikelijke nabehan-delingsstappen is het verkrijgen van een relatief zeer zuiver produkt, het terugwinnen van oplosmiddelen en niet-omgezette uitgangsmaterialen en het verminderen van verontreiniging in 15 afvalstromen.

*

In ureumfabrieken bevat de dampvormige bovenstroom uit de verdampingstrap of -trappen aanzienlijke hoeveelheden meegevoerd ureum, dat, tenzij het wordt verwijderd, terecht komt in het condensaat dat uit de bovénstroom wordt gevormd.

20 De aanwezigheid van dit ureum is lastig, omdat het moet worden gehydrolyseerd (omgezet in NH^ en C02). De hydrolyseprodukten worden gescheiden van het water in het condensaat en samen met het niet-omgezette uitgangsmateriaal dat van het condensaat is gescheiden, naar de reactor teruggezonden om opnieuw te worden 25 omgezet in ureum. Deze stappen zijn noodzakelijk om het condensaat voldoende zuiver te krijgen om als afvalstroom af te voeren en om de materialen doelmatig te gebruiken.

Op dezelfde wijze bevat de dampvormige bovenstroom uit de verdampingstrap of -trappen in ammoniumnitraatfabrieken 30 meegevoerd ammoniumnitraat, dat uit het condensaat moet worden verwijderd voordat het kan worden afgevoerd.

In de gebruikelijke ureumfabrieken wordt de hoeveelheid meegevoerd ureum in de bovenstromen van de verdamper verminderd door het gebruik van centrifugale schoepensepara-35 toren of separatoren van het botsingstype, of inrichtingen die 8000600 - 2 - op soortgelijke wijze werken, maar deze inrichtingen laten nog een afkeurenswaardig hoge concentratie ureum in het condensaat achter. Dit verhoogt zowel de kapitaalskosten als de bedrijfskosten van de fabriek, wegens het grote systeem voor de behan-5 deling van het concentraat waarvoor moet worden gezorgd en dat in bedrijf moet zijn. Bovendien brengt dit ondoelmatigheid en vermindering in de fabriekscapaciteit met zich mee, omdat het reeds gevormde ureum in het condensaat wordt gehydrolyseerd tot de uitgangsmaterialen, die vervolgens opnieuw tot ureum 10 worden gesynthetiseerd. Een deel van de synthesecapaciteit van de fabriek is dus gewijd aan deze kringloop van materialen en is ongeschikt voor de produktie van een bruikbaar produkt.

Volgens de onderhavige uitvinding worden de werkwijzen voor het bereiden van ureum, ammoniumnitraat e.d. en 15 inrichtingen daarvoor verbeterd door een nabehandeling, waarin de dampvormige bovenstroom uit de verdampingstrap van het produkt wordt gescheiden in niet-condenseerbare produkten en een condensaat van het derivaat. Het condensaat wordt vervolgens in aanraking gebracht met de dampvormige bovenstroom voor 20 een massa- en warmte-overdracht, waarna het naar de stollings-trap wordt gevoerd om daar te samen met het concentraat uit de verdamper te worden bewerkt. Deze stappen worden continu uitgevoerd .

De dampvormige bovenstroom uit de verdampingstrap 25 van het produkt bevat meegevoerd, relatief niet-vluchtig produkt, één of meer betrekkelijk vluchtige uitgangsmaterialen en dampvormig oplosmiddel, normaliter water. In het geval van de bereiding van ureum bevat het meegevoerd ureum, ammoniak, kooldioxide en water. In het geval van de bereiding van ammo-30 niumnitraat bevat het meegevoerd ammoniumnitraat, ammoniak en water.

Het condensaat, afkomstig van de dampvormige bovenstroom, bevat relatief niet-vluchtig produkt en één of meer betrekkelijk vluchtige uitgangsmaterialen. In het geval van 35 de bereiding van ureum bevat het ureum, kooldioxide aiammoniak. In het geval van de bereiding van ammoniumnitraat bevat het ammoniumnitraat en ammoniak.

De omstandigheden waaronder de bovenstroom en de 80 0 0 6 0 o » 4 - 3 - condensaatstroom samen worden gebracht voor een massa- en warmte-overdracht zijn zodanig, dat geen wezenlijk belangrijke hoeveelheid oplosmiddel uit de bovenstroom naar de conden-saatstroom wordt gebracht.

5 Bij de stap van de massa- en warmte-overdracht worden drie overdrachtsreacties tot stand gebracht: 1) De concentratie van meegevoerd produkt (bijv. ureum of ammoniumnitraat) in de bovenstroom van de verdamper wordt verminderd en de concentratie van produkt in de conden- 10 saatstroom neemt op overeenkomstige wijze toe; 2) de temperatuur van de bovenstroom wordt, lager (maar niet tot het punt waarop belangrijke hoeveelheden oplosmiddel uit de stroom condenseren) en de warmte wordt aan de condensaatstroom toegevoegd; en 15 3) uitgangsmateriaal (bijv. ammoniak en kooldioxi de bij de bereiding van ureum en ammoniak bij de bereiding van ammoniumnitraat) wordt uit de condensaatstroom gedesorbeerd in de bovenstroom, waarbij gebruik wordt gemaakt van de warmte die uit de bovenstroom aan de condensaatstroom wordt toege-20 voegd om deze reactie te doen verlopen.

De dampvormige bovenstroom is dus relatief armer aan produkt en rijker aan uitgangsmateriaal dan deze geweest zou zijn, indien de uitvinding niet zou zijn toegepast. Dit heeft verschillende gevolgen, die voordelig zijn in vergelij-25 king met de vroegere praktijk. Het betekent dat het condensaat van het derivaat, wanneer het in het begin wordt gevormd, ook relatief armer aan produkt is.

Indien een dergelijk condensaat niet loopt via de massa- en warmte-overdrachtsstap, die bij deze uitvinding zijn 30 betrokken, betekent het armer zijn aan produkt, dat in de be-handelingsstap van het condensaat van het totale proces minder produkt in het uitgangsmateriaal behoeft te worden terugomgezet en uit het condensaat te worden gestript, of op andere wijze uit het condensaat te worden verwijderd. Bovendien leidt 35 verlegging van een gedeelte van het condensaat van de behan-delingssectie van het condensaat naar de stappen, die bij deze uitvinding zijn betrokken, tot een vermindering van het volume van het condensaat, dat in de behandelingssectie van het con- 8000600 - 4 - densaat moet worden behandeld. De noodzaak voor minder capaciteit van condensaatbehandeling leidt in dat gedeelte van het proces tot doelmatigheid in uitrusting en bedrijfsvoering.

Het stoomverbruik in de trap voor de condensaatbehandeling 5 wordt verminderd.

Verder betekent de vermindering van de hoeveelheid produkt in het condensaat, die door de onderhavige uitvinding wordt bewerkstelligd, bij processen waar het produkt in het condensaat bij de condensaatbehandelingsstap wordt terugomge-10 zet in het uitgangsmateriaal en het zo verkregen uitgangsmateriaal wordt teruggeleid naar de synthesetrap (zoals in de conventionele ureumfabrieken), dat minder capaciteit van de synthesesectie behoeft te worden gewijd aan het bereiden van produkt, dat uiteindelijk weer wordt afgebroken en wordt 15 teruggevoerd. De produktiecapaciteit, die aldus van deze plicht bevrijd is, kan worden gebruikt om een produkt te bereiden, dat verkocht kan worden en dit is een zeer belangrijk voordeel dat door de uitvinding wordt verkregen. Op deze wijze wordt een toename van de produktiecapaciteit met 5 % of meer moge-20 lijk gemaakt.

Tenslotte wordt opgemerkt, dat de vermindering van de hoeveelheid produkt in het condensaat, dat aan de condensaatbehandelingsstap wordt toegevoerd, het probleem van het behandelen van het condensaat belangrijk vereenvoudigt, in die 25 zin dat conventionele methodes voor de behandeling van condensaat een uitgangsstroom geven van voldoende kwaliteit om gebruikt te worden als aanvulling voor het voedingswater van de stoomketel. Behandeld condensaat als afvalstroom van de fabriek kan dus desgewenst geheel buiten beschouwing blijven.

30 Zoals hierboven uiteengezet, is de condensaat- stroom, die de stap van de massa- en warmte-overdracht heeft gevolgd, relatief rijk aan produkt en relatief arm aan uitgangsmaterialen. Deze is daarom geschikt voor de stollingstrap van het totale proces en wordt volgens de uitvinding naar de 35 stollingstrap gevoerd om daar te samen met de onderstroom uit de verdampingstrap of -trappen, welke laatste stroom de primaire voedingstrap is, te worden bewerkt.

De stromingsweg van de condensaatstroom volgens de 8000600 - 5 - praktijk van de onderhavige uitvinding moet scherp worden onderscheiden van de terugstroominrichtingen, die men gewoon-lijk tegenkomt, waarin condensaat uit de bovenstroom van een kolom wordt teruggeleid naar de top van een kolom, waar het 5 duidelijk in massa- en warmte-overdrachtscontact is met een dampstroom bij de top van de kolom. In dergelijke tegenstroom-inrichtingen blijft het opnieuw ingeleide condensaat echter geen op zichzelf identificeerbare stroom; in plaats daarvan gaan de bestanddelen samen, volgens hun eigenschappen, met de 10 boven-, onder- en zijstromen (indien aanwezig) van de kolom. Daarentegen wordt de condensaatstroom in de onderhavige uitvinding vöör, gedurende en na de massa- en warmte-overdrachts-reactie als een aparte stroom gehandhaafd. Het produkt, dat uit de bovenstroom van de verdamper wordt gehaald en in de 15 condensaatstroom wordt gebracht, heeft geen gelegenheid om in de bovenstroom terug te komen, omdat de verrijkte condensaatstroom voortdurend wordt onttrokken en geleid naar de stol-lingstrap na de massa- en warmte-overdrachtsstap.

In sommige fabrieken, in het bijzonder ureumfa-, 20 brieken, is de verdampingstrap onderverdeeld in twee trappen, waardoor de uitvoer van de synthesetrap achtereenvolgens wordt geleid voordat deze naar de stollingstrap wordt gevoerd. In een fabriek, die op deze wijze is uitgevoerd, is het voordelig dat de condensaatstroom, die bij de massa- en warmte-over-25 drachtsreactie volgens de uitvinding wordt gebruikt, uit twee delen wordt gevormd: (1) condensaat uit de eerste condensor voor de tweede-trapsverdamper (boven), dat een zeer hoog gehalte aan produkt bevat en (2) condensaat uit het condensaat-verzamelsysteem, dat zelf een stroom is, die verscheidene 30 bronnen heeft. Bij voorkeur worden deze twee bestanddelen samengevoegd en met de dampvormige bovenstroom uit de eerste verdampingstrap tot een warmte- en massa-overdracht gebracht. In een ureumfabriek voert deze stroom een zeer grote hoeveelheid ureum mee - zelfs 95 % op gewichtsbasis.

35 Wat betreft het fysische ontwerp, is het voordelig dat de inrichting zo wordt opgesteld, dat de massa- en warmte-overdrachtsstap van de uitvinding wordt uitgevoerd in de scheidingssectie (bovenste gedeelte) van de verdamper. Hoewel 8000*00 - 6 - verschillende types massa- en warmte-overdrachtsinrichtingen kunnen worden gebruikt, is het voordelig om een "bubble cap tray" te gebruiken wegens de lage drukvalkarakteristiek ervan. Het is eveneens voordelig om een spatplaat onder de "bubble 5 cap tray" te monteren om wat van het meegevoerde produkt op te vangen om de belading van de bak te verminderen. Aan de vorm van de spatplaat moet aandacht worden besteed om de kans op verstopping zo klein mogelijk te houden.

De bovenstroom van de verdamper, die aan de massa-10 en warmte-overdrachtstrap volgens de uitvinding wordt toegevoerd, wordt in het begin oververhit, in het geval van een ureumfabriek tot 125-130°C. Bij het passeren van een bak of een andere overdrachtsinrichting, daalt de temperatuur met ca. 40°C, maar het is voordelig om relatief weinig oplosmiddel te 15 laten condenseren, teneinde een slechte of onevenwichtige verdeling van het oplosmiddel in de fabriek als geheel beschouwd, te voorkomen. De merkbare warmte, die door de tempe-ratuurval in de bovenstroom wordt verschaft, is de drijvende kracht om uitgangsmateriaal uit het condensaat te desorberen. 20 Zoals hierboven reeds werd opgemerkt, is het uit eindelijk behandelde condensaat uit de condensaatbehandelings-sectie van een kwaliteit, die goed genoeg is om te dienen als aanvulling voor het voedingswater van de stoomketel. De kwaliteit is eveneens goed genoeg om te worden gebruikt bij de 25 controle op verontreinigingen bij kunstmestfabrieken, zoals beschreven en geclaimd in het Amerikaanse octrooischrift 3.985.523.

Uit het voorgaande kan worden afgeleid, dat de onderhavige uitvinding ten doel heeft een werkwijze en inrich-30 ting te verschaffen voor een nabehandeling bij de bereiding van ureum, ammoniumnitraat e.d., die de produktiecapaciteit aanzienlijk verhogen, zonder overeenkomstige toename van kapitaals- en bedrijfskosten.

De uitvinding heeft verder ten doel een nabehan-35 delingswerkwijze en een inrichting daarvoor te verschaffen, die uiteindelijk behandeld condensaat produceren, dat intern in de inrichting kan worden gebruikt, waarbij condensaat als afvalstroom buiten beschouwing blijft.

s ~ m '· ' v j - - - - * * - 7 -

De uitvinding heeft verder ten doel een nabehan-delingswerkwijze en inrichting daarvoor te verschaffen, die de hoeveelheid condensaat die moet worden behandeld in vergelijking met een gebruikelijk systeem verminderen.

5 De uitvinding heeft ook ten doel een nabehande- lingswerkwijze en inrichting daarvoor te verschaffen, die de hoeveelheid stoom, die nodig is om het condensaat te behandelen, in vergelijking met gebruikelijke werkwijzen en inrichtingen , verminderen.

10 Met deze doelstelling hangt samen het verminderen van de hoeveelheid produkt, vergeleken met een conventioneel systeem, dat in de loop van de behandeling van het condensaat moet worden terugomgezet in het uitgangsmateriaal.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht 15 aan de hand van de tekeningen en de daarbij behorende gedetailleerde beschrijving.

Figuur 1 is een schematische weergave van een ureumproces en een inrichting volgens de onderhavige uitvinding; en 20 figuur 2 is een schematische weergave van een ammoniumnitraatproces en een inrichting volgens de onderhavige uitvinding.

In figuur 1 worden de werkwijze en inrichting volgens de onderhavige uitvinding getoond, zoals toegepast in 25 een overigens conventioneel ureumproces en een fabriek voor de bereiding van ureum.

De voornaamste delen van de ureumfabriek zijn de ureumsynthesesectie of -trap 10; de verdampingssectie 11; de ureumstollingssectie 12; de condensaatvormende sectie 13; de 30 condensaatverzamelsectie 14; en de condensaatbehandelings-sectie 15. Vanzelfsprekend bevat een ureumfabriek ook andere uitrustingen en secties dan die hier getoond zijn, maar de delen die hier zijn aangegeven, zijn van belang om de onderhavige uitvinding te begrijpen.

35 In de ureumsynthesesectie 10 reageren ammoniak en kooldioxide tot ureum. De reactie loopt niet af; een evenwicht wordt bereikt, zodat de produktstroom, die de synthesesectie 10 verlaat via lijn 16, niet-gereageerd uitgangsmateriaal 8000600 - 8 - (ammoniak en kooldioxide) en ureum en oplosmiddel (water), bevat.

De produktstroom wordt via lijn 16 naar de verdam-pingssectie 11 overgebracht. In de fabriek die in figuur 1 is 5 weergegeven omvat de verdampingssectie 11 twee verdampings-trappen 18 en 19, waardoor de produktstroom achtereenvolgens door de lijnen 16, 20 en 21 wordt gevoerd. Het ureum wordt in toenemende mate meer geconcentreerd naarmate de stroom door de verdampingssectie 11 loopt en als ammoniak, kooldioxide en 10 water eruit worden verwijderd.

Het geconcentreerde ureum wordt via lijn 21 uit de verdampingssectie 11 naar de ureumstollingssectie 12 overgebracht, waar deze wordt omgezet in een vaste stof hetzij door de "prill"-methode, hetzij door de granuleermethode, die beide 15 bekend zijn. Een terugvoerlijn 36, die zorgt voor het terugvoeren van‘ureum naar de eerste verdampingstrap 18, is noodzakelijk.

Zowel de verdampingstrap 18 als de verdampingstrap 19 hebben bovenstromen, die via de lijnen 22, resp. 23 naar de 20 condensaatvormende sectie 13 lopen.

Zoals blijkt uit figuur 1, bestaat de condensaat-vormende sectie 13 uit een rij van stoomopwekkers, waarvan er één is weergegeven door 25 en een rij condensors, waarvan er enkele zijn weergegeven door 29 en 30, te samen met verbin-25 dingsbuizen, die zo zijn uitgevoerd dat elke invoerstroom in de condensaatvormende sectie is onderworpen aan tenminste twee condensatietrappen. Het buizensysteem omvat eveneens de condensaatverzamellijn 33, die condensaat uit verschillende condensors verzamelt en overbrengt naar de condensaatverzameΙ-ΙΟ sectie 14. De exacte opstelling van de condensaatvormende sectie is niet kritisch voor de praktijk van de onderhavige uitvinding.

Condensaat wordt van de condensaatverzamelsectie 14 gevoerd naar de condensaatbehandelingssectie 15 via lijn 34. 35 In de behandelingssectie 15 wordt stoom toegevoerd om ammoniak en kooldioxide verder uit het condensaat te verwijderen en om ureum te hydrolyseren tot ammoniak en kooldioxide. Het ammoniak en kooldioxide worden teruggevoerd naar de synthesesectie 8000600 - 9 - 10. Het behandelde condensaat wordt gebruikt als voedingswater voor de stoomketel; of als voeding voor een controlesysteem voor verontreinigingen, zoals is vermeld in het Amerikaanse octrooischrift 3.9S5.523; of het wordt teruggevoerd via lijn 5 35 naar de ureumstollingssectie; of het wordt verdeeld over twee of meer van deze toepassingen. De beschikking over het behandelde condensaat kan worden gevarieerd in overeenstemming met de fabrieksomstandigheden en de behoeften.

De uitrusting volgens figuur 1, zoals deze tot nu 10 toe is beschreven, is conventioneel.

Volgens de uitvinding brengt pomp 37 tenminste een deel van het condensaat in de condensaatvormende sectie naar lijn 38. Op dezelfde wijze brengt pomp 40 het condensaat dat gevormd is in condensor 30 (de tweede-trapsverdamper eerste-15 trapscondensor) via lijn 39. Deze beide stromen bevatten ureum, ammoniak en kooldioxide. De lijnen 38 en 39 worden samengevoegd tot lijn 41, die de gecombineerde stromen overbrengt naar het bovenste gedeelte van de eerste-trapsverdamper 18.

In het bovenste deel van de scheidingssectie van 20 de eerste-trapsverdamper 18 is een spatplaat 42 gemonteerd, die de dampvormige bovenstroom opvangt, die in opgaande richting door de verdamper gaat. De spatplaat 42 dient om een gedeelte van het ureum in de bovenstroom neer te slaan of eruit te halen. De plaat moet redelijk open van vorm zijn, zodat hij 25 niet wordt blootgesteld aan verstopping.

Boven spatplaat 42 is "bubble tray" 43 aangebracht, eveneens in een positie om de dampvormige bovenstroom, die in opwaartse richting door de verdamper gaat, op te vangen. De speciale vorm van de "bubble cap tray" is niet kritisch, maar 30 hij moet zodanig worden gebouwd en gemonteerd, dat hij slechts een kleine drukval voor de opgaande gasstroom ten gevolge heeft.

Lijn 41 brengt het gecombineerde condensaat in de "bubble tray" 43. De stroom loopt door de bak en raakt in 35 massa- en warmte-overdracht met de dampvormige bovenstroom, die in opwaartse richting door de bobbelvormige kappen gaat, op de wijze en met het effect als boven beschreven.

Condensaat, verrijkt aan ureum en verarmd aan am- 8000600 - 10 - moniak en kooldioxide, wordt afgetapt van bak 43 via lijn 44, terwijl de bovenstroom ontdaan van ureum en verrijkt met ammoniak en kooldioxide de verdamper 18 verlaat en de condensaat-vormende sectie 13 via lijn 22 binnenkomt.

5 Pomp 45 in lijn 44 brengt het met ureum verrijkte condensaat naar de stollingssectie 12.

Figuur 2 illustreert de onderhavige uitvinding, zoals deze wordt toegepast in een overigens conventionele werkwijze en inrichting voor de bereiding van ammoniumnitraat. 10 De voornaamste delen van de ammoniumnitraatfabriek die is aangegeven in figuur 2, zijn een salpeterzuurfabriek 50, een neutralisatiesectie 52, een eerste verdampingssectie 55, een tweede verdampingssectie 57, een stollingssectie 59, en een condensaatvormende sectie 62. Een ammoniumnitraatfa-15 briek brengt ook andere uitrustingen en secties met zich mee, maar die welke in het enigszins vereenvoudigde diagram van figuur 2 zijn getoond, zijn die welke van belang zijn om de onderhavige uitvinding beter te kunnen begrijpen.

Ammoniak, lucht en water reageren in salpeterzuur-20 fabriek 50 en vormen salpeterzuur, dat via lijn 51 naar de neutralisatiesectie 52 wordt gebracht. Daar reageert het zuur met ammonia en vormt ammoniumnitraat. De produktstroom, die de neutralisatie- of synthesesectie 52 via lijn 53 verlaat, bevat niet-gereageerd ammoniak en ammoniumnitraat (in figuur 2 aan-25 geduid met AN).

De produktstroom wordt via lijn 53 naar de eerste verdampingssectie 55 gevoerd en een bovenstroom uit de neutralisatiesectie wordt via lijn 54 naar de condensaatvorraende sectie 62 gevoerd. Deze bovenstroom bevat niet-gereageerd 30 ammoniak en meegevoerd ammoniumnitraat.

In de verdampingssectie 55, die van het vacuum-type is, wordt het ammoniumnitraat geconcentreerd door verwijdering van water en niet-gereageerd ammoniak. De bovenstroom, die de verdampingssectie 55 via lijn 74 verlaat, bevat meege-35 voerd ammoniumnitraat, alsmede ammoniak en water. Lijn 74 brengt de bovenstroom naar de condensaatvormende sectie.

Het geconcentreerde ammoniumnitraat uit de verdampingssectie 55 wordt via lijn 56 aan de tweede verdampings- 8000600 - 11 - sectie 57, die van het "lucht-sweep"-type is, gevoed. Daar wordt het ammoniumnitraat verder geconcentreerd en via lijn 58 naar de stollingssectie 59 gevoerd, waar het ammoniumnitraat tot korrels of "prills" wordt gevormd, die de sectie via lijn 5 61 verlaten. Zowel de "lucht-sweep"-verdamper 57 als de stollingssectie 59 hebben bovenstromen, die via lijn 60 worden gevoed aan de uitrusting voor de verontreinigingscontrole.

De condensaatvormende sectie 62 omvat een serie condensors 63, 65, 66 en 67, een stoomopwekkingsinrichting 64, 10 en buizen die deze onderling verbinden om de condenseerbare stoffen uit de bovenstromen van de neutralisatiesectie 52 en de vacuumverdamper 55 te scheiden. De gedetailleerde plaatsing van de condensaatvormende sectie is niet kritisch voor de praktijk van de onderhavige uitvinding.

15 De inrichting van figuur 2, zoals tot nu toe is beschreven, is conventioneel.

Volgens de uitvinding wordt het condensaat uit de condensaatvormende sectie via de lijnen 68 en 69, die samenkomen in lijn 70, gevoed aan de eerste verdampingssectie 55.

20 Het condensaat in deze lijnen bevat ammoniumnitraat en ammoniak.

In de verdamper 55 is spatplaat 71 zodanig gemonteerd, dat deze meegevoerd ammoniumnitraat in de dampvormige bovenstroom uit de verdamper neerslaat. Daarboven is de 25 "bubble tray" 72 gemonteerd, die condensaat ontvangt van lijn 70. Het condensaat, dat door bak 72 loopt, raakt in een massa-en warmte-overdracht, zoals hierboven besproken, met de dampvormige bovenstroom, die in opwaartse richting door de bobbelvormige kappen loopt.

30 Het condensaat, dat verrijkt is aan ammoniumni traat en waaruit ammoniak is verwijderd, wordt via lijn 73 uit bak 72 afgetapt en gevoerd naar de ammoniumnitraatstollings-sectie 59.

In figuur 2 is een gewijzigde uitvoering volgens 35 de uitvinding aangegeven door de stippellijnen 75 en 76.

Volgens deze gewijzigde uitvoeringsvorm wordt een extra "bubble-cap tray" gebruikt. Deze is geplaatst in de scheidingsreactor, die een deel uitmaakt van de neutralisatie-8000600 - 12 - sectie 52. Het condensaat uit de condensaatvormende sectie 62 wordt aan de "bubble-cap tray" in de scheidingsreactor in de neutralisatiesectie toegevoerd via lijn 75. Het meegevoerde ammoniumnitraat in de dampvormige bovenstroom uit de schei-5 dingsreactor 54 wordt neergeslagen op de "bubble tray". Het condensaat, gevormd door condensor 66 wordt dus geschikter gemaakt, omdat het water aan de salpeterfabriek wordt gevoed. Condensaat, dat verrijkt is met ammoniumnitraat wordt uit de "bubble tray" afgevoerd via lijn 76, gecombineerd met de 10 stroom in lijn 73 en gevoed aan de ammoniumnitraatstollings-sectie 59.

15 8000600

Claims (16)

1. Werkwijze voor het bereiden van ureum, waarbij het produkt uit een synthesesectie wordt geleid via tenminste êën verdampingssectie om te worden geconcentreerd voordat het 5 wordt overgebracht naar een stollingssectie en waarbij de verdampingssectie een dampvormige bovenstroom heeft, die meegevoerd ureum, kooldioxide, ammoniak en water bevat en waarin verder tenminste een deel van deze bovenstroom van de verdampingssectie wordt gecondenseerd, om een afgeleide condensaat-10 stroom te geven, die opgeloste meegevoerde ureum, kooldioxide en ammoniak bevat, met het kenmerk, dat men (a) de dampvormige bovenstroom uit de verdampingssectie in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie brengt met een stroom, die tenminste voor een gedeelte bestaat uit afge- 15 leide condensaatstroom, zonder in belangrijke mate water uit de bovenstroom naar de condensaatstroom over te brengen, teneinde daarbij: 1. het meegevoerde ureum in de bovenstroom te verminderen en het condensaat met ureum te verrijken? 20 2) de temperatuur van de bovenstroom te verlagen en de warmte aan de condensaatstroom toe te voegen; en 3. kooldioxide en ammoniak uit de condensaatstroom te desorberen naar de bovenstroom; en (b) de uit de massa- en warmte-overdracht verkre-25 gen condensaatstroom, die verrijkt is met ureum en verarmd is aan kooldioxide en ammoniak, over te brengen naar de stollingssectie om daar met het geconcentreerde produkt uit de verdamper te worden bewerkt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 30 kenmerk , dat de dampvormige bovenstroom uit de verdamper en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie worden gebracht op een "bubble-cap tray".

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de dampvormige bovenstroom uit de 35 verdamper en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie worden gebracht in de verdampingssectie.

4. Werkwijze voor de bereiding van ureum, waarbij 80 0 0 5 0 S - 14 - produkt uit een synthesesectie via achtereenvolgens een eerste en tweede verdampingssectie wordt geleid om te worden geconcentreerd, voordat deze naar een stollingssectie wordt overgebracht en waarin iedere verdampingssectie een bovenstroom 5 heeft, die meegevoerd ureum, kooldioxide, ammoniak en water bevat en waarin verder ieder van de bovenstromen afzonderlijk tenminste gedeeltelijk is gecondenseerd om een afgeleide con-densaatstroom te geven, die opgeloste meegevoerde ureum, kooldioxide en ammoniak bevat, met het kenmerk, 10 dat men: (a) tenminste enkele van deze afgeleide conden-saatstromen combineert; (b) de dampvormige bovenstroom uit de eerste verdampingssectie in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie 15 brengt met de gecombineerde afgeleide condensaatstroom, zonder in belangrijke mate water uit de bovenstroom naar de conden-saatstroom over te brengen, teneinde daarbij: 1. het meegevoerde ureum in de bovenstroom te verminderen en het condensaat met ureum te verrijken; 20 2) de temperatuur van de bovenstroom te vermin deren en de warmte aan de condensaatstroom toe te voegen; en 3. kooldioxide en ammoniak uit de condensaat-stroom te desorberen naar de bovenstroom; en (c) de uit de massa- en warmte-overdrachtsstap 25 verkregen condensaatstroom, die rijk is aan ureum en arm aan kooldioxide en ammoniak overbrengt naar de stollingssectie om daar te samen met het geconcentreerde produkt uit de tweede verdampingssectie te worden bewerkt.

5. Werkwijze volgens conclusie 1 of 4, met 30 het kenmerk, dat men aan de afgeleide condensaatstroom aanvullend condensaat toevoegt, afkomstig van een bovenstroom uit de synthesesectie, voordat de dampvormige bovenstroom van de verdampingssectie in massa- en warmte-overdrachts-relatie wordt gebracht met de afgeleide condensaatstroom.

6. Werkwijze voor de bereiding van ammoniumnitraat, waarbij produkt uit de synthesesectie door tenminste één verdampingssectie wordt geleid, voordat dit naar een stollingssectie wordt overgebracht en waarin de verdampingssectie een 8000600 - 15 - dampvormige bovenstroom heeft, die ammoniumnitraat, ammoniak en water bevat en waarin verder tenminste een deel van de bovenstroom van de verdampingssectie wordt gecondenseerd, teneinde een afgeleide condensaatstroom te produceren, die 5 ammoniumnitraat en ammoniak bevat, met het kenmerk , dat men: (a) de dampvormige bovenstroom uit de verdampingssectie in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie brengt met een stroom, die tenminste voor een deel bestaat uit de afge- 10 leide condensaatstroom, zonder dat in aanzienlijke mate water wordt overgebracht van de bovenstroom naar de condensaatstroom, teneinde daarbij: 1. de meegevoerde hoeveelheid ammoniumnitraat in de bovenstroom te verminderen en het condensaat met ammonium- 15 nitraat te verrijken; 2. de temperatuur van de bovenstroom te verlagen en de warmte toe te voegen aan de condensaatstroom; en 3. ammoniak uit de condensaatstroom te desorbe-ren naar de bovenstroom; en 20 (b) de uit de massa- en warmte-overdrachtsstap verkregen condensaatstroom, die rijk is aan ammoniumnitraat en arm aan ammoniak, over te brengen naar de stollingssectie, om daar samen met het geconcentreerde produkt uit de verdamper verder te worden bewerkt.

7. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk , dat men de dampvormige bovenstroom uit de verdamper en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie brengt in een "bubbel-cap tray".

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het 30kenmerk , dat men de dampvormige bovenstroom uit de verdamper en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie brengt in de verdampingssectie.

9. Werkwijze ter bereiding van een chemisch produkt, waarbij relatief niet-vluchtig produkt en overgebleven 35 niet-gereageerd relatief vluchtig uitgangsmateriaal en oplosmiddel via tenminste één verdampingssectie worden geleid om het produkt te concentreren en tenminste een deel van het uitgangsmateriaal en het oplosmiddel daaruit te verwijderen, voor- 8000600 - 16 - dat het naar een produktstollingssectie wordt overgebracht en waarin de verdampingssectie een dampvormige bovenstroom heeft, die meegevoerd produkt, uitgangsmateriaal en oplosmiddel bevat en waarin verder tenminste een deel van de bovenstroom van de 5 verdamper wordt gecondenseerd, teneinde een afgeleide conden-saatstroom te produceren, die opgelost meegevoerd produkt en uitgangsmateriaal bevat, met het kenmerk, dat men: (a) de dampvormige bovenstroom uit de verdampings- 10 sectie in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie brengt, met een stroom die tenminste voor een deel bestaat uit de afgeleide condensaatstroom, zonder dat in aanzienlijke mate oplosmiddel wordt overgebracht van de bovenstroom naar de condensaat stroom, teneinde daarbij: 15 1) de meegevoerde hoeveelheid produkt in de bovenstroom te verminderen en het condensaat met produkt te verrijken; 2. de temperatuur van de bovenstroom te verlagen en de warmte toe te voegen aan de condensaatstroom? en 20 3) uitgangsmateriaal uit de condensaatstroom te desorberen naar de bovenstroom; en (b) de uit de massa- en warmte-overdrachtsstap verkregen condensaatstroom, die rijk is aan produkt en arm aan uitgangsmateriaal, overbrengt naar de stollingssectie om 25 daar samen met het geconcentreerde produkt uit de verdamper verder te worden bewerkt.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk , dat men de dampvormige bovenstroom uit de verdamper en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en 30 warmte-overdrachtsrelatie brengt in een "bubble-cap tray".

11. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk , dat men de dampvormige bovenstroom uit de verdamper en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie brengt in de verdampingssectie.

12. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk , dat men aan de afgeleide condensaatstroom aanvullend condensaat toevoegt, afkomstig van een bovenstroom uit de synthesesectie, voordat de dampvormige bovenstroom van 80 0 06 0 0 - 17 - ί· 9 de verdampingssectie in massa- en warmte-overdrachtsrelatie wordt gebracht met de afgeleide condensaatstroom.

13. Inrichting, geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 9, gekenmerkt door: 5 (a) middelen om de dampvormige bovenstroom van de verdampingssectie in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie te brengen met een stroom, die tenminste voor een deel bestaat uit de afgeleide condensaatstroom, zonder dat in aanzienlijke mate oplosmiddel wordt overgebracht van de bovenstroom naar de 10 condensaatstroom, teneinde daarbij: 1. de meegevoerde hoeveelheid produkt in de bovenstroom te verminderen en het condensaat met produkt te verrijken; 2. de temperatuur van de bovenstroom te verlagen 15 en de warmte toe te voegen aan de condensaatstroom; en 3. uitgangsmateriaal uit de condensaatstroom te desorberen naar de bovenstroom; en (b) middelen om de uit de massa- en warmte-over-drachtsstap verkregen condensaatstroom, die rijk is aan pro-20 dukt en arm aan uitgangsmateriaal, over te brengen naar de stollingssectie, om daar samen met het geconcentreerde produkt uit de verdamper verder te worden bewerkt.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk , dat de middelen om de dampvormige bovenstroom 25 uit de verdampingssectie en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie te brengen een "bubble-cap tray" bevat.

15. Inrichting volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk, dat de middelen om de dampvormige 30 bovenstroom uit de verdamper en de afgeleide condensaatstroom in een massa- en warmte-overdrachtsrelatie te brengen, zijn geplaatst in de verdampingssectie.

16. Inrichting volgens conclusie 13, m e t het kenmerk , dat deze verder middelen bevat om aan de af- 35 geleide condensaatstroom aanvullend condensaat toe te voegen, afkomstig van een bovenstroom uit de synthesesectie, voordat de dampvormige bovenstroom van de verdampingssectie in massa-en warmte-overdrachtsrelatie wordt gebracht met de afgeleide condensaatstroom. 8000600