NL8000702A - Werkwijze voor het bereiden van ureum. - Google Patents

Description

* ** -1- 21140/Vk/jb . Aanvrager: David Mikhailovich Gorlovgky, Kapitolina Nikolaevna Sineva, Vladimir Vasilievich Lebedev, Jury Andreevich Sergeev,

Sergei Mikhailovich Simonov alien te Dzerzhinsk,

Vladimir Ivanovich Kucheryavy te Gorky, Boris Ivanovich Pikhtovnikov te Vidnoe, Yakov Semenovich Teplitsky en Petr 5 Evdokimovich Korshunov te Chirchik, .U.S.S.R,

Korte aanduiding: Werkwijze voor het bereiden van ureum.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van ureum waarbij 10 a) ureum wordt bereid uit ammoniak en kooldioxyde bij een druk van 140-400 atmosfeer en een temperatuur 160-230°C, b) de verkregen waterige ureum-oplossing wordt afgescheiden van niet omgezette ammoniak en kooldioxyde, c) de vloeibare of gasvormige ammoniak- en kooldioxydestromen 15 worden afgescheiden van de gassen die inert 'zijn bij de ureumsynthese en van het gezuiverde afvalwater dat wordt afgevoerd bij deze werkwijze, ' d) de vloeibare of gasstromen van ammoniak en kooldioxyde worden teruggevoerd naar de synthese van het gewenste produkt, e) het onder verlaagde druk indampen van de verkregen ureum-2q oplossing onder een druk van 0,04-0,90 atmosfeer onder winning van wa- tervrij gemaakt ureum in de gecondenseerde fase waarbij de dampfase be-staatuit een mengsel van water, ammoniak, kooldioxyde en ureum, f) watervrge ureum wordt omgezet tot vaste deeltjes en deze worden afgekoeld in een luchtstroom, g) stofvormigsureumdeeltjes uit de lucht worden gewassen met water en het omzetten van de watervrg gemaakte ureum tot vaste deeltjes en het afvoeren hiervan onder de vorming van een waterige oplossing van de ureum die wordt toegevoerd naar het onder verlaagde druk indampen, h) het condenseren van een mengsel van water, ammoniak, kool- 30 - dioxyde en ureum uit de dampfase , verkregen uit hetonder verlaagde druk indampen door de indirekte afkoeling onder vorming van een vloeibaar dampcondensaat, i) toevoeren van de vloeibare damp-component naar de afscheiding van de gasmen die inert zijn bij de synthese van ureum en gezuiverd ^ afvalwater, 8000702 4* * -2- 21140/Vk/jb j)toevoeren van ammoniak en kooldioxyde, aanwezig in het niet gecondenseerde deel van de dampfase afkomstig uit de stap van het onder verlaagde druk indampen van de indirekte afkoeling naar de afscheidings-stap van de gassen die inert zijn bij de ureumsynthese en gezuiverd · 5 afvalwater.

De werkwijze volgens de uitvinding is met name geschikt bij het bereiden, van stikstofhoudende kunstmest voor de landbouw evenals voor de bereiding van eiwit-additieven voor voedingsmiddelen bestemd voor het voeden van dieren. Bovendien wordt ureum toegepast bij de synthese lOvan kunstmatige harsen, ter bereiding van kleefmiddelen, kunststoffen, farmaceutische somnifere middelen, hygiënische produkten zoals tandpasta en cosmetische produkten zoals cremesoorten evenals voor de bereiding cyanuurzuür en esters hiervan,melamine,cyanaten, hydrazine en bepaalde kleurstoffen.

15 Er zijn meer dan 50 principieel verschillende manieren bekend voor het bereiden van ureum, hoewel het in de parktijk meest toegepaste procédé voor de bereiding van ureum uitgevoerd wordt volgens de hieronder vermelde reactie:

20 2NH3 + C02^f,NH4C02NH2*^»C0(NH2)2 + HO

Het procédé dat het meest wordt toegepast voor de bereiding van ureum over de gehele wereld wordt eenvoudig weergegeven door "Stamicarbon" procédé (Nederland) en "Mitsui Toatsu" procédé (Japan).

25 De werkwijze volgens "Stamicarbon", Nederland, is beschreven in het Franse octrooischrift 1.184.991, het Britse octrooischrift 819.030 of in het tijdschrift "Nitrogen", 1959, mei, nummer 2, bladzijde 25-27, in Chemical Processing, 1962, vol. 25, nummer 16 bladzijde 19-23, waarin aangegeven is dat vloeibare ammoniak toegevoerd wordt via een voorver -3Qwarmde eenheid en kooldioxyde met behulp van een compressor toegevoerd wordt aan een eenheid voor de synthese van ureum. Een gerecycleerde oplossing van koolstof- ammoniumzouten (CAS) wordt in dezelfde unit gepompt. De molaire verhouding tussen de componenten in het mengsel waarvan wordt uitgegaan zijnde NHyCC^H^C^jSrlrOjS.De temperatuur in 35de menger is 175°C, in de synthesekolom 190°C en de druk in de synthese- 8000702 -3- 21140/Vk/jb • unit is 200 atmosfeer.

De smelt uit de synthesekolom met 35-38% NH^, 10-12% C02> 28 tot 35% CXKNH^^ en 19-23% 1^0 wordt op een druk gebracht van 18 atmosfeer en toegevoerd aan de eerste stap van een destillatie-unit bestaande uit 5 een rectificeerkolom, een voorverwarmer en een scheider. In.deze unit wordt het grootste gedeelte ·(ongeveer 90%) van de niet gereageerde ammoniak en kooldioxyde afgescheiden uit de oplossing van ureum door verlaging van de druk van 200 tot 18 atmosfeer en het verwarmen van de smelt tot 163°C.

10 De gassen uit de eerste destillatiestap worden toegevoerd bij een temperatuur van 120-125°C naar een waskolom, waarin een oplossing van CAS ook wordt toegevoerd uit de tweede destillatiestap samen met vloeibare ammoniak en ammoniakhoudende vloeistof. In deze kolom heeft het condenseren van waterdamp plaats bij 92-96°C en de absorptie van 15het grootste gedeelte van kooldioxyde uit de destillatiegassen onder de vorming van gerecycleerde oplossing CAS met 38-45% NH^, 30-37% CO^ en 22-27% ^0. De ammoniakdampen die gezuiverd zijn van kooldioxyde worden naar een koeler gevoerd, vanwaar een deel van de vloeibare ammoniak wordt toegevoerd naar een gaskolom onder sproeien, terwijl de 20resterende ammoniak gerecycleerd wordt voor de synthese.

De niet gecondenseerde ammoniak ,komt samen met de gassen die inert zijn bij de synthese van ureum ,wordt toegevoerd aan een waskolom en gesproeid door de vloeibare .stoom-condensaten. De ammoniak houdende vloeistof die hier geproduceerd wordt, wordt gebruikt in de waskolom om 25 versproeid teworden en het gas wordt tot atmosferische druk gebracht en in de atmosfeer gespuid via een absorptiekolom die de rest-gassen absorbeert.

Na de eerste destillatiestap bevat de synthese-smelt van ureum 8-11% van NH3, 1,5-2,5% C02, 55-60% C0(NH2)2, 28-35% H20 en dit mengsel 30wordt gebracht op een druk · van 2,5-4,0 atmosfeer en toegevoerd aan een tweede destillatiestap-unit bestaande uit een rectificatiekolom , voorverwarmer en afscheider.

In deze unit wordt het resterende gedeelte van de ammoniak en koolidioxyde afgedestilleerd uit de smelt bij 140-142°C. De gassen 35die verkregen worden uit de tweede destillatiestap worden toegevoerd 8000702 V ♦ -4- 21140/Vk/jb . aan een condensor-absorptiekolom waarin de vloeibare dampcondensaten worden gesproeid. Hier wordt een oplossing van gas gevormd met 33-50% NH^j 10-16% CO^» 35-55% ^0. Deze oplossing wordt dan in de gaskolom gepompt.

5 De niet geabsorbeerde gassen uit de tweede destillatiestap-unit worden toegevoerd aan een absorptiekolom,gesproeid door het vloeibaar damp-condensaatwaarbij een oplossing van ammoniak en kooldioxyde door de koeler circuleert. Andere ammoniakhpudende gasstromen worden ook naar de absorptiekolom gevoerd. De absorptiewarmte wordt afgevoerd met lObehulp van een koeler. Een deel van een zwakke CAS-oplossing die in de absorptiekolom voorkomt wordt continu afgevoerd ::via een kookinstallatie naar een desorptiekolom, waaraan ook stoom wordt toegevoerd. De temperatuur in de bodemsectie van de desorptiekolom wordt gehouden op 135-145°C, en een druk van 3-4 atmosfeer. De gasstroom uit de desorptie-15kolom met 45-60% NH^, 5-10% C02 en 35-45% H20, wordt toegevoerd aan de tweede destillatiestap namelijk aan de condenseerkolom-absorptiekolom. Het afgekoelde water na de desorptiekolom wordt gevoerd naar een zuiveringssysteem.

Na de tweede destillatiestap wordt de oplossing met 0,8-2,0%' NH^, 20 0,2-0,5% C02j 64-72% CO(NH2)2, en 26-36% H20 op de resterende druk gebracht van 300 millimeter Hg en toegevoerd aan een vacuum-verdampingsinrichting· om eenvoorverdamping te bewerkstelligen. In deze apparatuur wordt de temperatuur van de oplossing verlaagd door het partieel verdampen van water tot 95°C, terwijl het gehalte aan ureum wordt opgevoerd 25tot 74%. Vervolgens wordt een tweestaps verdamping van de oplossing bewerkstelligd. In de eerste stap wordt de oplossing afgedampt tot 93-95% onder een rest-druk van 300 millimeter Hg en bij een temperatuur van 12ïPc. In de tweede stap is de rest-druk 20-50 millimeter kwik en de. temperatuur 138°C, waarbij het gehalte* aan ureum verhoogd wordt tot 30 99,7-99,8%. Een verlaagde druk wordt in het algemeen bewerkstelligd van een systeem van koelers en stoom-injecteer pompen. De vloeibare damp condensaatstroom wordt in het boven beschreven systeem behandeld door absorptie- desorptie.

De ureum-smelt wordt na verdampen gedispergeerd tot druppels 35 en versproeid in een granuleringstoren. Het afkoelen van de verkregen 8000702 * > -5- 21140/Vk/jb , granules wordt bewerkstelligd door lucht af te zuigen door de granu-leringstoren met behulp van ventilatoren. Het gegranuleerde produkt wordt door een zeef gevoerd, waarbij de niet-standaard granules worden verwijderd door een zeef en vervolgens toegevoerd aan een oplos-5 inrichting waaruit de verkregen ureum-oplossing wordt toegevoerd aan een indampstap. Het produkt dat in de handel gebracht wordt, wordt van hieruit opgeslagen of naar de verbruiker gevoerd.

Een van de belangrijkste nadelen van deze bekende werkwijze is de noodzakelijkheid om stoom te gebruiken onder een druk van ongeveer 10 10 atmosfeer als krachtstroom bij de units waarbij onder vacuum geïnjekteerd wordt evenals koelwater dat noodzakelijk is voor het condenseren. Verder moet ook worden opgemerkt dat een deel van de damp-gasstroom die niet gecondenseerd blijft na het beëindigen van de vloeibare dampcondensatie door de indirekte warmte — uitwisseling met 15 het teruggevoerdé koelwater, onzuiverheden bevat zoals ammoniak, kool-dioxyde en ureum dat aanwezig kan zijn in de gasfase zowel in de vorm van damp als vochtdeeltjes. Dit damp-gasmengsel wordt vervolgens in contact gebracht met de krachstoom, hetgeen de stroom is die in de injektor wordt gevoerd en die het vacuum bewerkstelligt in de zone waarin de 20 ureum-oplossing wordt ingedampt. Hierdoor heeft er een verontreiniging plaats van de krachtstoora met ammoniak, kooldioxyde en ureum. De kracht -stoom condenseert en bevat de onzuiverheden die toegevoerd zijn aan het vloeibare dampcondensaat en wordt vervolgens onderworpen aan een scheiding om gezuiverd afvalwater te verkrijgen dat afgevoerd wordt 25 uit het systeem evenals een stroom ammoniak, kooldioxyde en ureum, welke stoffen teruggevoerd worden naar het procédé. Door het condensaat van de krachtstoom wordt de hoeveelheid afvalwater verhoogd met 20 tot 50%. Het zal duidelijk zijn dat hoe groter de hoeveelheid afvalwater is, hoe groter de belasting is en het gebruik aan energie 30 bij de zuivering hiervan.

Ook is een werkwijze bekend voor de bereiding van ureum volgens het "Mitsui Toatsu"-procédé, zoals beschreven ' in het Amerikaanse octrooischrift 3.317.601, Britse octrooischrift 1.047.954, B.R.D. octrooi 1.299.295 en Frans octrooi 1.381.931. Deze werkwijze omvat het 35 toevoeren aan een reactor van gasvormig kooldioxyde, vloeibare ammoniak 8000702 » * -6- 21140/Vk/jb • en een gerecycleerde oplossing van CAS en ureum. De molaire verhouding tussen de componenten in het uitgangs-reactiemengsel en het mengsel NH^iCO^JH^O = (3,7-4,5):1:0,4. De synthese wordt uitgevoerd onder een druk van 220 tot 230 atmosfeer en bij een temperatuur tussen 180 en 5 195°C. De temperatuurregeling in de reactor wordt bewerkstelligd door het verhitten van de ammoniak. De mate van conversie ·\οη kooldioxyde tot ureum bedraagt 50-67%.

De ureum smelt die verkregen is bij deze synthese uit de reactor wordt toegevoerd aan een destillatie die wordt uitgevoerd in drie 10 stappen. Bij de eerste stap is de druk 18 atmosfeer en de temperatuur 155°C, bij de tweede stap is de druk 3 atmosfeer en de temperatuur 130°C en de derde stap wordt uitgevoerd‘bij een druk van 0,3 atmosfeer en een temperatuur van 115°C.,De gassen uit de eerste destillatiestap worden toegevoerd aan' een hoge druk-absorptiekolom waarbij de vorming 15 van een gerecycleerde oplossing van CAS wordt gevormd en de ammoniak dampen worden gewassen zodat verontreinigend kooldioxyde wordt verwijderd. De ammniak wordt verder gecondenseerd en een deel hiervan wordt gebruikt om door de absorptiekolom te worden gesproeid terwijl de grootsteihoe-veelheid van de ammoniak gerecycleerd wordt voor de synthese. De tem-20 peratuursomstandigheden in de absorptiekolom te weten 100°C in het bodemgedeelte en 50°C in het bovenste gedeelte, worden bewerkstelligd met behulp van een warmte-wisselaar waardoor een oplossing wordt gerecycleerd vanuit een destillatie-inrichting die werkt onder verlaagde druk en wordt de temperatuur geregeld door de toevoer, het sproeien in 25 de absorptiekolom van vloeibare ammoniak en ammoniak-vloeistof, verkregen door het wassen van de inerte gassen die achterblijven na condensatie van ammoniak.

De gassen uit de tweede destillatiestap worden toegevoerd aan een absorptiekolom die werkt onder verlaagde druk, waarbij waterdamp gecon-30 denseerd wordt bij een temperatuur van 50°C en ammoniak en kooldioxyde geabsorbeerd worden onder de vorming van een oplossing van gas en ureum die vervolgens toegevoerd worden aan een sproei-absorptiekolom onder hoge druk. De gassen uit de derde destillatiestap worden gewassen met de moedervloeistof die verkregen is na afscheiding van de ureum-kristal-35 len in de centrifuge, in een koel-absorptiekolom, van waaruit de oplossing 8000702 ♦ * -7- 21140/Vk/jb . van CAS en ureum onder sproeien van de absorptiekolom onder.lage druk wordt toegevoerd.

Na de derde destillatiestap wordt de oplossing met 70% ureum toegevoerd aan een vacuum-destillatieinrichting, waarbij het verdampen 5 van de oplossing en de kristallisatie van de ureum wordt bewerkstelligd onder een rest druk van 60-70 millimeter kwik en een temperatuur van ongeveer 60°C: De slurry wordt ingedampt · .in een decantatie-inrichting, waarna de helder gemaakte moedervloéistof gerecycleerd wordt naar de vacuum-kristallisatie-inrichting met behulp van een pomp, via de 10 warmtewisselaar van de hoge druk - absorptiekolom. De verlaagde druk in de kristallisatie unit wordt gehandhaafd met behulp van een systeem van koelers en stoom-injekteer units.

Ureum kristallen worden gedeeltelijk ontwaterd in een centrifuge, gedroogd toteen vochtgehalte van 0,2-0,3% en toegevoerd aan een smelt-15 eenheid die boven de granuleerkolom is aangebracht. De gesmolten ureum wordt fijn gemaakt in de toren waarbij de granules met lucht worden afgekoeld eerst tot 80-90°C en vervolgens tot een lagere temperatuur worden gebracht in het bodemgedeelte van de kolom. Het granulaat wordt gezeefd en het uiteindelijke produkt wordt opgeslagen.

20 Een uitvoeringsvorm van de werkwijze ter bereiding van ureum volgens de 'Mitsui Toatsu -octrooien met name het Franse octrooischrift 1.668.856 en het franse octrooischrift 2.099.882 vermeldthet concentreren onder verlaagde druk van de ureum-oplossing hetgeen uitgevoerd wordt in twee stappen namelijk het verdampen en kristalliseren bij een tempera-25 tuur lager dan smeltpunt van ureum ter vorming van een slurry waarbij het resterende vochtgehalte wordt verwijderd door verwarmen bij een temperatuur boven het smeltpunt.

Omdat voor het bewerkstelligen van de verlaagde druk bij het indampen van de ureum-oplossing in beide uitvoeringsvormen van de 30 hierboven beschreven procédés volgens Mitsui Toatsu evanals in het Stami-carbon procédé, een systeem van koelers nodig is en stoom-injekteer inrichtingen^heeft het Mitsui Toatsu procédé dezelfde nadelen als hierbo'*-ven vermeld is ten aanzien van het Stamicarborrprocédé.

Een van de doelstellingen volgens de uitvinding is om de boven-35 vermelde nadelen te overwinnen.

8000702 ♦ · -8- 21140/Vk/jb . De werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgevoerd met de stappen a)-j) zoals boven vermeld en hierdoor gekenmerkt dat het niet gecondenseerde deel van de dampfase uit het onder verlaagde druk indampen na. het indirekt.afkoelen wordt onderworpen aan een absorptie-5 condensatie onder de druk waarbij de dampfase wordt toegevoerd aan de absorptie-condensatiej waarbij de absorptie-condensatie wordt uitgevoerd door een direkt contact van de dampfase met een koelmiddel-absorptieraiddel met een temperatuur van 10-60°C en een druk van 1,5-18 atmosfeer en met opgelost in water 0,2-3,4 gew.% ammoniak, 0-1,0 gew.% 10 kooldioxyde en 0-50 gew. % ureum, waarna ten minste een deel van de verkregen oplossing naar de scheidingsstap wordt geleid, naar de scheidings-plaats van de gassen die inert zijn bij de ureurasynthese en gezuiverd afvalwater, of naar de plaats waar de waterige ureum-oplossing wordt gescheiden van de ammoniak en kooldioxyde die niet zijn omgezet tot 15 het gewenste produkt of naar de plaats waar de ureum onder verlaagde druk wordt ingedampt.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding bestaat uit de absorptie-condensatie hetgeen bewerkstelligd wordt onder toepassing van het vloeibare dampcondensaat als koelmiddel-absorptiemiddel. 20 Een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding bestaat hieruit dat als koelmiddel-absorptiemiddel gebruik gemaakt kan worden van het afvalwater dat gezuiverd is van het verontreinigde ureum onder een druk van 16 tot 18 atmosfeer bij het afscheiden van de gassen die inert zijn ten aanzien van de synthese van ureum en gezuiverd afvalwater.

25 Een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding betreft het gebruik als koelmiddel-absorptiemiddel van een ureum houdende oplossing die verkregen wordt uit het waswater van stofvormige ureum uit de lucht uit de stap waarbij het watervrij gemaakte ureum wordt omgezet tot vaste deeltjes en afgekoeld wordt en/of een oplossing van ureum 30 die verkregen wordt uit het afscheiden van de waterige oplossing van ureum uit ammoniak en kooldioxyde, welke stoffen niet omgezet zijn tot het gewenste produkt.

De werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk om te vermijden dat krachtstoom toegevoerd moet worden aan de zone waarbij 35 de damp-gasstroom in contact gebracht wordt na het beëindigen van de 8000702 -9- 21140/Vk/jb condensatie van de vloeibare damp voor een indirekte koeling. Als resultaat hiervan wordt de mate waarin de stoom verbruikt wordt en het teruggevoerde water (noodzakelijk voor het condenseren van stoom) verminderd. Verder wordt door het contact in de absorptie-condenseerkolom 5 van de damp-gasstroom (het resterende deel na het beëindigen van de vloeibare dampcondensatie door een indirekte koeling) met een waterig absorptiemiddel (bijvoorbeeld het afgekoeldevvloeibare dampcondensaat) er een nagenoeg volledige absorptie-condensatie plaats heeft van ammoniak, kooldioxyde en ureum, aanwezig in de damp-gasstroom. Bg deze uitvoerings-10 vorm, in tegenstelling met de bekende werkwijze, worden de onzuiverheden teruggewonnen en is er geen verdere vorming van afvalwater. Dit betekent dat de totale hoeveelheid afvalwater uit de ureumfabriek wordt vermin-. derd. Door de verminderde hoeveelheid afvalwater wordt de vereiste hoeveelheid energie voor deze behandeling verlaagd en de zuiveringsgraad 15 verhoogd samen met een verlaagd verlies aan uitgangsmateriaal en van het gewenste produkt.

De verlaagde druk in de indampzone van de ureum-oplossing wordt gehandhaafd ..volgens de uitvinding door absorptie-condensatie van de damp-gasstroom die achterblijft na het beëindigen van de dampcondensatie 20 tot vloeistof door een indirekte afkoeling waarbij een contact wordt bewerkstelligd met het waterige absorptiemiddfel evenals door het gebruik van de potentiële energie van het waterige absorptiemiddel in de af te voeren stroom op het punt van het proces waar de druk van deze stroom boven de atmosferische druk ligt. Wanneer het vereist is om de druk van 25 waterige absorptiestroom te verhogen met 2-3 atmosfeer met behulp van een pomp (rekening houdend met het feit dat de vloeistoffen nagenoeg niet samendrukbaar zijn) is het verbruik aan elektrische energie (voor het in werking houden van de pompmotor) tamelijk laag en de kosten met betrekking tot de elektrische energie is in het algemeen kleiner dan die 30 van de stoom.

De praktische toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding, maakt het eventueel mogelijk om het verbruik aan stoom (per ton ureum) te verminderen met 0,1-0,25 ton/ton en het verbruik aan retourwater met 3 6-14 m /ton.

35 Verdere doelstellingen en voordelen volgens de uitvinding zullen 8000702 -10- 21140/Vk/jb nader worden toegelicht aan de hand van de onderstaande beschrijving, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarbij de apparatuur is weergegeven van de inrichting voor het bereiden van ureum, hetgeen ook wordt toegelicht aan de hand van de onderstaande voorbeelden.

5 In de tekening is :

Fig.1 een stroomdiagram van de eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding ter bereiding van ureum,

Fig.2. geeft een stroomdiagram van een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding' voor hetbereiden van ureum en 10 Fig.3 geeft een stroomdiagram van de derde uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding ter bereiding van ureum.

Bij deze uitvoeringsvormen wordt de bereiding weergegeven van ureum uit ammoniak en kooldioxyde.

Aan de synthese-eenheid voor ureum 1 (Figuur l) worden de 15 uitgangsstoffen toegevoerd via leiding 2 (ammoniak) en leiding 3 (kooldioxyde) terwijl via leiding 4 een gerecycleerde ammoniakstroom en/of kooldioxydestroom wordt toegevoerd die niet is omgezet tot het gewenste produkt, verontreinigd met water of ureum.De werkwijze voor het bereiden van ureum wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 160-230°C onder een 20 druk van 140 tot 400 atmosfeer en bij een molaire verhouding van de componenten in het uitgangsmengsel NH^tC^ = 2,5 tot 6,0 en 1^0:(^ = 0-1,2. Onder deze omstandigheden is de conversiegraad van kooldioxyde tot uteum 40-80%.

Uit de synthese-unit wordt het reactiemengsel bestaande uit 25 ammoniak, kooldioxyde, ureum en water via leiding 5 toegevoerd aan be-handelingsunit 6, van waar de afgescheide waterige oplossing van ureum wordt afgevoerd via leiding 7 (met een concentratie van 60-75%) en de ammoniak en kooldioxyde die niet is omgezet tot het gewenste produkt wordt met een kleine hoeveelheid water afgevoerd ? via leiding 30 8. Om een dergelijke afscheiding van de componenten in de unit 6 te verzekeren wordt het reactiemengsel aan 1een destillatie onderworpen bij een temperatuur tussen 110 en 180°C en een trapsgewijze drukverla-ging bewerkstelligd vanaf de waarde die gehouden wordt in de synthese eenheid voor ureum 1 tot de waarde die de atmosferische druk benadert. De 35 laatste destillatiestap die vaak '.onder verlaagde druk wordt uitgevoerd 8000702 -11- 21140/Vk/jb . is nagenoeg de voorverdamping. Als resultaat hiervan 'Wordt ammoniak en kooldioxyde, die niet omgezet zijn tot ureum nagenoeg volledig omgezet tot de gasfase. Deze gasstromen worden aangegeven als destillatiegassen.

De destillatiegassen die ammoniak, kooldioxyde en water bevatten 5 worden toegevoerd via leiding 8 aan de bewerkingseenheid door conventionele technieken,aan een unit 9 ten einde deze stoffen eerst onder de bepaalde omstandigheden te brengen zodat ze opnieuw gebruikt kunnen worden in de syntheseunit voor ureum 1. Afhankelijk van het bewerkings-schema voor destillatiegassen worden de bekende werkwijzen ruwweg 10 verdeeld in twee groepen waarop bij de eerste groep de recyclering van de vloeistof betreft en de tweede de recyclering van de gassen.

Bij de recyclering van de vloeistof worden de gassen die verkregen worden uit de laatste stap van de destillatie onderworpen aan een absorptie met water en condensatie ter verkrijging van een verdunde op-15 lossing van koolstof-ammoniumzouten (CAS). Vervolgens wordt deze. oplossing van CAS gebruikt voor de absorptie van gassen uit de hiervoor liggende destillatiestap die uitgevoerd wordt onder een hogere druk etc.

Deze gassen van de eerste destillatiestap, waarbij een gerecycleerde CAS-oplossing wordt verkregen ,worden toegevoerd aan unit 1 via 20 leiding 4. In bepaalde gevallen wordt een deel van de ammoniak die aanwezig is in de destillatiegassen gewassen ter verwijdering van onzuiverheden met name kooldioxyde en water waarop het is gecondenseerd, en , gerecycleerd via leiding 10 aan de synthese unit in de zuivere vloeistofvorm.

25 In de schema's met de gas-recyclering worden ammoniak en kool dioxyde die aanwezig zijn in de destillatiegassen afgescheiden met behulp van selectieve absorptiemiddelen en de verkregen stromen van zuivere ammoniak en kooldioxyde worden afzonderlijk gerecycleerd naar de synthese-unit.

30 In de unit 9 wordt een 'wassing met water bewerkstelligd om de gassen te zuiveren die inert zijn met betrekking tot de synthese voor ureum (stikstof, waterstof, methaan, koolmonoxyde, zuurstof en dergelijke), welke gasstroom verontreinigd kan zijn met ammoniak en kooldioxyde. Deze inerte gassen zijn onvermijdbaar betrokken bij de proces-cyclus en 35 zijn gemengd met de stoffen waarvan wordt uitgegaan. Deze gassen worden , 8000702 • # -12- 21140/Vk/jb . nadat de meegevoerde ammoniak en kooldioxyde weggewassen zijn,in de atmosfeer gespuid via leiding 11 óf gebruikt in hiermee samenhangende produktie-procédés.

Bovendien wordt er in een eenheid 9 een zuivering bewerkstelligd 5 van bepaalde vloeistofstromen die verontreinigd zijn met ammoniak, kooldioxyde en ureum, welke produkten gerecycleerd worden naar het produktie-procédé, terwijl het gezuiverde afvalwater verwijderd wordt via leiding 12 (dit wordt hieronder nader toegelicht).

De waterige oplossing van ureum afkomstig uit eenheid 6 wordt 10 toegevoerd via leiding 7 naar de eerste stap van de verdampinrichting onder verlaagde druk, van eenheid 13, waarin de oplossing wordt afge-dampt tot een ureum-concentratie van 93-96% bij een temperatuur van 125°C onder een rest druk van 300-360 millimeter kwik. Deze oplossing werd verder via leiding 14 naar een tweede verdampingsstap gevoerd van 15 eenheid 15, terwijl de vloeibare dampen (waterdamp met ammoniak, kooldioxyde en ureum) worden toegevoerd via leiding 16 naar koeler 17, die gekoeld wordt met het teruggevoerde water dat toegevoerd wordt via leiding 18. In koeler 17 wordt het grootste gedeelte van de vloeibaar gemaakte dampen die toegevoerd worden via leiding 16 gecondenseerd. De 20 verkregen vloeibaar gemaakte damp wordt toegeveoerd via leiding 19 aan een eenheid 20 voor het verzamelen van het condensaat.

In de tweede verdampingsstap (in eenheid 15) wordt de ureum-oplossing ingedampt tot een concentratie van 99,6-99,8 % bij een temperatuur van 135-140°C onder een restdruk van 30-50 millimeter 25 kwik. De verkregen ureum houdende smelt wordt via leiding 21 toegevoerd aan eenheid 22 voor granulatie en afkoeling van het eindprodukt. De vloeibaar gemaakte damp die afgescheiden wordt in eenheid 15 wordt gecondenseerd en het aldus verkregen condensaat van de vloeibaar gemaakte damp wordt toegevoerd aan de verzamelruimte 20 voor het con-30 denseren, via leiding 23.

Uit de eenheid 20 wordt de vloeistofstroom (een verdunde oplossing van ammoniak, kooldioxyde en ureum) toegevoerd via leiding 24 naar de behandelingseenheid 9, waarbij conventionele technieken worden toegepast. Daarbij wordt een deel van deze stroom toegevoerd via leiding 24 en 35 gebruikt voor de absorptie van de destillatie-gassen uit de tweede en/of 8000702 -13- 21140/Vk/jb . derde stap. Een ander deel van de stroom die toegevoerd wordt via leiding 24 wordt gebruikt voor de absorptie van ammoniak en kooldioxyde en uit de afgassen om een zwakke CAS-oplossing te verkrijgen. Ammoniak en kooldioxyde worden teruggewonnen uit deze oplossing door de desorp-5 tie bij een temperatuur van 130-135*°C onder een druk van 3 atmosfeer en vervolgens gecombineerd met de stroom destillatiegassen uit de tweede stap. De oplossing die achterblijft na de desorptie wordt vrijgemaakt van meegevoerde componenten door een speciale behandeling bij een temperatuur van 180-200 °C onder een druk van 16-18 atmosfeer 10 waardoor verontreinigende ureum en vervolgens de resterende hoeveelheden ammoniak en koodioxyde worden gedesorbeerd uit de oplossing bij een temperatuur van 115°C onder atmosferische druk. Het aldus gezuiverde afvalwater, vrijgemaakt van ammoniak, kooldioxyde en ureum wordt afgevoerd uit het systeem via leiding 12.

15 Een stroom atmosferische lucht wordt toegevoerd aan eenheid 22 via leiding 25 om de kristallisatie-warmte van ureum af te voeren en om de granuleringstemperatuur te verlagen van het stolpunt tot de vereiste waarde (50-60°C). Het gegranuleerde in de handel te brengen produkt wordt na afscheiding van de niet gewenste korrel-grootten 20 afgevoerd met behulp van een zeef, toegevoerd aan een bewaarplaats via leiding 26 of rechtstreeks naar de verbruiker gevoerd . De afgevoerde lucht, verontreinigd met stofvormige ureum wordt gewassen met behulp van een waterig absorptiemiddel (zoals de vloeibare dampcondensaten) en toegevoerd aan eenheid 22 via leiding 27. De gezuiverde luchtstroom 25 wordt gespuid via leiding 28 in de atmosfeer, terwijl de waterige ureum houdende oplossing die verkregen is na het wassen van de stofvormige ureum gebruikt wordt voor het oplossen van de korrels die buiten de gewenste korrel-grootte liggen en vervolgens toegevoerd via leiding 29 aan eenheid 13 voor het terugwinnen van uteum uit de oplos-30 sing, zodat deze in de vaste, voor de handel geschikte, vorm wordt verkregen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het niet gecondenseerde deel van de vloeibaar gemaakte damp uit eenheid 17 toegevoerd via leiiing 30 aan een absorptie-35 condensatiekolom 31, waarin de absorptie-condensatie plaats heeft van de 8000702 -14- 21140/Vk/jb . stroom die toegevoerd wordt via leiding 30, zodat in de condensatie-inrichting 17 voor de vloeibaar gemaakte damp de restdruk gehandhaafd wordt van 280-300 millimeter kwik.

Bij de absorptie wordt gebruik gemaakt van de stroom die 5 toegevoerd wordt via leiding 32 uit de verzameleenheid 20 voor de vloeibaar gemaakte dampcondensaten. De stroom die toegevoerd wordt via leüing 32 wordt in eerste instantie samengeperst tot een druk van 2-4 atmosfeer met behulp van een pomp 33 en vervolgens afgekoeid in koeler 34 tot een temperatuur van 20-40°C. De verdunde waterige oplos-10 sing van ammoniak, kooldioxyde en -ureum wordt afgevoerd uit inrichting 31 via leiding 35 en vervolgens toegevoerd aan eenheid 20.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een werkwijze verkregen die afwijkend is van de boven beschreven werkwijze doordat aan de absorptie-condensatieinrichting 31 het absorptiemiddel 15 wordt toegevoerd in de vorm van een afgekoelde vloeistofstroom uit de zuiveringsstap van het afvalwater in eenheid 9 onder een druk van 16-18 atmosfeer om de verontreinigende ureum, bijvoorbeeld door het uitvoeren van een warmte-behandeling bij een temperatuur van 180-20Ö°C, te verwijderen. De gemengde stroom }uit de absorptie-condensatieinrich-20 ting 31 wordt naar het behandelingssysteem voor afvalwater (naar eenheid 9) gevoerd.

Een van de belangrijkste nadelen bij het -gebruik van een stoominjekteur door het indikken van de ureum-oplossingen is dat om het condenseren van de dampen van de vloeistof te beëindigen de druk 25 hiervan verhoogd moet worden met behulp van krachtstoom. Met het oog hierop is de mogelijkheid onderzocht bij het proces-schema voor het achterwege laten van de stoom-injekteureenheden. Daarom is naar een methode gezocht ter verkrijging van een maximale condensatie, of nagenoeg volledige condensatie onder verlaagde druk van dat deel van de 30 vloeistofdamp die achterblijft als niet 'gecondenseerd na het indirekt afkoelen in de koeler door het retourwater. De methode ..vai de direkte absorptie-condensatie van vloeistofdampen in een gemengd type koeler verdient dienaangaande de voorkeur.

De toevoer van zuiver water ( of stoomcondensaat) aan de 35 genoemde koeler (hierna aangegeven als de absorptie-condensatieinrichting) 8000702 -15- 21140/Vk/jb . was niet geschikt, omdat dit geresulteerd zou hebben in een verhoogde hoeveelheid afvalwater en daardoor een hoger energieverbruik bij. het zuiveren van het afvalwater. Ook was het gebruik als absorptiemiddel van de stoffen die niet deelnemen aan het proces ter bereiding van 5 ureum niet geschikt. Anderzijds was ook de afscheiding van ammoniak, kooldioxyde en ureum aanwezig in de vloeistof-damp uit het mengsel met het absorptiemiddel noodzakelijk waardoor meer energie zou worden verbruikt.Al deze overwegingen hebben tot de uitvoeringsvorm geleid waarbij bepaalde stromen uit de synthese-eenheid voor 10 ureum worden gebruikt, met name de vloeistof-dampcondensaten, als middel voor de absorptie-eondensatie van het niet gecondenseerde deel van de vloeistof-damp.

Door de aanwezigheid echter van vluchtige componenten zoals ammoniak en kooldioxyde, in deze absorptiemiddelen bleek het probleem 15 echter voor het bewerkstelligen van het vereiste vacuum bij de toevoer van de vloeistofstromen uit de synthese-eenheid voor ureum waarbij een contact werd bewerkstelligd met het niet gecondenseerde deel van de vloeistof-damp niet te verwezelijken. Niettemin is besloten om deze experimenten uit te voeren en verrassenderwijs is gebleken dat het 2Ö in feite mogelijk was om het veréiste vacuum te bewerkstelligen bij de toevoer van de waterige oplossingen van ammoniak, kooldioxyde en ureum uit de ureum-syntheseeenheid bij de absorptie-eondensatiekolom mits de temperatuur en de druk van het absorptiemiddel evenals de samenstelling geregeld werden binnen specifieke .waarden.

25 Volgens de gegevens die verkregen zijn uit deze experimenten werden de volgende waarden aanbevolen voor het absorptiemiddel: druk 1,5-2 tot 17-18 atmosfeer, temperatuur 10-60°C, ammoniak-gehalte 0,4-4,0 gew.%, gehalte aan kooldioxyde 0-1 gew.% en ureum-gehalte 0-50 gew.%.

De bovenste grens van de absorptiemiddel-druk wordt zodanig ge-30 kozen dat een niet-doelmatige complicatie van de werkwijze en verhoogd energieverbruik wordt voorkomen voor het samendrukken van het absorptiemiddel boven 18-20 atmosfeer voordat het toegevoerd wordt aan de absorptie-eondensatiekolom 31.

De onderste grens van de temperatuur wordt zodanig gekozen dat 35 het risico van kristallisatie van het absorptiemiddel wordt uitgesloten 8000702 -16- 21140/Vk/jb . en de gekozen laagste temperaturen mogelijk zijn. De bovenste grens wordt gekozen bij een temperatuur boven 60-70°C,omdat het anders onmogelijk is om een volledige condensering onder verlaagde druk te bewerk stelligen van de vloeistof-dampen.

5 De aangegeven grenzen voor de concentratie van de componenten in de oplossing is zodanig dat het absorptiemiddel dat gebruikt wordt zodanig gekozen is dat het vereiste vacuum in de absorptie-eondensatiezone van de vloeistof-damp wordt verzekerd.

Aan de absorptie-condensatiekolom 31 kunnen als absorptiemiddel 10 vloeistofstromen worden toegevoerd uit de produktie-eenheid voor ureum of hiermee samenhangende eenheden, of mengsels van de stromen, mits de boven aangegeven eisen met betrekking tot de temperatuur, druk en samenstelling van het absorptiemiddel in acht worden genomen.

Een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding 15 bestaat hieruit dat na de tweede stap van de destillatie het bereide ureum in de vorm van een smelt wordt toegevoerd via leiding 36 (fig. 2) aan een voor-verdamp eenheid 37, waarbij de temperatuur gehouden wordt op 88°C en de restdruk op 369 millimeter kwik. Vanaf het punt van de voor-verdamping wordt de ureum houdende oplossing via leiding 38 toegevoerd 20 naar de daarop volgende plaatsen in het procédé, terwijl het damp-gas-mengsel toegevoerd wordt via leiding 39 aan een voor-verdampcondensatie-kolom 40, die gekoeld wordt met retour-water, toegevoerd via leiding 41.

In deze eenheid wordt een condensaat van de vloeistof-damp verkregen bij een temperatuur van 66°C onder een restdruk van 348 millimeter kwik.

25 Het condensaat wordt afgevoerd naar de verzamelinrichtirg43 via leiding 42. Het niet gecondenseerde deel van de vloeistof-damp uit eenheid 40 wordt toegevoerd via leiding 44 naar de absorbtie-eondensatiekolom 45, waarbij als absorptiemiddel gebruik gemaakt wordt van een zwakke waterige CAS-oplossing en ureum-oplossing, gerecycleerd vanuit de ver-30 zamelinrichting 43 via leiding 46. Deze oplossing wordt eerst onder druk gebracht met behulp van pomp 47 tot 3-4 atmosfeer en afgekoeld met retour-water tot 25-35°C in een koeler 48. Vanuit deze absorptie-condensa-tietiekolom 45 worden de gemengde stromen bij een temperatuur van 37-38°c toegevoerd via leiding 49 naar absorptiekolom 50 waarin ze 35 versproeid worden, om de absorptie te bewerkstelligen van ammoniak uit 8000702 -17- 21140/Vk/jb de stroom van de af-gassen die toegevoerd zijn via leiding 51 onder een druk die gelegen is nabij atmosferische druk. De oplossing die verkregen is in de absorptiekolom 50 met een temperatuur van 40-42°C wordt afgevoerd naar de recycleer-verzamelinrichting 43 via leiding 52, terwijl de 5 gezuiverde gasstroom toegevoerd wordt via leiding 53 aan de verzamel-inrichting voor het af-gas, die niet in de tekening is weergegeven.

Om de constante samenstelling van de gerecycleerde oplossing te handhaven tussen de eenheden 43 en 50 wordt een deel van de vloeistof uit de verzamelinrichting 43 toegevoerd via leiding 54 aan de zuiverings-10 eenheid van het afvalwater, terwijl aan de verzamelinrichting 43 gelijktijdig de vloeistof-dampcondensaten worden toegevoerd via leiding 55 uit de eerste en tweede verdampingseenheden.

Een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding bestaat hieruit dat de vloeistof-dampen uit een van de stappen waarbij een concentratie 15 onder verlaagde druk plaats heeft (voorverdamping, verdamping bij de eerst en tweede stap en kristallisatie onder verlaagde druk ) worden toegevoerd via leiding 56 (fig. 3) naar een koeler 57, waarbij het vloeistof-dampcondensaat wordt gevormd. Het verkregen vloeistof-dampconden-saat wordt afgevoerd via leiding 58 naar een verzamelinrichting (niet 20 weergegeven) en vervolgens behandeld in de zuiverings—eenheid voor afvalwater. Het niet-gecondenseerde deel van de vloeistof-damp wordt toegevoerd via leiding 59 aan een absorptie-condensatiekolom 60, waarin als absorp-tiemiddel gebruik gemaakt wordt van de waterige ureum houdende oplossing met een concentratie van 20-50% en bij een temperatuur van 10 tot 60°C.

25 Deze oplossing wordt toegevoerd via leiding 61 en samengeperst met behulp van pomp 62 tot een druk van 4-10 atmosfeer. Een deel van de gemengde stroom, toegevoerd via leiding 63 uit de absorptie-condensatiekolom 60 wordt toegevoerd via leiding 64 aan de behandeling die uitgevoerd wordt in een destillatie-eenheid (niet in de tekening aangegeven).

30 Het andere deel van de stroom wordt gerecycleerd via leiding 61 met behulp van pomp 62 door de absorptie-condensatiekolom 60. Om een constante concentratie van de gerecycleerde stroom te verzekeren die toegevoerd wordt via leiding 61 wordt de stroom wanneer deze is aangevuld door de ureum houdende oplossing toegevoerd via leiding 65 35 uit bijvoorbeeld eenheid 22(fig.l) verkregen door het zuiveren van de 8000702 -18- 21140/Vk/jb . lucht van stofvormige ureum, uit het oplosvat voor de niet-standaard granules en dergelijke.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende, niet beperkende voorbeelden.

5 Voorbeeld I

Aan de eenheid 1 voor de synthese van ureum (fig. 1) worden 1600 kilogram vloeibare ammoniak per uur toegevoerd3 verontreinigd met water in de hoeveelheid van 3,33 kilogram,een gas-vormige kooldioxydestroom in de hoeveelheid van 745 kilogram per uur. Verder wordt water toegevoerd 10 in de hoeveelheid van 0,4 kilogram, inerte gassen in de hoeveelheid van 15.4 kilogram en een gerecycleerde CAS-oplossing met 503,3 kilogram, 459,6 kilogram kooldioxyde, 268,2 kilogram water en 0,17 kilogram ureum per uur. De werkwijze in de reaktor voor de synthese van ureum wordt uitgevoerd onder een druk van 200 atmosfeer en bij een temperatuur van 15 190°C.

De verkregen ureum-smelt bevat ammoniak in de hoeveelheid van 1.526 kilogram per uur en 460 kilogram kooldioxyde,580 kilogram water 1.014 kilogram ureum en 15,4 kilogram inerte gassen per uur en wordt toegevoerd aan eenheid 6 voor verdere bewerkingen, waarbij een tweestaps 20 destillatie van de verkregen smelt worden uitgevoerd en een eerste af-damping van de ureum houdende oplossing.

De eerste stap van de destillatie wordt uitgevoerd onder een druk vai 18 atmosfeer en een temperatuur van 160°C. Onder deze omstandigheden worden uit de synthesesmelt af-gassen gedestilleerd in een hoeveelheid 25 ammoniak van 1400 kiligram per uur, en verder 416 kilogram kooldioxyde, 92.5 kilogram water,15,4 kilogram inerte gassen per uur. De resterende synthese-smelt met 126 kilogram/uur ammoniak,44-kilogram/uur kooldioxyde, 487.5 kilogram/uur water en 1014 kilogram/uur ureum wordt toegevoerd aan de tweede stap van de destillatie die uitgevoerd wordt onder een druk van 30 3 atmosfeer en bij een temperatuur van 138°C. De afgescheiden stroom uit de destillatie-gassen van de tweede stap bevat 114,4 kilogram/uur ammoniak, 41,5 kilogram/uur kooldioxyde en 72,0 kilogram/uur water. De synthese-smelt die achterblijft na de tweede destillatiestap met 11,6 kilogram/uur ammoniak, 2,5 kilogram/uur kooldioxyde, 415,5 kilogram/uur 35 water en 1014 ;kilogram/uur ureum wordt· toegevoerd aan een verdampings- 8000702 .-19- 21140/Vk/jb . installatie onder verlaagde druk van de voorverdamp-eenheid, waarbij de rest-druk gehouden 300 millimeter kwik. Door de vanzelf optredende verdamping bij een temperatuur van 95°C wordt per uur 5,2 kilogram ammoniak en 71,0 kilogram water in de dampfase gebracht.

5 De vloeistoffase die toegevoerd wordt uit eenheid 6 via leiding 7 naar de eerste stap voor het onder verlaagde druk afdampen in eenheid 13 heeft de volgende samenstelling: 6,4 kilogram/uur ammoniak, 2,5 kilogram/uur kooldioxyde, 344,5 kilogram/uur water en 1014 kilogram/uur ureum.

De gassen die verkregen worden uit de eerste en tweede stap van 10 de destillatie worden toegevoerd via leiding 8 aan .de eenheid 9 waarin ze verder worden verwerkt. Hierdoor worden de gassen uit de tweede stap van de destillatie toegevoerd aan de absorptie-condensatiekolom waarbij de temperatuur gehandhaafd wordt bij ongeveer 40°C. Wordt hieraan een-vloeistof-dampcondensaat toegvoerd met 0,19 kilogram/uur ammoniak, 15 37,8 kilogram/uur water, 0,07 kilogram/uur ureum en de gasstroom uit de de-sorptiekolom bevat 12,3 kilogram/uur ammoniak, 2,1 kilogram/uur kooldioxyde, 10,3 kg/uur water. De desorptiekolom is een van de elementen uit het zuiveringssysteem voor afvalwater in de eenheid 9. De CAS-oplossing die geproduceerd wordt in de koeler-absorptieinrichting bevat 126,89 20 kilogram/uur ammoniak, 43,6 kilogram/uur kooldioxyde, 120,1 kilogram/uur water en 0,07 kilogram/uur ureum en wordt gebruikt voor versproeien in de waskolom, waaraan ook de gassen wordt toegevoerd uit de eerste destillaties tap , ammoniak houdende vloeistof met 55,6 kilogram/uur water, 38.3 kilogram/uur ammoniak en 0,1 kilogram/uur ureum, uit de absorptie-25 kolom voor ammoniak waaruit het mengsel met inerte gassen en vloeibare ammoniak wordt gewassen in de hoeveelheid van 1410 kilogram/uur uit de koeler van de gerecycleerde ammoniak. De verkregen CAS-oplossing, die gevormd wordt bij 95°C in de waskolom, met 503,3 kilogram/uur ammoniak, 459,6 kilogram/uur kooldioxyde, 268,2 kilogram/uur water en 0,17 kilogram/ 30 uur ureum wordt vervolgens gebruikt in de synthese-reaktcrvan de eenheid 1 en de dampen van de gerecycleerde ammoniak, gezuiverd van de verontreinigende kooldioxyde en water, met 2471,89 kilogram/uur ammoniak en 15.4 kilogram/uur inerte gassen wordt toegevoerd aan de condensatie-inrichting. De verkregen vloeibare ammoniak in de hoeveelheid van 35 2432,79 kilogram/uur wordt gedeeltelijk gebruikt voor het versproeien 8000702 -20- 21140/Vk/jb . in de waskolom en het resterende gedeelte wordt gerecycleerd naar de synthese-reaktor via leiding 10. De gasfase uit de koelers voor de gerecycleerde ammoniak, met 39,1 kilogram/uur ammoniak en 15,4 kilogram/uur inerte gassen worden toegevoerd aan de absorptiekolom voor 5 ammoniak die werkt .'ander een druk die gelijk.is aan de druk in de eerste destillatie-stap. Het vloeibare-dampcondensaat (0,3 kilogram/uur ammoniak, 55,6 kilogram/uur water en 0,1 kilogram/uur ureum) wordt toegevoerd onder versproeien in de absorptiekolom. De oplossing die verkregen is in de absorptiekolom voor ammoniak (ammonium houdende 10 vloeistof) wordt gebruikt om versproeid te worden in de waskolom. Na het uitwassen van grootste gedeelte van de ammoniak worden de niet-geconden-seerde gassen (1,1 kilogram/uur ammoniak en 15,4 kilogram/uur inerte gassen) op atmosferische druk gebracht en in de atmosfeer gespuid via de absorptiekolom voor de rest-gassen door leiding 11.

^ Aan de eerste verdampingsstap (eenheid 13) wordt verder ook de stroom toegevoerd die verkregen is via leiding 7 met de hierboven vermelde samenstelling is de stroom die 42,0 kilogram/uur water, 99,7*6 kilogram/uur ureum bevat die toegevoerd wordt via leiding 29 en verkregen is door een absorptie van stofvormige ureum en het oplossen '20 . .

van de korrels die buiten de gestelde afmetingen liggen. In de eenheid 13 wordt de gemengde stroom gevoerd door de verdampinrichting onder verlaagde druk, waarbij de temperatuur gehouden wordt op 125°C en de rest-druk 300 millimeter kwik is en vervolgens wordt de stroom door een scheidings-installatie gevoerd. Uit de scheidings-installatfe wordt een 25 vloeistofstroom afgevoerd via leiding 14 met ammoniak in de hoeveelheid van 0,48 kilogram/uur, water in de hoeveelheid van 47,22 kilogram/uur en ureum in de hoeveelheid van 1112 kilogram/uur en de oplossing wordt toegevoerd aan de tweede stap van de verdamping te weten aan eenheid 15. Bij de tweede stap van het verdampen wordt de bewerking 2o q uitgevoerd bij een temperatuur van 138 C onder een rest-druk van 35 millimeter kwik. De vloeistof-dampen die aldus zijn verkregen bevatten 0,48 kilogram/uur ammoniak, 44,42 kilogram/uur water en 1,20 kilogram/uur ureum. Deze dampen worden gecondenseerd en toegevoerd via leiding 23 naar de verzamelinrichting 20 voor de vloeistof-dampcondensaat. De 35 gesmolten ureum met 2,8 kilogram/uur water en 1110,8 kilogram/uur ureum 8000702 v ·» -21- 21140/Vk/jb . wordt afgevoerd uit de verdampings-eenheid 15 en via leiding 21 toegevoerd aan de granuleerinrichting 22. De smelt wordt in de granuleer-kolom gesproeid, waaraan koellucht wordt toegevoerd via leiding 25. De verkregen afgekoelde granules worden over een zeef gevoerd, waarna de 5 korrels met een te grote diameter worden afgescheiden om daarna te worden opgelost. De luchtstroom wordt gewassen met de waterige absorptie-vloeistof die toegevoerd wordt via leiding 27 (gezuiverd afvalwater of vloeibaar dampcondensaat) om stofvormige ureum te verwijderen en wordt in de atmosfeer gespuid via·leiding 23. Het eindprodukt bevat 1000 kilogram/uur 10 ureum, en 2,6 kilogram/uur water en wordt afgevoerd via leiding 26 om opgeslagen te worden of naar de verbruikers te worden gevoerd, terwijl de oplossing die verkregen is door het door oplossen’^van de te grote korrels en het absorberen van de stofvormige ureum toegevoerd wordt ter behandeling in eenheid 13 via leiding 29. Het damp-gasmengsel met 15 ammoniak in een hoeveelheid van 5,92 kilogram/uur en met 2,5 kilogram/uur kooldioxyde, 339,28 kilogram/uur water en 1,76 kilogram/uur ureum wordt toegevoerd aan koeler 17, die gekoeld wordt met retour-water, toegevoerd via leiding 18. In deze koeler wordt een condensaat verkregen van de vloeistof-damp bij een temperatuur van 74°C en onder een rest-druk van 20 280 millimeter kwik. Dit vloeistof-dampcondensaat met 5,12 kilogram/uur ammoniak en 2,5 kilogram/uur kooldioxyde , 329,28 kilogram/uur water en ureum in een hoeveelheid van 1,66 kilogram/uur wordt afgevoerd via leiding 19 naar eenheid 20 voor het verzamelen van het vloeistof-dampcondensaat.

Uit eenheid 20 wordt een deel van het vloeibare dampcondensaat toegevoerd 25 naar de eenheid 9 via leiding 24, waarbij ammoniak wordt afgescheiden uit het condensaat samen met kooldioxyde en ureum ten einde deze componenten te recycleren naar het bereidingsproces, terwijl gezuiverd afvalwater wordt afgevoerd uit het systeem via leiding 12.

Verder wordt volgens de werkwijze van de uitvinding het niet-30 gecondenseerde deel van de vloeistof-damp met ammoniak in de hoeveelheid van 0,8 kilogram/uur en met 10 kilogram/uur water en 0,1 kilogram/uur ureum afgevoerd uit eenheid 17 en via leiding 30 naar de absorptie-condensatiekolom 31 gevoerd, waaraan ook via leiding 32 het niet gezuiverde afvalwater wordt toegevoerd uit de recycleer-verzamel inrichting die 35 aangebracht is bij eenheid 20. Dit afvalwater dat met behulp van pomp 33 8000702 -22- 21140/Vk/jb . gebracht is op een druk van 6 atmosfeer en afgekoeld tot een temperatuur niet boven 60°C in koeler 34, bevat 47 kilogram/uur .ammoniak, 15 kilogram/uur kooldioxyde, 2430 kilogram/uur water en 9 kilogram/uur ureum.

5 De gemengde stroom uit de absorptie-condensatiekolom 31 wordt opnieuw gerecycleerd naar de eenheid 20 via leHing 35.

Door het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding is het verbruik aan stoom per ton ureum verminderd met 0,15 ton, terwijl het verbruik aan koelwater (ook berekend per ton ureum) verminderd is 3 10 met 9 m /ton.

Voorbeeld II

Deze ’’uitvoeringsvorm wordt bewerkstelligd onder omstandigheden die gelijk zijn aan die beschreven in voorbeeld I» behalve dat een 0 stroom afvalwater wordt afgekoeld tot een temperatuur van 40°C, na de 15 warmte-behandeling of een andere behandeling (voor het verwijderen van de verontreinigende ureum), bewerkstelligd onder een druk van 18 atmosfeer en deze wordt toegevoerd uit eenheid 9 naar de absorptie-condensatiekolom 31. Deze stroom bevat 10 kilogram/uur ammoniak, 4 kilogram/uur koodioxyde en 390 kilogram/uur water. De gemengde stroom uit deze absorptie-conden-20 satiekolom 31 wordt toegevoerd aan het systeem waarin afvalwater wordt verwerkt te weten naar eenheid 9.

Alle andere parameters van deze bewerking evenals de verkregen resultaten zijn gelijk aan die beschreven in voorbeeld I.

Voorbeeld III

25 Deze werkwijze werd uitgevoerd onder omstandigheden die gelijk zijn aan de omstandigheden die aangegeven zijn in voorbeeld I. De oplossing die na de tweede stap van de destillatie uit de eenheid 15 wordt geleid bevat 346 kilogram/uur ammmoniak, 136 kilogram/uur koodioxyde, 14614 kilogram/uur water en 26376 kilogram/uur ureum en wordt via leiding 36 30 (fig. 2) toegevoerd aan de verdamper onder verlaagde druk van de voorverdamp eenheid 37, waarbij de temperatuur dan gehouden wordt op 88°C en de rest-druk op 369 millimeter kwik. Na het afscheiden van de fasen in de afscheidings-installatie wordt de vloeistofstroom afgevoerd via leiding 38. Deze vloeistofstroom bevat 16 kilogram/uur ammoniak, 66 kilo-35 gram/uur kooldioxyde, 10328 kilogram/uur water en 26376 kilogram/uur ureum.

8000702 -23- 21140/Vk/jb . Deze stroom wordt vervolgens toegevoerd aan de eerste verdampingsstap en daarna naar de proces-stap. Het damp-gasmengsel met 330 kilogram/uur ammoniak, 70 kilogram/uur kooldioxyde, 4286 kilogram/uur water wordt vanuit de voorverdamp-scheider 37 via leiding 39 toegevoerd aan koeler 5 40 die gekoeld wordt met retour-water dat toegevoerd wordt via leiding 41.

In deze koeler 40 wordt het mengsel gekoeld bij een temperatuur van 66°C en onder een rest-druk van 348 millimeter kwik onder de vorming van een vloeistof-dampcondensaat met 264 kilogram/uur ammoniak, 28 kilogram/uur kooldioxyde en 3888 kilogram/uur water. Het vloeibare dampcondensaat 10 wordt toegevoerd aan .een verzamelinrichting 43 via leiding 42. De resterende niet-gecondenseerde damp-gasstroom met 66 kilogram/uur ammoniak, 42 kilogram/uur kooldioxyde en 396 kilogram/uur water wordt toegevoerd vanuit de koeler 40 via leiding 44 naar de absorptfe-condensatiekolom 45 waarin deze stroom in kontact gebract wordt met een stroom afvalwater 15 afgekoeld tot een temperatuur van 37°C in de warmte-wisselaar 48 en die 6138 kilogram/uur ammoniak, 1494 kilogram/uur kooldioxyde, 171.756 kilogram/ uur water en 612 kilogram/uur ureum bevat. De stroom wordt toegevoerd via leiding 46 en met behulp van pomp 47 onder een druk van 1,5-2 atmosfeer. Uit de absorptie-condensatiekolom 45 wordt de gemengde stroom 20 met 6204 kilogram/uur ammoniak, 1636 kilogram/uur kooldioxyde, 172152 kilogram/uur water en 612 kilogram/uur ureum en met een temperatuur van 40°C toegevoerd onder een druk nabij de atmosferische druk om versproeid te worden in de absorptiekolo'm 50 via leiding 49. Deze stroom'is bedoeld om ammoniak te absorberen uit de af-gassen met 512 kilogram/uur ammoniak, 25 220 kilogram/uur inerte gassen die toegevoerd zijn via leiding 51. Vanuit de absorptiekolom 50 wordt een oplossing met 6536 kilogram/uur ammoniak, 1536 kilogram/uur kooldioxyde en water in een hoeveelheid van 172152 kilogram/uur met 612 kilogram/uur ureum afgevoerd bij een temperatuur van 42°C via leiding 52 naar een verzamel-inrichting 43 voor gerecycleerde 30 stromen, terwijl de gasstroom met 180 kilogram/uur ammoniak, 220 kilogram/ uur inerte gassen toegevoerd wordt via leiding 53 naar de verzamelinrichting voor de af-gassen, die niet in de tekening is aangegeven. Ook wordt naar de verzamelinrichting voor de gerecycleerde stromen via leiding 55 vers condensaat van de vloeistof-damp met 44 kilogram/uur ammoniak, 35 66 kilogram/uur kooldioxyde, 11982 kilogram/uur water, 44 kilogram/uur 8000702 -24- 21140/Vk/jb . ureum, een deel van de vloeistof toegevoerd met· 442 kilogram/uur ammoniak, 108 kilogram/uur kooldioxyde, 12378 kilogram/uur water, 44 kilogram/uur ureum en afgevoerd uit de verzamelinrichtiig 43 via leiding 54 en toegevoerd aan het systeem voor de verdere zuivering van water.

5 Door de toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het stoomverbruik verlaagd met 0,05 ton per ton bereide ureum en het 3 verbruik aan koelwater wordt verlaagd met 3 m /ton ureum.

Voorbeeld VI

De werkwijze wordt uitgevoerd onder de omstandigheden die gelijk 10 zijn aan die, beschreven in voorbeeld I.

De vloeistof-dampen, verkregen uit de voorverdampeenheid-afschei-dingsinstallatie bevatten echter 140 kilogram/uur ammoniak, 40 kilogram/ uur kooldioxyde, 6140 kilogram/uur water, 30 kilogram/uur ureum en worden toegevoerd via leiding 56 (fig. 3) aan koeler 57, waarbij het 15 condenseren wordt bewerkstelligd bij een temperatuur van 64°C onder een rest-druk van 440 millimeter kwik ter verkrijging van vloeibaar dampcondensaat met 84 kilogram/uur ammoniak, 40 kilogram/uur kooldioxyde, 5766 kilogram/uur water en 27 kilogram/uur ureum. Het vloeistof-dampcon-densaat wordt afgevoerd naar een verzamelinrichting, die niet in de 20 tekening is aangegeven, via leiding 58 en vervolgens behandeld in de eenheid voor het zuiveren van afvalwater. Het resterende niet-geconden-seerde gedeelte van de damp-gasmengsels met 56 kilogram/uur ammoniak, 374 kilogram/uur water en 3 kilogram/uur ureum wordt toegevoerd via leiding 59 naar de absorptie-condensatiekolom 60 om in kontact gebracht 25 te worden* met de recycleer-oplossing 61 met 1862 kilogram/uur ammoniak, 70138 kilogram/uur water en 24000 kilogram/uur ureum met een temperatuur van 60°C en wordt toegevoerd door pomp 62 onder een druk van 5 atmosfeer.

Uit de absorptie-condensatiekolom 60 wordt een deel van de gemengde oplossing met 56 kilogram/uur ammoniak, 2119 kilogram/uur water, 30 725 kilogram/uur ureum toegevoerd via leiding 64 naar de tweede stap van de destillatie-eenheid, terwijl een ander deel van de oplossing met 1862 kilogram/uur ammoniak, 68393 kilogram/uur water, 23278 kilogram/uur ureum in het circulatie-circuit blijft van de absorptie-condensatiekolom 60. Om een constante samenstelling te handhaven van de 35 oplossing die gerecycleerd wordt via leiding 61 naar het circulatie-circuit 8000702 -25- 21140/Vk/jb . wordt via leiding 65 een oplossing toegevoerd met 1744 kilogram/uur water, 723 kilogram/uur ureum. Deze oplossing wordt toegevoerd uit de eenheid waarin lucht gezuiverd wordt van stofvormige ureum.

Door de toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding wordt 5 het mogelijk om het verbruik aan stoom te verlagen met 0,05 ton/ton geproduceerde ureum en het verbruik aan koelwater wordt verlaagd met 3 3 m /ton geproduceerde ureum.

Voorbeeld V

Deze werkwijze wordt uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden 10 als aangegeven is in voorbeeld I, behalve dat de vloeistof-damp uit de eerste verdampingsstap wordt toegevoerd via leiding 56 (fig. 3) aan koeler 57, waarbij de vloeistofvorming wordt bewerkstelligd bij een temperatuur van 68°C en onder een rest-druk van 230 millimeter kwik ter verkrijging van vloeistof-dampcondensaat met 110 kilogram/uur 15 ammoniak, 40 kilogram/uur kooldioxyde, 5740 kilogram/uur water en 27 kilogram/uur ureum.

Het resterende niet-gecondenseerde gedeelte van de vloeistof-damp met 30 kilogram/uur ammoniak, 400 kilogram/uur water, en 3 kilogram/uur ureum wordt toegevoerd via leiding 59 aan de absorptie-20 condensatiekolom 60 om in contact gebracht te worden met de oplossing die gerecycleerd wordt via leiding 61 en die 1008 kilogram/uur ammoniak, 64272 kilogram/uur water en 30720 kilogram/uur ureum bevat bij een temperatuur van 10°C en toegevoerd wordt met behulp van pomp 62 onder een druk van 8 atmosfeer. Vanuit de absorptie-condensatiekolom 60 wordt 25 een deel van · de gemengde stroom met 30 kilogram/uur ammoniak, 1942 kilogram/uur water en 928 kilogram/uur ureum toegevoerd via leiding 64 voor een verdere behandeling in de tweede stap van de destillatie·» eenheid, terwijl een ander deel van deze stroom met 1008 kilogram/uur ammoniak, 62730 kilogram/uur water en 29795 kilogram/uur ureum achterblijft 30 in het circulatie-circuit van de absorptie-condensatiekolom 60. De toe-voerstroom wordt toegevoerd.via leiding 65 en bevat 1542 kilogram/uur water en 925 kilogram/uur ureum.

De werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk om het verbruik aan stoom te verlagen met 0,15 ton/ton bereide ureum en het 3 35 verbruik aan koelwater wordt verlaagd met 9 m /ton bereide ureum.

8000702 -26- 21140/Vk/jb

. Voorbeeld VI

Deze werkwijze wordt uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden als aangegeven is in voorbeeld I, behalve dat de vloeistof-dampen uit de tweede stap van de verdampingseenheid toegevoerd worden aan de koeler 5 57 (fig. 3) waarbij yloeistofvorming wordt bewerkstelligd bij een temperatuur van 42°C onder een rest-druk van 55 millimeter kwik ter verkrijging van vloeistof-dampcondensaat met 134 kilogram/uur ammoniak, 40 kilogram/uur kooldioxyde, 5716 kilogram/uur water en 28 kilogram/uur ureum. Het resterende niet-gecondenseerde gedeelte van de vloeistof-10 damp met 6 kilogram/uur ammoniak, 425 kilogram/uur water, 2 kilogram/uur ureum wordt toegevoerd via leiding 59 aan de absorptie-condensatiekolora 60 om een kontakt te bewerkstelligen met de oplossing die gecirculeerd wordt via leiding 61 -en die 202 kilogram/uur ammoniak, 57398 kilogram/uur water, 57600 kilogram/uur ureum bevat met een temperatuur van 20°C en 15 toegevoerd wordt met behulp van pomp 62 onder een druk van 10 atmosfeer. Uit de absorptie-condensatiekolom 60 wordt een deel van de gemengde stroom met 6 kilogram/uur ammoniak, 1734 kilogram/uur water, 1728 kilogram/uur ureum toegevoerd via leiding 64 naar een behandelingseenheid in de tweede stap van de destillatie-eenheid. Het andere gedeelte van 20 de stroom 63 met 202 kilogram/uur ammoniak, 56089 kilogram/uur water, 55874 kilogram/uur ureum blijft in het circulatie circuit van de absorptie-condensatiekolom 60. De toevoerstroom 65 bevat 1309 kilogram/uur water en 1726 kilogram/uur ureum.

Met de toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is 25 het mogelijk om het verbruik aan stoom te verminderen met 0,07 ton/ton 3 bereide ureum en het verbruik van koelwater te verlagen met 4,5 m /ton bereide ureum.

-Conclusies- 8000702

Claims (3)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de s 15 absorptie-condensatie wordt uitgevoerd onder toepassing van de vloeistof-dampcondensaten als koelmiddel-absorptiemiddel.
2. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als koelmiddel-absorptiemiddel gebruik gemaakt wordt van afvalwater dat gezuiverd is van verontreinigende ureum onder een druk van 16-18 atmos- 20 feer bij het afscheiden van de gassen die inert zijn bij de synthese van ureum en gezuiverd afvalwater.
3. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als koelmiddel-absorptiemiddel gebruik gemaakt wordt van de oplossing van ureum die verkregen wordt door het met water wassen van stofvormige 25 ureum uit de lucht op de plaats waar de watervrij gemaakte ureum wordt omgezet tot vaste deeltps en het afkoelen hiervan en/of de oplossing met ureum die verkregen wordt uit het afscheiden van de waterige oplossing van ureum van ammoniak en kooldioxyde die niet zijn omgezet tot het gewenste produkt. 8000702