NL8204601A - Werkwijze voor het bereiden van ureum. - Google Patents

Description

‘ - -U 22861/Vk/rab

Korte aanduiding: Werkwijze voor het bereiden van ureum.

De uitvinding he^t betrekking op een werkwijze voor het bereiden vah ureum door 5 a) synthese van ureum uit ammoniak en kooldioxide bij een temperatuur tussen 160 en 23® °C onder een druk van 130-280 ata met de vorming van een smelt van bereide ureum, b) destjLllatie νφ de smelt van bereide ureum na verwarmen bij ten minbte twee trappen Van achtereenvolgende verlaging van de druk 10 met de vorming van een waterige oplossing van ureum en gasstromen die elk ammoniak,. kooldioxide en waterdamp bevatten, welke destillatie van de smelt van het bereide ureum in ten minste één druktrap wordt uitge- „r . ' • - . ' . kV.

voerd in een stroom kooldioxide, c) condensatie-abfeorptie van de gasstroom afgescheiden 15 alle destillatietrappen na contact met waterige absorptiemiddelen tot de vorming van waterige ammoniakoplossingen van ammoniumcarbamaat, d) reoirculeren van de waterige ammoniakoplossingen van ammoniumcarbamaat verkregen uit trap c) naar de stap waar ureum wordt bereid en e) dehydratie van de ureumoplossing verkregen bij b) en om-20 zetting van de gedehydrateerde ureum tot een vast produkt.

Ureum vindt een uitgebreide toepassing in diverse industrieën, doch hoofdzakelijk bij de landbouw als stikstofhoudende kunstmeststof, evenals voor eiwitsubstitutié als toevoegstof voor voedingsmiddelen aan vee zoals herkauwers. Bovendien is ureum geschikt bij het 25 bereiden vah synthetische harsen, kleefmiddelen, kunststoffen, farmaceutische stoffen, hygiënische middelen, cosmetica, evenals voor de bereiding. vanhyaüuurzuur en ©liters hiervan, melamine, cyanaten, hydrazine en bepaalde kleurstoffen.

Er zijn;meer dan |0 principieel verschillende bereidingen 30 bekend voor ureum. Bij de industriële produktie van ureum wordt echter in hoofdzaak gebruik gemaakt van de reactie door ammoniak en kooldioxide te laten reageren via ammoniiuncarbamaat volgens de vergelijking: 2NH3 + C02 \ï-> C0(NH2)c + H=0

Se werkwijzen die op meest ruime schaal worden toegepast bij de bereiding van ureum zijn de werkwijzen zoals ontwikkeld door "Stamicarbon" (Nederland) en "Montedison” (Italië).

35 8204601 ' ï · * -2- 22861/Vk/mb

De werkwijze zoals ontwikkeld door Stamicarbon wordt meestal aangegeven als een "Strip-procédé" en omvat: a) de synthese van ureum uit ammoniak en kooldioxide bij een temperatuur tussen 180 en 190 °C onder een druk van ongeveer 130 ata 5 onder de vorming van een smelt van bereid ureum, b) destillatie van deze smelt van bereide ureum na verwarmen in twee achtereenvolgende trappen bij verlaagde druk met de vorming van een waterige oplossing van ureum en gasstromen, die elk ammoniak, kooldioxide en waterdamp bevatten, waarbij de destillatie in de eerste 10 trap wondt uitgevoerd in een stroom kooldioxide onder een druk gelegen tussen 10 ata tot de druk die heerst bij de synthese van ureum, c) condensatie-absorptie van de gasstroom die wordt gewonnen in zowel de destillatietrappen nadat een contact is gemaakt met de waterige absorptiemiddelen tot de vorming van waterige ammoniakoplossin- 15 gen van ammoniumcarbamaat, d) recirculeren van waterigs ammoniakoplossingen van ammoniumcarbamaat gevormd bij trap c) tot de synthese van ureum en e) dehydratie van de oplossing met ureum bereid bij trap b) en omzetting van de gedehydrateerde ureum tot een vast produkt, een en 20 ander zoals beschreven in Brits octrooi 952.764, West-Duits octrooi 1.166.769 en Amerikaans octrooi 3.356.723.

Volgens deze werkwijze wordt aan een reactor voor de bereiding van ureum vloeibare ammoniak toqgevoerd en gerecirculeerde waterige aramoniakoplossing van ammoniumcarbamaat uit de hoge drukkoeler. De bij 25 voorkeur toegepaste molaire verhouding tussen NH^, COg en HgO in het uitgangsmengsel is 2,8:1:0,3. Daarbij is de conversie van kooldioxide tot ureum gelijk aan 50-60ί. De waterige amraoniakoplossing van ammoniumcarbamaat (de smelt van bereide ureum), afgevoerd uit de reactor voor de synthese, werkende bij een druk van 130 atmosfeer en bij een tempera- 30 tuur van 180-190 °C wordt toegevoerd zonder drukverandering, aan een destillatiekolora met een warmte-uitwisselende apparatuur, verwarmd met stoom onder een druk. tot 25 atmosfeer. Gasvormig, kooldioxide wordt hierbij toegevoerd met behulp van een compressor voor het uitvoeren van de destillatie (stripbewerking) in een stroom van dit gas. De gasvormige 35 stroom uit de destillatie-apparatuur wordt toegevoerd aan een koeler die werkt onder de synthesedruk, waarbij kleine hoeveelheden van de carba-maatoplossing uit de lage drukkoeler en verse ammoniak worden toegevoerd met behulp van een pomp, In de hoge drukkoeler wordt de grootste hoe- 8204601 - "-r-v *- ' ^ .

-3- 22861/Vk/mb veelheid van de gerecycleerdë waterige ammoniakoplossing van ammonium-carbamaat gevormd, De warmte die hierbij vrijkomt wordt gebruikt voor het ontwikkelen.van lage drukstoom. De druk van de verkregen stoom en de temperatuur in de koeler «orden zo ingesteld dat de mate van conden-5 satie van de gassen, wordt gehouden op ongeveer 8056 ten einde de condensatiewarmte yan liet resterende gedeelte van de gassen te gebruiken in de synthesekolom om de autotftermisehe omstandigheden van deze bewerking te ver ziekeren. Ómdat de drük.in de reactor, destillatiekolom en koeler dezelfde zijp kan het recirctlleren van de carbamaatoplossing worden uit-10 gevoerd onder invloed van de zwaartekracht met een hiertoe geschikte opstelling van de apparatuur of met behulp van een lage kop centrifugaal-pomp.

öè oplossing uit de destillatiekolom wordt gesmoord tot een druk van 2-5 ato en toegevoerd aan een lage druk destillatie-eenheid 15 bestaande uit een reotificeerkolom, een voorverwarmer en een scheidings-kolom. De verkregen destillatiegassen worden toegevoerd aan een koeler en van daaruit wordt de oploSsing gepompt door een hoge drükkoeler naar de synthesekolom. De waterige oplossing van ureum met een concentratie van ongeveer 75% wordt toegevoerd aan de dehydratiebewerking en de 20 verwerkingseenheid tot een vast produkt.

Deze bekende werkwijze heeft nadelen met betrekking tot een lage effectiviteit voor de synthese en een onvoldoende mate van warmte-gebruik;

Het eerste van de»nadelen wordt toegeschreven aan het feit dat '25 de werkwijze het niet mogelijk maakt om de synthese bij hoge molaire verhoudingen van NH^rCOg uit te voeren, hetgeen het mogelijk kan maken om de conversie te verhogen van de uitgangsstoffen op deze plaats van de synthese. Indien inderdaad bij deze bekende werkwijze een poging werd gedaan om de verhouding NH^sCOg te verhogen tot boven 3 was het noodzakelijk 30 wa3 om voor het strippen kooldioxide toe te voeren in een hoeveelheid die hoger was dan de vereiste hoeveelheid voor de synthese van ureum, hetgeen niet geoorloofd is.

Hat tweede nadeel wordt toegeschreven aan het feit dat de wens om de gassen die vrijkomen bij het strippen volledig te 35 condenseren resulteert in een koelbewerking die wordt uitgevoerd bij een relatief laag temperatuurniveau en de verkregen damp heeft een lage druk, waardoor de mogelijkheden om deze toe te passen zeer zijn beperkt.

% werkwijze die is ontwikkeld door ’'Montedison” bestaat uit: , 820 # 6f t ; » I » -4- 22861/Vk/rab a) De synthese van ureum uit ammoniak en kooldioxide in een molaire verhouding van 3 tot 6 atmosfeer, bij een druk binnen het gebied van 160 tot 230 °C, onder een druk van 180 tot 280, ata, onder de vorming van een smelt van bereid ureum, 5 b) destillatie van de smelt van bereid ureum in ten minste twee trappen bij achtereenvolgende verlaagde druk met de vorming van een waterige oplossing van ureum en gasstromen, die elk bestaan uit ammoniak, kooldioxide en waterdamp, de destillatie van de smelt, van bereid ureum in de eerste trap die wordt uitgevoerd bij een druk van 10 60 tot 120 ata, c) condensatie-absorptie van de gasvormige stromen die zijn verkregen bij alle destillatietrappen na contact met waterige absorptie-middelen tot de vorming van waterige ammoniakoplossingen van ammonium-carbamaat, waarbij de condensatie-absorptie van de gassen verkregen uit 15 de eerste.trap van de destillatie worden uitgevoerd door toevoeging van ' een deel van het kooldioxide waarvan is uitgegaan, d) recirculeren van waterige ammoniakoplossingen van ammonium-carbamaat in trap c) naar de trap waarbij de synthese van ureum plaatsheeft, 20 e) dehydratie van de ureumoplossing verkregen in trap b) en de omzetting van gedehydrateerd ureum tot een vast produkt (zie Frans octrooi 1*508.004, Brits octrooi 1.173.165 en West-Duits octrooi 1.618.636).

De "Montedison"-methode is duidelijk afwijkend van het 25 "Stamicarbon"-procédé door de mogelijkheden voor een effectief uitvoeren van de synthese (onder optimale omstandigheden). Het "Montedison procédé heeft echter ook bepaalde nadelen. Met name is het Montedison-procédé slechter dan het "Stamicarbon"-3tripprocédé wat betreft de effectiviteit bij het destilleren ter verkrijging van de gewenste mate 30 van destillatie van NH^ en CC^ in afwezigheid van een stripmiddel waarbij een hogere temperatuur in de destillatiezone nodig is, waardoor het noodzakelijk is om stoom te gebruiken met hoge parameters en waardoor produktverliezen optreden. Verder heeft het Montedison-procédé hetzelfde nadeel als het Stamicarbon-stripprocédé ten aanzien van de temperatuur 35 waarbij condensatiewarmte van de destillatiegassen wordt toegepast en ten aanzien van de hoeveelheid van deze warmte.

Een van de doelstellingen volgens de uitvinding is het verkrijgen van een eenvoudiger en efficiënter procédé voor het bereiden van 8204601 -5- 22861/Vk/mb ureum, waardoor het mogelijk wordt om energieverbruik te verminderen.

Be onderhavige uitvinding is zodoende gericht op een meest rationele combinatie van procesparameters bij de synthese van ureum uit ammoniak en kooldioxide en destillatie van de smelt van bereid ureum, 5 evenals pp het verkrijgen van een systeem dat de meeste voordelen heeft met betrekking tót het verbanl tussen deze trappen.

De doelstelling volgens de uitvinding wordt bereikt door het uitvoeren van een werkwijze bestaande uit: a) synthese fan ureum uit ammoniak en kooldioxide bij een 10 temperatuur tussen 160 en 230 °C onder een druk van 130 tot 280 ata onder de vorming van een smelt bij de synthese van ureum, fe) destillatie vafi de smelt van de bereide ureum na verwarmen in ten minste twéé trappen bi| achtereenvolgende verlaagde druk onder de vorming ven een waterige oplossing van ureum en gasvormige stromen die 15 elk ammoniak, kooldioxide en waterdamp bevatten, de destillatie van de smelt van het bereide ureum i$ ten minste één trap die wordt uitgevoerd in een stroom'kooldioxide, ' ö) condensatie-abforptie van gasvormige stromen die worden verkregen bij alle destillatietrappen na contact met waterige absorptie-20 middelen tot de vorming van waterige ammoniakoplossingen van ammonium-carbamaat, d) recirculeren van waterige ammoniakoplossingen van ammonium-carbamaat gevormd bij trap c) naar de ureumsynthesetrap a), e) dehydratie van de oplossing van het bereide ureum in 25 trap b) en omzetting van gedehydrateerd ureum tot een vast produkt, waarbij volgens de uitvinding de synthese van ureum wordt uitgevoerd bij een molaire verhouding tussen ammoniak en kooldioxide respectievelijk variërende van 3,4:1 tot 6:1, waarbij de verkregen smelt van de bereide ureum direkt na de synthese wordt gesmoord tot een druk van 60 tot 215 ata en 30 bij deze druk onderworpen aan een adiabatische scheiding onder de vorming van een vloeistof en een gas, waarbij het gas volledig of gedeeltelijk wordt to^evdérd aan de bewerking voor de condensatie-absorptie van de gasstroom die wordt gewonnen bij de eerste destillatietrap.

De synthese van ureum wordt uitgevoerd met de bovenvermelde 35 verhouding ΝΗ^ en CO^ in combinatie met de daarop volgende adiabatische scheiding vaö; de verkregen smelt van de synthese van ureum en het bewerken van het gas dg.t wordt teruggewonnen tijdens de scheiding samen met de gasstromen uit de destillatie bij de eerste trap waarbij het mogelijk is 8204601 i ‘ i -6- 22861/Vk/mb om een rangschikking te verkrijgen die de meeste voordelen heeft bij de synthese en destillatie ten einde het energieverbruik te minimaliseren in vergelijking met de bekende werkwijzen. Diverse uitvoeringsvormen .voor het opnieuw verwerken van de ureurasmelt die is bereid kunnen worden 5 uitgevoerd bij de werkwijze volgens de uitvinding.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt de adiabatische scheiding van de smelt van het bereide ureum en de eerste destillatie-trap van de vloeistof die wordt gewonnen bij deze scheiding uitgevoerd onder ongeveer dezelfde druk gekozen uit het gebied van 60' tot 120 ata 10 en de bovenvermelde eerste destillatietrap wordt uitgevoerd in een kooldioxidestroom.

Een verdere behandeling van de waterige ammoniakoplossing van ureum en ammoniumcarbamaat evenals van de scheiding van de gasstroom in de eerste trap van de destillatie kan op diverse alternatieve manieren 15 worden uitgevoerd.

Bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding in een van de uitvoeringsvormen wordt de gasstroom teruggewonnen in de eerste trap van de destillatie en onderworpen aan de condensatie-absorptie in twee achtereenvolgende zones zodat bij de eerste zone er een overmaat 20 kooldioxide optreedt in de gasfase terwijl in de tweede zone het gas, gevormd in de trap van de adiabatische scheiding wordt toegelaten.

De waterige oplossing van ammoniumcarbamaat verkregen bij de tweede zone van de absorptie-condensatie wordt gemengd met vloeibare aianoniak en gerecirculeerd naar de trap waar de synthese van ureum plaatsheeft.

25 Voor de beste rangschikking vaihet recycleersysteem verdient het de voorkeur om de oplossing verkregen na de eerste trap van de destillatie te onderwerpen aan de destillatie in twee verdere trappen, bijvoorbeeld onder een druk van respectievelijk 16 tot 25 ata en 2 tot 5 ata. De aldus verkregen gasstromen worden onderworpen aan condensatie-absorptie ter 30 verkrijging van oplossingen die worden gerecirculeerd naar de condensatie-absorptietrappen van de gassen uit de eerder uitgevoerde destillatie-trappen. Deze werkwijze voor het uitvoeren van de bewerkingen maakt het mogelijk om de warmte van de condensatie-absorptie die is vrijgekomen in de bovenvermelde zones te gebruiken. Bij de eerste zone wordt deze 35 warmte verkregen bij een zodanige temperatuur dat het verdere gebruik hiervan is verzekerd bij de volgende destillatiebewerkingen. Zodoende kan de werkwijze op zeer flexibele wijze worden uitgevoerd.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens 8204601 . .. -,-;·- V. . ï!-..-·^- --..-.¾ ik -7- 22861/Vk/mb de uitvinding wordt de Oplossing die wordt gewonnen na de eerste destillatietrap onderworpen aan de destillatie in de tweede trap, bijvoorbeeld onder een druk van 2 tot 5 ata, waarbij de verkregen gasstroom wordt behandeld door condensatie-absorptie ter verkrijging van een 5 waterige an®oniakoplossing ven ammoniuraearbamaat, waaraan anunoniak wordt toegevoegd in een hoeveelheid die vereist is om de concentratie aan kooldioxide in deze oplossing te handhaven binnen het traject van 28 tot 32$ Jh df concentratie van ammoniak, binnen het gebied van 31 tot 35$. De verkregen oplossing evenals het gevormde gas bij de 10 adiabatisché scheiding van de smelt, verkregen uit de synthese van ureum, wordën in dit geval toegevoerd aan de eerste zone van de conden-satie-abSoriitie van de gasstroom verkregen bij de eerste destillatie- :r » M -rJ*·- -4 ΐ·- trap. Door de bovenvermelde concentratie van ammoniak en CO^ in de waterige aramoniakoplossing van afamoniumcarbamaat, verkregen bij de conden-15 satie-absorptie van de gassen, verkregen uit de tweede destillatietrap, is het nu mogelijk om de gassen die niet zijn teruggewonnen bij de eerste destillatietrap volledig terug te winnen en te condenseren onder een druk van 2 tot 5 ata. Dit specifieke feit geeft de mogelijkheid voor het uitvoeren van de destillatie in twee trappen. Deze wijze van uitvoeren 20 geeft de mogelijkheden van de bovenbeschreven werkwijze en het uitvoeren van de werkwijze ten ftanzien van het ontwikkelen van warmte bij de condensatie-absorptie. De;werkwijze heeft een kleiner aantal trappen in vergelijking met de eerder beschreven werkwijze en kan worden toegepast bij stabiliteit van djjj toevoerparameters zoals de stromen uit-25 gangsstoffe®, d# temperatuur* druk en dergelijke .

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de verkregen oplossing in de eerste destillatietrap onder een druk van 60-120 ate onderworpen aan een verdere scheiding onder een druk van 30-60 ata en de teruggewonnen gasstromen van ammoniak, 30 kooldioxide en waterdamp worden verder geleid met de stroom gasvormig kooldioxide met een druk van^OO tot 250 ata. De verkregen gemengde stroom wordt toegevoerd aan de eerste destillatietrap. Deze uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens da uitvinding kan worden toegepast in combinatie met een van de bovenvermelde uitvoeringsvormen en maakt het 35 mogelijk om de energiepotentiaal van de Stroom kooldioxide te gebruiken voor het verlagen van het gehalte aan niet omgezette stoffen in de oplossing die wordt toegevoefd aan de tweede destillatietrap en daarom voor een verdere verlaging van het energieverbruik.

82 0*φΐ:; ; 'irS· · .,·· -:· 4 · -ΪΓ· - : ff .:, ;v -· φ S’ # » -8- 22861/Vk/mb

Een verdere uitvoeringsvorm volgens de werkwijze van de uitvinding heeft betrekking op de adiabatische scheiding van de smelt voor de synthese van ureum die wordt uitgevoerd onder een druk van 100-215 ata. Bij het uitvoeren op deze wijze wordt een deel van de 5 gasstroom toegevoerd, op eenzelfde wijze als bij andere uitvoeringsvormen in de bewerking van de condensatie-absorptie vangassen uit de eerste destillatietrap, terwijl het resterende gedeelte van de stroom wordt onderworpen aan een contactbewerking met de gerecireuleerde waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat met een druk van 10 170 tot 300 ata. De verkregen gecombineerde oplossing wordt toegevoerd aan de synthesetrap voor ureum. Deze uitvoeringsvorm kan worden toegepast in combinatie met een van de bovenvermelde uitvoeringsvormen en maakt het mogelijk om de energie en absorptiepotentialen van de bovenvermelde oplossing te gebruiken met een verhoging van de molaire ver-15 houding van NH^'.CO,^ in een mengsel van reagerende stoffen bij de toevoer aan de synthesekolom zonder een verhoging van de hoeveelheid aan niet omgezet NH^» dat wordt teruggewonnen bij de destillatiebewerking.

Dit resulteert in een verhoogde conversie van CO^ tot ureum en daardoor wordt het verbruik aan energie verlaagd.

20 Verdere doelstellingen en voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding zullen duidelijker worden uit de volgende beschrijving van de werkwijze voor de bereiding van ureum, welke voorbeelden worden ondersteund met de bijgevoegde tekening, waarbij: fig. 1 een stroomdiagram is van de werkwijze voor de berei-25 ding van ureum volgens de uitvinding, met de adiabatische scheiding en destillatie in drie trappen, fig. 2 een stroomdiagram is van de werkwijze voor de bereiding van ureum met adiabatische scheiding en een tweetrapsdestillatie, fig. 3 een stroomdiagram is van de werkwijze voor de berei-30 ding van ureum met een additionele scheiding na de eerste destillatietrap en fig. 4 een stroomdiagram is van de werkwijze voor de bereiding van ureum waarbij het gas na de adiabatische scheiding in contact wordt gebracht met de gerecireuleerde waterige ammoniakoplossing van ammonium-35 carbamaat.

Met verwijzing naar fig. 1 kan worden gesteld dat aan een kolom 1 voor de synthese van ureum ammoniak wordt toegevoerd via leiding 2, kooldioxide via leiding 3 en gerecireuleerde stroom waterige ammoniak- 8204601 .....: 1 ' ......... * , « . .....:r .: ., -9- 22861/Vk/mb oplossing van anmoniumcarbamaat via leiding 4. De synthese van ureum wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 160 tot 230 °C, onder een druk van 130 tot 280 ata en bij een molaire verhouding van ammoniak tot kooldioxide variërend van respectievelijk 3,4:1 tot 6:1. Onder deze orastan-5 digheden is de omzetting van kooldioxide tot ureum gelijk aan 50-80?.

üit kolom 1 wordt reactiemengsel (aangegeven als de smelt van bereid ureum) met ammoniak, kooldioxide, ureum en water gesmoord tot een druk van 60 tot 120 ata en toegevoerd via leiding 5 aan een adiabatische scheidingskolora 6. In deze soheidingskolom onder adiaba-10 tisohe omstandigheden wordt een gasstroom afgescheiden van de smelt, welke gasstroom in hoofdzaak bestaat uit ammoniak met een mengsel van kooldioxide en waterdamp. Deze bewerking maakt het mogelijk om de verhouding tussen ammoniak en kooldioxide in de resterende oplossing te verlagen, waardoor een effectieve daarop volgende destillatie mogelijk 15 is in een. stroom kooldioxide en condensatie van de verkregen gassen met een maximale graad voor gebruik aan condensatiewarmte.

De oplossing uit de soheidingskolom 6 via leiding 7 wordt toegevoerd zonder drukverandering aan een destillatiekolom 8 van de eerste trap, waarbij ook een deel vers kooldioxide wordt toegevoerd 20 via leiding 9. Be destillatiegassen uit de destillatiekolom 8 worden via leiding 10 toegevoerd aas een koeler-absorptiekolom 11 van de eerste zone werkende onder een druk van 60-120 ata. Ook wordt hieraan via leiding 12 een waterige ammoniakoplossing toegevoerd\an 'ammonium-oarbamaat uit de koeler-absorptiekolom 13. In de koeler-absorptie-25 kolom 11, bij een overmaat aan kooldioxide in de gasfase, heeft een partiële condensatie-absorptie plaats van de gassen bij de temperatuur die maximaal is voor deze werkwijze.

Uit de koeler-absorptiekolom 11 wordt het gas-vloeistofïnengsel via leiding 14 toegevoerd aas een koeler-absorptiekolom 15 van de tweede 30 bewerking onder een druk die gelegen is tussen 60 en 120 ata, waaraan ook de gassen worden toegevoerd uit soheidingskolom 6 via leiding 16.

I .!! -in . . ........... .......I .* ;

In een koeler-absorptiekolom 15 wordt door de aanwezigheid van ammoniak in de gassen omstandigheden herkregen voor een volledigere condensatie-absorptie van deze gassen. De absorptie-condensatiewarmte in de koeler-35 absorptiekolommen 11 en 15 wordt gebruikt als ..damp die vervolgens wordt toegepast in de daarop volgehde destillatietrappen, dehydratie en dergelijke. De waterige ammoniatoplossing van ammoniumcarbamaat uit de koeler-absorptiekolom 15 wordt via leiding 17 toegevoerd aan een menger 8204601 ^ . uA: .

-10- 22861/Vk/fflb 1 * — * ^ 18 die werkt onder een druk van 60-120 ata, waarin deze wordt gemengd met vloeibare ammoniak die wordt toegevoerd via leiding 19 en gerecirculeerd naar kolom 1 voor de synthese via leiding 4.

De waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat uit des-5 tillatiekolom 8 wordt via leiding 20 toegevoerd aan een destillatiekolom 21 van de tweede trap die werkt bij een druk van 16 tot 25 ata. De ureum-oplossing die wordt verkregen bij de destillatiekolom 21 en die rest-hoeveelheden ammoniak en kooldioxide bevat wordt via leiding 22 toegevoerd aan destillatiekolom 23 van de derde trap. De gassen uit de destillatie-10 kolom 21 worden via leiding 24 toegevoerd aan de koeler-absorptiekolom 13, waaraan via leiding 25 ook de gassen worden toegevoerd uit de koeler-absorptiekolom 15. De' waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat, verkregen uit de koeler-absorptiekolom 13 wordt via leiding 12 toegevoerd aan de koeler-absorptiekolom 11 van de eerste zone.

15 In de destillatiekolom 23 wordt de waterige oplossing van ureum onder een druk van 2-5 ata vrijgemaakt van resterende hoeveelheden ammoniak en kooldioxide en via leiding 26 toegevoerd aan de dehydratie-trap met de daaropvolgende vorming van een vast produkt, welke bewerking niet verder is aangegeven. De destillatiegassen uit de derde trap van 20 de destillatie 23 worden via leiding 27 toegevoerd aan een koeler-absorptiekolom 28, waaraan water wordt toegevoerd via leiding 29 en de niet gecondenseerde gassen uit de koeler-absorptiekolom 13 worden toegevoerd via leiding 30. De waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat, verkregen in de koeler-absorptiekolom 28 wordt toegevoerd aan de koeler-absorptie-25 kolom 13 via leiding 31. De gassen (inerte onzuiverheden) die niet worden gecondenseerd in de koeler-absorptiekolom 28 worden gespuid in de atmosfeer via leiding 32.

Bij de bovenbeschreven werkwijze wordt een hoog gebruiksrende-ment verkregen van de warmte die vrijkomt bij de condensatie-absorptie van 30 de gassen van de destillatie bij de eerste trap bij een hoge temperatuur, waarbij gelijktijdig een hoge mate van flexibiliteit wordt verzekerd voor het uitvoeren van de werkwijze.

In de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in fig. 2, wordt evenals in de eerste uitvoeringsvorm beschreven, de synthese van ureum uitge-35 voerd in' kolom 1 onder een druk van 130-280 ata bij een temperatuur van 160-230 °C en bij een molaire verhouding van ammoniak tot kooldioxide, die respectievelijk gelijk is aan 3,4-6,0:1. Aan kolom 1 wordt ammoniak toegevoerd via leiding 2, kooldioxide via leiding 3 en de gerecycleerde 8204601 "" ................................................ ..................... ‘ ......... r ||Γ . ....... ........................................................... ' » ί .??' Γ'.:'· ... ""ψ· * « -11- 22861/Vk/mb waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat via leiding 4. De smelt van het bereide ureum in kolom 1 wordt gesmoord en afgevoerd via leiding 5 naar een ediabatissche scheidingsinrichting 6, waar deze wordt onderwielen aan een adiabatisehe scheiding onder een druk tussen 5 60 en 120 a&a. De oplossing na scheiding wordt toegevoerd via leiding 7 aan de eerste trap destillatiekolom 8 die werkt onder een druk van 60-120 ata.r Aan destillatiekolom 8 wordt ook kooldioxide toegevoerd via leiding 9 als atripmiddal.

Se gassen uit de destillatiekolom 8 worden via leiding 10 10 toegevoerd aan öen eerste zö|ie koeler-absorptiekolom 11 die werkt onder een druk van 60-120 ata. Aan de koeler-absorptiekolom 11 wordt ook via leiding 12 een waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat toegevoerd, bereid in een koeler-absorptiekolom 13 en via leiding 16 worden gassen toegevoerd verkregen in schelder 6. Het gas-vloeistof-15 mengsel uit de koeler-absorptiekolom 11 wordt via leiding 14 toegevoerd aan een koeler-absorptiekolom 15 van de tweede zone, waarin na toevoeging van water via leiding || de werkwijze wordt beëindigd met de vorming van een waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat die wordt ge-recirculeerd via leiding 4 naar de aynthesekolom 1.

20 De waterige ammoniakoplossing van ureum en ammoniumcarbamaat die wordt afgevoerd uit kolom 8 via leiding 20 wordt toegevoerd aan destillatiekolom 21 van de tweede trap die werkt onder een druk van 2-5 ata. Uit destillatiekolom 21 wordt de waterige oplossing van ureum die nagenoeg vrij is van NH^ en COg via leiding 26 toegevoerd aan de 25 dehydreringsbewerking en verdere· bewerking zodat een vast produkt wordt verkregen. Üe gasfase uit destillatiekolom 21 wordt toegevoerd via leiding 24 afin een koel-absorptiekolom 13, waaraan vloeibare ammoniak wordt toegeVoerd via leiding 19 en water via leiding 29 ten einde een volledige condensatie-absorptie te verkrijgen. Deze componenten worden 30 in zodanige hoeveelheden toegevoerd dat de waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat, die wordt gevormd in de koeler-absorptiekolom 13 en gerecirculeerd via leiding 12 naar de koeler-absorptiekolom 11 28-32? COg en 31-35? NH^ bevat. Ook wordt aan de koeler-absorptiekolom 13 via leiding 25 gassen toegefoerd die niet zijn gecondenseerd in de 35 koeler-absorptiekolom 15. Inerte gassen uit de koeler-absorptiekolom 13 die nagenoeg vrij zijn van NH^ en C02 worden in de atmosfeer gespuid via leiding 32. -

Volgens deze werkwijze wordt de condensatie-absorptiewarmte 820.4 &01 j.

* ^ β ^ -12- 22861/Vk/rab van de gassen uit de eerste trap van de destillatie verkregen in hoge mate gebruikt, vergelijkbaar met de werkwijze zoals beschreven in fig. 1, maar met een kleiner aantal bewerkingstrappen.

Volgens fig. 3 wordt de smelt van ureum verkregen in kolom 1 5 onder een druk van 130-280 ata en bij een temperatuur van 160-230 °C, bij een molaire verhouding van ammoniak tot kooldioxide van respectievelijk 3,4 tot 6,0:1 verkregen. Ammoniak en kooldioxide worden toegevoerd via de leiding 2 en 3. Ook wordt aan de synthesekolom 1. via leiding 4 een -waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat toegevoerd. De 10 smelt van het bereide ureum, die wordt afgevoerd uit kolom 1 via leiding 5 wordt gesmoord en onderworpen aan een adiabatische scheiding in kolom 6 onder een druk tussen 60 en 120 ata. De oplossing uit scheidingskolom 6 wordt toegevoerd via leiding 7 aan destillatiekolom 8 van de eerste trap, waarbij onder dezelfde druk als in de scheidingskolom 6 de destil- 15 latie wordt uitgevoerd in een gasstroom die in hoofdzaak kooldioxide bevat en deze wordt toegevoerd via leiding 9.

De gasstroom 16 uit scheidingskolom 6 en gasstroom 10 uit destillatiekolom 8 worden toegevoerd aan een koeler-absorptiekolom 11 onder een druk van 60-120 ata. In de koeler-absorptiekolom 11 wordt via 20 leiding 12 een waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat toegevoerd uit koeler-absorptiekolom 13. De waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat uit de koeler-absorptiekolom 11 wordt via leiding 4 gerecirculeerd naar kolom 1. In deze figuur is slechts één koeler-absorptiekolom 11 weergegeven voor de condensatie-absorptie van de 25 gassen uit de eerste trapsdestillatie, hoewel het duidelijk zal zijn dat deze werkwijze ook kan worden uitgevoerd in twee in serie met elkaar verbonden condensatie-absorptiekolommen 11 en 15 op een wijze zoals weergegeven in de fig. 1 en 2.

De oplossing uit de destillatiekolom 8 van de eerste trap 30 wordt gesmoord tot een druk van 30-60 ata en toegevoerd via leiding 20 aan een additionele scheidingskolom. 34 waarin een additionele scheiding van gas en vloeistof wordt uitgevoerd al of niet met verwarming. De oplossing uit de scheidingskolom 34 wordt via leiding 35 toegevoerd aan een tweede traps destillatiekolom 21 die werkt onder een lage druk te 35 weten een druk van 2 tot 5 ata, waarbij de waterige oplossing van ureum wordt gescheiden zodat resterende hoeveelheden ammoniak en kooldioxide worden gescheiden. De oplossing wordt toegevoerd via leiding 26 aan de dehydreringsbewerking en verdere bewerkingen ter verkrijging van een vast 8204601 -13- 22861/Vk/mb .....................1 ............;·:ί’: · ;..............................(i(...............^ ................^.....................................

produkt, terwijl de gassen via leiding 24 worden toegevoerd aan de koeler-absorptiekolom 13 ter vorming van een waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat, die via leiding 12 wordt toegevoerd aan de koeler-absorptiekolom 11. Ook worden aan de koeler-absorptiekolom 13 gassen 5 toegevoerd uit de koeler-absorptiekolom 11 via leiding 25 en water via leiding 29. Inerte gassen uif de koeler-absorptiekolom 13 worden in de atmosfeer gespuid via leiding 32.

0it scheidingskolom 34 wordt de gasstroom afgevoerd via leiding 36 en in contact gebracht met een jet-type apparaat 37 met een 10 stroom kooldioxide met een druk van 200 tot 250 ata en toegevoerd via leiding 38. De gemengde gasstroom uit de jet-apparatuur 37 wordt af gevoerd via leiding 9 in de eerste traps destillatiekolom 38. Dankzij de additionele scheiding van de oplossing in separator 34 (al of niet met verwarmen) onder een druk van 30-60 ata en recirculeren van de .''ShS' "· }. - -I/ 15 teruggewonnen gassen naar de eerste destillatietrap wordt de hoeveelheid gassen van de tweede traps destillatie verminderd met een hoeveelheid van ongeveer een factor 1,1 tot 1,5.

Deze werkwijze is ;een modificatie van de werkwijze beschreven in fig. 2, hoewel het duidelijk zal zijn dat de werkwijze beschreven 20 met betrekking tot fig. 1 op eenzelfde wijze kan worden gemodificeerd.

Deze modificatie verzekert een additionele verlaging van het energieverbruik wanneer wordt gewerkt onder de vermelde omstandigheden in de inrichting zoals vermeld, waarbij de totale hoeveelheid kooldioxide waarvan wordt uitgegaan wordt samehgeperst tot een druk waarbij ureum 25 wordt bereid.

Volgens de werkwijze die is weergegeven in fig. 4 wordt aan de synthesekolom 1 ammoniak toegevoerd via leiding 2, kooldioxide via leiding 3 en de gerecirculeerde waterige ammoniakoplossing van ammonium-carbamaat via leiding 4, De smelt van de bereide ureum, gevormd bij een 30 temperatuur tussen 160 en 230 °C onder een druk van 130 tot 280 ata wordt afgevoerd via leiding 5 en gesmoord tot een druk van 100 tot 215 ata en toegevoerd aan de adiabatische scheidingsinstallatie 6. De oplossing uit de scheidingskolom 6 wordt via leiding 7 toegevoerd aan een eerste traps destillatiekolom 8, waarbij de destillatie wordt uitgevoerd onder 35 een druk van 60 tot 120 ata in een stroom van kooldioxide die wordt toegevoerd via leiding 9. De gassen uit de destillatiekolom 8 worden via leiding 10 en een deel van de gassen uit scheidingskolora 6 via leiding 16 toegevoerd aan de koeler-absorptiekolom 11, waarbij deze 8204601 -14- 22861/Vk/mb ’ k * + worden onderworpen aan een condensatie-absorptie onder een druk van 60-120 ata onder toevoeging van een waterige oplossing van ammoniumcarbamaat, toegevoerd via leiding 12 uit de koeler-absorptiekolom 13.

De waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat, gevormd in de 5 condensatie-absorptiekolom 11 wordt samengeperst tot de druk van 170-300 ata en toegevoerd via leiding 39 aan een jet-type apparatuur 40, waarin deze in contact wordt gebracht met de resterende hoeveelheid aan gassen uit scheidingskolom 6, toegevoerd via leiding 41. De gemengde stroom via leiding 4 wordt toegevoerd aan synthesekolom 1. De 10 oplosèing uit de destillatiekolom 8 en de gassen uit de koeler-absorptiekolom 11 worden onderworpen aan een verdere bewerking in de tweede traps destillatiekolom 21 en koèler-absorptiekolom 13 op een wijze zoals beschreven in het schema van fig. 3.

Op dezelfde wijze als beschreven in verband met fig. 3 kan 15 deze werkwijze een modificatie ondergaan zoals aangegeven met betrekking tot fig. 2, hoewel het duidelijk zal zijn dat de werkwijze beschreven met betrekking tot fig. 1 ook in eenzelfde wijze kan worden gemodificeerd. Deze modificatie verzekert een additionele verlaging van het energieverbruik, waarbij de toegepaste apparatuur het mogelijk 20 maakt om de gerecirculeerde waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat te brengen op een druk van 170 tot 300 ata.

Verdere voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding zullen nader worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

25 In fig. 1 werd aan kolom 1 waarin een temperatuur heerste van 200 °C en een druk van 250 ata via leiding 2 ammoniak toegevoerd in een hoeveelheid van 64.802 kg/uur en via leiding 3, C02 in een hoeveelheid van 14.311 kg/uur en via leiding 4 een waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat (37,8/6 C02, 52$ NH^ en 10,2% H20) in een hoeveel-30 heid van 119.821 kg/uur uit menger 18, waarbij de molaire verhouding tussen ΝΗ^ en C02 gelijk was aan 5,5:1. De af'te voeren smelt uit kolom 1 via leiding 5, in een hoeveelheid van 198.934 kg/uur (45,855 NH^, 6,656 C02, 31,9% C0(NH2)2 en 15,7% HgO) werd gesmoord tot een druk van 90 ata en toegevoerd aan separator 6, waarin het mengsel werd onder-, 35 worpen aan een adiabatische scheiding onder een druk van 90 ata. De oplossing uit separator 6,(in een hoeveelheid van 143.829 kg/uur ( 25,156 NH3, 9,156 C02, 44, 156 C0(NH2)2 en 21,756 HgO) werd via leiding 7 'toegevoerd aan de eerste traps destillatiekolom 8 onder een druk van 8204601

• » ..... ' %. W

-15- 22861/Vk/mb 90 ata en bij een temperatuur van 160 °C,onderworpen aan een destillatie in een COg-stroom die werd toegevoerd via leiding 9 in een hoeveelheid van 32.200 kg/uur. De oplossing uit destillatiekolom 8 in een hoeveelheid van 114.248 kg/uur (7,5% NH3, 9,6? C02, 55,6% C0(NH2)2 en 27,3? HgO) 5 werd toegevoerd via leiding 20 aan de destillatiekolommen 21 en 23 en vervolgens aan de dehydratiebewerking. De gassen uit de destillatiekolom 8 in een hoeveelheid van 61.781 kg/uur (55,5% C02 en 44,5? NH^) werden via leiding 10 toegevoerd aan Se koeler-absorptiekolom 11 van de eerste Zone, werkende onder een druk van 90 ata. Ook werd hieraan toegevoegd 10 een oplossing van ammoniumcarbamaat in een hoeveelheid van 34.877 kg/uur (33,4? ΝΗ^, 31,6% C0g en 35? HgO) uit de koeler-absorptiekolom 13 via leiding 12. Het gas-vloeistofmengsel uit de koeler-absorptiekolom 11 evenals de gassen yit de separator 6 (55.105 kg/uur, ongeveer 100? NH^) werden respectievelijk via de leidingen 14 en 16 toegevoerd aan de 15 koeler-absorptiekolom 15 van de tweede zone. De absorptie-condensatie-warmte In de absorptie-koelerkolommen 11 en 15 werd gebruikt als damp die vervolgens weiM toegepast in de daarop volgende trappen van de destillatie, verdamping en dergelijke. De niet-gecondenseerde gassen uit de koeler-absorptiekolom 15 in een hoeveelheid van 48.692 kg/uur 20 (ongeveer 100? NH^) werden via leiding 25 toegevoerd aan de condensatie-absorptiekolom 13, waaraan ook de gassen uit destillatiekolom 21 werden toegevoerd. De oplossing uit de absorptie-koeler 15 in een hoeveelheid van 103.071 k^uur (|4,2ί NH3, 44ί C02 en 11,851 HgO) werd via leiding 17 toegevoerd aan menger 18 die werkte onder een druk van 90 ata, waarin 25 deze werd gemengd met 16.750 kg/uur vloeibare ammoniak toegevoerd via leiding 19. Uit menger 18 werd 119.821 kg/uur oplossing gerecirculeerd naar de synthesekolom 1 via leiding 4. Door de werkwijze volgens de uitvinding kon e^ vermindering aan energieverbruik worden verkregen van 0,3 tot 0,35 Gcal (pér ton urepi) in vergelijking met de meest effectieve 30 werkwijzen zoals tot nu toe bekend.

Voorbeeld XI

Aai de synthesekolom 1 zoals weergegeven in fig. 2, waarbij een temperatuur werd gehandhaafd van 200 °C en een druk van 250 ata, werd via leiding 2 toegevoerd 32.228 kg/uur NH3, via leiding 3 werd 35 15.986 kg/uur CO2 en via leiding 4 werd 131.833 kg/uur oplossing van ammoniumcarbamaat (35,7% C02, 49,4? NH3 en 14,9? H20) uit de koeler-absorptiekolom 15 (niet een molaire verhouding NH3:C02 van 4,0) toegevoerd.

De smelt die werd afgevoerd uit kolom 1 via leiding 5, in een hoeveel- 8204601 -16- 22861/Vk/mb ' t -/ ' heid van 180.051 kg/uur (9,536 C02, 34,3? NH^, 34,86 C0(NH2)2 en 21,4%

HgO) werd gesmoord tot een druk van 90 ata en toegevoerd aan scheidings-kolom 6, waarin onder adiabatische omstandigheden de scheiding werd uitgevoerd onder een druk van 90 ata. De oplossing uit de scheidings-5 kolom 6 in een hoeveelheid van 153.586 kg/uur (11,1 % CO2, 23$ NH^, 25,1% HgO en 40,8 COiNHg)^) werd toegevoerd via leiding 7 aan de eerste traps destillatiekolom 8, waarin onder dezelfde druk en bij een temperatuur van 165-175 °C een destillatie werd uitgevoerd waarbij een C02-stroom werd toegevoerd via leiding 9 in een hoeveelheid van 30.000 kg/uur. De op-10 lossing uit destillatiekolom 8 in een hoeveelheid van 114.013 kg/uur (9% C02, 7? NH3, 55% C0(NH2)2 en 29* HgO) werd via leiding 20 toegevoerd aan destillatiekolom 21 van de tweede trap, waarin een destillatie werd uitgevoerd onder de druk van 3,5 ata. Uit destillatiekolom 21 werd 93.313 kg/uur ureum afgevoerd (0,95? C02, 0,75? NH3, 67,3? C0(NH2)2 en 15 31? HgO) via leiding 26 naar de indamping. De gassen uit separator 6 in een hoeveelheid van 26.461 kg/uur (ongeveer 100? NH3) en de gassen uit de destillatiekolom 8 werden via leidingen 16 en 10 toegevoerd aan de condensatie-absorptiekolom 11 van de eerste zone, waaraan via leiding 12 ook 34.203 kg/uur oplossing uit de koeler-absorptiekolom 13 (30? C02, 20 33? NH3, 37? HgO) werd toegevoerd. Uit de koeler-absorptiekolom 11 werd 130.237 kg/uur gas-vloeistoftaengsel (36,1? COg, 50? NH3 en 13,9? H20) toegevoerd via leiding 14 aan de koeler-absorptiekolom 15 van de tweede zone, waarin ook water werd toegevoerd in een hoeveelheid van 1.596 kg/ uur via leiding 33. De gassen uit de koeler-absorptiekolom 15 via 25 leiding 25 en de gassen uit de tweede traps destillatiekolom 21 werden via leiding 24 toegevoerd aan de tweede traps koeler-absorptiekolom 13.

Om een volledige condensatie te verzekeren van de gassen in de koeler-absorptiekolom 13 werd ook vloeibare ammoniak in een hoeveelheid van 3.306 kg/uur via leiding 19 en water in een hoeveelheid van 8.606 kg/uur 30 via leiding 29 toegevoerd. De gassen uit de condensatie-absorptiekolom 13 werden via leiding 32 in de atmosfeer gespuid. De werking die werd verkregen met de bovenbeschreven werkwijze 'is vergelijkbaar als die met de werkwijze beschreven in voorbeeld I.

Voorbeeld III

35 Volgens het schema vermeld in fig. 3 werd aan de synthesekolom 1, waarin een temperatuur werd gehandhaafd van 200 °C en een druk van 250 ata toegevoerd vloeibare ammoniak in een hoeveelheid van 30.599 kg/uur via leiding 2, gasvormig kooldioxide in een hoeveelheid van 32.199 kg/uur 3204601 ......'’V' -17- 22861 A'k/nb via leiding 3 en de oplossing van ammoniumcarbamaat (68,573 kg/uur ammoniak, 41.637 kg/uur kooldioxide en 20.819 kg/uur water) uit de koeler-absorptie-I kolom 11,Jmolaire verhouding IfHjiCOg = 3,5). De smelt, afgevoerd uit de synthesekolom 1 via leiding 5 (62.606 kg/uur ureum, 63.381 kg/uur 5 ammoniak, 28.105 kg/uur kooldioxide en 39.735 kg/uur water) werd gesmoord tot een druk van 90 ata en toegevoerd aan scheidingskolom 6, waarin onder een druk van 90 ata het mengsel werd onderworpen aan een adiabatische scheiding. De oplossing uit separator 6 (62.606 kg/uur ureum, 35.389 kg/ uur ammoniak, 19.503 kg/uur kooldioxide en 39.636 kg/uur water) werd 10 toegevoerd via leiding 7 aan destillatiekolom 8 van de eerste trap, waarin de werkwijze werd uitgevoerd onder dezelfde druk en bij dezelfde temperatuur van 160 °C onder een stroom gasmengsel met in hoofdzaak C02, toegevoerd via leiding 9. De oplossing uit destillatiekolom 8 (62.606 kg/ uur ureum, 10.4½ kg/uur ammoniak, 10.306 kg/uur kooldioxide en 15 33.209 kg/uur water) werd gesjteoord tot een druk van 60 ata en via lei ding 20 toegévoerd aan eepara&or 34, waarbij de temperatuur werd gehandhaafd op 170 °C. Uit separator 34 werd de oplossing (62.606 kg/uur ureum, 8.016 kg/uur ammoniak, 8.760 kg/uur kooldioxide en 32.768 kg/uur water) toegevoerd via leiding 35 aan de tweede trap3 destillatiekolom 21.

20 De gassen toegevoerd aan separator 34 (2.429 kg/uur ammoniak, 1.546 kg/uur kooldioxide en 441 kg/uur water) werden afgevoerd via leiding 36 naar de jet-type apparatuur 37 waar ze in contact werden gebracht met vers gasvormig kooldioxide (13.800 kg/uur CO2) toegevoerd via leiding 38. De gemengde stroom (2.429 kg/uur ammoniak, 15.346 kg/uur kooldioxide 25 en 441 kg/uur water) uit inrichting 37 werd toegevoerd via leiding 9 aan destillatiekolom 8. De gasstroom uit separator 6 (27.955 kg/uur ammoniak, 8.187 kg/uur kooldioxide) en de gasstroom uit destillatiekolom 8 (27.373 kg/uur ammoniak, 24,543 kg/uur kooldioxide en 6.868 kg/uur water) werd respectievelijk via leidingen 16 en 10 toegevoerd aan de koeler-30 absorptiekolom 11, waarbij via leiding 12 ook de oplossing van ammoniumcarbamaat (13.272 kg/uur ammoniak, 8.507 kg/uur kooldioxide en 13.951 kg/ uur water): werd toegévoerd ukt de koeler-absorptiekolom 13. De gassen uit de koeler-absorptiekolom 11 (627 kg/uur ammoniak) werden via leiding 25 toegevoerd aiöi de koeler-absorptiekolom 13. De oplossing van ammonium-35 carbarnaat uit de koeler-absorptiekolom 11 werd via leiding 4 gerecirculeerd naar de synthesekolom 1.

Door het gebruik van de additionele scheidingstechniek en menging met de stroom 36 en stroom 38 werd een verdere verlaging van de 8204601 3 “ i- -18- 22861/Vk/mb vereiste energie bereikt, hetgeen resulteert in een winning van 0,05 Goal per ton ureum, in vergelijking met de werkwijze zoals beschreven in de voorbeelden I en II.

Voorbeeld IV

5 Volgens de werkwijze die schematisch is weergegeven in fig.4 werd aan de synthesekolom, waarbij een temperatuur werd gehandhaafd van 195 °C en een druk van 220 ata, via leiding 2 toegevoerd 35.500 kg/uur ammoniak als vloeistof bij een temperatuur van 124 °C, via leiding 3, 34.000 kg/uur kooldioxide en 355 kg/uur inerte stoffen met een tempera-10 tuur van 160 °C en via leiding 4, 128.395 kg/uur gereeirculeerde oplossing met ammoniumcarbamaat (66.600 kg/uur ammoniak, 41.700 kg/uur kooldioxide, 19.900 kg/uur water en 195 kg/uur inerte stoffen). De molaire verhouding NH^iCOg = 3,5. De synthesesmelt werd afgevoerd uit kolom 1 via leiding 5 in een hoeveelheid van 62.500 kg/uur ureum, 66.683 kg/uur 15 ammoniak, 29.867 kg/uur kooldioxide, 38.650 kg/uur water en 550 kg/uur inerte stoffen, welke smelt werd gesmoord tot een druk van 100 ata en toegevoegd aan scheidingskolom 6. Uit scheidingskolom 6, gehouden op een temperatuur van 160 °C werd de oplossing van 62.500 kg/uur ureum, 57.948 kg/uur ammoniak, 28.752 kg/uur kooldioxide, 36.720 kg/uur water 20 en 300 kg/uur inerte stoffen) gesmoord tot een druk van 90 ata en via leiding 7 toegevoerd aan destillatiekolom 8 voor een destillatie onder een druk van 90 ata in een kooldioxidestroom en verder aan destillatiekolom 21 voor een destillatie onder een druk van 2 tot 5 ata en verwekking tot een vast produkt. Een deel van de gassen afgevoerd uit 25 separator 6 werd via leiding 16 (1.920 kg/uur ammoniak, 245 kg/uur kooldioxide, 425 kg/uur water en 55 kg/uur inerte stoffen) toegevoerd aan de koeler-absorptiekolom 11, waarbij een condensatie-absorptie werd uitgevoerd van de destillatiegassen uit destillatiekolom 8.

Een ander deel van de gassen uit scheidingskolom 6 (6.815 kg/ 30 uur ammoniak, 870 kg/uur kooldioxide, 1.505 kg/uur water en 195 kg/uur inerte stoffen) werd via leiding 41 toegevoerd aan een jet-apparaat 40 om in .contact te komen met de stroom gereeirculeerde oplossing van ammoniumcarbamaat (59.785 kg/uur ammoniak, 40.830 kg/uur kooldioxide en 18.395 kg/uur water) toegevoerd uit de condensatie-absorptiekolom 11 35 via leiding 39 met een temperatuur van 130 °C en samengeperst tot een druk van 300 ata. De gecombineerde stroom uit de jet-type apparatuur 40 werd toegevoerd aan de synthesekolom 1 via leiding 4.

Door de techniek om de stromen 39 en 41 met elkaar in 8204601 4 ' ν .......................%·......... .................... " . ΐ » ν..'"·,:·'"" ''ί· ' -19- 22861 Ak/mb contact te doen komen werd een verdere vermindering van het energieverbruik verkregen van 0,05 Gdal per ton ureum in vergelijking met de energiewinst verkregen in df voorbeelden I en II.

Voorbeeld V

5 De werkwijze werd uitgevoerd met de apparatuur zoals vermeld in fig. 4 op eenzelfde wijze als beschreven in voorbeeld IV, met de volgende veranderingen.

Aan de synthesekolom 1 werd via leiding 4 toegevoerd 68,400 kg/uur ammoniak, 43.033 kg/uur kooldioxide, 39.150 kg/uur water 10 en 550 kg/uur inerte stoffen (molaire verhouding NHgjCOg = 3,5). De smelt uit de synthesekolom werd gesmoord tot een druk van 190 ata. De oplossing die werd toegevoerd via leiding 7 bevatte 62,500 kg/uur ureum, 58.358 kg/uur ammoniak, 30.640 kg/uur kooldioxide, 38.185 kg/uur water en 320 kg/uur inerte stoffen. De gasstroom die werd afgevoerd uit 15 separator. 6 naar de koeler-absorptiekolora 11 via leiding 16 bevatte 680 kg/uur ammoniak, 85 kg/uur kooldioxide, 150 kg/uur water en 35 kg/uur inerte stoffen, terwijl de stroom werd toegevoerd aan de jet-type apparatuur 40 via leiding 41 en deze bevatte 3.760 kg/uur ammoniak, 475 kg/uur kooldioxide, 815 |tg/uur water en 195 kg/uur inerte stoffen.

20 De oplossing van ammoniumcarbamaat (64.640 kg/uur ammoniak, 42.558 kg/uur kooldioxide en 19.585 kg/uur water) uit de koeler-absorptiekolom 11 werd toegevoerd San de jet-type apparatuur 40 via leiding 39 bij een druk van 240 ata,

De verkregen werking is vergelijkbaar met die verkregen in 25 voorbeeld IV.

Dg werkwijze werd gitgevoerd met een inrichting zoals weergegeven in flg. 4, op eenzelfde wijze als beschreven in voorbeeld IV, maar met de volgspade- vereohilpuntpi.

30 Aan de synthesekolom 1 werd via leiding 4 een gerecirculeerde stroom toegevoerd van 68.435 kg/uur ammoniak, 44.348 kg/uur kooldioxide, 24.110 kg/uur water en 195 kg/uur inerte stoffen (molaire verhouding NH^iCO^ s 3,4). De synthesesmelt (62.500 kg/uur ureum, 58.423 kg/uur ammoniak, 32.515 kg/uur kooldioxide, 42.860 kg/uur water en 550 kg/uur 35 inerte stoffen) werd gesmoord tot een druk van 215 ata. De oplossing toegevoerd via leiding 7 bevatte 62.500 kg/uur ureum, 54.203 kg/uur ammoniak,,3^,98¾ kg/uur kooldioxide, 41.945 kg/uur water en 330 kg/uur inerte atoffW. jfrè gasstroom afgevoerd uit seheidingskolom 6 in koeler- 82141¾ 'i ’ v » -20- 22861/Vk/mb absorptiekolom 11 via leiding 16 bevatte 480 kg/uur ammoniak, 60 kg/uur kooldioxide, 105 kg/uur water en 25 kg/uur inerte stoffen, terwijl de stroom toegevoerd aan de jet-type apparatuur 40 via leiding 41,3.740 kg/ uur ammoniak, 470 kg/uur kooldioxide, 810 kg/uur water en 195 kg/uur 5 inerte stoffen bevatte. De oplossing van ammoniumcarbamaat (64.695 kg/uur ammoniak, 43.878 kg/uur kooldioxide en 23.300 kg/uur water) werd afgevoerd uit de koeler-absorptiekolom 1V naar apparaat 40 via leiding 39 onder een druk van 225 ata. De verkregen werking met deze uitvoeringsvorm is gelijk aan die zoals vermeld in voorbeeld IV.

10 1 Voorbeeld VII

De werkwijze werd uitgevoerd met behulp van apparatuur zoals weergegeven in fig. 4 en op een wijze vergelijkbaar met die beschreven in voorbeeld IV, met uitzondering van de volgende wijzigingen. In de synthesekolom 1 werd een druk gehandhaafd van 150 ata. De gasstroom uit 15 scheidingskolom 6 werd onder een druk van 100 ata toegevoerd via leiding 41 voor een contact in de jet-type apparatuur 40 met een oplossing van ammoniumcarbamaat, toegevoerd uit de koeler-absorptiekolom 11 via leiding 39 onder een druk van 170 ata. De aldus verkregen werking was gelijk aan die beschreven in voorbeeld IV.

20 Zodoende kan een combinatie van parameters voor de werkwijze voor de synthese van ureum worden verkregen op basis van de principes van rangschikking van destillatie-apparatuur volgens de uitvinding, waardoor het mogelijk wordt om een aanzienlijke vermindering van het energieverbruik te bewerkstelligen voor de onderhavige werkwijze in 25 vergelijking met bekende werkwijzen.

Zodoende wordt volgens de uitvinding een werkwijze verkregen voor het bereiden van ureum uit ammoniak en kooldioxide. De synthese van ureum heeft plaats bij verhoogde temperatuur en druk terwijl tijdens de synthese de uitgangsverhouding wordt gehandhaafd tussen ammoniak en 30 kooldioxide binnen het gebied van respectievelijk 3,4 tot 6:1. De verkregen smelt van de bereide ureum wordt gesmoord tot een druk van 60-215 ata en onderworpen bij deze druk aan een adiabatische scheiding. De vloeistof na de adiabatische scheiding wordt onderworpen aan een eerste destillatie waarbij in hoofdzaak een kooldioxidestroom wordt toegevoerd onder 35 een druk van 60-120 ata, onder condensatie-absorptie van het verkregen gas in de twee achtereenvolgende zones. Het gas na de adiabatische scheiding wordt toegevoerd aan een van deze zones of een deel van dit gas wordt onderworpen aan een contact met de gerecirculeerde oplossing 8204601 ,. ·ΊΙΝ,. . , ΓΤ--- V' wi'.;: . .... .If 'ψ *

7 > » 'V

-21- 22861/Vk/mb van ammoniumearbamaat. De oplossing na de eerste destillatie wordt onderworpen aan een verdere destillatie van een of twee trappen, en wel direkt of na een additionele scheiding onder een druk van 30-60 atmosfeer, Gewonnen gassen na de additionele scheiding worden onderworpen aan 5 een contact met kooldioxide met een druk van 200 tot 250 ata, waarbij de gemengde stroom wordt gerecirculeerd naar de eerste destillatietrap.

f ·* 8204601 • : ‘ ··=<··

Claims (7)

1. Werkwijze voor het bereiden van ureum door a) synthese van ureum uit ammoniak en kooldioxide bij een 5 temperatuur tussen 160 en 230 °C onder een druk van 130-280 ata met de vorming van een smelt van bereide ureum, b) destillatie van de smelt van bereide ureum na verwarmen bij ten minste twee trappen van achtereenvolgende verlaging van de druk met de vorming van een waterige oplossing van ureum en gasstromen die 10 elk ammoniak, kooldioxide en waterdamp bevatten, welke destillatie van de smelt van het bereide ureum in ten minste een druktrap wordt uitgevoerd in een stroom kooldioxide, c) condensatie-absorptie van de gasstromen, afgescheiden in alle destillatietrappen na contact met waterige absorptiemiddelen 15 tot de vorming van waterige ammoniakoplossingen van ammoniumcarbamaat, d) recirculeren van de waterige ammoniakoplossingen van ammoniumcarbamaat verkregen uit trap c) naar de stap waarureum wordt bereid, e) dehydratie van de ureumoplossingen verkregen bij b) en 20 omzetting van de gedehydrateerde ureum tot een vast produkt, met het kenmerk, dat de bereiding van ureum wordt uitgevoerd bij een molaire verhouding tussen ammoniak en kooldioxide tussen 3,4:1 en 6:1, de verkregen smelt van het bereide ureum direkt na de synthese wordt gesmoord tot een druk van 60-215 ata en onderworpen aan 25 een adiabatische scheiding onder deze druk met de vorming van een vloeistof en een gas, welke vloeistof wordt toegevoerd aan de eerste destillatietrap, terwijl het gas volledig of gedeeltelijk wordt toegevoerd aan de condensatie-absorptie van de gasstroora verkregen uit de eerste destillatietrap.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de adiabatische scheiding van de smelt van de ureumsyntheee en de eerste trap van de vloeistofdestillatie na de adiabatische scheiding wordt uitgevoerd onder nagenoeg dezelfde druk binnen het gebied van 60 tot 120 ata, zodat de eerste destillatietrap wordt uitgevoerd in een stroom kool-35 dioxide.

3. Werkwijze volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat de condensatie-absorptie van de gasstroom, gewonnen uit de eerste destillatietrap wordt uitgevoerd in twee achtereenvolgende zones. 8204601 * Ti— ^ -23- 22861/Vk/mb

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de con-densatie-absorptie van de gaistroom, verkregen uit de eerste destillatie- r v ' · — VwViJ?' -. :f· trap wordt Uitgevoefid, in de eerste zone met een overmaat aan kooldioxide in de gasfaée, iö 4e tweede tone wordt uitgevoerd onder toevoeging van 5 het gas gevcrmd in de adiabatisohe scheiding en de waterige ammoniakoplossing van aidnoniumcarbamaat, verkregen in de tweede zone wordt gemengd met vloedbare ammoniak en gerecirculeerd naar de synthese voor ureum.

5,. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de tweede deptillatietrap wordt,uitgevoerd onder een druk van 2 tot 5 ata, 10 een gasstroöfe wordt verkrege® tijdens de destillatie, onderworpen aan een condensatie-^bsQrptie ter verkrijging van een waterige ammoniakoplossing van ammoniumcarbamaat, deze Oplossing wordt gemengd met ammoniak in een hoeveelheid die noodzakelijk is om de kooldioxideconcentratie te handhaven in deze oplossing binnen het gebied van 28 tot 32? en de ammoniak-15 ooncentratie binnen 31 tot 35? en de verkregen oplossing evenals het gas dat is gevormd bij de adiabatisohe scheiding van de 3melt van de bereide ureum worden toegevoerd aan de eerste zone van de condensatie-absorptie van de gasstroom verkregen uit de eerste, destillatietrap,

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de 20 oplossing na de eerste destillatietrap wordt onderworpen aan een additionele scheiding onder een druk van 30 tot 60 ata en de verkregen gasvormige stroom van ammoniak, kooldioxide en waterdamp wordt in contact gebracht met een stroom gasvormig-kooldioxide met een druk van 200 tot 250 $ta en de gecombineerde stroom wordt gerecirculeerd naar de 25 eerste déstillatïetrap van dé smelt van het bereide ureum.

7. Weekwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de adiabatisohe scheiding van dé smelt van de bereide ureum wordt uitgevoerd onder een druk vmh 100 tot 215 ata en een deel van de gasstroom gevormd bij deze trap wordt in contact gebracht met de gerecirculeerde waterige 30 ammoniakoplossing van ammoniUincarbamaat met een druk van 170 tot 300 ata en de gecombineerde stroom wordt gerecirculeerd naar de synthese van ureum. Eindhoven, november 1982 ”' : ·-:·· ... ;>.**,·>· . ' . ·· ·:- 820460,1 ; , .ï*. , -o-.. 1 1 ^ ^ ^