NO129250B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for, fremstilling. av urinstoff.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av urinstoff, hvor karbondioksyd og ammoniakk omsettes i en reaktor for derved å danne en vandig losning av urinstoff blandet med ammoniumkarbamat, og denne losning under innvirkning av tyngdekraften fores inn i en.entrinns avdrivningsinnretning (stripper), som holdes ved en temperatur på 160 - 250°C og et trykk på 80 - 200 kg/cm for å avdrive ammpniumkarbamatet i nærvær av ammoniakk eller karbondioksyd som avdrivningsmiddel,. og således oppnå en vandig losning av urinstoff som i det vesentlige er fri for ammoniumkarbamat, og kondensering av avdrevet ammoniumkarbonat og resirkulering av det avdrevne og kondenserte ammoniumkarbamat til reaktoren, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at resirkuleringen foregår ved hjelp av sug fra en ejektor eller medriverdyse som er anbragt i tilforselsledningen for den ammoniakk eller det karbondioksyd som tilfores reaktoren.

Det er kjent at fremgangsmåter for fremstilling av urinstoff,.. hvori spaltningen av anmoniumkarbamatet i reaksjonsproduktene som strommer ut fra reaktoren, kan gjennomfores ved hoyt trykk,

endog helt opp tilsyntesetrykket. Denne spaltning gjennomfores ved hjelp av et avdrivningsmiddel som, avhengig av omstendig-

hetene, kan være ammoniakk eller karbondioksyd.

Disse fremgangsmåter frembyr adskillige fordeler sammenlignet

med vanlige fremgangsmåter. Det er en kjensgjerning at mulig-

heten for å anvende tyngdekraften for å resirkulere karbamatet i utlopsstrommen fra syntesesonen til reaktoren under anvendelse av et enkelt isobart system for reaksjonen, spaltningen og kondenseringen av karbamatet, representerer en bemerkelsesverdig forbedring sammenlignet med de vanlige fremgangsmåter som innbefatter kostbare pumpeinnretninger for resirkulering av karbamatet. Når tyngdekraften utnyttes for resirkulering av karbamatet, krever imidlertid disse fremgangsmåter spesielle arrangementer for de forskjellige deler av synteseapparaturen,

nemlig syntesereaktoren, karbamatspalteren og karbamatkondensatoren.

Karbamatkondensatoren må anbringes i en stor hoyde for å få tilstrekkelig trykkhoyde til å kompensere for trykktapene i systemet og for å være istand til å oppnå den nodvendige resirkulasjcn av karbamatopplosningen. Dette blir meget kostbart for store anlegg, idet det kreves meget kraftig utstyr og rorledninger med stor diameter. Innstallasjonen av karbamatkondensatoren i stor hoyde blir således meget kostbar, og i virkeligheten for kostbar til å være praktisk gjennomforbar. Ved disse fremgangsmåter oppstår også problemer med å styre og regulere sirkulasjonen av det karbamat eom skal resirkuleres mens dette lettvint kan gjennomføres i vanlige prosesser ved hjelp av pumpesystemer.

Det er- således et formål med,foreliggende oppfinnelse å frem-skaffe en fremgangsmåte hvorved disse ulemper unngås.

Avdrivningen utfores som nevnt i ett enkelt trinn ved hoyt trykk på fra 80 til 200 kg/cm 2, og ved en temperatur fra 160'til 250°C.

Skjont avdrivningsinnretningen (stripperen) kan ha hvilken som helst plassering i -forhold til reaktoren, er det naturligvis bekvemt å plassere disse enheter slik at avlopsstrommen bestående av den vandige opplosning under tyngdekraftens påvirkning faller fra reaktoren til avdriveren.

En annen fordel ved den foreliggende oppfinnelse er at medrivningen sorger for en grundig blanding av karbamatet med karbondioksydet eller ammoniakken på grunn av den hoye hastighet hvormed karbondioksydet eller ammoniakken trykkes inn i medrivningsinn-retningen (en ejektor eller en medriverdyse).

En annen okonomisk og teknisk fordel skriver seg fra det

forhold at blandingen som hittil er blitt utfort i den forste del av reaktoren, nemlig i delen nærmest innlopet for reaksjonskomponentene, og som dermed opptar en betraktelig del av volumet av selve reaktoren, nå ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse kan utfores utenfor reaktoren, hvorved det blir mulig å gjore reaktoren mindre.

En annen og ytterligere fordel består i elimineringen av kostbart utstyr, f.eks. pumper til bruk for resirkulering av karbamatet.

For en bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse og for å

vise hvordan denne kan bringes til utforelse vises det en eksempelvis utforelsesform for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen under henvisning til den medfolgende tegning som skjematisk illustrerer et apparat egnet for utforelse av fremgangsmåten.

Apparatet omfatter en urinstoff-syntesereaktor 1, fra hvis

topp reaksjonsproduktene ledes bort ved hjelp av en ledning 2

til den ovre del av karbamatavdrivningsinnretningen (stripperen) 3.

I avdrivningsinnretningen 3 gjennomfores spaltingen av karbamatet

i nærvær av en gasstrom av NH^ eller CC>2 i motstrom til reaksjonsproduktene, og den karbamatfri urinstoffopplosning tommes kontinuerlig ut fra bunnen- av avdrivningsinnretningen 3 gjennom en ledning 4. Ammoniakk- og karbondioksyddamper fra karbamatspaltningen strommer sammen med fordampet karbamat fra toppen av avdrivningsinnretningen 3 gjennom en ledning 5 tilbake til karbamatkondensatoren 6. Karbamatopplbsning som kommer fra kondensatoren 6, resirkuleres til reaktoren 1 ved hjelp av en medriverdyse eller en ejektor 7 plassert i en innldpsledning 8 for reaksjonskomponenter som forer enten ammoniakk- eller karbondioksyd-tilforselen til reaktoren 1. Den annen reaksjons-komponent fores inn i reaktoren 1 ved hjelp av en ytterligere innldpsledning 9.

Det er klart at hvis ammoniakk anvendes i ledning 9, blir karbondioksyd brukt i ledning 8, eller omvendt.

For utforelse av karbamatavdrivningen, avhengig av omstendig-hetene, blir enten karbondioksyd tilfort avdrivningsinnretningen 3 gjennom en ledning 10 eller ammoniakk gjennom en ledning 11.

Forskjellen mellom fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse og fremgangsmåten beskrevet i norsk patentansbkning nr. 2007/68 består i at det i det foreliggende tilfelle resirkuleres flytende ammoniumkarbamat til syntesereaktoren.

I den nevnte referanse resirkuleres spaltingsprodukter fra ammoniumkarbamatet (NH^ og COj), samt et overskudd av ammoniakk og vann i gassform. Ved å resirkulere flytende ammoniumkarbamat ved hjelp av og gjennom en ejektor,eller en medriverdyse ved hjelp av trykkenergien i tilforselen av C02 eller NH3 oppnås et hoyere utbytte og sugingen utfores mer effektivt. Nedenfor folger et detaljert utforelseseksempel som v iser fordelen ved den foreliggende fremgangsmåte i forhold til den fremgangsmåte som er omhandlet i ansokning nr. 2007/68.

Eksempel

Til reaktoren 1 tilfores 760 kg C02 ved 135°C og 150 kg/cm<2 >gjennom ledningen 9 og gjennom ledningen 8 tilfores 1300 kg ammoniakklosning og 1380 kg ammoniumkarbamat ved 120°C og 150 kg/cm . Produktene som forlater reaksjonssonen (1000 kg urinstoff, 550 kg H20, 1430 kg ammoniumkarbamat og 460 kg overskudds-NH-) gjennom ledningen 2 fores til avdrivnings-enheten 3 ved et trykk på 145 kg/cm 2og ved en temperatur på 185°C.

Til avdrivningsenheten 3 tilfores gjennom ledningen 11,400 kg gassformet NH_, ved en temperatur på 190°C og et trykk på

145 kg/cm 2 i motstrom til den innkommende urinstofflosning.

Fra avdrivningsenheten 3 sendes det ut en losning av 1000 kg urinstoff, 54 kg CO,,, 550 kg NH^ og 330 kg H20 gjennom ledningen 4 ved en temperatur på 190°C og et trykk på 145 kg/cm2.

NH^ og CC>2 som er utskilt fra urinstof f et, resirkuleres til karbamatkondensatoren som en karbamatlosning (ledningen for dette er ikke vist i figuren).

Gassene som forlater toppen av avdrivnings-enheten 3 ved et

trykk på 145 kg/cm2 og ved en temperatur på 190°C i karbamatkondensatoren 6 (hvor de moter karbamatlosningen som kommer fra lavtrykkssonen) ned til.en temperatur på 150°C og et trykk på o 145 kg/cm 2. Den flytende resirkulerte karbamatlosning går inn i ejektoren 7 hvor den rives med av en hoytrykksstrom

av NH-. og f odes til: reaktoren 1 gjennom ledningen 8 ved et. trykk på 150 kg/cm .

Resirkulasjonen i henhold til den foreliggende oppfinnelse av C02-NH3-H20 til reaktoren som flytende karbamatlosning medforer et effektforbruk på 3 KW pr. tonn urinstoff. Ved resirkulering av C02-NH3-H20 i gasform (norsk ansokning nr. 2007/68) gjennom en ejektor og med samme trykkdifferanse, vil effekt-forbruket være 12 KW pr. tonn urinstoff. Den foreliggende fremgangsmåte er således klart fordelaktig sammenlignet med fremgangsmåten i. henhold til den, ovennevnte ansokning.

Det skal bemerkes .;at den foreliggende oppfinnelse'tar sikte på utnyttelse av trykkenergien for en av komponentene NH^ eller C02 som fodes til syntesen, for resirkulasjon av flytende ammoniumkarbamat til reaktoren ved hjelp<;>av og gjennom en ejektor eller- en medriverdyse. <P>å'denné måte ér det mulig å unngå bruk av pumper, som har tendens til å tette seg eller korroderes av karbamat, eller bruk av tyngdekraften for resirkulasjon (slik at den hoyden karbamatkondensatoren må anbringes i, ikke: blir en begrensende-faktor) .

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av urinstoff hvor karbondioksyd og ammoniakk omsettes i en reaktor for derved å danne en vandig losning av urinstoff blandet med ammoniumkarbamat, og denne losning under innvirkning av tyngdekraften fores inn i en entrinns avdrivningsirinretning (stripper), som holdes ved en temperatur på 160 - 250°C og et trykk på 80 - 200 kg/cm2 for å avdrive ammoniumkarbamatet i nærvær av ammoniakk eller karbondioksyd som avdrivningsmiddel-, og således oppnå en vandig losning av urinstoff som i det vesentlige er fri for ammoniumkarbamat, og kondensering av avdrevet ammoniumkarbonat og resirkulering av det avdrevne og kondenserte ammoniumkarbamat til reaktoren, kar. ak t e r i s e r -1 v . e d at resirkuleringen foregår ved hjelp av sug fra en ejektor eller medriverdyse som er anbragt i tilforselslednihgen for den ammoniakk eller det karbondioksyd som tilfores reaktoren.