Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia mocznika z równoczesnym oczyszczaniem otrzy¬ mywanych w tym procesie wód odpadowych, tak, aby nie powodowaly zanieczyszczen srodowiska.Znane sa liczne sposoby prowadzenia syntezy mocznika z dwutlenku wegla i amoniaku np. z brytyjskiego opisu patentowego nr 1031528.Zasada tych znanych procesów polega na tym, ze do reaktora syntezy mocznika wprowadza sie pod wysokim cisnieniem ciekly amoniak w ilosci wiekszej od obliczonej stechiometrycznie i dwu¬ tlenek wegla, wytwarzajac roztwór mocznika za¬ wierajacy karbaminian amonu, po czym karba- minian zawarty w tym roztworze rozklada sie w urzadzeniu do rozkladania pod wysokim cisnie¬ niem, zasadniczo równym cisnieniu w reaktorze syntezy, (wynoszacym 9807—29421 kPa) na amo¬ niak i dwutlenek wegla.W tym celu stosuje sie obojetny srodek odpe- 20 dzajacy zawierajacy tlen i otrzymany amoniak i dwutlenek wegla poddaje sie procesowi skrap¬ lania w wysokocisnieniowym skraplaczu, pod cis¬ nieniem zasadniczo równym cisnieniu w reaktorze syntezy oddzielajac skropliny od gazu zawieraja- 25 cego tlen, który odprowadza sie do skraplacza.Skropliny zawraca sie do syntezy, a roztwór mocz¬ nika, nadal zawierajacy karbaminian i rozpusz¬ czony amoniak, kieruje sie z urzadzenia do roz¬ kladania pod wysokim cisnieniem do urzadzenia 30 15 2 do rozkladania pod srednim cisnieniem wynosza¬ cym 980,7—4903,5 kPa.Gazowe produkty otrzymane, w tym urzadzeniu poddaje sie skropleniu pod cisnieniem równym cisnieniu w urzadzeniu do rozkladania pod sred¬ nim cisnieniem i skropliny rozdziela w kolumnie rektyfikacyjnej na ciekla faze stanowiaca roztwór weglanu amonowego i na ciekla faze stanowiaca zasadniczo czysty amoniak i pierwsza z tych faz zawraca sie do skraplacza wysokoscisnieniowego, a druga kieruje do syntezy, zas roztwór mocznika, otrzymany w urzadzeniu do rozkladania pod sred¬ nim cisnieniem przesyla sie do urzadzenia do roz¬ kladania pod niskim cisnieniem odpowiadajacym cisnieniu od nizszego od cisnienia atmosferycznego do 4903,5 kPa. Jako szczytowy produkt otrzymuje sie amoniak, dwutlenek wegla i pare wodna, które poddaje sie skraplaniu w skraplaczu niskocisnie- niowym, a jako produkt denny otrzymuje sie roztwór mocznika zawierajacy jeszcze amoniak i dwutlenek wegla. Roztwór ten kieruje sie do prózniowej wyparki.Pary otrzymane w tej wyparce poddaje sie skra¬ planiu i skropliny poddaje sie hydrolizie pod zwiekszonym cisnieniem, po czym produkty hydro¬ lizy rodziela sie i otrzymana oczyszczona wode odprowadza sie z ukladu, zas pozostale produkty zawraca do syntezy mocznika. Rozdzielanie gazo¬ wych produktów odprowadzanych z urzadzenia do rozkladania pod niskim cisnieniem prowadzi sie 116 4753 116 475 4 poddajac te gazy procesowi skraplania w skrapla¬ czu sredniocisnieniowym, pracujacym pod cisnie¬ niem zasadniczo takim samym jak w urzadzeniu do rozkladania pod srednim cisnieniem i otrzyma¬ ny ciekly produkt wprowadza sie do kolumny rektyfikacyjnej, w której, jako szczytowy produkt otrzymuje sie zasadniczo czysty amoniak i jako denny produkt roztwór weglanu amonowego.Te znane sposoby, polegajace na poddawaniu destylacji roztworu mocznika odprowadzanego ze strefy o wysokim cisnieniu, maja jednak powazna wade, a mianowicie wymagaja stosowania pary wodnej doprowadzanej z zewnatrz, co oczywiscie zwieksza koszty. Poza tym, wody stanowiace od¬ cieki w tych znanych procesach zwykle zawieraja stosunkowo duze ilosci mocznika i amoniaku i kie¬ rowane do scieków powoduja zanieczyszczenia Srodowiska: .Z brytyjskiego opisu patentowego nr 1341497 znany jest sposób rozkladania roztworu mocznika opuszczajacego strefe syntezy _za pomoca gazu zawierajacego tlen, przy czym rozklad prowadzi sie pod cisnieniem równym cisnieniu w reaktorze syntezy. W sposobie ujawnionym w tym opisie ga¬ zowy strumien amoniaku i dwutlenku wegla opuszczajacy aparat do rozkladania poddaje sie skropleniu, a skropliny zawraca sie do strefy syn¬ tezy mocznika.W „Hydrocarbon processing" z lipca 1975 r. opisano na str. 103 zasilanie aparatu do rozklada¬ nia pod srednim cisnieniem roztworem mocznika odprowadzanym z aparatu do rozkladania pod wysokim cisnieniem, zasilanie roztworem mocznika z aparatu sredniocisnieniowego, aparatu do rozkla¬ dania pod niskim cisnieniem oraz zasilania roztwo¬ rem mocznika z tego aparatu wyparki prózniowej.Z opisu RFN DOS nr 2 617 185 znane jest zawra-, canie roztworu weglanu amonowego (uzyskiwanego przez rozklad gazowej mieszaniny powstajacej w aparacie do rozkladania pod wysokim cisnieniem) do skraplaczy wysokocisnieniowego.Z opisu patentowego PRL nr 66 561 znany jest sposób oczyszczania scieków zawierajacych mocz¬ nik, zgodnie z którym scieki ogrzewa sie w tem¬ peraturze 220—220°C i pod cisnieniem 1961,4— —2942,1 kPa w ciagu 0,5 godziny, po czym schladza sie je do temperatury 170—140°C, a nastepnie dlawi do cisnienia 196—392 kPa, zawracajac faze gazowa po kondensacji do absorpcji gazów w pro¬ dukcji mocznika, natomiast do ogrzewania scieków kierowanych do hydrolizy wykorzystuje sie roz¬ twór scieków po termicznym rozkladzie mocznika.Sposób ten wymaga wiec prowadzenia procesu w dwóch etapach przy dwóch róznych wartosciach cisnien, a ponadto zastosowania chlodzenia o co najmniej 30°C.Sposobem prostszym i nie wykazujacym wad znanych metod jest sposób wedlug wynalazku, który polega na tym, ze do reaktora syntezy mocz¬ nika wprowadza sie pod wysokim cisnieniem ciekly amoniak w ilosci wiekszej od obliczonej stechiometrycznie i dwutlenek wegla, wytwarzajac roztwór mocznika zawierajacy karbaminian amonu, po czym karbaminian zawarty w tym roztworze rozklada sie w urzadzeniu do rozkladania pod wysokim cisnieniem, zasadniczo równym cisnieniu w reaktorze syntezy, na amoniak i dwutlenek wegla, stosujac do tego celu obojetny srodek od¬ pedzajacy zawierajacy tlen i otrzymany amoniak 5 i dwutlenek wegla poddaje sie procesowi skrapla¬ nia w wysokocisnieniowym skraplaczu, pod cisnie¬ niem zasadniczo równym cisnieniu w reaktorze syntezy, oddzielajac skropliny od gazu zawieraja¬ cego tlen, który odprowadza sie do skraplacza, io podczas gdy skropliny zawraca sie do syntezy, a roztwór mocznika, nadal zawierajacy karbami¬ nian i rozpuszczony amoniak, kieruje sie z urza¬ dzenia do rozkladania pod wysokim cisnieniem, do urzadzenia do rozkladania pod srednim cisnieniem, 15 gazowe produkty otrzymane w tym urzadzeniu poddaje sie skropleniu pod cisnieniem równym cisnieniu w urzadzeniu do rozkladania pod srednim lsnieniem i skropliny rozdziela w kolumnie rekty¬ fikacyjnej na ciekla faze stanowiaca roztwór we- 20 glanu amonowego i na ciekla faze stanowiaca zasadniczo czysty amoniak i pierwsza z tych faz zawraca sie po sprezeniu do skraplacza wysoko¬ cisnieniowego, a druga kieruje do syntezy, zas roztwór mocznika, otrzymany w urzadzeniu do 25 rozkladania pod srednim cisnieniem przesyla sie do urzadzenia do rozkladania pod niskim cisnie¬ niem, otrzymujac jako szczytowy produkt amo¬ niak, dwutlenek wegla i pare wodna, które poddaje sie skraplaniu w skraplaczu niskocisnieniowym, 30 jako produkt denny otrzymuje sie roztwór moczni¬ ka zawierajacy jeszcze amoniak i dwutlenek wegla, po czym roztwór ten kieruje sie do prózniowej wyparki, pary otrzymane w tej wyparce poddaje sie <-skraplaniu i skropliny poddaje sie hydrolizie 35 pod zwiekszonym cisnieniem, po czym produkty hydrolizy rozdziela sie i otrzymana oczyszczona wode odprowadza sie z ukladu, zas pozostale pro¬ dukty zawraca do syntezy mocznika, przy czym rozdzielanie gazowych produktów odprowadzanych 40 z urzadzenia do rozkladania pod niskim cisnieniem prowadzi sie poddajac te gazy procesowi skrapla¬ nia w skraplaczu sredniocisnieniowym, pracujacym pod cisnieniem zasadniczo takim samym jak w urzadzeniu do rozkladania pod srednim cisnieniem 45 i otrzymany ciekly produkt wprowadza sie do kolumny rektyfikacyjnej, w której jako szczytowy produkt otrzymuje sie zasadniczo czysty amoniak i jako denny produkt roztwór weglanu amonowego.Cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze 50 obojetne gazy zawierajace tlen, stosowane jako . czynnik odpedzajacy w wysokocisnieniowym urza¬ dzeniu do rozkladania, oddziela sie w rozdzielaczu od karbaminianu skroplonego pod wysokim cisnie¬ niem i wykorzystuje jako czynnik odpedzajacy 55 w sredniocisnieniowym urzadzeniu do rozkladania, z którego nastepnie kieruje sie je do sredniocisnie¬ niowego skraplacza, a nastepnie do kolumny rektyfikacyjnej i amoniak stanowiacy produkt szczytowy z tej kolumny poddaje sie ewentualnie 60 skropleniu, przy , czym cieplo niezbedne do pracy sredniocisnieniowego urzadzenia do rozkladania uzyskuje sie skraplajac pare wodna, stosowana w pracy wysokocisnieniowego urzadzenia do roz¬ kladania, zas skraplanie w skraplaczu sredniocis- 65 nieniowym i w skraplaczu niskocisnieniowym pro-116 475 5 6 wadzi sie tak, ze na dnie tych skraplaczy znajduje sie jedynie faza gazawa i oba te skraplacze zasila sie parami z urzadzen do rozkladu znajdujacych sie w ukladzie odpowiednio powyzej tych skrapla¬ czy i "pracujacych pod cisnieniem takim samym jak odpowiednio w tych skraplaczach, jak równiez zasila sie je roztworem weglanu amonowego, a skropliny skladajace sie z wody, rozpuszczonego amoniaku i dwutlenku wegla, otrzymywane przez skraplanie par odplywajacych z wyparki próznio¬ wej poddaje sie hydrolizie prowadzonej w obec¬ nosci powietrza, w temperaturze 170—250°c, ko¬ rzystnie w temperaturze 190°C, w ciagu 30—80 mi¬ nut, korzystnie w ciagu 40—60 minut, a nastepnie procesowi rozdzielania produktów hydrolizy droga rektyfikacji, otrzymujac zasadniczo czysta wode i roztwór weglanu amonowego, który zawraca sie do dwóch skraplaczy pracujacych pod srednim i pod niskim cisnieniem, przy czym wagowy sto¬ sunek ilosci par do roztworu weglanu amonowego wprowadzanego do skraplaczy pracujacych pod srednim i pod niskim cisnieniem wynosi najwyzej 2,5 : 1, a najnizsza temperatura czynnika chlodza¬ cego w obu tych skraplaczach wynosi 30°C.Tak wiec sposób wedlug wynalazku nie wymaga dwustopniowej zmiany cisnienia z zastosowaniem chlodzenia przed etapem rozprezania, jak ma to miejsce w procesie wedlug opisu patentowego PRL nr 66 561. Dzieki temu zbedne jest oddzielanie rozlozonych produktów i wody, a przed zawróce-" niem odzyskanego amoniaku i dwutlenku wegla do etapu syntezy nie trzeba poddawac ich spreza¬ niu.Nalezy podkreslilo, ze na dnie skraplacza pra¬ cujacego pod srednim cisnieniem nie ma podczas jego pracy zadnej cieczy. Kondensat odplywajacy z tego skraplacza kieruje sie do kolumny rekty¬ fikacyjnej, z której amoniak jest odprowadzany jako produkt górny i zawraca sie go do syntezy, a roztwór weglanu amonowego, stanowiacy pozo¬ stalosc, zawraca sie do wysokocisnieniowego skra¬ placza karbaminianu. Roztwór mocznika, odplywa¬ jacy u dna urzadzenia do rozkladania pod srednim cisnieniem (zwykle wynoszacym 1823 kPa kieruje sie do urzadzenia do rozkladania pod niskim cis¬ nieniem, postepujac tak, aby otrzymac wodny roztwór mocznika zawierajacy jeszcze dosc znaczna pozostalosc amoniaku (2—3% wagowych), oraz jako produkt górny pary NH3, C02 i H20, które poddaje sie skraplaniu w niskocisnieniowym skraplaczu, równiez nie zawierajacym cieczy i kondensat za¬ wraca sie do wspomnianego wyzej skraplacza sredniocisnieniowego.Roztwór mocznika odplywajacy z urzadzenia do rozkladania pod niskim cisnieniem steza sie przez odparowywanie zawartej w nim wody w wyparce prózniowej i otrzymany mocznik (stopiony) kieruje sie do grudkowania lub granulowania, podczas gdy pary (woda, amoniak i C02) poddaje sie skraplaniu i wprowadza do urzadzenia do hydrolizy, pracuja¬ cego w temperaturze 170—250°C, korzystnie okolo 190bC, prowadzac hydrolize w ciagu 30—80, ko¬ rzystnie w ciagu 40—60 minut, w obecnosci po¬ wietrza. Roztwór otrzymany w wyniku hydrolizy wprowadza sie do kolumny rektyfikacyjnej, w której jako pozostalosc otrzymuje sie wode i jako produkt górny po skropleniu rozcienczony amonia¬ kalny roztwór weglanu amonowego, który czescio¬ wo zawraca sie jako flegme do glowicy kolumny rektyfikacyjnej i czesciowo do niskocisnieniowego skraplacza w dziale syntezy mocznika. Oddzielana tu woda jest zasadniczo czysta.Niezaleznie od opisanego wyzej odzyskiwania ciepla nalezy podkreslic, ze obojetne gazy zawie^ rajace tlen, wprowadzane jako czynnik odpedza¬ jacy do urzadzenia do rozkladania pracujacego pod wysokim cisnieniem, którym korzystnie jest wy¬ parka warstewkowa wprowadza sie nastepnie do skraplacza wysokocisnieniowego, oddziela zawarty w nich karbaminian i ponownie stosuje jako czyn¬ nik odpedzajacy w urzadzeniu do rozkladania pod cisnieniem, a wiec przechodza one przez sekcje wysokiego i sredniego cisnienia. Te obojetne czyn¬ niki nastepnie wprowadza sie bowiem do skra¬ placza sredniocisnieniowego i dalej do kolumny rektyfikacyjnej, w której oddziela sie je od amo¬ niaku, stanowiacego produkt górny. ObLeg gazów zawierajacych tlen realizowany zgodnie ze sposo¬ bem wedlug wynalazku umozliwia zatem wyko-' rzystanie czynnika odpedzajacego równiez w sred- niocisnieniowym urzadzeniu do rozkladania, a przede wszystkim przyczynia sie do korzystnej pasywacji aparatów, przez które przeplywa za¬ warty w tych gazach tlen.Poza tym nalezy zauwazyc, ze ani skraplacz sredniocisnieniowy ani niskocisnieniowy nie za¬ wieraja w czasie pracy zadnej cieczy i poza pa¬ rami plynacymi ku górze ze skraplacza sa zasilane roztworem weglanu amonu.Niskocisnieniowy i/albo sredniocisnieniowy skra¬ placz jest zasilany roztworem weglanu amonu otrzymanym przez skraplanie par wytwarzanych w hydrolizie i przez skraplanie par ulatujacych z kolumny, w której rektyfikuje sie wodny roztwór z hydrolizera, przy czym sredniocisnieniowy skra¬ placz moze byc równiez zasilany kondensatem z skraplacza niskocisnieniowego.Decydujacym warunkiem jest to, aby najwyzszy stosunek wagowy ilosci par do ilosci roztworu (roztworów) weglanu do obu tych skraplaczy, nie byl wyzszy niz 2,5 :1 i aby temperatura czynnika chlodzacego wynosila co najmniej 30°C.Nalezy tez zauwazyc, ze równiez niskocisnienio¬ wy skraplacz nie wzmaga zbytnio reakcji rozkladu i powoduje, ze w roztworze mocznika nadal po¬ zostaje stosunkowo duza ilosc amoniaku i dwu¬ tlenku wegla zwiazanych w postaci karbaminianu i ze hydrolize wodnego roztworu mocznika zawie¬ rajacego amoniak i dwutlenek wegla prowadzi sie w obecnosci powietrza.Na podkreslenie zasluguje tez fakt, ze przy pro¬ wadzeniu procesu sposobem wedlug wynalazku produkty odprowadzane z urzadzenia do rozklada¬ nia pod srednim cisnieniem skrapla sie i rozdziela na faze ciekla zawierajaca roztwór weglanu amonu i faze ciekla stanowiaca zasadniczo czysty amo¬ niak, podczas gdy w znanych procesach skraplacz sredniocisnieniowy zwykle laczy sie z kolumna rektyfikacyjna. Dzieki temu proces wedlug wyna- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55116 475 7 8 lazku moze byc prowadzony w sposób bardziej elastyczny i urzadzenie do rozkladania pod sred¬ nim cisnieniem moze pracowac obslugiwane kon¬ densatem otrzymywanym w urzadzeniu do rozkla¬ dania pod wysokim cisnieniem.Zgodnie ze zanym stanem techniki przypuszcza¬ no, ze nie mozna prowadzic procesu przy próznych skraplaczach karbaminianu i zwykle w znanych procesach skraplacz par amoniaku, dwutlenku wegla i pary wodnej jest napelniony przerabiana ciecza (roztwór karbaminianu i weglanu), w celu otrzymania homogenicznego roztworu i zapobiega¬ nia krystalizacji i zwiazanym z nia zatykaniem przewodów.W przypadku kondensatorów nie zawierajacych cieczy frakcjonowane skraplanie par amoniaku, dwutlenku wegla i pary wodnej powoduje wytwa¬ rzanie sie obszarów 6 wysokim stezeniu dwutlenku wegla, a tym samym powstawanie problemu kry¬ stalizacji. Zjawisku temu zapobiega sie zgodnie z wynalazkiem przez spelnienie dwóch warunków, a mianowicie, stosunek wagowy ilosci par do ilosci rozcienczonego roztworu weglanu nie powinien byc wiekszy niz 2,5 : 1 i najnizsza temperatura czynni¬ ka chlodzacego powinna wynosic 30°C.Sposób wedlug wynalazku wyjasniono nizej w odniesieniu do rysunku, na którym, fig. la i fig. Ib przedstawiaja schemat korzystnego ukladu urza¬ dzen do prowadzenia procesu tym sposobem.Do reaktora syntezy mocznika 1, pracujacego pod cisnieniem 14715 kPa, w temperaturze 190°C, wpro¬ wadza sie przewodem 2 dwutlenek wegla sprezo¬ ny w sprezarce 3, a przewodem 4, za pomoca pompy 5 wprowadza sie amoniak, przy czym przed wejsciem do reaktora 1 amoniak zasysa z reakto¬ ra 6 roztwór karbaminianu zawracany przewo¬ dem 7. Roztwór mocznika odprowadza sie z re¬ aktora 1 przewodem 8 i wprowadza do pracujacego pod wysokim cisnieniem urzadzenia do rozklada¬ nia czyli kolumny odpedowej 9, w której stosuje sie pare wodna o cisnieniu 26 atm i temperatu¬ rze 225°C.Dwutlenek wegla oraz pary amoniaku i pare wodna odprowadza sie przewodem 10 z glowicy wysokocisnieniowej kolumny odpedowej 9 do skra¬ placza 11 i poddaje sie egzotermicznemu skrapla¬ niu razem z roztworem weglanu naplywajacym z urzadzen znajdujacych sie w dalszej czesci ukla¬ du pracujaca pod wysokim cisnieniem. iCeplo wy¬ dzielajace sie w skraplaczu 11 odprowadza sie wy¬ twarzajac pare o cisnieniu 441,5 kPa i temperatura 147°C. Pare te wykorzystuje sie w dalszej czesci ukladu, jak opisano nizej.Roztwór skroplonego karbaminianu prowadzi sie przewodem 13 do rozdzielacza 14, w którym od¬ dziela sie nie skraplajace sie gazy zawierajace tlen, doprowadzane przewodem 58 i z którego roztwór zawraca sie przewodem 7 przez reaktor 6 do re¬ aktora 1, Roztwór mocznika, odprowadzany u dna kolum¬ ny -9 przewodem 15, kieruje sie do dalszych czesci ukladu. Ma on temperature 210°C, cisnienie 14 715 kPa i zawiera w stosunku wagowym 22% NH3, 5% C02, 48% mocznika i 25% H20. Roztwór ten wprowadza sie do urzadzenia 16 do rozklada¬ nia pod srednim cisnieniem, ogrzewanego skroplo¬ na para wodna, odplywajaca z kolumny odpedowej 9 i majaca temeperature 225°C, pod cisnieniem 2550,6 kPa. W urzadzeniu 16 skroplona para wodna chlodzi sie do temperatury 160°C, oddajac cieplo roztworowi mocznika, z którego odpedza sie glówna czesc amoniaku i tdwutlenek wegla. Z dna urzadzenia do rozkladania 16 odprowadza sie prze¬ wodem 17 roztwór o temperaturze 155°C, pod cis¬ nieniem 1766 kPa, zawierajacy w stosunku wago¬ wym 6,5% NH3, 2,0% C02, 64,0% mocznika i 27,5% H20. Do urzadzenia do rozkladania 16, w poblizu jego dna, w przeciwpradzie do roztworu mocznika, wprowadza sie przewodem 18 obojetne gazy z roz¬ dzielacza 14, wykorzystujac je do odpedzania reszty NH3 i C02 z roztworu w temperaturze sto¬ sunkowo niskiej (155°C) ze wzgledu na to, ze jako czynnik grzejny stosuje sie pare skroplona, a nie pare zywa. Poniewaz zas gazy te zawieraja tlen, przeto dzialaja one korzystnie pasywujaco w urza¬ dzeniu do rozkladu 16. Cisnienie w tym urzadzeniu, a wiec i temperatura, do której nalezy ogrzewac roztwór mocznika, w celu mozliwie najlepszego od¬ pedzania amoniaku i dwutlenku wegla, zalezy od sposobu odprowadzania i zawracania par wytwo¬ rzonych w tym urzadzeniu. Korzystnie jest stosowac mozliwie najnizsze cisnienie, ale jego najnizsza wartosc jest okreslona temperatura czynnika chlo¬ dzacego, stosowanego w skraplaczu 19 w glowicy kolumny destylacyjnej 20.Pary odplywajace z glowic urzadzenia do roz¬ kladu 16, skladajace sie z amoniaku, dwutlenku wegla i pary wodnej, wprowadza sie do skrapla¬ cza 21, pracujacego pod cisnieniem 1766 kPa, w temperaturze 70°C. Do tego skraplacza wprowadza sie równiez przewodem 22 rozcienczony roztwór weglanu, plynacy z sekcji zawracania pod niskim cisnieniem. Nieskroplone pary, zawierajace obojet¬ ne gazy, amoniak, dwutlenek wegla i reszte wody wprowadza sie razem ze skroplinami przewodem 23 do kolumny rektyfikacyjnej 20, w której C02 i H20 sa calkowicie absorbowane w amoniaku sta¬ nowiacym flegme, a czysty amoniak odprowadza sie równoczesnie jako produkt szczytowy przewo¬ dem 24. Z dna kolumny 20 odprowadza sie roztwór weglanu i za pomoca pompy 25, przewodem 12 zawraca go do wysokocisnieniowego skraplacza karbaminianu 11. Ten roztwór weglanu jest pod cisnieniem 1766 kPa, ma temperature 65°C i zawie¬ ra w stosunku wagowym 45,5% NH3, 18,5% C02 i 36,0% H20.Z glowicy kolumny 20 przewodem 24 odprowa¬ dza sie w temperaturze 43°C i pod cisnieniem 1717 kPa czysty gazowy amoniak (zawartosc C02 i H20 wynosi kilka czesci na milion) i obojetne gazy.Ten gazowy produkt prowadzi sie do skraplacza 19, w którym glówna czesc .amoniaku ulega skrople¬ niu i gromadzi sie w zbiorniku 26, z którego ra¬ zem ze swiezym amoniakiem jest kierowana do reaktora 1, a gazy obojetne ulatuja ze zbiornika 26.Glówna czesc cieklego amoniaku ze zbiornika 26 kieruje sie przewodem 27, przez pompy 28 i 5. oraz przewód 4 do reaktora 1, natomiast mniejsza czesc kieruje sie przez pompe 28 do glowicy ko¬ lo 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60116 475 9 10 lumny 20. Jak podano wyzej, jest rzecza koniecz¬ na, aby urzadzenie do rozkladania 16 pracowalo pod mozliwie najnizszym cisnieniem i stwierdzono zgodnie z wynalazkiem, ze konieczne jest, aby skraplacz 21 nie zawieral zadnej cieczy.Strumien prowadzony przewodem 17 z urzadze¬ nia do rozkladania 16 wprowadza sie do urzadze¬ nia do rozkladania 29 pracujacego pod cisnieniem okolo 455 kPa i w temperaturze w poblizu dna wynoszacej okolo 138°C.Urzadzenie 29 pracuje tak, aby utrzymac stosun¬ kowo duza pozostalosc amoniaku i dwutlenku wegla w roztworze mocznika. Daje to bowiem te korzysc, ze temperatura roztworu mocznika jest niska, co umozliwia ekonomicznie uzasadnione sto¬ sowanie pary wodnej. o temperaturze 441,5 kPa (147°C), a poza tym, obecnosc amoniaku w roztwo¬ rze mocznika kierowanym do ostatecznej przerób¬ ki (stezenie pod zmniejszonym cisnieniem i kry¬ stalizacja) powoduje zahamowanie rozkladu mocz¬ nika.Roztwór mocznika u wylotu urzadzenia 29 ma nastepujacy sklad w procentach wagowych: 2% NH3, 1% COa, 71% mocznika i 21% H20. W zna¬ nych procesach, w których w tym stadium prowa¬ dzi sie bardzo dokladne oczyszczanie roztworu mocznika (zawartosc NH3 mniejsza niz 1% wago¬ wy) pod cisnieniem takim jak w procesie wedlug wynalazku, konieczne jest stosowanie temperatury wyzszej niz 150°C, co uniemozliwia gospodarczo uzasadnione stosowanie pary wodnej o niskim cis¬ nieniu, odprowadzanej ze skraplacza karbaminia- nu. Pary amoniaku, dwutlenek wegla i para wod¬ na odplywajace z glowicy urzadzenia 29 przewo¬ dem 30 sa calkowicie skraplane w skraplaczu 31 i otrzymany w ten sposób roztwór weglanu kieru¬ je sie przewodem 32 do zbiornika 33 i przewodami 34 i 36 zawraca do skraplacza 21. Równiez i w tej sekcji ukladu wazne jest utrzymywanie mozliwie najnizszego cisnienia roboczego w urzadzeniu do rozkladania 29, okreslanego temperatura czynnika chlodzacego w skraplaczu 31 i najnizsza tempera¬ tura, która mozna osiagnac w tym skraplaczu bez narazania sie na wystepowanie krystalizacji.Równiez i w tym przypadku skraplacz 31 jest prózny i rozcienczony roztwór amoniakalny, otrzy¬ mywany w dziale przeróbki wód odplywowych z ukladu, wprowadza sie do skraplacza 31, w któ¬ rym ulatwia calkowite skraplanie par. Roztwór mocznika, odprowadzany przewodem 38 z urzadze¬ nia do rozkladania 29, wprowadza sie do urzadze¬ nia do ostatecznego stezenia pod zmniejszonym cisnieniem, przy czym otrzymuje sie mocznik nie zawierajacy wody. Pare wodna zanieczyszczona amoniakiem, dwutlenkiem wegla i mocznikiem wprowadza sie przewodami 39 i 40 do skraplaczy prózniowych 41 i 42, z których po skropleniu kie¬ ruje sie do zbiornika 43 jako scieki z urzadzenia.Zawieraja one w stosunku wagowym 4 — 5% NH3, 1,5 — 2,5% C02, 0,5 — 2,0% mocznika a reszte stanowi woda. Te zanieczyszczona wode pompuje sie za pomoca pompy 44 przez wymienniki ciepla 45 i 46 do hydrolizera 47, pracujacego w tempera¬ turze co najmniej 180°C i pod cisnieniem 1766 kPa.Do hydrolizera 47 przewodem 48 wdmuchuje sie powietrze i odprowadza w sposób ciagly, w celu zmniejszenia czastkowego cisnienia amoniaku i dwutlenku wegla w hydrolizerze i tym samym 5 ulatwienia hydrolizy.W hydrolizerze utrzymuje sie wode w tempe¬ raturze 169°C w ciagu 40—60 minut i w tym cza^ sie mocznik zawarty w wodzie ulega calkowicie hydrolizie (pozostalosc mocznika jest mniejsza niz 200 czesci na milion). Wode w hydrolizerze 47 ogrzewa sie w znany sposób para wodna. Po pro¬ cesie hydrolizy wode odprowadza sie przewodem 49 i prowadzi przez wymiennik ciepla 46, w któ¬ rym ogrzewa ona do temperatury okolo 173°C wo¬ de zanieczyszczona, która ma byc wprowadzana hydrolizera.Z wymiennika ciepla 46 wode zanieczyszczona amoniakiem i dwutlenkiem wegla prowadzi sie przewodem 50 do kolumny rektyfikacyjnej 51, w której usuwa sie amoniak i CO2. Produkt szczy¬ towy kolumny stanowiacy pary amoniaku, dwu¬ tlenek wegla i pare wodna prowadzi sie przewo¬ dem 53 do skraplacza 54, do którego równiez, przewodem 55, wprowadza sie opary, z hydrolize¬ ra 47. Wode otrzymana w skraplaczu 54 odprowa¬ dza sie do zbiornika 56. Woda ta zawiera NH3 w ilosci 25—30 czesci wagowych na milion i mocznik w ilosci 100—200 czesci wagowych na milion.Czesc tej wody pompuje sie za pomoca pompy 57 do glowicy, kolumny rektyfikacyjnej 51 i reszte do skraplacza 31. Zbiornik 56 odpowietrza sie prze¬ wodem 58 do atmosfery.W przykladzie przedstawionym na rysunku wode z kolumny 51, po wykorzystaniu w sposób wyzej opisany ciepla zawartego w tej wodzie, kieruje sie do lapacza 59, w którym pyl mocznika rozpuszcza sie w wodzie i otrzymany roztwór kieruje sie prze¬ wodem 60 do odzyskiwania mocznika w wyparce prózniowej.Stopiony mocznik z urzadzen do stezenia roztwo¬ ru mocznika prowadzi sie przewodem 61 do urza¬ dzenia 62, w którym wytwarza sie mocznik w po¬ staci grudek. Jezeli pylu mocznika nie odzyskuje sie, to wode odplywajaca z kolumny rektyfikacyj¬ nej 51 kieruje sie do scieków.* Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania mocznika z oczyszcza¬ niem otrzymywanych wód odpadowych, w którym do reaktora syntezy mocznika wprowadza sie pod wysokim cisnieniem ciekly amoniak w ilosci wiek¬ szej od obliczonej stechiometrycznie i dwutelenek wegla, wytwarzajac roztwór mocznika zawieraja¬ cy karbaminian amonu, po czym karbaminian za¬ warty w tym roztworze rozklada sie w urzadze¬ niu do rozkladania pod wysokim cisnieniem, za¬ sadniczo równym cisnieniu w reaktorze syntezy, na amoniak i dwutlenek wegla, stosujac do tego celu obojetny srodek odpedzajacy zawierajacy tlen i otrzymany amoniak i dwutlenek wegla poddaje sie procesowi skraplania w wysokocisnieniowym skraplaczu, pod cisnieniem zasadniczo równym cisnieniu w reaktorze syntezy, oddzielajac skrop¬ lmy od gazu zawierajacego tlen, który to gaz 15 20 25 30 36 40 45 50 55 60116 475 11 12 odprowadza sie ze skraplacza, podczas gdy skrop¬ lmy zawraca sie do syntezy, a roztwór mocznika, nadal zawierajacy karbaminian i rozpuszczony amoniak, kieruje sie z urzadzenia do rozkladania pod wysokim cisnieniem do urzadzenia do rozkla¬ dania pod wysokim cisnieniem do urzadzenia do rozkladania pod srednim cisnieniem, po czym ga¬ zowe produkty otrzymane w tym urzadzeniu pod¬ daje sie skropleniu pod cisnieniem równym cis¬ nieniu w urzadzeniu do rozkladania pod srednim cisnieniem i skropliny rozdziela w kolumnie rekty¬ fikacyjnej na ciekla faze stanowiacy roztwór we¬ glanu amonowego i na ciekla iaze stanowiaca za¬ sadniczo czysty amoniak i pierwsza z tych faz zawraca sie po sprezeniu do skraplacza wysoko¬ cisnieniowego, a druga kieruje do syntezy, zas roztwór mocznika, otrzymany w urzadzeniu do rozkladania pod srednim cisnieniem przesyla sie do urzadzenia do rozkladania pod srednim cisnie¬ niem, otrzymujac jako szczytowy produkt amo¬ niak, dwutlenek wegla i pare wodna, które podda¬ je sie skraplaniu w skraplaczu niskocisnieniowym, jako produkt denny otrzymuje sie roztwór mocz¬ nika zawierajacy jeszcze amoniak i dwutlenek wegla, po czym roztwór ten kieruje sie do próz¬ niowej wyparki i pary otrzymane w tej wyparce poddaje sie skraplaniu i skropliny poddaje sie hy¬ drolizie w podwyzszonej temperaturze, po czym produkty hydrolizy rozdziela sie i otrzymana oczy¬ szczona wode odprowadza sie z ukladu, zas po¬ zostale produkty zawraca do syntezy mocznika, przy czym rozdzielania gazowych produktów od¬ prowadzanych z urzadzenia do rozkladania pod niskim cisnieniem prowadzi sie poddajac te gazy procesowi skraplania w skraplaczu sredniocisnie- niowym, pracujacym pod cisnieniem zasadniczo takim samym jak w urzadzeniu do rozkladania pod srednim cisnieniem i otrzymany ciekly pro¬ dukt wprowadza sie do kolumny rektyfikacyjnej, z której jako szczytowy produkt otrzymuje sie zasadniczo czysty amoniak i jako denny produkt roztwór weglany amonowego, znamienny tym, ze obojetne gazy zawierajace tlen, stosowane jako czynnik odpedzajacy w wysokocisnieniowym urza¬ dzeniu do rozkladania, oddziela sie w rozdziela¬ czu od karbaminianu skroplonego pod wysokim cisnieniem i wykorzystuje jako czynnik odpedza¬ jacy w sredniocisnieniowym urzadzeniu do roz¬ kladania, z którego nastepnie kieruje sie je do sredniocisnieniowego skraplacza, a nastepnie do kolumny rektyfikacyjnej i amoniak stanowiacy produkt szczytowy z tej kolumny poddaje sie ewentualnie skropleniu, przy czym niezbedne do pracy sredniocisnieniowego urzadzenia do rozkla- 5 dania uzyskuje sie skraplajac pare wodna, stoso¬ wana w pracy wysokocisnieniowego urzadzenia do rozkladania, zas skraplanie w skraplaczu srednio¬ cisnieniowym i w skraplaczu niskocisnieniowym prowadzi sie tak, ze na dnie tych skraplaczy znajduje sie wylacznie gazowa faza i oba te skra¬ placze zasila sie parami z urzadzenia do rozkladu znajdujacych sie w ukladzie odpowiednio powy¬ zej tych skraplaczy i pracujacych pod cisnieniem takim samym jak odpowiednio w tych skrapla¬ czach, jak równiez zasila sie je roztworem weglanu amonowego, a skropliny skladajace sie z wody, rozpuszczonego amoniaku i dwutlenku wegla, otrzymywane przez skraplanie par odplywajacych z wyparki prózniowej poddaje sie hydrolizie pro¬ wadzonej w obecnosci powietrza, w temperaturze 170—250°C, korzystnie w temperaturze 190°C, w ciagu 30—80 minut, korzystnie w ciagu 40—60 mi¬ nut, a nastepnie procesowi rozdzielania produk¬ tów hydrolizy droga rektyfikacji, otrzymujac za¬ sadniczo czysta wode i roztwór weglanu amono¬ wego, który zawraca sie do dwóch skraplaczy pracujacych pod srednim i pod niskim cisnieniem, przy czym wagowy stosunek ilosci par do roztwo¬ ru weglanu amonowego wprowadzonego do skrap¬ laczy pracujacych pod srednim i pod niskim cis¬ nieniem wynosi najwyzej 2,5 :1, a najnizsza tem¬ peratura czynnika chlodzacego w obu tych skrap¬ laczach wynosi 30°C. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako roztwór weglanu amonowego zawracany do skraplacza sredniocisnieniowego i/albo do skrapla¬ cza niskocisnieniowego stosuje sie skropliny par ulatujacych z hydrolizera i szczytowych produktów z kolumny rektyfikacyjnej, zasilanej cieklym pro¬ duktem z hydrolizera. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze do niskocisnieniowego skraplacza zawraca sie roztwór weglanu amonowego otrzymany jako skropliny par ulatujacych z hydrolizera i szczyto¬ wych produktów z kolumny rektyfikacyjnej za¬ silanej cieklym produktem z hydrolizera, zas do sredniocisnieniowego skraplacza zawraca sie roz¬ twór weglanu amonowego stanowiacy skropliny otrzymywane w niskocisnieniowym skraplaczu. 15 20 25 30 35 40 45116 475 21 X * Qgja ^L r i~rii6o 62 W 39" J41 I] Figjb 4'3 PL PL PL PL PL