PL52906B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL52906B1
PL52906B1 PL102234A PL10223463A PL52906B1 PL 52906 B1 PL52906 B1 PL 52906B1 PL 102234 A PL102234 A PL 102234A PL 10223463 A PL10223463 A PL 10223463A PL 52906 B1 PL52906 B1 PL 52906B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
carbamate
pressure
ammonia
urea
reactor
Prior art date
Application number
PL102234A
Other languages
English (en)
Inventor
Fanser Giacomo
Original Assignee
Montecatini Societd Generale Per Pindustria Mineraria E Chimica
Filing date
Publication date
Application filed by Montecatini Societd Generale Per Pindustria Mineraria E Chimica filed Critical Montecatini Societd Generale Per Pindustria Mineraria E Chimica
Publication of PL52906B1 publication Critical patent/PL52906B1/pl

Links

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 26.VII.1963 (P 102 234) 27.VII.1962 Wlochy 18. DI. 1967 52906 KI. 12 o, 17/03 MKP C 07 c 4&)tM UKD Twórca wynalazku: Giacomo Fanser Wlasciciel patentu: Montecatini Societd. Generale per PIndustria Minera- ria e Chimica, Mediolan (Wlochy) Sposób wytwarzania mocznika z amoniaku i dwutlenku wegla Wiadomo, ze mocznik wytwarza sie w skali prze¬ myslowej droga syntezy amoniaku i dwutlenku we¬ gla w reaktorze utrzymywanym w temperaturze ponad 150°C, pod cisnieniem okolo 200 atm; reak¬ cja taka nie jest jednak reakcja ilosciowa i znacz¬ ny procent obydwu substancji reagujacych pozo¬ staje w postaci karbaminianu amonowego.Proponowano wiele sposobów wlaczenia nieprze- reagowanego karbaminianu do obiegu. Najprost¬ szym z nich jest kondensacja karbaminianu w obec¬ nosci wody, prowadzona tak, aby powstal stezony roztwór, który da sie latwo wpompowac do reak¬ tora. Jak wiadomo jednak, woda wywiera nieko¬ rzystny wplyw na wydajnosc przeksztalcania karba¬ minianu w mocznik, a ponadto powyzszy sposób wymaga zastosowania wysokiej temperatury.W celu unikniecia tej niedogodnosci proponowa¬ no odzyskanie karbaminianu w postaci papki skla¬ dajacej sie ze stalych czastek zawieszonych w ciek- klym amoniaku i wpowadzenie tej papki do reakto¬ ra przy pomocy odpowiedniej pompy.W praktyce sposób ten nastrecza jednak duze trudnosci wskutek sedymentacji soli, która moze spowodowac zatkanie aparatu, w którym wytwa¬ rza sie zawiesine (wskutek kondensowania amonia¬ ku i krystalizowania karbaminianu). Ponadto spo¬ sób ten wymaga zastosowania duzego nadmiaru amoniaku, co czyni zawracanie karbaminianu uciaz¬ liwym.Wreszcie, w celu przeprowadzenia destylacji kar¬ lo 15 20 25 80 baminianu pod cisnieniem, konieczne jest zastoso¬ wanie temperatury ponad 150°C, a to zwieksza pro¬ cent wody w wyosobnionym karbaminianie i jedno¬ czesnie powoduje dysocjowanie mocznika z tworze¬ niem sie biuretu (którego maksymalna tolerowana zawartosc w moczniku wynosi 0.5%). Wedlug zna¬ nych sposobów, aby uniknac przekraczania tempe¬ ratury 150°C, destylacje prowadzi sie pod cisnie¬ niem ponizej 12 atm., co pociaga za soba koniecz¬ nosc prowadzenia kondensacji amoniaku i krysta¬ lizacji karbaminianu przy tak niskim cisnieniu i po¬ ziomie termicznym, ze nie mozna zastosowac wody jako srodka ochladzajacego.Wedlug innych sposobów, oddzielenia karbami¬ nianu od mocznika dokonuje sie równiez pod cisnie¬ niem powyzej 12 atm., lecz karbaminian zawieszo¬ ny w cieklym amoniaku, zawrócony do obiegu w reaktorze wyosabnia sie w jednym etapie. Przjr zastosowaniu tego sposobu nie mozna uniknac roz¬ kladu mocznika i tworzenia sie biuretu, chyba ze ograniczy sie wyosobnienie karbaminianu przez pozostawienie w roztworze mocznika co najmniej, 3% amoniaku (wolnego lub zwiazanego z dwutlen¬ kiem wegla w postaci karbaminianu amonowego).W tym przypadku nie nastepuje calkowite wlacze¬ nie do obiegu w reaktorze substancji nieprzeksztal- conych w mooznik.Wspomniane trudnosci usuwa skuteczny i ekono¬ miczny sposób odzyskiwania nieprzereagowanego amoniaku i dwutlenku wegla i wlaczania ich do 5290652906 obiegu w autoklawie, w którym prowadzi sie syn¬ teze mocznika wedlug wynalazku.Stwierdzono, ze rozklad mocznika i tworzenie sie biuretu nastepuja.w niewielkim stopniu równiez w temperaturach ponad 150°C, jesli ogrzewanie jest bardzo szybkie i jesli prowadzi sie je w obecnosci amoniaku w ilosci nie nizszej niz 2 — 3°/o (wolne¬ go lub zwiazanego w postaci karbaminianu amono¬ wego); pozwala to na prowadzenie destylacji kar¬ baminianu, a nastepnie jego krystalizacji pod cis¬ nieniem wyzszym niz 12 atm., a co za tym idzie umozliwia zastosowanie wody jako srodka ochla¬ dzajacego w zbiorniku, w którym prowadzi sie kondensacje amoniaku i krystalizacje karbaminia¬ nu. Amoniak i dwutlenek wegla pozostale w roz¬ tworze mocznika po przeprowadzeniu destylacji pod cisnieniem powyzej 12 atm. mozna wyosobnic przez rozprezenie roztworu pod cisnieniem atmosferycz¬ nym lub zblizonym do atmosferycznego, skonden¬ sowanie pary pod tym cisnieniem, doprowadzenie uzyskanego w ten sposób wodnego rozwtoru karba¬ minianu do cisnienia ponad 12 atm., oddestylowanie tego roztworu w celu oddzielenia czesci zawartej w nim wody i wlaczenie do obiegu wytworzonych par amoniaku, dwutlenku wegla i wody w strefie, w której kondensuje sie amoniak i krystalizuje kar- baminian wyosobniony z roztworu mocznika pod cisnieniem ponad 12 atm.Sposób wedlug wynalazku dotyczy wytwarzania mocznika z amoniaku i dwutlenku wegla z pelnym wlaczeniem nieprzereagowanych substancji do obie¬ gu w reaktorze, w którym prowadzi sie synteze mocznika. W sposobie tym amoniak i dwutlenek wegla wprowadza sie w reakcje pod cisnieniem w reaktorze do syntezy i z reaktora tego odpro¬ wadza sie jako produkt mieszanine mocznika, wody i nieprzereagowanego karbaminianu amonowego wzglednie amoniaku i dwutlenku wegla. Z miesza¬ niny tej oddziela sie wodny roztwór mocznika, jako pozadany produkt koncowy, który nastepnie steza sie pod zmniejszonym cisnieniem do uzyskania su¬ chej soli. Nieprzereagowane skladniki znajdujace sie w mieszaninie po opuszczeniu reaktora przepro¬ wadza sie przez trzy oddzielne stopnie cisnieniowe i w postaci zawiesiny krystalicznego karbaminia¬ nu amonowego w cieklym amoniaku zawraca do reaktora do dalszej reakcji wytwarzania mocznika.W pierwszym stopniu cisnieniowym mocznik i nie¬ przereagowane skladniki przechodza pod cisnieniem 60 — 120 atm., przy czym wyparowuje amoniak, który nastepnie kondensujac sie dostarcza utajone¬ go ciepla kondensacji do ogrzewania dwutlenku wegla wprowadzonego do reaktora. W drugim stop- •niu cisnieniowym, cisnienie mieszaniny mocznika, wody i pozostalosci karbaminianu i amoniaku ob¬ niza sie do 13 — 18 atm., co powoduje wyparowa¬ nie amoniaku i obnizenie temperatury do okolo 110 — 130°C. W temperaturze tej wprowadza sie mieszanine do szczytowej czesci kolumny destyla¬ cyjnej, gdzie karbaminian zostaje odparowany pod cisnieniem 13 — 18 atm., a roztwór wychodzacy z dna kolumny ogrzewa sie szybko do temperatury 170 — 180°C tak, aby uzyskac pary karbaminianu zawierajace co najmniej 3% pary wodnej oraz wod¬ ny roztwór mocznika zawierajacy co najmniej 3°/* karbaminianu i nie wiecej niz 0,5% biuretu. Pary karbaminianu uchodzace z kolumny destylacyjnej, zawierajace co najmniej 3%r pary wodnej, przy po¬ laczeniu z cieklym amoniakiem tworza krysztalki 5 i w ten sposób w zbiorniku, w którym odbywa sie kondensacja amoniaku i krystalizacja karbaminia¬ nu powstaje zawiesina karbaminianu w amoniaku pod cisnieniem 13 — 18 atm. Zbiornik ten jest chlo¬ dzony woda i zaopatrzony w urzadzenie do miesza- 10 nia w celu utrzymywania czastek karbaminianu w postaci zawiesiny. Zawiesine te wpompowuje sie do reaktora. W trzecim stopniu cisnieniowym roz¬ twór mocznika opuszczajacy kolumne destylacyj¬ na a zawierajacy jeszcze karbaminian rozpreza sie 15 do cisnienia atmosferycznego powodujac odparowa¬ nie pozostalego karbaminianu, którego pary kon- densuja sie z para wodna pod cisnieniem atmosfe¬ rycznym na wodny roztwór karbaminianu, po czym roztwór ten pod cisnieniem 13 — 18 atm. stosuje 20 do przemywania gazów uchodzacych ze zbiornika, w którym tworzy sie zawiesina karbaminianu w cieklym amoniaku, w celu odzyskania porywane¬ go z gazami karbaminianu. Ten roztwór myjacy destyluje sie nastepnie pod cisnieniem 13 — 18 atm. 25 i oddestylowane pary karbaminianu kondensuje z powrotem w cieklym amoniaku, wykorzystujac je do wytwarzania omawianej zawiesiny.Charakterystycznym dla tego sposobu jest fakt, ze nieprzereagowane substancje zawracane sa do 30 obiegu w reaktorze w calosci w postaci zawiesiny karbaminianu amonowego w cieklym amoniaku, która to zawiesine wytwarza sie pod cisnieniem 13—18 atm. w zbiorniku chlodzonym woda i za¬ opatrzonym w urzadzenie do mieszania, w celu 85 utrzymania czastek karbaminianu w postaci zawie¬ siny.Wynalazek objasniono dokladniej w ponizszym opisie w odniesieniu do zalaczonego rysunku.Amoniak i dwutlenek wegla, wychodzace odpo- 40 wiednio z podgrzewaczy wstepnych 2 i 1 w stosun¬ ku molowym wiekszym niz 2:1, wprowadza sie do reaktora 3 pod cisnieniem 200—230 atm. na skutek reakcji temperatura substancji reagujacych podnosi sie do okolo 190°C. Otrzymany roztwór mocznika, wody, karbaminianu i nadmiaru amoniaku odpro¬ wadza sie przez zawór 4 do separatora 5 pod cisnie¬ niem ponad 60 atm., na przyklad 70 atm. Pod wplywem zmniejszonego cisnienia, mniej wiecej po¬ lowa zawartosci amoniaku wyparowuje i konden¬ suje sie go ponownie w podgrzewaczu 1, ogrzewajac jego utajonym cieplem dwutlenek wegla. W ten sposób odzyskuje sie taka ilosc ciepla, aby ogrzac wstepnie dwutlenek wegla do temperatury 100°C. 55 Przy pomocy zaworu 6 cisnienie mieszaniny mocz¬ nika, wody i pozostalosci karbaminianu i amoniaku obniza sie dalej do 13—18 atm., na przyklad do 16 atm., co powoduje, wyparowanie amoniaku i ob¬ nizenie temperatury do okolo 120°C. W tej tempe- 60 raturze wprowadza sie mieszanine do szczytowej czesci kolumny destylacyjnej 8, po czym opada ona do nizszych przegród i poddana . jest szybkiemu ogrzewaniu do temperatury 170°C przechodzac przez wymiennik ciepla 9. Destylacja karbaminianu 65 prowadzona w ten sposób zmniejsza dysocjacje 45 505 52006 6 mocznika i tworzenie sie biuretu do nieznacznych wielkosci.Dwutlenek wegla i amoniak uwolnione w sepa¬ ratorze 10 w temperaturze 170°C zawieraja ponad 50% pary wodnej; wznoszac sie do wyzszych prze¬ gród kolumny rektyfikacyjnej 8 ochladzaja sie one do temperatury 120°C. W tej temperaturze procent wody zawarty w parach karbaminianu u wylotu kolumny 8 zmniejsza sie do 3%, wskutek czego pary te moga ulec krystalizacji i przy polaczeniu z cie¬ klym amoniakiem utworzyc plynna papke latwa do wpompowania do reaktora bez zadnego niebezpie¬ czenstwa powstania kamienia kotlowego.Krystalizacje karbaminianu prowadzi sie w zbior¬ niku 11, do którego wprowadza sie amoniak prze¬ znaczony do syntezy mocznika przewodem 30, amo¬ niak uzyty w nadmiarze i ponownie skondensowany w podgrzewaczu 1, wychodzacy przez zawór 7, oraz pary amoniaku, dwutlenek wegla i (niekoniecznie) wode (pare) wychodzaca z kolumn destylacyjnych 8 i 16.Cieplo krystalizacji karbaminianu i cieplo kon¬ densacji amoniaku usuwa sie przez ochladzanie zbiornika woda; cisnienie wewnatrz aparatu 11, w którym tworzy sie zawiesine, zalezy od tempe¬ ratury wody, przy czym waha sie ono wedlug wyna¬ lazku w granicach 13—18 atm. Korzystne jest cisnienie 16 atm. Na przyklad przy uzyciu wody o temperaturze 20°C latwo jest uzyskac tempera¬ ture kondensacji 40°C odpowiadajaca cisnieniu 16 atm. Stale czastki karbaminianu maja, oczywis¬ cie, ciezar wlasciwy duzo wiekszy od cieklego amo¬ niaku i dlatego maja one sklonnosc do osiadania na dnie zbiornika, w którym tworzy sie zawiesine, zatykajac przez to przewód odprowadzajacy.W celu unikniecia tej niedogodnosci stosuje sie, wedlug wynalazku, pompe smiglowa 13 umieszczona wewnatrz zbiornika 11, w którym tworzy sie za¬ wiesine; pompa ta utrzymuje karbaminian w zawie¬ sinie i równoczesnie umozliwia skuteczna wymiane ciepla pomiedzy zawiesina amoniakalna i srodkami ochladzajacymi przeznaczonymi do usuwania ciepla, wydzielajacego sie przy tworzeniu sie stalego kar¬ baminianu amonowego i kondensacji amoniaku.Dzieki temu otrzymuje sie papke zawierajaca po¬ nad 50% karbaminianu, która sie latwo wpompo- wuje do reaktora.Gazy obojetne zawarte w substancjach reaguja¬ cych, takie jak na przyklad wodór i azot, zbieraja sie w górnej czesci zbiornika 11, w którym tworzy sie zawiesine, skad wprowadza sie je do kolumny 14.W celu odzyskania amoniaku i dwutlenku wegla zawartych w tych gazach, wymywa sie te gazy w kolumnie 14 wodnym roztworem karbaminianu amonowego wprowadzonego przy pomocy pompy 20, a nastepnie odprowadza sie je przez zawór 28 do atmosfery, podczas gdy roztwór karbaminianu wprowadza sie przy pomocy pompy 15 do wstep¬ nego ogrzewacza 17 i potem do kolumny destyla¬ cyjnej 16.Destylacje prowadzi sie pod cisnieniem 16 atm. i pary karbaminianu zawierajace tylko 3% pary wodnej wprowadza sie do zbiornika 11, w którym tworzy sie zawiesine.Amoniak i papke karbaminianowa (zawiesine sta¬ lego karbaminianu w cieklym amoniaku) wprowa- 5 dza sie najpierw do podgrzewacza 2 przy pomocy pompy 12, a nastepnie po wstepnym ogrzaniu do temperatury 120°C przez wykorzystanie ciepla wo¬ dy kondensacyjnej wyplywajacej z destylatora 9 wprowadza sie do reaktora.Roztwór mocznika opuszczajacy separator 10 pod cisnieniem drugiego etapu (w opisywanym przykla¬ dzie pod cisnieniem 16 atm. w temperaturze 170°C) zawiera jeszcze okolo 3% karbaminianu, który od¬ dziela sie latwo przez rozprezenie roztworu wycho¬ dzacego z separatora 10 przez zawór 32 do separa¬ tora 21, do cisnienia atmosferycznego lub bliskiego atmosferycznemu; nastepuje wówczas szybkie paro¬ wanie amoniaku kosztem wlasnego ciepla roztworu a karbaminian wraz z para wodna po przejsciu przez chlodnice 18 odbiera sie w postaci roztworu wodnego.Roztwór zbierajacy sie w zbiorniku 19, który zawiera okolo 20% karbaminianu, wprowadza sie przy pomocy pompy 20 do kolumny 14 pod cisnie¬ niem 13—18 atm. (np. 16 atm.) w celu dalszego po¬ chloniecia karbaminianu zawartego w gazach obo¬ jetnych skierowywanych do atmosfery.Roztwór mocznika opuszczajacy separator 21 przepuszcza sie przez zawór 29 i odparowuje pod zmniejszonym cisnieniem w destylatorze 22 do osiagniecia 99% stezenia, po czym przy pomocy pompy 31 rozpyla sie go zwyklym sposobem na wierzcholku wiezy 27 otrzymujac sucha sól przezna¬ czona do zastosowania w rolnictwie. Pary destylo¬ wane w destylatorze 22 kondensuje sie w chlodnicy 23, a kondensowana wode rozdziela sie w naczyniu 24 i odprowadza poprzez naczynie 26, podczas gdy skladniki nie ulegajace kondensacji odciaga sie za pomoca pompy prózniowej 25 i poddaje ekstrakcji.Termin „karbaminian" oznacza zawsze w niniej¬ szym opisie „karbaminian amonowy".Zalaczony rysunek ma jedynie charakter objasnia¬ jacy a nie ograniczajacy. Na przyklad wlaczenie do obiegu nieprzereagowanych substancji moze byc tylko czesciowe zamiast calkowitego, jesli istnieje mozliwosc dogodnego wykorzystania czesci tych substancji w inny sposób. PL

Claims (4)

  1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania mocznika z amoniaku i dwutlenku wegla, w którym amoniak i dwu¬ tlenek wegla wprowadza sie w reakcje pod cis¬ nieniem w reaktorze do syntezy, a jako produkt z reaktora tego odprowadza sie mieszanine mocz¬ nika, wody i nie calkowicie przereagowanego karbaminianu amonowego albo amoniaku i dwu¬ tlenku wegla stosujac trzy stopnie cisnieniowe, przy czym z mieszaniny tej oddziela sie jako pozadany produkt koncowy wodny roztwór mocznika, podczas gdy nieprzereagowane sklad¬ niki amoniak i dwutlenek wegla przeprowadza sie w zawiesine krystalicznego karbaminianu amonowego w cieklym amoniaku i zawraca do 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6052906 7 8 obiegu w reaktorze do syntezy do dalszej re¬ akcji dla wytwarzania mocznika, znamienny tym, ze zawiesine wytwarza sie z nieprzereagowanych skladników po oddzieleniu ich od odprowadzanej z reaktora mieszaniny zawierajacej mocznik pod cisnieniem 13—18 atmosfer w zbiorniku chlodzo¬ nym woda i zaopatrzonym w urzadzenie lub urzadzenia do mieszania, w celu utrzymania czastek karbaminianu w postaci zawiesiny, która nastepnie zawraca sie do reaktora.
  2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze za¬ wiesine karbaminianu w cieklym amoniaku wy¬ twarza sie na drodze kondensacji amoniaku i krystalizacji karbaminianu w zaopatrzonym w pompe smiglowa zbiorniku chlodzonym woda.
  3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze mieszanine odprowadzana z reaktora do syntezy przeprowadza sie przez trzy oddzielne stopnie cisnieniowe, przy czym w pierwszym stopniu stosuje sie cisnienie 60—120 atm, w których to warunkach wyparowuje amoniak, który naste¬ pnie kondensujac sie dostarcza utajonego ciepla kondensacji do ogrzewania dwutlenku wegla wprowadzanego do reaktora; w drugim stopniu stosuje sie cisnienie 13—18 atm., a w trzecim cisnienie atmosferyczne lub zblizone do atmo¬ sferycznego.
  4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze w drugim stopniu cisnieniowym roztwór mocz¬ nika i karbaminianu doprowadza sie w tempe¬ raturze 110—130°C do szczytowej czesci kolumny destylacyjnej, w której karbaminian zostaje od- 5 parowany pod cisnieniem 13—18 atm, a roztwór odprowadzany z dna kolumny ogrzewa sie szybko do temperatury 170—180°C tak, aby uzyskac pary karbaminianu zawierajace co najmniej 3% pary wodnej, oraz roztwór mocznika zawierajacy co najmniej 3% karbaminianu i nie wiecej niz 0,5% biuretu. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze w trzecim stopniu cisnieniowym odparowuje sie pozostaly karbaminian, którego pary kondensuje sie z para wodna pod cisnieniem atmosferycz¬ nym, a otrzymanym wodnym roztworem karba¬ minianu wymywa sie pod cisnieniem 13—18 at- morfer karbaminian porwany z gazami obojet¬ nymi uchodzacymi ze zbiornika, w którym two¬ rzy sie zawiesina karbaminianu. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze roztwór pluczacy stosowany do odzyskiwania karbaminianu porywanego z obojetnymi gazami destyluje sie pod cisnieniem 13—18 atmosfer i oddestylowane pary karbaminianu ponownie skrapla w cieklym amoniaku, w celu wykorzy¬ stania ich do wytwarzania zawiesiny karbami- nianiu. 15 20KI. 12o, 17/03 52906 MKP C 07 c P*2* 27 25 0« ^ AT Iz6 n zz PL
PL102234A 1963-07-26 PL52906B1 (pl)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL52906B1 true PL52906B1 (pl) 1967-02-25

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9732033B2 (en) Urea production plant
US4314077A (en) Method for the production of urea and purification of water
RU2552650C2 (ru) Способ получения высокочистого меламина с низким расходом энергии посредством пиролиза мочевины и оборудование для осуществления этого способа
US5384404A (en) Process for manufacturing melamine from urea
EP2521710B1 (en) A urea stripping process for the production of urea
US3824283A (en) Urea synthesis process
US3957868A (en) Process for preparing urea from ammonia and carbon dioxide
US3636106A (en) Process for urea synthesis
US3290308A (en) Synthesis of pure melamine
KR870001143B1 (ko) 요소의 제조방법
KR101043872B1 (ko) 디니트로톨루엔의 2단계 제조 방법
EP0266840A1 (en) Process for preparing urea
PL52906B1 (pl)
US3937789A (en) Process for the neutralization of acid solutions of caprolactam
US3378585A (en) Process for the production of urea
US3338898A (en) Process for the production of cyanuric chloride
US4764607A (en) Method for recovering caprolactam
CN113429316A (zh) 一种己二腈的精制方法
RU2072966C1 (ru) Способ конденсации паров аммиака углекислого газа и воды, образующихся при обработке раствора, поступающего из реактора получения мочевины и устройство для его осуществления
US3625835A (en) Process for the recovery of cyclohexanone oxime by plural stage, vacuum distillation per a
US3992372A (en) Processing polycaprolactam extraction liquors
US3232982A (en) Urea synthesis
US2917369A (en) Production of hydrazine
SU519133A3 (ru) Способ выделени меламина
PL56779B1 (pl)