RU2013153920A

RU2013153920A - Способ синтеза мочевины с большим выходом

Info

Publication number: RU2013153920A
Application number: RU2013153920/04A
Authority: RU
Inventors: Лино КАРЛЕССИ; Алессандро ЖИАНАЦЦА
Original assignee: САЙПЕМ С.п.А.
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2015-06-20
Also published as: ITMI20110804A1; EP2707355B1; AR086313A1; RU2603968C2; US8927770B2; US20140081046A1; CN103562179A; WO2012152645A1; CN103562179B; CA2835337A1; EP2707355A1

Abstract

1. Способ синтеза мочевины из аммиака и двуокиси углерода с образованием карбамата аммония в качестве промежуточного химического соединения, который состоит из таких стадий, как:a. взаимодействие аммиака и двуокиси углерода как такового или в виде карбамата аммония при молярном соотношении NH/COв диапазоне от 2,3 до 6, при температуре в диапазоне от 140 до 215°C и под давлением в диапазоне от 12 до 25 МПа с образованием первой жидкой смеси, содержащей мочевину, карбамат аммония, аммиак и воду;b. подача упомянутой первой жидкой смеси на стадию разложения-стриппинга, чтобы осуществить разложение, по крайней мере, кратного количества, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения от 50 до 99% карбамата аммония в аммиак и двуокись углерода, при работе под таким же давлением, как и на упомянутой стадии реакции (а) и при температуре в диапазоне от 160 до 240°C, одновременно подвергая упомянутую жидкую смесь стриппингу с образованием первой газообразной смеси, содержащей аммиак и двуокись углерода, и второй жидкой смеси, содержащей мочевину, воду, аммиак и карбамат аммония;c. конденсация, по крайней мере, 50% упомянутой первой газообразной смеси на стадии конденсации, при работе, по существу, под таким же давлением, как упомянутая стадия (а) с образованием третьей жидкой смеси, содержащей карбамат аммония, аммиак и возможно мочевину, прямо или косвенно подаваемую на стадию реакции (а);d. выделение мочевины, содержащейся в упомянутой второй жидкой смеси на одном или большем количестве последовательных стадий разложения и сепарации (Р) с образованием четвертой жидкой смеси, содержащей воду, аммиак и карбама�

Claims

1. Способ синтеза мочевины из аммиака и двуокиси углерода с образованием карбамата аммония в качестве промежуточного химического соединения, который состоит из таких стадий, как:

a. взаимодействие аммиака и двуокиси углерода как такового или в виде карбамата аммония при молярном соотношении NH₃/CO₂ в диапазоне от 2,3 до 6, при температуре в диапазоне от 140 до 215°C и под давлением в диапазоне от 12 до 25 МПа с образованием первой жидкой смеси, содержащей мочевину, карбамат аммония, аммиак и воду;

b. подача упомянутой первой жидкой смеси на стадию разложения-стриппинга, чтобы осуществить разложение, по крайней мере, кратного количества, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения от 50 до 99% карбамата аммония в аммиак и двуокись углерода, при работе под таким же давлением, как и на упомянутой стадии реакции (а) и при температуре в диапазоне от 160 до 240°C, одновременно подвергая упомянутую жидкую смесь стриппингу с образованием первой газообразной смеси, содержащей аммиак и двуокись углерода, и второй жидкой смеси, содержащей мочевину, воду, аммиак и карбамат аммония;

c. конденсация, по крайней мере, 50% упомянутой первой газообразной смеси на стадии конденсации, при работе, по существу, под таким же давлением, как упомянутая стадия (а) с образованием третьей жидкой смеси, содержащей карбамат аммония, аммиак и возможно мочевину, прямо или косвенно подаваемую на стадию реакции (а);

d. выделение мочевины, содержащейся в упомянутой второй жидкой смеси на одном или большем количестве последовательных стадий разложения и сепарации (Р) с образованием четвертой жидкой смеси, содержащей воду, аммиак и карбамат аммония и, возможно, жидкой фазы, содержащей аммиак;

e. подача, по крайней мере, части упомянутой четвертой жидкой смеси, полученной на стадии (d), в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения от 50 до 100%, на упомянутую стадию разложения-стриппинга (b), направляя возможно оставшуюся часть на упомянутую стадию реакции (а), или, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения, на упомянутую стадию конденсации (с);

отличающийся тем, что упомянутая четвертая жидкая смесь, полностью или частично подаваемая на упомянутую стадию разложения-стриппинга (b), предварительно нагревается путем теплообмена с любой из вышеупомянутых смесей, образующихся на стадиях (а), (b) или (с).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая четвертая жидкая смесь предварительно нагревается теплообменом с упомянутой первой газообразной смесью, или в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения упомянутой второй жидкой смесью, образуемой на стадии (b).

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что соотношение NH₃/CO₂ в реакторе составляет от 3,0 до 5,0.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутый этап реакции (а) осуществляется при температуре в диапазоне от 170 до 205°C и под давлением в диапазоне от 14 до 18 МПа.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая стадия разложения-стриппинга (b) осуществляют при температуре в диапазоне от 180 до 220°C в условиях самостриппинга.

6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что начальная температура упомянутой четвертой жидкой смеси находится в диапазоне от 70 до 120°C и изменение температуры во время предварительного нагрева составляет от 30 до 140°C, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения от 60 до 130°C.

7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что начальное молярное соотношение Н₂О/СО₂ на упомянутой стадии реакции (а) составляет от 0,10 до 0,35.

8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что перед подачей на стадию разложения-стриппинга (b) упомянутая четвертая предварительно нагретая жидкая смесь соединяется с упомянутой первой жидкой смесью.

9. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что массовое содержание упомянутой четвертой жидкой смеси составляет от 25 до 35% по отношению к упомянутой второй жидкой смеси.

10. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая жидкая фаза, содержащая аммиак, полученный на стадии (d), подается как рециркулируемый на упомянутую стадию реакции (а).

11. Способ повышения выхода существующего способа получения мочевины, который работает с секцией синтеза под высоким давлением, в состав которой входит, по крайней мере, одна стадия стриппинг-процесса (самостриппинга), на выходе которой получают жидкий поток, содержащий мочевину и газообразный поток, содержащий аммиак и двуокись углерода, и последующие стадии очистки и концентрации мочевины, на выходе которых получают рециркулируемый водный раствор, содержащий карбамат аммония, при этом упомянутый водный раствор подается полностью или частично, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения в количестве от 50 до 100%, на упомянутую стадию стриппинг-способа (самостриппинга), отличающийся тем, что упомянутый водный раствор предварительно нагревается путем теплообмена с упомянутым жидким потоком, содержащим мочевину или упомянутый газообразный поток перед подачей полностью или частично на упомянутую стадию стриппинг-способа (самостриппинга).

12. Способ модификации существующей установки для прямого синтеза мочевины из аммиака и двуокиси углерода, включающий:

- контур синтеза высокого давления, в состав которого входит реактор R, разлагатель/стриппинг-колонна S, конденсатор для получения карбамата аммония С;

- секция среднего-высокого давления Р для сепарации и очистки мочевины;

- соединительная линия жидкой среды L1 для подачи рециркулируемого карбамата аммония при температуре Т1 на вход упомянутого разлагателя/стриппинг-колонны S;

- соединительная линия жидкой среды L2 для подачи жидкого потока при температуре Т2>Т1, содержащего мочевину, воду и остаточный карбамат аммония на вход секции Р;

отличающийся тем, что теплообменник F расположен так, чтобы осуществлять теплообмен между жидкими средами в упомянутых линиях L1 и L2 без контакта между этими жидкостями.

13. Способ по п. 12, в котором разность ΔТ=Т2-Т1 находится в диапазоне от 60 до 140°C.