SU1728231A1

SU1728231A1 - Способ очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида

Info

Publication number: SU1728231A1
Application number: SU904815228A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Лаврушко; Иосиф Антонович Юрша; Александр Васильевич Матушкин; Валентина Николаевна Ницкая; Александр Васильевич Курайшевич
Original assignee: Гродненское производственное объединение "Азот" им.С.О.Притыцкого
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-04-16
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Изобретение относитс к каталитической очистке сжаты газов от горючих примесей , в частности к очистке диоксида 2. углерода при получении карбамида из аммиака . Цель - снижение энергетических затрат и металлоемкости оборудовани . Очистку ведут путем компримирован.и исходного диоксида углерода до 5-28 кг/см2 и последующего окислени примесей в нагретом за счет компрессии газе над палладий- содержащим катализатором при 155-172&deg; С. Затем осуществл ют многоступенчатую компрессию очищенного газа до давлени в зоне синтеза при сн тии выдел ющегос тепла охлаждением газа оборотной водой между ступен ми компрессии. Указанные услови позвол ют исключить затраты тепла на предварительный подогрев диоксида углерода, подаваемого в реактор окислени , по сравнению с известным способом. Снижаетс количество теплообменной аппаратуры . (Л

Description

Изобретение относитс к очистке углерода от горючих примесей (Н2, СО, СЙ4) и может быть использовано в производстве карбамида.

Известны способы очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида на катализаторах при 80-250°С, давлении 0,01-2 кг/см при стехиометриче- ском количестве кислорода по отношению к количеству горючих примесей. В присутствии в очищенном газе метана дл реакции необходима температура выше 250° С, При этом вход щий в каталитический реактор поток газа подогреваетс выход щим потоком газа.

Недостатком способа вл етс низка степень очистки газа при относительно не высоком содержании горючих и в присутствии метана, поскольку тепла реакции в этом

случае недостаточно дл подогрева исходного газа до оптимальной температуры.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ получени карбамида, включающий выжигание горючих примесей из диоксида углерода на палладийсодержа- щем катализаторе.

Процесс выжигани примесей из диоксида углерода осуществл ют при 150-350° С и давлении, близком к атмосферному (0,136-0,544 кг/см2). Диоксид углерода перед подачей в каталитический реактор подогреваетс в паровом подогревателе и рекуператоре. Затем очищенный газ подвергаетс многоступенчатому компримиро- ванию до 150-200 кг/см2 со сн тием тепла, выдел ющегос при его компримировании между ступен ми оборотной водой.

00

ю ы

Недостатком известного способа вл етс необходимость предварительного подогрева диоксида углерода перед очисткой до температуры реакции, что удорожает процесс.

Цель изобретени - повышение экономичности процесса.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу очистки диоксида углерода в производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением с предварительной каталитической очисткой диоксида углерода от горючих примесей окислением кислородом при повышенных температурах с последующим его компри- мировэнием до давлени синтеза карбамида . Очистку диоксида углерода от горючих примесей провод т после его компримиро- вани перед синтезом карбамида при давлении 5-28 кг/см с использованием дл очистки тепла компримировани . Существенным отличием от известного способа вл етс изменение технологической схемы производства карбамида, а именно проведение каталитической очистки диоксида уг- лерода после компримировани . Тепла компримировани газа достаточно дл начала реакции выжигани горючих примесей, что дает возможность отказатьс от эксплуатации теплообменника и рекуператора и снизить затраты тепла дл подогрева газа.

Предлагаемый способ очистки диоксида углерода в производстве карбамида отличаетс тем, что процесс очистки диоксида углерода провод т после предварительной компрессии газа.

Пример (по известному способу). В производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением очистку диоксида углерода от горючих примесей осуществл ют перед стадией компримировани .

Диоксид углерода с содержанием горючих примесей 1,15 об.% и эквимолл рным содержанием кислорода в расчете на при- меси с температурой 45° С поступает в паровой подогреватель и рекуператор, где подогреваетс до 170° С, и затем поступает в реактор с объемной скоростью 3500 при атмосферном давлении. Температура в ре- акторе 200° С, степень очистки газа от горючих примесей 99,0%. Газ после реактора проходит рекуператор, охлаждаетс оборотной водой до 45° С и поступает на многоступенчатое компримирование дл подготовки его к синтезу карбамида. Тепло, выдел ющеес при компримировании газа, снимаетс оборотной водой. При этом температура газа понижаетс со 135 до 45° С,

Пример 2. В производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода под давлением диоксида углерода состава, об.%: На 1,2- 0,7;Аг+ Оа 0,94-0,64;N2 2-3;CO не более 0,5; метан не более 0,02; СОа 95,9- 96,7 после дополнительной дозировки кислорода в эквимолекул рном количестве (150 м3 на 1800 м3 газа указанного состава) к содержанию горючих примесей при 45° С поступает на компримирование, сжимаетс до давлени 5 кг/см2 и нагреваетс до 134° С за счет сжати , затем поступает в реактор. На катализаторе марки ПК-ЗШ при давлении 5 кг/см2, объемной скорости 3500 и температуре 170° С (увеличение температуры в слое за счет экзотермичности реакции дожита) степень очистки диоксида углерода от горючих примесей составл ет 99,9%. Очищенный газ состава, об.%: метан 0,01; Аг + 02 0,66-0,96; N2 2,2-3,4; С02 95,64- 97,17, охлаждаетс оборотной водой в теп- лообменном оборудовании до 30° С и направл етс на последующие ступени компрессии , где сжимаетс до давлени синтеза карбамида 153 кг/см2.

П р и м е р 3. Аналогичен примеру 2, но давление в реакторе 12 кг/см2, температура газа на входе в реактор 125° С, температура в слое катализатора 155° С. Степень очистки газа составл ет 100%.

П р и м е р 4. Аналогичен примеру 2, но давление в реакторе 28 кг/см , температура газа на входе в реактор 138° С, температура в слое катализатора 172° С. Степень очистки газа составл ет 100%.

Осуществление процесса указанным способом исключает необходимость предварительного подогрева С02 газа и применени теплообменного оборудовани , так как используетс тепло, выдел ющеес при компримировании газа. Кроме того, повышаетс эффективность очистки, так как процесс ведетс при более низких температурах. Нижний предел давлени определ етс достигаемой степенью очистки при температуре, которую приобретает газ в результате компримировани (125-138° С), верхний - затратами на аппаратурное оформление процесса. Выше 28 кг/см вести процесс нецелесообразно поскольку повышаютс требовани к оборудованию, работающему под давлением, что удорожает процесс очистки, а также ухудшаютс ме- ханические свойства используемых катализаторов.

Выжигание горючих примесей в производстве карбамида вл етс актуальным, поскольку способствует повышению безопасности проведени процесса на установках карбамида. Кроме того, наличие

Claims

горючих примесей исключает возможность подачи чистого кислорода на пассивацию колонны синтеза карбамида. Подача же воздуха приводит к вводу в систему инерта - азота, что приводит к падению мощности установок карбамида на 8-10%. Формула изобретени Способ очистки диоксида углерода от горючих примесей в производстве карбамида из аммиака и диоксида углерода путем предварительного нагрева газа и окислени примесей кислородом на палладийсодер- жащем катализаторе при повышенной тем0

пературе с последующей многоступенчатой компрессией очищенного газа до давлени в зоне синтеза при сн тии выдел ющегос тепла охлаждением газа оборотной водой между ступен ми компрессии, отличающийс тем, что, с целью снижени энергетических затрат и металлоемкости оборудо- вани , исходный диоксид углерода компримируют до 5-28 кг/см2, нагретый при компрессии газ подают на окисление, которое ведут при 155-172° С, затем очищенный газ охлаждают и направл ют на последующие ступени компрессии.