SU459887A3 - Способ получени мочевины - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЫ ние, так как значительна  часть мочевины (более 50%) образуетс  на первой стадии разлол ени  карбамата аммони  при более низком давлении (90-140 атм). На чертеже показана технологическа  схема процесса синтеза мочевины по предложенному способу. Процесс осуществл ют следующим образом. В конденсаторе 1 при давлении 90-140 атм образуетс  раствор карбамата аммони , содержащий еще значительные количества (например 20-40%) вводимых в процесс газообразного аммиака и двуокиси углерода. При вышеуказанном давлении выдел етс  теплота конденсации на таком уровне температуры, что ее можно использовать дл  образовани  пара. Полученна  в конденсаторе 1 смесь газа и жидкости поступает в реактор 2 дл  синтеза мочевины, где при давлении 90-140атм часть карбамата аммони  обменно разлагают в мочевину. Необходимую дл  этого теплоту получают путем конденсации еще имеющихс  газообразных компонентов реакции. Конденсируемое количество газа и врем  пребывани  реакционной массы в реакторе выбирают так, что при данном давлении образуетс  40-95% равновесного количества мочевины. Можно также полностью конденсировать газовую смесь в конденсаторе 1 и часть тепла конденсации косвенно подводить через систему теплообмена в реактор 2, а также полностью или частично подводить извне тепло. Однако последнее менее предпочтительно. Из верхней секции реактора смесь отход щих газов, содержащую неконденсируемые газы , которые поступают в процесс вместе со свежим аммиаком и двуокисью углерода, направл ют в промывную колонну 3, где рекуперируют еще содержащиес  в ней аммиак и двуокись углерода. Остаточный газ отвод т через редукционный клапан 4. Раствор мочевины, непрореагировавщего карбамата аммони  и несв занного аммиака в воде через сливную трубку из реактора подают насосом 5 под давлением (по меньщей мере 160 атм, предпочтительно 180-200 атм) в реактор 6 дл  синтеза мочевины. В этот реактор из емкости 7 направл ют также аммиак под необходимым давлением, создаваемым с помощью насосов 8 и 9, и соответствующее количество двуокиси углерода, которую подают из емкости 10 и компримируют до необходимого давлени  с помощью компрессора 11. Выдел ющеес  при образовании карбамата аммони  из аммиака и двуокиси углерода тепло необходимо дл  получени  при выбранных давлении и времени пребывани  по меньшей мере 85% равновесного количества мочевины. Дл  этого двуокиси углерода необходимо, например , 10-15% от общего количества в процессе , а аммиака 40-60% от общего количества . Выводимый из реактора 6 раствор синтеза мочевины, который кроме мочевины, карбамата аммони  и воды содержит еще свободный аммиак, дросселируют редукционным клапаном 12 примерно до давлени  в конденсаторе 1 и в реакторе 2 и подают в верхнюю часть перегонной колонны 13. В нижнюю часть этой колонны, представл ющей собой кожухотрубчатый теплообменник, противотоком ввод т двуокись углерода из ступени среднего давлени  компрессора 11. В межтрубное пространство колонны 13 подают пар с давлением 15- 25 атм. Выводимый из нижней части этой колонны раствор мочевины дросселируют до давлени  2-4 атм редукционным клапаном 14 ступени 15 низкого давлени  и обрабатывают с целью удалени  еще содержащегос  в нем карбамата аммони . Полученный при этом водный раствор мочевины поступает затем в зону выпаривани  или кристаллизации (не показана) дл  дальнейшей обработки. Образовавшийс  в зоне низкого давлени  разбавленный раствор карбамата аммони  насосом 16 подают в колонну 3, где используют в качестве промывной жидкости. Из верхней части колонны 13 газова  смесь, состо ща  из аммиака, двуокиси углерода, вод ного пара и инертных компонентов, поступает в конденсатор 1, где, как уже указывалось , провод т только частичную конденсацию . Дл  того чтобы конденсаци  проходила по возможности на высоком уровне температуры , в конденсатор подают также выход щий из колонны 3 разбавленный раствор карбамата аммони . Дл  этой цели при.мен ют эжектор 17, в котором рабочим потоком  вл етс  л идкий аммиак, подаваемый насосом 8. С помощью этого количества аммиака достигают желаемого дл  оптимальной температуры конденсации соотношени  между аммиаком и двуокисью углерода в конденсаторе. При необходимости можно всасывать нужное количество раствора, содержащего мочевину и карбамат аммони , из реактора 2 с помощью эжектора 17, так как и таким образом можно повысить температуру конденсации в конденсаторе. Этим достигают образовани  пара по возможности с высокими давлением и температурой. Пример. По приведенной выше схеме получают 100 т мочевины в день, исход  из 56,6 т аммиака и 73,4 т двуокиси углерода. В конденсаторе 1, реакторе 2 и колонне 13 примен ют давление 110 атм, а в реакторе 6- 180 атм. При давлении 110 атм и температуре 168°С в конденсаторе образуетс  смесь газа и жидкости , состо ща  из 123,8 т аммиака, 115,2 т двуокиси углерода, 18,0 т воды и инертных газов. Эта смесь содержит 15% газообразных аммиака и двуокиси углерода. В реакторе 2, где температура 172°С, эти количества газов также конденсируют в карбамат аммони  и получают 63 т мочевины, соответственно больше, чем 70% равновесного количества. Полученный в реакторе 2 раствор синтеза мочевины состоит (в т) из: 63 мочевины, 75 аммиака , 58,1 двуокиси углерода, 36,9 воды.

Из этого раствора в реакторе 6 при 195°С образуетс  еще 37 т мочевины. Необходимое дл  этого тепло получают за счет подачи в этот реактор дл  получени  карбамата аммони  свежих аммиака (29 т) и двуокиси углерода (И т). Общее количество мочевины, выводимой из реактора 6, составл ет больще чем 95% равновесного количества. Поступающий в отгонную колонну раствор синтеза мочевины имеет следующий состав (в т): 100 мочевины , 83 аммиака, 42 двуокиси углерода, 48 воды. Он содержит еще небольшие количества инертного газа и газообразные аммиак и двуокись углерода.

После понижени  давлени  до ПО атм с помощью редукционного клапана 12 отгонка с 62,4 т двуокиси углерода в колонне 13 дает раствор мочевины следующего состава (в т): 100 мочевины, 10 аммиака, 13 двуокиси углерода , 44,1 воды. Пз этой колонны в конденсатор 1 поступает газова  смесь, содержаща  (в т); 73 аммиака, 91,4 двуокиси углерода, 3,9 воды и инертных газов. Кроме того, в конденсатор с помощью эжектора 17 ввод т 27,6 т аммиака. Эжектор обеспечивает всасывание полученного в колонне 3 разбавленного раствора карбамата аммони , содержащего (в т): 23,2 аммиака, 23,8 двуокиси углерода, 14,1 воды.

Реакторы 2 работают при практически адиабатических услови х. Тепло не ввод т и не отвод т. Дл  нагревани  колонны 13 примен ют насыщенный пар под давлением 25 ати. Необходимое количество пара 77,5т.

Выдел ющеес  в конденсаторе 1 тепло используют дл  получени  100 т пара под давлением 3 ати, 80-90 т которого примен ют в циркул ционной зоне низкого давлени  и дл  окончательной обработки. Остаетс  таким образом еще 10-20 т пара низкого давлени . Дл  образовани  1 т мочевины необходимо 775 кг пара с давлением 25 ати. При этом получают 100-200 кг пара низкого давлени  дл  других целей.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1.Способ получени  мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повыщенных температуре и давлении с образованием карбамата

аммони , его разложением, отгонкой непрореагировавщих при этом аммиака и двуокиси углерода и рециркул цией последних, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  эффективности процесса, взаимодействие аммиака с двуокисью углерода ведут при давлении 90-140 атм, разложение карбамата аммони  осуществл ют в две стадии, причем первую стадию - при давлении 90-140 атм до образовани  не менее 40% равновесного

количества мочевины, а вторую - при давлении 160 атм и выще до получени  не менее 85% равновесного количества мочевины.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что разложение карбамата аммони  на первой

стадии ведут до образовани  равновесного количества мочевины.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что на вторую стадию разложени  карбамата аммони  подают свежие аммиак и

двуокись углерода.

ю