UA67718C2 - Спосіб одержання сечовини, конденсатор та установка для здійснення цього способу - Google Patents
Спосіб одержання сечовини, конденсатор та установка для здійснення цього способу Download PDFInfo
- Publication number
- UA67718C2 UA67718C2 UA98010140A UA98010140A UA67718C2 UA 67718 C2 UA67718 C2 UA 67718C2 UA 98010140 A UA98010140 A UA 98010140A UA 98010140 A UA98010140 A UA 98010140A UA 67718 C2 UA67718 C2 UA 67718C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- condenser
- urea
- ammonia
- gas
- mixture
- Prior art date
Links
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 60
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 117
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 86
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 45
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 10
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 40
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims 3
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 3
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 abstract 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 241001279686 Allium moly Species 0.000 description 1
- ZEYWAHILTZGZBH-UHFFFAOYSA-N azane;carbon dioxide Chemical compound N.O=C=O ZEYWAHILTZGZBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/009—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in combination with chemical reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
- C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
- C07C273/04—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Винахід відноситься до способу виробництва сечовини з аміаку та діоксиду вуглецю, а також до конденсатора та установки для його здійснення. Згідно з винаходом, аміак і вуглекислий газ подають у реактор при підвищеному тиску з утворенням реакційної суміші, що містить карбамат амонію, аміак, воду і сечовину, які подають в розділювальну колону. З реакційної суміші розділювальної колони видаляють карбамат амонію за допомогою вуглекислого газу або теплової енергії при майже тому ж підвищеному тиску, що приводить до утворення газової суміші й рідкої суміші, яку подають у секцію зниження тиску. Газову суміш, аміак і за вибором вуглекислий газ подають в конденсатор, у якому газову суміш конденсують при майже тому ж підвищеному тиску з додатковим утворенням щонайменше 30 % рівноважної кількості сечовини, яку можна отримати в умовах конденсації, з утворенням рідкої суміші, що містить сечовину, воду і карбамат амонію, і газової суміші, при цьому рідку суміш подають на дно реактора. Утворену газову суміш уводять у контакт з водно-аміачним розчином карбамату амонію в газоочиснику, в якому утворюється рідка суміш, яку подають в конденсатор, і очищена газова суміш. Від рідкої суміші розділювальної колони відділяють газоподібний аміак і карбамат амонію за допомогою одноразового або багаторазового зниження тиску і підведення тепла в секції зниження тиску з утворенням рідкої суміші. Газоподібний аміак і карбамат амонію конденсують, відділяють аміак і одержують водний аміачний розчин, при цьому розчин і одержаний аміак використовують повторно для приготування сечовини, а з рідкої суміші секції зниження тиску виділяють сечовину в секції виділення сечовини. Винахід забезпечує збільшення продуктивності одержання сечовини.
Description
Опис винаходу
Винахід стосується способу одержання сечовини , при якому аміак (МН 3) і вуглекислий газ (СО») подають у 2 реактор (К) з підвищеним тиском (Р) для створення реакційної суміші (М1), що містить карбамат амонію, аміак, воду і сечовину. Потім реакційну суміш видаляють з реактора і подають у секцію зниження тиску (5С), де тиск знижується одно- або багатоступеневим чином, і підводять тепло, щоб виділити газоподібний аміак і карбамат амонію з реактивної суміші для утворення рідкої суміші (М2). Газоподібний аміак і карбамат амонію після 70 виділення конденсують і розділяють для одержання аміаку (М3") та водного аміачного розчину карбамату амонію (М3) і використовують повторно для утворення сечовинної суміші (М2), з якої отримують сечовину в секції виділення сечовини (М).
Такий процес одержання сечовини описаний Кирк-Отмером в "Енциклопедії хімічної технології" ( вид. 3-є, том 23, с.553-556) як "процес рециркуляції розчину". Згідно з цим джерелом прикладами такого процесу є так 72 званий удосконалений процес повної рециркуляції Митсуї-Тоатсу, процес одержання сечовини Монтедисона і процес тепловий рециркуляції ОТІ. Цей процес одержання сечовини характеризується тим, що аміак і вуглекислий газ подають безпосередньо в реактор. А також тим, що надлишок аміаку і карбамат амонію відділяють від сечовини шляхом зниження тиску, одночасно подаючи тепло. На відміну від так званих процесів видалення газу при високому тиску, наприклад, від процесу видалення СО» Стамикарбона і процесу видалення
МНз Стампрогретті, при яких карбамат амонію виділяють з реакційної суміші шляхом видалення за допомогою аміаку, вуглекислого газу або різних газів (при майже тому ж тиску, що й тиск у реакторі для одержання сечовини), після чого газову суміш конденсують і повертають у зону реакції.
Відомий спосіб значного підвищення продуктивності такого "процесу рециркуляції розчину" полягає в заміні обладнання на таке, що має більші розміри. А це створює вузьке місце в процесі. Прикладами обладнання для с заміни є реактор для одержання сечовини (К) і рівень проміжного тиску (перший рівень) секції зниження тиску Ге) (52). Заміняючи це обладнання на більше, часто доводиться заміняти або додатково встановлювати дорогі насоси високого тиску для аміаку і карбамату амонію.
Недолік способу дуже великі витрати, зокрема на заміну реактора для одержання сечовини, обладнання для рівня (ступеня) проміжного тиску і на пов'язану з цим заміну насосів високого тиску. со
Метою пропонованого винаходу є створення способу значного збільшення продуктивності "процесу «-- рециркуляції розчину" для одержання сечовини без заміни дорогого обладнання або із заміною меншої його кількості. Це досягається за допомогою таких модифікацій: -
І. доданням розділювальної колони (5) для видалення карбамату амонію з реакційної суміші (М1) за ча допомогою вуглекислого газу або тепла без істотного зниження тиску нижче за тиск (Р) реактора (К), що 3о призводить до утворення газової суміші (01) і рідкої суміші (Мі), при цьому рідку суміш (М4) потім подають у ее, секцію зниження тиску (ЗС);
І. доданням конденсатора (С), в який подають газову суміш (1), аміак і за вибором вуглекислий газ, в якому газову суміш (51) конденсують, по суті не доводячи тиск нижче рівня тиску (Р) реактора (К) для « утворення рідкої суміші (М5), що містить сечовину, воду і карбамат амонію, при цьому вміст сечовини становить З 70 щонайменше 3095 її рівноважної кількості, яку можна одержати в умовах конденсації, в газовій суміші (52), при с цьому рідку суміш (М5) повертають на дно реактора (К);
Із» ІП. доданням газоочисника (ЗСК), в якому газова суміш (52) вступає в контакт з водно-аміачним розчином (М3) карбамату амонію для утворення рідкої суміші (Мб), яку потім подають у конденсатор (С), і очищеної газової суміші (033).
Відомо, що, застосовуючи процес згідно з винаходом, можна збільшити продуктивність способу одержання б сечовини, використовуючи той самий реактор (К). Іншою перевагою є та, що за певних умов немає необхідності -І заміняти обладнання першого рівня (ступеня) проміжного тиску установки. У варіанті виконання винаходу, якому віддається перевага, відпадає потреба заміняти насоси високого тиску для аміаку і для карбамату амонію. і Відомо, що завдяки застосуванню винаходу можна втричі збільшити вихід сечовини існуючого процесу її - 20 одержання.
Важливою додатковою перевагою винаходу є та, що для одержання однієї тонни сечовини потрібно менше со пари. Встановлено, що витрату енергії можна скоротити щонайменше на 500кг пари високого тиску на одну тонну сечовини.
Завдяки винаходу можна підвищити продуктивність таких процесів одержання сечовини, як, наприклад, уже 29 згадуваний удосконалений процес повної рециркуляції Митсуї-Гоатсу, процес одержання сечовини
ГФ) Монтедисона, процес рециркуляції тепла ТІ, звичайний процес Стамикарбона і процес Хеміко. Ці процеси (схематично зображені на фіг.1, в якій використовуються такі позначення) характеризуються: о а) зоною реакції, в якій аміак і вуглекислий газ подають у реактор (К) під тиском 18-30ОмМПа і за температури 180-2207С; 60 б) секцією зниження тиску (5С), що складається звичайно з двох або більше рівнів (ступенів), у яких знижують тиск, одночасно подаючи тепло (пару), Секція може мати рівень (ступінь) проміжного тиску (його знижують до 1,5-8,0МПа) і низького тиску (його знижують до 0,2-1,0МПа). При цьому одержана газова суміш поступово конденсується, утворюючи водний розчин (М3) карбамату амонію та потік рідкого аміаку (МУ), який повертають у реактор для одержання сечовини (К); бо в) секцією виділення сечовини (), в якій виділяють сечовину, відділяють воду і одержують карбамат амонію
(М3), який повертають у зону реакції (за вибором через конденсатори секції зниження тиску (С).
Секція виділення сечовини () може мати різну конструкцію, залежно від варіанту реалізації "процесу рециркуляції розчину". Наводиться посилання на вказану вище енциклопедію. Проте встановлено, що переваги
Цього винаходу не залежать від конструкції секції виділення сечовини ()), що використовується.
Приклад процесу одержання сечовини, модифікованого згідно з цим винаходом, схематично зображено на фіг.2, до якої використані вказані нижче позначення. Для спрощення на фіг.2 не показані потоки пари.
Розділювальна колона (5) і спосіб її дії відомі й описані, наприклад, в О5-А-3356723 щодо вуглекислого газу. В ньому використовують "теплове видалення" для опису теплового розкладання карбамату амонію та 7/0 видалення вуглекислого газу й аміаку, утвореного з розчину (МІ). Теплове видалення є складовою частиною, наприклад, процесу видалення МН з Стампрогетті, описаного на с.559-562 згадуваної енциклопедії. Проте для того, щоб досягти ефективнішого видалення, доцільніше використовувати вуглекислий газ як видаляючий газ.
Видаляюча колона обладнана засобами для підведення тепла. Зазвичай вона має вигляд вертикальної колони, що містить вертикальні труби, в яких відбувається процес видалення. При цьому труби з боку оболонки нагрівають парою, переважно під тиском 1,5-4,0МПа. Видаляючий газ подають у нижню частину розділювальної колони і реактора, реактивну суміш (М1) - у верхню частину. Газову суміш (1) виділяють у верхній частині розділювальної колони (5). Ця суміш здебільшого складається з аміаку і вуглекислого газу. На дні розділювальної колони (5) виділяють суміш (Ма), яка містить переважно сечовину, воду і залишкову кількість карбамату амонію. Тиск, при якому відбувається процес видалення, майже дорівнює тиску в реакторі (К) для 2о одержання сечовини. Він може дещо змінюватися залежно від рівня вертикального розташування обладнання.
Коли як видаляючий газ використовують вуглекислий газ, то різниця тисків буде, наприклад, меншою за 0,3МПа.
Газову суміш (1) конденсують у конденсаторі (С), внаслідок чого утворюється карбамат амонію. Водний аміачний розчин (Мб) подають у конденсатор разом з аміаком. За час перебування в конденсаторі, що зазвичай дорівнює 10-30 хв., можна утворювати щонайменше 3095, а оптимально 50-8095 рівноважної кількості сечовини, с які можна одержати в умовах конденсації. Встановлено, що так зване співвідношення М/С є важливим для отримання оптимального виходу сечовини. Величина відношення М/С визначається за формулою: і) мс г"мопясечовини - м оопі МН, молісечовини -молісо» де молі МНуз дорівнюють вільному аміаку плюс аміак, зв'язаний у карбаматі амонію, а молі СО» дорівнюють 00 вільному вуглекислому газу плюс вуглекислий газ, зв'язаний у карбаматі амонію. Величина співвідношення М/С становить переважно 2,7-4,0 і більш оптимально 2,8-3,5. Її можна варіювати, змінюючи подачу вуглекислого газу - й аміаку. Коли як видаляючий газ використовують вуглекислий газ, то кількість вуглекислого газу, що - подається, дорівнює, або майже дорівнює, кількості вуглекислого газу, що використовується як видаляючий газ.
Кількість аміаку, що подається дорівнює кількості аміаку, що подається в конденсатор. -
Конденсатор (С) виготовляється переважно у вигляді так званого затопленого конденсатора. При цьому (Се) газову суміш, яку належить конденсувати, подають у зону оболонки теплообмінника, що складається з оболонки та труб, і описаний, наприклад, в МІ -А-8400839. Рівень рідини в теплообміннику може бути встановлений простим способом за допомогою перегородки переливу. Виділене внаслідок розчинення і конденсації тепло « віддається за допомогою пропускання трубами певного середовища, наприклад, води, яка в процесі пропускання перетворюється на пару, або рідкої суміші (М4), одержаної в розділювальній колоні. Затоплений конденсатор - с може бути встановлений горизонтально або вертикально. а Зокрема, доцільно здійснювати конденсацію в горизонтально встановленому конденсаторі. Оптимально ,» конденсатор слід встановлювати вище або на одному рівні з вершиною реактора (К) для одержання сечовини.
Перевага такого варіанту полягає в тому, що суміш (М5), яка виходить з конденсатора (С), можна подавати в реактор (К) під дією сили тяжіння. (о) Таким способом згідно з цим винаходом можна підвищити температуру в зоні конденсації на 5-107С залежно - від тиску (Р), а також кількості утворюваної сечовини та води. Таким чином, можливо, добираючи розміри зони теплообміну, створювати пару низького тиску в 0,5-1,0МПа при тиску в конденсаторі близько 16МПа. Можна, -і звичайно, одержувати пару з більш типовим тиском в 0,3-0,5МПа, використовуючи значно менші зони шу 20 теплообміну.
У конденсатор (С) також додають аміак і за вибором вуглекислий газ. Вуглекислий газ додають,
ІЧ е) використовуючи теплове видалення в розділювальній колоні. Оптимальним є подавати ці гази в конденсатор у такий спосіб, щоб забезпечити добре перемішування з реакційною сумішшю. Оптимально гази подають у нижній частині реакційної суміші й по довжині горизонтального конденсатора.
Оскільки через умови рівноваги не можна конденсувати всі газові компоненти в конденсаторі (С), то частину газової суміші (52) необхідно відводити. Разом з інертними газами вона містить вуглекислий газ і аміак, які о переважно повертають для участі у процесі. Увівши цю газову суміш в контакт з водним аміачним розчином іме) карбамату амонію в газоочиснику (ЗСК), можна виділити певну кількість цих цінних газів. Рідку суміш (Мб), яка поглинула частину аміаку і вуглекислого газу, виводять з газоочисника і подають у реакційну суміш 6Оо конденсатора (С). Аміак використовують переважно для приводу ежектора (Е), так що він втягує суміш (Мб).
Одержану таким чином рідку суміш (М7) аміаку і карбамату амонію згодом подають описаним вище епосом у конденсатор (С). Встановлено також, що газоочисник слід встановлювати переважно всередині напірного корпусу конденсатора. Внаслідок цього умови для роботи газоочисника при підвищеному тиску (Р) є менш екстремальні, що забезпечує значні вартісні переваги. 65 Винахід стосується також описаного вище конденсатора, який містить всередині напірної оболонки газоочисник. Як показано на фіг.4 такий конденсатор виготовлено у вигляді горизонтального затопленого конденсатора з газоочисником 1, встановленим усередині напірної оболонки 2 конденсатора. При цьому конденсатор має засоби З для подачі пари в нижню частину оболонки конденсатора, засоби 4 для забезпечення достатнього рівня рідини і часу перебування рідини в конденсаторі, засоби 5, що забезпечують вихід газу, який
Збирається вище рівня рідини, з конденсатора через газоочисник, засобами 6, що забезпечують подачу рідини в газоочисник, і засобами 7 для відведення з конденсатора рідкої суміші, що виходить з газоочисника. Такий конденсатор (С) згідно з винаходом схематично показаний на фіг.3, в ньому газоочисник (ЗСК) установлений усередині напірного корпусу конденсатора. На фіг.3 позицією (51) позначається підведення води в бойлер і позицією (52) - одержана пара. 70 Згідно з винаходом для одержання сечовини замінювати реактор (К) немає необхідності. Відповідно до модифікованого розташування обладнання згідно з цим винаходом постає необхідність у внесенні оптимізаційних корективів у режим роботи та деяких інших. До реактора, як і за колишнім способом, подають водний розчин карбамату амонію, але (М5) замість (М3). Склад суміші (М5) відрізняється від (М3) тим, що він додатково містить багато сечовини, утвореної в конденсаторі (С). У реакторі карбамат амонію перетворюють на /5 бечовину і воду. Для здійснення цієї реакції можна використати енергію підведеного в нижню частину реактора гарячого газу. Цим газом може бути, наприклад, аміак, вуглекислий газ або частина газової суміші (1) з видалювача (5). Частіше використовують вуглекислий газ. Частину гарячого стиснутого вуглекислого газу підводять у розділювальну колону (5) для використання як газу, призначеного для видалення. Для підведення вуглекислого газу в реактор (К) можуть бути використані засоби, що вже застосовуються для підведення 2о Вуглекислого газу. Співвідношення кількості вуглекислого газу, що подається безпосередньо в реактор, і кількості вуглекислого газу, що підводиться до розділювальної колони, становить в оптимальному варіанті від 1:5 до 1:20.
Оскільки частина сечовини вже утворена в конденсаторі, умови рівноваги в реакційній суміші (МІ!) можна підтримувати, збільшуючи продуктивність процесу одержання сечовини, наприклад, утричі порівняно з с г продуктивністю невдосконаленого процесу. Більше того, встановивши видаляючу колону (5), можна досягти в суміші (М4) 70-8096-ного перетворення і вуглекислого газу, і аміаку, тоді як у первинному процесі ступінь і) перетворення вуглекислого газу - близько 6590, аміаку - близько 4095. Ступені перетворення вуглекислого газу й аміаку визначають за такими формулами: ступі й молісвечовини со тупіньперетворення вуглекислі газу ЮВЗ- 5 8. - 5 ----- молісечовини я молі С 02 - де кількість молів СО» дорівнює кількості молів вільного вуглекислого газу плюс вуглекислого газу, зв'язаного в карбаматі амонію. ге
Ступінь перетеорен ня аміаку - й Молі сеювини. - 27 молі сечовини -- молі МНь (Се) де кількість молів МН» дорівнює кількості молів вільного аміаку плюс аміаку, зв'язаного в карбаматі амонію.
Оскільки суміш (М4) містить більше сечовини і менше аміаку та вуглекислого газу, ніж суміш (М1), що бере участь у колишньому процесі, то для відділення цих компонентів в секції зниження тиску (С) потребно менше енергії на тонну сечовини. Ця перевага, зокрема, поширюється на так званий рівень проміжного тиску. Це « означає, що, використовуючи те саме обладнання, секцію зниження тиску (5С) і, зокрема, рівні (ступені) з с проміжного тиску, можна отримати більше сечовини на тій самій установці. Те, що суміш (М4) містить порівняно менше аміаку і вуглекислого газу, також означає, що менше карбамату амонію на тонну продукованої сечовини ;» повертається через суміш (М3). Це підвищує продуктивність насосів високого тиску для карбамату амонію, які подають суміш (М3) назад у конденсатор (С), що можна використати для підвищення продуктивності існуючої установки для одержання сечовини.
Ге» Підвищений ступінь перетворення аміаку та вуглекислого газу і зменшення (порівняно з початковим процесом ) величини співвідношення М/С усуває потребу в потоці повернення аміаку (М3). Результуюча
Ш- додаткова продуктивність насосу високого тиску для аміаку (на фіг. 1 зображено, що цей насос нагнітає МН,» і -І М3) може бути використана для подавання додаткової кількості аміаку, що підвищує продуктивність способу одержання сечовини. Це забезпечується вдосконаленим процесом згідно з цим винаходом. - Внаслідок установлення розділювальної колони доцільніше використовувати реактор за таких умов. с Оптимальний тиск (Р), при якому ступінь перетворення в сечовину і ефективність розділювальної колони є оптимальними, становить оптимально 15-18МПа. Температура залежить від обраного тиску і становить 180-19026. 5Б Винахід пояснюється нижче на прикладі, що не обмежує об'єму винаходу.
Приклад
Ф) До процесу одержання сечовини, що схематично зображений на фіг.1, внесено зміни згідно з винаходом. ка Внаслідок цього змодельовано процес, схематично зображений на фіг.2.
В існуючому процесі бере участь реактор (ВК) об'ємом 55м?. Тиск і температура - відповідно 2 МПа і 1902С. бо Ступінь перетворення вуглекислого газу, виходячи зі складу суміші (МІ), становив 6495, а ступінь перетворення аміаку - 3295. Загальна продуктивність існуючої установки для одержання сечовини становила 550 метричних тонн сечовини за день. Споживання енергії цією установкою може бути виражене як 1500 кг пари (1,3МПа) на тонну продукованої сечовини. Тепловий потік, необхідний для рівня (ступеня) проміжного тиску (частини секції зниження тиску (ЗС)), для цієї установки за такої продуктивності становив 11млн.ккал/год. 65 Нижче наведені як ілюстрація швидкості різних потоків (за фіг.1):
Потік (кг/год.)
Со» 16900
МН 30900
МІ 77400
М3 29600
Сечовина 22900
У вдосконаленому процесі (фіг.2) залишені без змін реактор і рівень (ступінь) проміжного тиску секції 70 зниження тиску (5С). Здійснено спроби збільшити продуктивність одержання сечовини, використовуючи колишній реактор з таким обмеженням: потік тепла в рівні (ступені) проміжного тиску не повинен перевищувати 11млн.ккал/год. (дивись вище). Встановлено, що продуктивність можна збільшити до 1650 метричних тонн сечовини за день за рахунок встановлення видаляючої колони, конденсатора і газоочисника згідно з цим винаходом. Тиск (Р) у реакторі, розділювальній колоні й конденсаторі становив 16МПа, а температура в реакторі 75. - 18770. Величина співвідношення М/С в конденсаторі становила 3,3. Споживання енергії новою установкою становило 1003 кг пари (половина якої мала тиск 1,3мМПа, друга половина - 2,5МПа) на тонну виробленої сечовини. Це призвело також до утворення надлишку близько 10 тонн/год, пари з тиском 0,53МПа, яку можна використати для інших цілей. Ступінь перетворення вуглекислого газу, виходячи зі складу суміші (М4), дорівнював 68590, і ступінь перетворення аміаку в тій самій суміші становив 65905.
Нижче як приклад наведені швидкості різних потоків (за фіг.2):
Потік (кг/год.)
Со» 4700 (до реактора) сі
Со 46000 (до видалювача) о
МН 39300
М3 62700 ма 149800 (2,0)
Сечовина 687500 «--
Як випливає з наведених вище цифр, можливе збільшення продуктивності одержання сечовини у З рази і - зменшення споживаної енергії на тонну сечовини. | це без заміни дорогого обладнання - реактора і ступеня м проміжного тиску. Запасний насос початкового процесу можна успішно використати для забезпечення вищої швидкості потоку суміші (М3). (Се)
Claims (1)
- Формула винаходу «1. Спосіб одержання сечовини, при якому аміак і вуглекислий газ подають у реактор при підвищеному тиску, -- с в якому приготовляють реакційну суміш, що містить карбамат амонію, аміак, воду і сечовину, після чого за ц допомогою одноразового або багаторазового зниження тиску і підведення тепла відділяють газоподібний аміак і ,» карбамат амонію від реакційної суміші в секції зниження тиску, яка перетворює реакційну суміш на рідку суміш, а виділені газоподібний аміак і карбамат амонію конденсують, відділяють аміак і одержують водний аміачний розчин, при цьому розчин і одержаний аміак використовують повторно для приготування сечовини, і виділяють (є) сечовину з суміші в секції виділення сечовини, який відрізняється тим, що видаляють карбамат амонію з -1 реакційної суміші розділювальної колони за допомогою вуглекислого газу або теплової енергії при майже тому ж підвищеному тиску, що приводить до утворення газової суміші й рідкої суміші, яку подають у секцію зниження -І тиску, газову суміш, аміак і за вибором вуглекислий газ подають в конденсатор, у якому газову суміш шу 20 конденсують при майже тому ж підвищеному тиску з додатковим утворенням щонайменше 30 95 рівноважної кількості сечовини, яку можна отримати в умовах конденсації, в якому утворюють рідку суміш, що містить ІЧ е) сечовину, воду і карбамат амонію, і газову суміш, при цьому рідку суміш подають на дно існуючого реактора, газову суміш уводять у контакт з водно-аміачним розчином карбамату амонію в газоочиснику, в якому утворюється рідка суміш, яку подають в конденсатор, і очищена газова суміш.2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в конденсаторі утворюють 50 - 80 95 рівноважної кількості сечовини, яку можна отримати в умовах конденсації. ІФ) 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що час перебування вказаної сечовини в конденсаторі становить 10 іме) - 30 хв.4. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - 3, який відрізняється тим, що конденсатор є затопленим конденсатором. 60 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що конденсацію здійснюють з боку оболонки горизонтально розташованого теплообмінника, що складається з оболонки і труб.б. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що газоочисник встановлений усередині напірного корпусу конденсатора.7. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - б, який відрізняється тим, що конденсатор встановлений вище за реактор. 65 8. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - 7, який відрізняється тим, що видалення в розділювальній колоні проводять за допомогою вуглекислого газу.9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що вуглекислий газ подають також на дно реактора.10. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - 9, який відрізняється тим, що тиск у реакторі становить 15 - 18 МПа.11. Спосіб за будь-яким з пп. 1 - б, який відрізняється тим, що величина співвідношення вмісту М/С у конденсаторі і в реакторі становить 2,8 - 3,5.12. Конденсатор, виконаний у вигляді горизонтального затопленого конденсатора, який відрізняється тим, що всередині напірної оболонки конденсатора розташований газоочисник, при цьому конденсатор обладнаний засобами для підведення пари на дно оболонки конденсатора, засобами, які забезпечують достатній рівень рідини і час перебування рідини в конденсаторі, засобами, які дають можливість газу, що збирається над рівнем 7/0 Відини, виходити з конденсатора через газоочисник, засобами, які забезпечують подачу живильної рідини в газоочисник, який з'єднаний з засобами для відведення рідкої суміші, що виходить з газоочисника та з конденсатора.13. Конденсатор за п.12, який відрізняється тим, що тиск у конденсаторі становить 15-18 МПа.14. Конденсатор за п.12, який відрізняється тим, що його використовують в процесі отримання сечовини та принаймні З0 95 рівноважної кількості сечовини отримують в ньому в умовах конденсації.15. Установка для одержання сечовини з аміаку і вуглекислого газу, в якій використовують модифікований процес рециркуляції розчину, що містить реактор, секцію зниження тиску, секції виділення сечовини, яка відрізняється тим, що додатково містить розділювальну колону, газоочисник, ежектор і конденсатор, причому реактор забезпечує введення першого потоку аміаку, потоку рідкої суміші, що витікає з конденсатора, і 2о Відведення реакційної рідкої суміші, причому розділювальна колона забезпечує введення реакційної рідкої суміші, введення другого потоку аміаку, при цьому другий потік аміаку протікає через розділювальну колону назустріч реакційній рідкій суміші, відведення рідкої суміші до секції зниження тиску і першої газової суміші до конденсатора, причому секція зниження тиску забезпечує введення рідкої суміші від розділювальної колони і відведення третьої рідкої суміші, причому вказана секція виділення сечовини забезпечує введення третьої сч ов Відкої суміші та розділення третьої рідкої суміші на три потоки, включаючи потік концентрованої сечовини, початковий водний потік та четверту рідку суміш, причому четверта рідка суміш включає карбонат амонію, і) причому вказаний газоочисник-скрубер забезпечує введення четвертого рідкого потоку та другого потоку газу та видалення третього потоку газу та п'ятого рідкого потоку, причому вказаний ежектор забезпечує введення п'ятого рідкого потоку та введення аміаку, причому п'ятий рідкий потік та аміак поєднуються для утворення со зо шостого рідкого потоку, та шостий рідкий потік видаляється з ежектора, причому вказаний конденсатор забезпечує введення шостого рідкого потоку та першого потоку газу та видалення рідкої суміші та другого - потоку газу. ї- у (Се)- . и? (о) -і -і - 70 ІЧ е) іме) 60 б5
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1004977A NL1004977C2 (nl) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Methode om de capaciteit van een bestaand ureum proces te verhogen. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA67718C2 true UA67718C2 (uk) | 2004-07-15 |
Family
ID=19764196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA98010140A UA67718C2 (uk) | 1997-01-13 | 1998-01-12 | Спосіб одержання сечовини, конденсатор та установка для здійснення цього способу |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6118023A (uk) |
| CN (1) | CN1078205C (uk) |
| CA (2) | CA2226771C (uk) |
| EA (1) | EA000354B1 (uk) |
| NL (1) | NL1004977C2 (uk) |
| UA (1) | UA67718C2 (uk) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1036787B1 (en) * | 1999-03-16 | 2003-06-04 | Urea Casale S.A. | Method for modernizing a urea production plant |
| DE60133894D1 (de) * | 2000-06-15 | 2008-06-19 | Urea Casale Sa | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von harnstoff |
| NL1017990C2 (nl) * | 2001-05-03 | 2002-11-05 | Dsm Nv | Werkwijze voor de bereiding van ureum. |
| NL1026607C2 (nl) * | 2004-07-07 | 2006-01-10 | Dsm Ip Assets Bv | Werkwijze voor de bereiding van ureum. |
| NL1027697C2 (nl) * | 2004-12-09 | 2006-06-12 | Dsm Ip Assets Bv | Werkwijze voor het verhogen van de capaciteit van een bestaand ureumproces. |
| EP2107051A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-07 | DSM IP Assets B.V. | Process for inreasing the capacity of an existing urea plant |
| WO2014104893A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Stamicarbon B.V. | Urea plant revamping method |
| CN107179007B (zh) * | 2017-06-19 | 2023-06-02 | 大唐东北电力试验研究所有限公司 | 一种火电厂抽真空氨液回收系统及方法 |
| EP3700888B1 (en) | 2017-10-27 | 2021-12-22 | Stamicarbon B.V. | High pressure carbamate condenser |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL101446C (uk) * | 1960-04-08 | |||
| NL172058C (nl) * | 1972-06-12 | 1983-07-01 | Unie Van Kunstmestfab Bv | Werkwijze voor de bereiding van ureum. |
| NL8104040A (nl) * | 1981-09-01 | 1983-04-05 | Unie Van Kunstmestfab Bv | Werkwijze voor de bereiding van ureum. |
| JPS5867661A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-22 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 尿素合成法 |
| NL8400839A (nl) * | 1984-03-16 | 1985-10-16 | Unie Van Kunstmestfab Bv | Werkwijze voor de bereiding van ureum. |
-
1997
- 1997-01-13 NL NL1004977A patent/NL1004977C2/nl not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-01-09 US US09/005,224 patent/US6118023A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-12 EA EA199800056A patent/EA000354B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-01-12 CN CN98105601A patent/CN1078205C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-12 UA UA98010140A patent/UA67718C2/uk unknown
- 1998-01-13 CA CA002226771A patent/CA2226771C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-13 CA CA002553388A patent/CA2553388C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1192435A (zh) | 1998-09-09 |
| CA2553388C (en) | 2008-11-18 |
| NL1004977C2 (nl) | 1998-07-15 |
| EA000354B1 (ru) | 1999-04-29 |
| CN1078205C (zh) | 2002-01-23 |
| CA2226771C (en) | 2007-03-13 |
| CA2553388A1 (en) | 1998-07-13 |
| CA2226771A1 (en) | 1998-07-13 |
| EA199800056A1 (ru) | 1998-08-27 |
| US6118023A (en) | 2000-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1456009A3 (ru) | Способ получени мочевины | |
| US4146569A (en) | Process for removing gaseous impurities from a gaseous mixture containing the same | |
| KR860000189B1 (ko) | 요소, 암모니아, 이산화탄소를 함유한 묽은 수용액으로 부터 요소, 암모니아, 이산화탄소를 제거하는 방법 | |
| KR101199734B1 (ko) | 요소의 제조 방법 | |
| RU2196767C2 (ru) | Способ совместного производства аммиака и мочевины, установка для осуществления способа, способ модернизации установок синтеза аммиака и синтеза мочевины | |
| RU2569306C1 (ru) | Способ формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины и система для этого | |
| US20180258033A1 (en) | Urea Manufacturing Method And Urea Manufacturing Apparatus | |
| EP0059516A1 (en) | Process for the removal of urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions | |
| KR20040023610A (ko) | 고순도 멜라민을 고수율로 생산하기 위한 개선된 방법 | |
| US4690812A (en) | Integrated production of ammonia and urea | |
| SU1494865A3 (ru) | Способ получени мочевины | |
| UA67718C2 (uk) | Спосіб одержання сечовини, конденсатор та установка для здійснення цього способу | |
| RU2283832C2 (ru) | Способ совместного получения аммиака и мочевины | |
| EA011378B1 (ru) | Способ увеличения производительности установки для получения мочевины | |
| EP2343274A1 (en) | A urea stripping process for the production of urea | |
| EA003222B1 (ru) | Способ получения мочевины | |
| KR870001143B1 (ko) | 요소의 제조방법 | |
| RU2321585C2 (ru) | Способ очистки расплава меламина | |
| CN113044857B (zh) | 高收率制取高纯氰化钠或氰化钾的生产工艺 | |
| EP1289943B1 (en) | Process for decomposing a carbamate aqueous solution coming from the urea recovery section of a urea production plant | |
| JPS63112552A (ja) | 未転化物の分離方法 | |
| US6538157B1 (en) | Method for the preparation of urea | |
| NO874558L (no) | Fremgangsmaate ved konsentrering av en ureaopploesning, samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten. | |
| RU2811862C1 (ru) | Способ и установка для получения карбамида | |
| US20240262788A1 (en) | Urea and melamine production |