Способ регенерации аммиака и двуокиси углерода в производстве мочевины

 

Кла № 118094

СССР й1и),, а С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М. Х. Позин, М-Б. А. Копылев, Л, Я. Терещенко и И. И. Орехов

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АММИАКА И ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА

В ПРОИЗВОДСТВЕ МОЧЕВИНЫ

Заявлено 18 августа 1958 г. за № 60б121/23 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Настоящее изобретение относится к области регенерации газов дистилляции после синтеза мочевины-аммиака и двуокиси углерода.

Известен способ регенерации этих газов путем разделения аммиака и углекислоты с помощью избирательной абсорбции водным раствором моноэтаноламина углекислоты с последующей двухстадийной регенерацией раствора после абсорбции.

По предлагаемому способу разделение указанных газов осуществляют в три стадии при помощи двух поглотителей: водного раствора моноэтаноламина для двуокиси углерода и водного раствора моноаммонийфосфата для аммиака.

В первой стадии производится поглощение водным раствором моноэтаноламина всей двуокиси углерода и /4 части аммиака (от первоначального количества), основная часть которого остается в газовой фазе и возвращается в производственный цикл синтеза.

Во второй стадии полученный раствор моноэтаноламина, содержащий двуокись углерода и аммиак, подвергается одностадийной регенерации при температуре 140 и повышенном давлении.

Отходящие газы регенерации, содержащие двуокись углерода и аммиак в отношении 1: 1, направляются на абсорбцию раствором моноаммонийфосфата. При этом полностью поглощается аммиак, а оставшаяся в газовой фазе двуокись углерода направляечгя в цикл синтеза.

Третья стадия заключается в том, что полученный раствор после абсорбции аммиака подвергается регенерации при атмосферном давлении и температуре 100 — 105 . Выделившийся аммиак также направляется в цикл синтеза мочевины, № 118094

Пример осуществления способа.

На прилагаемом рисунке представлена схема регенерации газов дистилляции после синтеза мочевины.

Газы дистилляции после синтеза мочевины, содержащие около

52% аммиака, 33% двуокиси углерода и 15% водных паров (по весу) поступают в абсорбционную колонну 1, орошаемую регенерированным

30%-ным водным раствором моноэтаноламина

При этом протекают реакции образования карбонатов и бикарбонатов моноэтаноламина.

2К1 Н, -- Н.,О+ СО (КН Н,)., СО, (КНЯЖН ). СОз+ Н.О (- СО .— 2КН "Н НСОз где R обозначает группу — СН вЂ” CH — ОН.

Процесс ведется при атмс сферном давлении и температуре 70=.

Коэффициент абсорбции при поглощении двуокиси углерода

30%-ным водным раствором моноэтаноламина в насадочной колонне составляет около 9 кг/м „„ ата.

Одновременно с поглощением двуокиси углерода происходит также абсорбция из газа, примерно, четверти поступившего аммиака.

Остальная ма,"са аммиака (/4 от первоначального количества) по выходе из абсорбционной башни охлаждается в трубчатом конденсаторе 2 и возвращается в цикл синтеза, примерно, в количестве 50% от поступившего с газами дистилляции.

Образовавшаяся в конденсаторе 2, аммиачная вода направляется на десорбцию аммиака в дистилляционную колонну, откуда выделившийся аммиак возвращает,"я также в цикл синтеза.

Выходящий водный раствор моноэтаноламина из абсорбционной колонны 1 поступает в сборник 3, откуда насосом 4 подается в колонну регенерации 5.

Предварительно раствор подогревается за счет тепла регеперированного раствора, проходя через теплообменпик б.

Колонна регенерации раствора моноэтаноламина представляет собой башню с на, адкой, имеющую в нижней части трубчатку для подогрева паром, а в верхней — холодильные элементы 7. Регенерация осуществляется при обычных условиях, принятых в заводской практике, т. е. при повышенном давлении и температуре 140 .

В результате регенерации раствора и частичного отделения водяных паров в конденсаторе 7 получается газ, примерно, следуюгцего состава:

45% СО, 45% МН и 10% водяных паров по объему. Флегма из конденсатора возвращается на орошение верхней насадочной ча сти колонны регенерации.

Регенерированный раствор, пройдя теплообменник б, охлаждается дополнительно водой в холодильнике 8 и подается в абсорбционную колонну 1.

Газ, выходящий из регенератора 5, поступает на абсорбцию в абсорбционную колонну 9, орошаемую водным раствором моноаммонийфосфата с содержанием 25% и более NH4H>P0».

Абсорбция о"уществляется при 50 и атмосферном давлении.

При этом происходит хемосорбция аммиака по реакции:

NH4HgPO4 + NHg — — (NH4) НРО4.

Непоглотившаяся в абсорбере 9 двуокись углерода освобождается от основной массы водяных паров в холодильнике-конденсаторе 10 и возвращается в цикл синтеза.

Образовавшаяся в конденсаторе 10 флегма направляется на орошение верха абсорбционной колонны 9. Вытекающий из колонны раствор поступает в сборник 11, откуда насосом 12 подается на регенерацию в № 118094 колонну 18 Предварительно раствор подогревается за счет тепла регенерированного раствора в теплообменнике 14.

Регенерация осуществляется под атмосферным давлением и температуре 100 — 105 .

Колонна 18 аналогична по своему устройству колонне Б.

Выделившийся в результате регенерации раствора моноаммонийфо сфата аммиак освобождается от паров воды в холодильнике-конденсаторе 15 и направляется в цикл синтеза. Флегма из холодильника-конденсатора частично возвращается на орошение верха насадки колонны регенерации 18, а частично поступает в сборник 1б, куда направляется также и конденсат из конденсатора 2. Из сборника аммиачная вода на правляется на десорбцию аммиака насосом 17 в колонну дистилляции.

Лесорбированный там аммиак тоже поступает в цикл синтеза.

Расход материалов в расчете на 1 т мочевины составляет 4 — 5 л

30О -ного раствора моноэтаноламина, 10 л 20 — 25%-ного раствора или

5 м 45 /О-ного ра твора моноаммонийфосфата.

Получаемый аммиак и двуокись углерода обладают достаточной степенью чистоты удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к газам в производстве мочевины, Предмет изобретения

Способ регенерации аммиака и двуокиси углерода в производстве мочевины путем избирательной абсорбции их водными растворами моноэтаноламина и моноаммонийфосфата с последующим выделением vK3занных газов из растворов, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью более полного разделения аммиака и двуокиси углерода, процесс ведут в три стадии, а именно: в 1-ой стадии поглощают водным раствором моноэтаноламина всю углекислоту и /4 часть аммиака с возвратом оставшегося количества его в цикл синтеза; во 2-ой стадии возвращают в цикл,"интеза всю двуокись углерода, полученную в результате поглощения раствором моноаммонийфосфата аммиака из газов регенерации отработанного раствора моноэтаноламина; в 3-ей стадии в результате регенерации раствора моноаммонийфосфата возвращают в цикл синтеза аммиак, поглощенный в 1-ой стадии раствором моноэтаноламина. № 118094 прод иау

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. Г. Голандский Гр. 45, 46, 127

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Говете Мшшстров ГССР

Москва, Петровка, 14.

Инфор м а пи они о-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л Зак. 1146

Подп. к печ. I.IV-59 г

Тираж 640 Цена 50 коп.