Способ получения мочевины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 539434 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено10.12.73 (21) 1974830/04 (51) М. Кл.

С 07 С 126/02 с присоединением заявки (23) Приоритет

Государственный намитет

Совета Министров СССР по делам изооретений н открытий (43) Опубликовано 05,06,77,Бюллетень № 21 (45) Дата оцубликовання описанин08.08.77 (53) УДК 547.495,2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Кучерявый, Д. М. Горловский и A. В. Страхова (71 J 3>вяните.!ь

) ° (54) СПОСОБ ПОi1УЧЕНИЯ МО -J1-;HHHbl

И зоб))1>(".)" l i n(), >т! I B() «" (1I е техн элэГии пр эизвэд(.-) 1)..(> (еьп>ны i!ç аммиака и двуокиси .

УГ) М Р Х С(> . (.эгл(>.) l» наиболее т)асиростране)гным в

))р(>мь««л> llil!>!. l и (IIB(:!)DQ)1 с )кидкэстным

?)())п?((л;>м, к):)ч(.))?1>?(" иэлуча?от из аммиака и двуэкп(.?> >г>),.рэл>а ?! репиркулируемэгэ расти«>р,.:=: y. Л(.;)v..«(>!I?l?i!I)лх солей (УАС) при

II()Bi I!« .ill!l )х т(мп()?)атуре и давлепие1. Но таким (:хомам )1)()актэры синтеза мочевины ра- р

6D I QI() >" B малом)?т>:.)гсивпэм Г)ежг?ме>> ?I2vip!QT уд()льну)<> ))рэ«звод?)те))ьцость (пэ целевому продукту) цэрядка 450 кг/м ч и процесс синтеза мэчевины нротекает в гетеро=енных услэц«,1x, причем в исходной реакциDII?I()é 15 смеси преобладают Газообразные компоненты, пос)(ольку температура в аппарате на) IIIoI 1> превып?ает критическую длн аммиака п д г) у г) к и с и у Г л> е () од а . .=» от факт;)р и пг)едэпределяет гидрэди- 20 нампческий режим работы реакторов.

Известен спэс()б получения мочевины, включающий проведение процесса в зоне образования карбамата аммония, зоне растворения аммиака, зоне образования плава син-)5 теза мэчевины и т.д., который предусматривает п>)едварительное частичное связывание двус>киси углерода в карбамат аммония под давлением синтеза с отводом выделяющегося тепла. По этому способу двуэкись углерода и рециркулируемый раствор УАС подают B зону образования карбамата аммония, а исходный аммиак делят на два потока: первый подают B зону эбразования карбамата, а второй — в зону растворения аммиака в плане, предшествующую зоне синтеза мочевины. 3а счет снижения доли газовой фазы в зоне синтеза повышается удельная производительность реактора. Возможное увеличение производительности может дости. гать 35-45 о (11.

Недостаток известног о способа состоит в том, что он не позвэляет полностью устранить поступление газообразных компоненТ0В в зэну синтеза мэчевины: во-первых, часть аммиака подают, минуя зону образования карбамата аммония: во-вторых, вэ всех зэнах узла синтеза присутствуют инертные примеси, содержащиеся в исходных реагентах (азот, водород, кислород, метан и

539434

ap.); в-третьих, при поступлении пэтока из зоны образования карбамата аммония в зону синтеза мочевины может происходить частичное испарение летучих компонентов в случае, если температура во второй зоне будет более высокая, чем в первой. ! предлагаемый способ получения мочевины заключается в тэм, что часть газо-жидкостной смеси из зоны растворения аммиака направлягот в зону утилизации теплоты образэвания карбамата аммония в количестве, обеспечивающем поддержание в последней избытка аммиака 30-40%.

При .этом в состав рециркулируемой газок идкос ГКОЙ смеси входит Все количество га .- а, выделяющегося в зоне растворения амми ака, и некэторое количество .увлекаемой этим газом жидкости.

При таком осуществлении процесса исключается попадание газовой фазы в зону синтеза, что позволяет увеличить удельную производительность реактора на 70-90% и выше. Инертные газы из системы выводятся также через зону утилизации теплоты образования карбамата аммония. Поддер" жанне в этой зэне избытка аммиака обеспечивает рациональный тепловой баланс системы.

Глля угрогцения рециркуляции газо-жидкостной смеси ее инжектируют в зону ути- щ лизации теплоты потоком двуокиси уг.лерода и/или рециркулируемым потоком некэнвертированных реагентов, что спзсэбствует интенсификации тепло- и массообмена в зэке образования карбамата аммония. 35

Для поддержания в зоне утилизации необ,одимэго количества тепла количество газо жидкостной смеси, выводимой из зоны раст вэрения илмиака, регулируют с помощь.-о экстремальногэ регулятора по макс. муму rr0 количества пара, прэдуггируеллэг о в зоне образования карбамата аммэния, На чертеже приведена технологическая схема проведения процесса.

Пример. В смеситель-теплообменцикг 1, в котором поддерживают температуру 80эС и давление 210 кгс/см подают (все кэлпчества в кг/час) СО (пэтэк 1) 739, газо-жидкостной смеси (потэк 2)

1006,3, в том числе аммиака 857, углекислого газа 118, воды 31,3, и рециркулир уем ог 0 раствора углеамм он ийных с элей (поток 3) 1294, в том числе аммиака 535, углекислого газа 446, воды 313. Поток 1 55 исходную двуокись углерода предварительно сжимают дэ давления 230-250 кгс/см

Более высокий уровень давления позволяет использовать двуокись углерода в качестве рабочего потока в инжекторе П, предназна- gg ченном для рециркуляции газо-жидкостной смеси (пэток 2). В составе реакционной смеси в аппарат 1 поступает 8 кг /ч инертных газов. Теплоту смешения потоков, а также образования карбамата аммония из аппарата 1 отводят с помощью теплэобменных элементов с образованием пара (поток 4) .

Получение максимального количества пара обеспечивается регулированием кэличест« ва газо-жидкостной смеси, выводимой из зоны растворения аммиака, с помощью эк» стремального регулятора. В зависимости э1 варианта схемы включения регулятора последний может варьировать:

- степень раскрытия клапана на линии подачи потока 2 в инжектор П: — количество или давление газообразной двуокиси углерода (поток 1), подаваемой в инжектор П.

В зоне смешения осуществляют также сепарацию фаз и из аппарата 1 выводят газовый поток 5 (аммиак 92, углекислый газ 5, инертных газов 8, количество вэды пренебрежимо мало) и жидкостный поток 6 (углекислый газ 1298, аммиак 1300, вода

344,3) ° Инертные газы обычным путем отделяют от аммиака и углекислого газа и выбрасывают в атмосферу, а аммиак и углекислый газ передают в систему рецир куляции.

Поток 6 вводят в зону растворения аммиака колонны синтеза Ш, работающую при следующих условиях: температура 190 С, о

2 давление 210 кгс/см . Сюда же вводится аммиак 1289 (поток 7). Из колонны Ш выводят плав синтеза мочевины (поток 8), который перерабатывается эбычньгм путем.

В составе плава синтеза (поток 8) мочевины 1000, аммиака 1166, углекислогэ газа 446, воды 613. В этих условиях идеальная производительность реакционного объема колэнны синтеза rro готовому продукту составляет примерно 780 кг/м ч

3 вместо 340-520 кг/м ч для действующих предприятий„

Ф эрмула изобретения

Спэсоб пэлучения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при высоких температурах и давлении, включающий проведение процесса последовательно в зоне утилизации теплоты образования карбамата аммония, в зэне растворения аммиака, где поддерживают избыток аммиака 75-100%, и в зоне образования плава синтеза мочевины, э т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, часть газо-жидкостной смеси пз зоны растворения аммиака направляют в зону утили539434

Составитель В.. Жидхова

Редактор Л. Емельянова Техред А. Богдан Корректор А. Мельниченко

Заказ 1750/164 Тираж: 553 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зации теплоты образования карбамата аммония в количестве, обеспечивающем поддержание в последней избытка аммиака 3040%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции ¹ 2051080, кл.С07С приоритет 1967,