Способ концентрирования частично сконцентрированного раствора мочевины

 

Изобретение относится к способу получения практически безводного расплава. С целью снижения расхода пара низкого давления раствор мочевины , полученный путем вьшаривания раствора (содержащего 4-11 мас.% во ды при давлении 0,077-0,113 атм) или путем расплавления влажных кристаллов мочевины и содержащий 98,0 - 99,2 мас.% мочевины, подвергают сбросу давления при адиабатических условиях до давления 0,013-0,067 атм и выделенный водяной пар удаляют. Получают расплав, содержащий 0,15 - 0,8 мас.%. Способ позволяет сократить расход пара низкого давления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

„SU„„28192

gg 4 С 07 С 126/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к гютенту

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3823256/23-04 (22) 06. 12. 84 (31) 8304211 (32) 07..12.83 (33) NL

- (46) 30.09.88. Бюл. Р 36 (71) Уни ван Кунстместфабрикен Б.В. (ыь) (72) Корнелис Вер вел (ИТ.) (53) 547.495. 2.07(088.8) (56) Патент СЫА У 3177770, кл.159-47, опублик. 1965. (54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЧАСТИЧНО

СКОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА МОЧЕВИНК (57) Изобретение относится к способу получения практически безводного расплава. С целью снижения расхода пара низкого давления раствор мочевины, полученный путем выпаривания раствора (содержащего 4-11 мас.Х воды при давлении 0,077-0,113 атм) или путем расплавления влажных кристаллов мочевины и содержащий 98,0—

99,2 мас.Х мочевины, подвергают сбросу давления при адиабатических условиях до давления 0,013-0,067 атм и выделенный водяной пар удаляют. Получают расплав, содержащий О, 150,8 мас.X. Способ позволяет сократить расход пара низкого давления.

1 ил.

1428192

Изобретение относится к способу концентрирования частично сконцентрированного раствора мочевины для получения практически безводного расплава.

При получении мочевины иэ двуокиси углерода и избытка аммиака в зоне синтеза образуется раствор синтеза мочевины, содержащий карбамат и свободный аммиак. Карбамат разлагают на аммиак и двуокись углерода, а продукты разложения выводят из раствора в несколько стадий, вместе с частью .аммиака H водой, присут- 15 ствующими в растворе. В этом процессе в конечном счете получают раствор мочевины, в котором содержится -89-96 мас,% мочевины и в котором все еще присутствуют аммиак и дву- 2р окись углерода (углекислый газ) .

Для использования в качестве удобрений в производстве смол этот раствор не пригоден.

Целью изобретения является сниже- 25 ние расхода пара низкого давления.

На чертеже показана схема осуще-! ствления предложенного, способа.

Схема содержит подогреватель 1 и паровой сепаратор 2 испарителя,ис- 30 пользуемого на конечной стадии выпаривания для концентрируемого. раствора мочевины, эжектор 3, поддерживаюший пониженное давление на этой стадии выпаривания, расширитель 4, 35 расширительный клапан 5, эжектор 6, поддерживающий в расширителе 4 давление ниже 0,013-0,067 атм, конденсатор 7.

Уже достаточно концентрированный gp раствор мочевины с концентрацией 87

96 мас.% направляют через 16 в подогреватель 1 конечной стадии выпаривания, который обогревается, например, с помощью водяного пара низкого давления или технологического пара, пригодного для этой цели. Из нижней части парового пространства 2 раствор, сконцентрированный до содержания мочевины 98-99,2 мас.%, выводят через 8. Этот раствор пропускают через расширительный клапан 5 в расширитель 4. Водяной пар, полученный при сбросе давления, отсасывают через 10 с помощью эжектора 6, который работает на паре низкого давления, подводимом по 14, и образующуюся смесь расширенного водяного пара низкого давления и выделившегося водяного пара сбрасывают на конечную стадию випаривания и пропускают через трубопровод 15 в паровой сепаратор.

Образующийся расплав мочевины, который содержит менее 0,15-0,8 мас.% воды, выводят через 9, например, на установку естественного формования.

Водяной пар, отделенный иэ выпаренного раствора в паровом сепараторе

2, и смесь водяного пара и паров воды, вводимых в этот сепаратор через 15„ всасывают через 11 эжектором 3, который приводится в,действие паром низкого давления, подводимым через 12, в то время как в испарителе создают обычный вакуум, например, порядка 0,067-0,107 атм. Смесь паров воды, всасываемых через 11, и водяного пара низкого давления, вводимого через 12, затем доводят до давления свьппе О, 11 атм, так что становится возможной конденсация с помощью охлаждающей воды с температурой, например, около 30 С. При этом смесь, выходящую из эжектора 3, отводят через 13 в конденсатор 7. Конденсатор отводят через 17. Конденсатор также можно расположить между паровым сепаратором 2 и эжектором 3.

Пример 1. Раствор мочевины, содержащий 5,5 мас.% воды, выпаривают с целью получения расплава мочевины, содержащего 0,3 мас.% воды. В испаритель в течение часа вводят

47 928 кг раствора мочевины с темо, пературой 130 С, где с помощью парового эжектора поддерживают давление 0,077 атм, Раствор мочевины, выводимый из испарителя, имеет температуру 140 С и содержит О, 78 мас.% воды. Раствор пропускают через расширитель, в котором с помощью эжектора поддерживают давление 0,025 атм.

В результате понижения давления температура падает до 135 С. Из расширителя выводят 45 133 кг расплава мочевины, который содержит 0,3 мас.% воды.Для поддержания вакуума 0,025 атм в расширительном пространстве и сжатия водяных паров до давления

0,077 атм с помощью инжектора необходимо ввести 560 кг водяного пара низкого давления (давлением 4 атм).

Для поддержания вакуума 0,077 атм в испарителе и сжатия отводимых паров воды до давления 0,113 ятм необ1428192 ходимо 1960 кг водяного пара низкого давления (давлением 4 атм) . Следовательно, всего необходимо 2520 кг пара низкого давления (4 атм) .

Пример 2 (прототип). То же самое количество раствора мочевины, имеющего ту же самую концентрацию и температуру, что и раствор, описанный в примере 1, выпаривают до того 10 же содержания воды 0,3 мас. . в испарителе, работающем под давлением

0,033 атм. Вакуум поддерживают эжектором.Из испарителя выводят 45 133 кг расплава мочевины температурой 140 С .15 и 2813 кг паровой смеси, состоящей по существу из водяного пара. Для поддержания вакуума необходимо

5389 кг пара низкого давления (давлением 4 атм). 20

Пример 3. По способу в соответствии с изобретением раствор мочевины, содержащий 5,5 мас ° воды, выпаривают для того, чтобы получить расплав мочевины, содержащий О, 15 мас. Х 25 воды. В испарительную установку, давление в которой поддерживают на уровне 0,077 атм с помощью приводимого в действие паром эжектора, подают

47,928 кг мочевины в час при 130 С. 30

Выходящий из испарительной установки раствор мочевины имеет температуру

140 С и все еще содержит 0,78 мас. воды. Раствор пропускают в расшири— тельную емкость, в которой поддерживают давление 0,013 атм при помощи эжектора. В результате понижения давления температура падает до 134 С.

Иэ расширительной емкости выводят расплав мочевины в количестве 40

45,068 кг, который содержит 0,15 масД воды. Для поддерживания в расширительном пространстве вакуума на уровне 0,013 атм и для сжатия паров воды до давления 0,077 атм с исполь- 45 .зованием эжектора и подачей паров воды в водный сепаратор в нее необходимо подать 1000 кг пара, имеющего давление 4 атм. Для поддержива-. ния вакуума на уровне 0,077 атм в испарительной установке и для сжатия паров воды до О, 113 атм требуется

2150 кг при давлений 4 атм. Сле-. довательно, для всех операций необходимо использовать 3150 кг пара при

У низком давлении, равном 4 атм.

Пример 4 (прототип) . То же самое количество раствора мочевины, имеющего ту же самую концеитрацию и температуру, что и раствор, описанный в примере 3, выпаривают до получения содержания воды, также равного 0,15 мас.,в испарительной установке, работающей при давлении

0,016 атм. Вакуум поддерживают с помощью эжектора. Из испарительной установки выводят 45,068 кг расплава мочевины, температура которого составляет 140 С, и 2860 кг парообразной смеси, которая фактически состоит иэ водяного пара, Требуется

12,700 кг пара при низком давлении

4 атм.

Пример 5. Точно таким же способом; который описан в примере

3, раствор мочевины, содержащий

5,5 мас. . воды, выпаривают для получения расплава мочевины, содержащего

0,8 мас. воды. В испарительную установку, в которой давление поддерживают на уровне О, 113 атм с помощью вакуумного конденсатора, вводят за час 47,928 кг раствора мочевины при

130 С. Из испарительной установки раствор мочевины.выходит с температурой 140 С, причем он содержит еще 1,2 мас. воды. Раствор вводят в расширительную емкость, в которой поддерживают давление 0,067 атм.

В результате понижения давления температура падает до 136 С. Из расширительной емкости выводят 45,365 кг, расплава мочевины, s котором содер- .

1 жится 0,8 мас. воды. Для поддерживания вакуума на уровне 0,067 атм в расширительном пространстве и для пропускания паров воды в вакуумный конденсатор с использованием эжектора в установку необходимо подать

3,200 кг пара при низком давлении

4 атм.

Пример 6 (прототип). То же самое количество раствора мочевины, имеющего ту же самую концентрацию и температуру, что и раствор, описанный в примере 5, выпаривают до получения содержания воды, равного

0,8 мас.%, в испарительной установке, работающей при давлении

0,08 атм. Вакуум поддерживают с помощью эжектора. Из испарительной устаыовки выводят 45,363 кг расплава мочевины с температурой 140 С и

2565 кг паровой смеси, которая состоит из водяных паров. Для поддерживания вакуума требуется 1450 кг

i пара при низком давлении, равном 4 атм.

1428192

Пример 7, По способу примеров 1, 3, 5 раствор мочевины, содержащий 4,0 мас.% воды, выпаривают для получения расплава мочевины, содержащего 0,3 мас.%. За час пропускают 48,238 кг раствора мочевины с температурой 130 0 через испаритель,в котором поддерживают давленние О, 103 атм. Раствор мочевины, 10 пропускаемый через испаритель, имеет температуру 140 С и содержит

1,05 мас.% воды. Раствор подают в расширительный резервуар, в котором поддерживают давление 0,023 атм с помощью эжектора.

В результате понижения давления температура падает до 133 С. Из расширительного резервуара удаляют

45,964 кг расплава мочевины, который содержит 0,3 мас.% воды. Для поддержания вакуума в 0,023 атм в расширительном резервуаре и сжатия пара до О, 103 атм требуется 2155 кг пара низкого давления в 4,2 атм. В 25 варианте осуществления этого примера трубопровод 15 непосредственно соединен с конденсатором 7..

Пример 8. По способу примера 7 раствор мочевины, содержащий

11 мас.Е воды, выпаривают для получения расплава мочевины, содержащего

0,3 мас.% воды. За час 52,030 кг раствора мочевины с температурой 110 С пропускают чере испаритель. Давление поддерживают на уровне 0,103 атм. 5

Удаляемый из испарителя раствор мочевины имеет температуру 140 С и его подают в расширительный резервуар, в котором с помощью эжектора поддерживают давление 0,023 атм.Для поддержания вакуума в 0,023 атм в расширительном резевруаре и сжатия водяных паров до О, 103 атм требуется 2155 кг пара низкого давления в

4,2 атм.

Пример 9, В кристаллиэаторе мочевины, в котором поддерживают давление в .О, 132 атм, за час получают 23,444 кг кристаллов мочевины, содержащих 2,0 мас,% воды, которые расплавляют в плавильном устройстве.

Полученный 98,0 мас.%-ный раствор мочевины нагревают до 153 С и подают в расширительный резервуар, в котором поддерживают давление в 0,027 атм с помощью эжектора, приводимого паром низкого давления. В результате расширения температура снижается с 153 до 135 С. Иэ расширительного резервуара в виде продукта получают 23,144 кг расплава мочевины, содержащего 99,7 мас.% мочевины, и удаляют 464 кг водяного пара, Для поддержания давления в 0,027 атм в расширительном резервуаре и сжатия выпускаемого пара до О, 132 атм требуется 1325 кг пара низкого давления в 4,2 атм.

Таким образом, предложенный способ позволяет сократить расход пара низкого давления.

Формула изобретения

Способ концентрирования частично сконцентрированного раствора мочеви- ° ны с получением расплава, содержащего

0,15-О,8 мас.% воды, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения расхода пара низкого давления, раствор мочевины, полученный путем выпаривания раствора, содержащего

4-11 мас.% воды, при давлении 0,077—

0,113 атм или путем расплавления влажных кристаллов мочевины и содержащий 98,0-99,2 мас.% мочевины, подвергают сбросу давления при адиабатических условиях до давления

0,013-0,067 атм и выделенный водяной пар удаляют.

1428192

Составитель Н.Куликова

Редактор M.Áàíäóðà Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Заказ 4869/58

Тираж 370 Подписное

БПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4