Способ синтеза мочевины
О П И C"A"- Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
359809
Союз Советскиа
Социалистическиа
Республик
К ПАТЕНТУ
Зависимый от патента №
М. Кл. С 07с 127/04
Заявлено 09.VI I!.1968 (№ 1264861/23-26) Приоритет 10ХШ.1967, № 51086/67, Япония
Опубликовано 21.Х1.1972. Бюллетень № 35
Комитет ао делам изобретений и открытий лри Совете Ммнистров
СССР
УДК 661.717.5(088.8) Дата опубликования описания 24.I,1973
Авторы изобретения
Иностранцы
Ейджи Отсука, Казумичи Канаи, Тадао Сакаи, Сигеру Иноуе, Нобуйоси Хасимото, Масатоси Яакабе и Тетсуо Кимура (Япония) Иностранная фирма
<Мицуи Тоацу Кемикалз Инкорпорэйтедэ (Япония) Заявитель
С110СОВ СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ
Изобретение относится z регенерации избытка аммиака в процессе синтеза мочевины.
Известен способ синтеза мочевины взаимодействием двуокиси углерода со стехиометрическим избытком аммиака с отделением избыточнот1о газообразного аммиака при давлении 40 — 120 кг/см последующим удалением содержащейся в нем двуокиси углерода промывкой водным абсорбентом, конденсацией
его и рециркуляцией в зону синтеза мочевины.
Недостаток указанного способа состоит в том, что не используется тепло конденсации, расходуется охлаждающая вода для конденсации аммиака, а жидкий аммиак до возвращения на синтез необходимо подогревать. По предлагаемому способу конденсацию газообразного аммиака осуществляют смешением его с потоком жидкого аммиака при давлении, равном давлению при отцелении избыточного аммиака.
Для конденсации избыточного аммиака не нужна охлаждающая вода, исключается стадия предварительного нагрева как свежего жидкого аммиака, так и регенерированного избыточного аммиака, что значительно упрощает процесс и повышает экономию тепла.
Пример 1. 83,3 кг/час углекислого газа, 79,7 кг/час аммиака при 150 С и 237,0 кг/«ас рециркулирующего раствора (содержащего
100,7 кг/час аммиака, 79,4 кг/час углекислого газа и 56,9 кг/час воды) при 90 С загружают в автоклав синтеза мочевины, в котором устанавливают температуру 190 С и давление
5 180 кг/см . Продукты синтеза мочевины, выходящие из автоклава синтеза мочевины и содержащие 100,0 кг/час мочевины, 123,7 кг/час аммиака, 79,4 кг/час углекислого газа и
86,9 кг/час воды, разрежают и вводят в сепа10 ратор высокого давления, в котором поддерживают давление в 55 кг/см .
23,0 кг/час разделенного в сепараторе высокого давления при 165 С газообразного аммиака конденсируют при смешивании с
15 56,7 кг/«Qc жидкого сырьевого аммиака с температурой 30 С в аммиачном конденсаторе и получают 79,7 кг/час жидкого аммиака при
90 С. Этот аммиак нагревают до 150 С в подогревателе и подают в автоклав синтеза мо20 чевины.
С другой стороны, поток синтеза мочевины, выходящий из нижней части сепаратора высокого давления и содержащий 100,0 кг/час мочевины, 100,7 кг/час аммиака, 79,4 кг/час
25 углекислого газа и 86,9 кг/час воды, далее разрежают и вводят в верхнюю часть перегонной колонны высокого давления, имеющей ректификационные пластины, в последней поддерживаются давление 15 кг/см- "и постоянная
30 температура 145 С для отгонки оставшегося
359809 избытка аммиака и непрореагировавшего аммиака н углекислого газа Поток, выходящий из нижней части перегонной колонны высокого давления, состоит из 100 кг/час мочевины, 20,7 кг/час аммиака, 17,0 кг/час углекислого газа и 80,0 кг/час воды. На последующей стадии регенерации .при низком давлении непрореагировавшие аммиак и углекислый газ, остающиеся в потоке, регенерируются и получается продукт мочевины.
Газ, выходящий из верхней части перегонной колонны высокого давления и содержащий 80 кг/час аммиака, 62,4 кг/час углекислого газа и 6,9 кг/час воды, вводят в абсорбционную колонну высокого давления, в которой поддерживают давление 15 кг/см - .
87,7 кг/час водного раствора, регенерированного на стадии регенерации низкого давления и содержащего 20,(кг/час аммиака и
17,0 кг/час углекислого газа, вводят сверху в абсорбционную колонну высокого давления до поглощения всего количества газа, выходящего из перегонной колонны высокого давления. В нижней части абсорбционной колонны высокого давления абсорбент, переходящий в раствор, состоящий из 100,7 кг/час аммиака, 79,4 кг/час углекислого газа н 56,9 кг/час воды, разрежается и вводится в автоклав синтеза мочевины в качестве рециркулнрующего раствора.
Пример 2. 73,3 кг/час углекислого газа, 131,7 кг/час жидкого аммиака с температурой 100 С и рециркулирующий раствор (содержащий 43,2 кг/час аммиака, 37,8 кг/час углекислого газа и 27,0 кг/час воды) нри
100 С загружают в автоклав синтеза мочевины, в котором устанавливают температуру
190 С и давление 220 кг/см .
Продукты синтеза мочевины, выходящие из автоклава и содержащие 100 кг/час мочевины, 118,2 кг/час аммиака, 37,8 кг/час углекислого газа и 57,0 кг/час воды, разрежают и вводят в сепаратор высокого давления, в котором поддерживают давление, равное
68 кг/см . 55,6 кг/час разделенного в сепараторе высокого давления при 150 С газообразного аммиака смешивают во втором аммиачном конденсаторе с 56,7 кг/час свежего, жидкого сырьевого аммиака, температура которого 30 С, и с 19,4 кг/час жидкого аммиака, температура которого 30 С, поступающего из первого аммиачного конденсатора, и получают 131,7 кг/час жидкого аммиака при 100 С.
Полученный жидкий аммиак подают в автоклав синтеза мочевины.
Далее потак продуктов синтеза мочевины, выходящий из нижней части сепаратора высокого давления и содержащий 100,0 кг/час мочевины, 62,6 кг/час аммиака, 37,8 кг/час углекислого газа и 57,0 кг/час воды, разрежают и вводят в верхнюю часть перегонной колонны высокого давления, имеющей ректификационные пластины, давление 15 кг/см и постоянную температуру 150 С, для отгонки
65 оставшегося избытка аммиака и непрореагировавшего аммиака и углекислого газа.
Поток, выходящий из н ижней части перегонной колонны высокого давления, состоит из 100,0 кг/час мочевины, 13,5 кг/час аммиака, 9,0 кг/час углекислого газа и 52,2 кг/час воды. На последующей стадии регенерации при низком давлении непрореагировавшие аммиак и углекислый газ, оставшиеся в потоке, регенер ируются и получаются продукты мочевины.
Газ, выходящий из верхней части перегонной колонны высокого давления и содержащий 49,1 кг/час аммиака, 28,8 кг/час углекислого газа и 4,8 сг/час воды, вводят в абсорбционную колонну высокого давления, в которой,давление поддерживают равным 15 кг/см .
Весь углекислый газ и часть аммиака поглощаются раствором, поступившим после регенерации при низком давлении и содержащим
13,5 кг/час аммиака, 9,0 кг/час углекислого газа и 22,2 кг/час воды. Из нижней части абсорбц ионной колонны высокого давления абсорбированный раствор подают в автоклав синтеза мочевины в качестве рециркулирующего раствора, содержащего 43,2 кг/час аммиака, 37,8 кг/час углекислого газа и
27,0 кг/час воды, при 100 С.
С другой стороны, все количество (19,4 кг/час) газообразного аммиака, выходящего из верхней части абсорбционной колонны высокого давления, конденсируется в первом аммиачном конденсаторе с превращением его в жидкий аммиак при 30"С. Этот жидкий аммиак поступает во второй конденсатор аммиака, Пример 3. 141,8 кг/час углекислого газа, 267,3 кг/час рециркулирующего раствора после абсорбционной стадии при высоком давлении и 252,0 кг/час жидкого аммиака реагируют в автоклаве синтеза мочевины. Результирующие продукты синтеза мочевины, содержащие 236,2 кг/час мочевины, 240,4 кг/час аммиака, 70,0 кг/час углекислого газа и
114,4 кг, час воды при прохождении через редуктор разрежаются и поступают в перегонную колон ну высокого давления, в которой поддерживается давление 65 кг/см и в которой продукты нагреваются подогревателем, установленным в нижней части колонны, до возгонки газообразной смеси при 160 С, содержащей 100 кг/час аммиака, 13,8 кг/час углек ислого газа и 4,8 кг/час воды. Далее .продукты синтеза мочевины из перегонной колонны высокого давления при прохождении через редуктор разрежаются и поступают на следующую стадию регенерации. На стадии регенерации при дистилляции низкого давления происходит отгонка части углекислого газа из продуктов синтеза мочевины.
Газообразную смесь, выделенную при дистилляции в перегонной колонне высокого давления, вводят в абсорбционную колонну высокого давления с давлением 64,5 кг/см и промывают раствором при 100 С,,поступаю3598 09
Предмет изобретения
Составитель Г. Леонтьева
Техред 3. Тараненко
Редактор Н. Воликова
Корректоры: Л. Новожилова и Л. Кириллова
Заказ 4409/12 Изд. № 1789 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунова, 2 щим после стадии регенерации и состоящим из 25,4 кг/час мочевины, 92,8 кг/«ас воды, до поглощения всего углекислого газа и части аммиака. Чтобы температура нижней части абсорбционной колонны сохранялась равной
140 С, теплоту абсорбции при поглощении отводят (возникающим при давлении 2 кг/см )
15 кг/час паром. Абсорбированная смесь, полученная в абсорбционной колонне высокого давления и состоящая из 25,4 кг/час углерода, 107,8 кг/час амиака, 82,8 кг/«ас углекислого газа и 51,2 кг/час воды, сжимается насосом и подается в автоклав синтеза мочевины, в качестве вышеуломинавшегося рециркулирующего раствора.
С другой стороны, 85,0 кг/час избытка газообразного аммиака, неабсорбированного в абсорбционной колонне высокого давления и свободного от углекислого газа, вводят в конденсатор аммиака, в котором поддерживается давление 64 кг/см, и конденсируют в контакте с 167,0 кг/час жидкого аммиака, поданного в то же время (включая 52,8 кг/час жидкого аммиака, полученного на вышеприводимом этапе регенерации), до получения
252,0 кг/час жидкого аммиака при 100 С. жидкий аммиак насосом сжимается и подается в автоклав синтеза мочевины.
10 Способ синтеза мочевины взаимодействием двуокиси углерода со стехиометрическим избытком аммиака с отделением избыточного газообразного аммиака при давлении 40—
120 кг/с и последу ющи м удалением содержа15 щейся в нем двуокиси углерода промывкой водным абсорбентом, конденсацией его и рециркуляцией в зоне синтеза мочевины, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и экономии тепла, конденсацию газооб20 разного аммиака осуществляют смешением его с потоком жидкого аммиака при давлени|и, равном давлению при отделении, избыточного аммиака.
