Способ регенерации аммиака и двуокиси углерода в производстве мочевины Советский патент 1958 года по МПК C07C273/04 

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 моноэтаноламипа 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 направляется 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- 2 -

Пример осуществления способа.

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

Газы дистилляции после синтеза мочевины, содержащие около 52Vo аммиака, 33% двуокиси углерода и 15% водных паров (по весу) поступают в абсорбционную колонну 1, орошаемую регенерированным 30%-ным водным раствором моноэтаноламинаПри этом протекают реакции образования карбонатов и бикарбонатов моноэтаноламина.

2RNH2 -г- Н.О + СО (RHNH,)- COg (RHNH,), СОз + Н,О + СО2.±2ННЛтНзНСОз, где R обозначает группу - СН2-СН - ОН.

Процесс ведется при атмсрферном давлении и температуре 70°.

Коэффициент абсорбции при поглощении двуокиси углерода 30%-ным водным раствором моноэтаноламина в насадочной колонне составляет около 9 /ca/.w,,Q атм.

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

Остальная MaiCca аммиака (% 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 возвращает1ся также в цикл синтеза.

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

Предварительно раствор подогревается за счет тенла регенерированного раствора, проходя через теплообменник 6.

Колонна регенерации раствора моноэтаноламина представляет собой башню с на|Садкой, 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, следующего состава: 45i/o 002; 45% NHs и 10% водяных паров по объему. Флегма из конденсатора возвращается на орошение верхней насадочной части колонны регенерации.

Регенерированный раствор, пройдя теплообменник 6, охлаждается дополнительно водой в холодильнике 8 и подается в абсорбционную колонну /.

Газ, выходящий из регенератора 5, поступает на абсорбцию в абсорбционную колонну 9, орошаемую водным раствором моноаммонийфосфата с содержанием 25% и более NH4H2PO4.

Абсорбция осуществляется при 50° и атмосферном давлении.

При этом происходит хемосорбция аммиака по реакции: NH4H2P04 + NHs (NH4)2HPO4.

Непоглотившаяся в абсорбере 9 двуокись углерода освобождается от основиой 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

колонну /5. Предварительно раствор подогревается за счет тепла регенерированного раствора в теплообменнике 14.

Регенерация осуществляется под атмосферным давлением и температуре 100-105°.

Колонна 13 аналогична по своему устройству колонне 5Выделившийся в результате регенерации раствора моноаммонийфорфата аммиак освобождается от паров воды в холодильнике-конденсаторе 15 к направляется в цикл синтеза. Флегма из холодильника-конденсатора частично возвращается на орошение верха насадки колонны регенерации 13, а частично поступает в сборник 16, куда направляется также и конденсат из конденсатора 2. Из сборника аммиачная вода направляется на десорбцию аммиака насосом 17 в колонну дистилляции.

Десорбированнын там аммиак тоже поступает в цикл синтеза.

Расход материалов в расчете на 1 т мочевины составляет 4-5 м 30%-ного раствора моноэтаноламина, 10 м 20-25Vo-Horo раствора или 5 ./vt 45%-ного раствора моноаммонийфосфата.

По.лучаемый 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 моиозтаноламина и моноаммонийфосфата с последующим выделением указанных газов из растворов, отличающийся 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 .синтеза 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