Способ вакуум-концентрирования раствора мочевины Советский патент 1985 года по МПК C07C126/02 

. Изобретение относится к способу вакуум-концентрирования раствора мочевины.. Целью изобретения является сниже ние энергетических затрат на абсорб цию аммиака из отходящих газов производства мочевины. На фиг.1 и 2 представлены схемы осуществления известного и предлага мого способов соответственно. Пример 1 (сравнительный). В-соответствии с фиг.1 по известному способу с потоком 1 в сепаратор последней ступени дистилляции посту пает 45,415 т/ч нагретого до 135140С раствора мочевины, содержащего, т/ч COCrapj 26,8; NHj 4,08; COj 1,56; 12,96; инерты 0,015. С потоком 3 поступает в выпарной аппарат 4 системы вакуум-концентрирования 37,83 т/ч раствора, содержащего, т/ч: COCNHj)), 26,8; NH| 0,38; СО 0,12; HjO 10,53. С потоко 5 в конденсатор 6, охлаждаемый водой, поступает с газами дистилляции т/ч: NHj 3,7; СО 1,44; Н,,О 2,43; инерты 0,015. Сюда же с потоком 7 поступают газы из десорбера 8, т/ч: NHj 0,66; COj 0,12; HjO 0,58. Суммарный газожидкостный поток из конденсатора газов дистилляции второй ступени подвергается сепарации в сепараторе 9. Раствор углеаммонийны солей (поток 10), содержащий, т/ч: Ш 2,96, COj 1,56 и HjO 2,98 - воз вращается в технологический цикл, а газовая фаза (поток 11), содержащая т/ч: МН 1,4; 0,03; инертны 0,015 т/ч, - направляется в абсорбе 12. В выпарном аппарате 4 осуществл ется подогрев раствора с последующе сепарацией пара и жидкости под ваку умом. Расплав из аппарата выпарки, содержащий CO(NH2)2 26,8 т/ч и HjO 0,08 т/ч, поступает на дальнейшую переработку (поток13)., Поток 14 соковых паров, содержащий т/ч: МН 0,38; COj 0,12 т/ч; HjO 10,45 - пос тупает в конденсатор 15,- охлаждаемы водой. Несконденсированные соковые пары из конденсатора эжектором 16, в который подается пар (поток 17), направляется на последующую стадию конденсации (18). Поддержание задан ного значения вакуума в системе осу ществляют подсосом воздуха из атмос феры (поток 19) с помощью регулятора 20 и регулирующего клапана 21. 611 Таким образом, по известному способу на конденсацию поступает суммар ный поток 22, содержащий соковые пары, аммиак, двуокись углерода и воздух. В процессе конденсации соковых паров и абсорбции содержащегося в них аммиака, а также двуокиси углерода с учетом пара, поступающего на эжекторы (3,3 т/ч), получают 14,25 т/ч конденсата сокового пара. Конденсат сокового пара из конденсаторов (потоки 23 и 2Л) собирается в сборнике - гидрозатворе 25, Насосом 26 конденсат сокового пара (поток 27), содержащий 2,7 г/л аммиака, передают в узел абсорбции аммиака, поступающе го из узла дистилляции последней ступени с потоком 11. Орошение абсорбера осуществляется с использованием циркуляционного контура, включающего сборник 28 аммиачной воды, насос 29 и холодильник 30. Сборник воздушкой соединен с абсорбером. Аммиачная вода из бборника 28 с концентрацией 60-70 насосом 31 подается в десорбер 8. Сточная вода тюсле десорбера 8 (iioTOK 32) сливается в канализацию, а газовая фаза (поток 7) возвращается в цикл. 6 процессе эксплуатации, в переходных процессах, количество аммиака поступающего на абсорбцию (поток 11), может меняться. Поэтому концентрация аммиака в сборнике 28 может достигать 15 мае,7,. li р и м е р 2. Технологическая схема для осуществления предлагаемого способа (фиг.2) отличается от схемы осуществления известного способа (фиг«1) тем, что осуществляют подсос газов, содержащих аммиак,, с одной из стадий (технологического процесса получения мочевины) выделения из раствора газообразных исходных веществ. В соответствии со схемой фиг.2 в качестве подсасываемого газа могут быть использованы различные газы. Вариант 1 (предпочтительный). Газ после сепаратора 9 отделения конденсации газов дистилляции последней ступени. . Газовый поток 11 разделяют, на два потока: поток 33 (0,923 т/ч), направляемый в абсорбер 12, и поток с содержанием 0,506 т/ч NHj, 0,011 т/ч паров воды и 0,005 т/ч инертных газов, направляемый в линию 19 в качестве подсоса для регулирования

вакуума. За счет подсоса аммиака, подачу которого, увеличивают в зависимости от величины вакуума, концент рация аммиака в конде11сате сокового пара увеличивается до 60 г/л.

Полученный конденсат сокового пара, концентрированный по аммиаку, в отличие от известного способа, направляют непосредственно в десорбер 8.

TaKtiM образом, при осуществлении предлагаемого способа в абсорбер 12 будет поступать аммиака на 506 кг/ч (36,1%) меньше, чем в известном способе, за счет повышения эффективности использования конденсаторов выпарки.

Предлагаемьй способ позволяет увеличить эффективность процесса конден сации сокового пара и абсорбции содержащегося в нем аммиака, повысить концентрацию аммиака в конденсате сокового пара и снизить энергетические затраты на абсорбцию его (уменьшаются энергозатраты на осуществление циркуляции раствора, уменьшается потребление оборотной воды на захолаживание циркуляционного потока). Кроме того, вследствие значительного уменьшения нагрузки по аммиаку на абсорбер снижаются потери аммиака в атмосферу через его свечу и сокращается металлоемкость оборудования при проектировании нового производства.

При этом использование газов, содержащих аммиак, вносит качественное улучшение в процесс поддержания заданного вакуума, так как при этом подсасываемый аммиак растворяется в конденсате соковых паров и степень воздействия газа на вакуум будет менее значительной , чем в известном способе при подсасывании газа, которьй не конденсируется и не растворяется в конденсате.

Вариант 2. Газы дистилляции последней ступени после сепаратора 2..

198061

Поток 5 газов дистилляции делят на два потока: поток 34,поступающий в конденсатор газов дистилляции 6, и поток, направляемый в линию 19 5 подсоса газов.

Данный вариант имеет та же преимущества перед известным способом, что и предпочтительный. Однако при подсосе газа, из этого потока возрастет

10 концентрация COj в конденсате сокового пара, что может привести к неже лательным коррозионным явлениям в аппаратах, изготовленных из черных сталей.

15 Вариант 3. Подсос газов осуществляют из линии 35 сдува газов из циркуляционного сборника 28 в абсорбер 12. Преимущества применения этого варианта по сравнению с известным (те же, что и при применении предпочтительного варианта) обеспечиваются лишь при высоких концентрациях аммиака, что наблюдается при неполадках в процессе на стадиях синтеза и дистилляции.

В нормальных условиях протекания процесса применение поДсоса газов по этому варианту обеспечив.ает уменьшение выброса аммиака в атмосферу и

3Q уменьшение загрязнения окружающей среды.

Вариант 4. В качестве газов подсоса могут быть использованы также сдувочные газы и;з емкостей с водноаммиачными растворами.. Сдув газов,

35 содержащих 0,45 т/ч аммиака, 0,12 т/ч паров воды и 0,03 т/ч инертных газов, осуществляют либо в абсорбер 12, либо через свечу в атмосферу, (этот вариант сходен со

40 случаем подсоса газов по варианту 3 и не показан на схеме).

Эффективность способа с подсосом газов по варианту 4 наименьшая из всех приведенных выше. Однако приме45нение его также целесообразно с |точки зрения уменьшения загрязнения окружающей среды.

СПОСОБ ВАКУУМ-КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРА МОЧЕВИНЫ, образованного в результате синтеза мочевины из аммиака и двуокиси углерода и выделения из раствора газообразных веществ, не превращейных в мочевину| путем нагрева раствора, разделения жидкости и сокового пара, конденсации сокового пара с абсорбцией содержащегося в нем аммиака при регулировании вакуума в систе1 е концентрирования подсосом газа, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, осуществляют подсос газов, содержащих аммиак, с одной из стадий выделения из раствора газообразных исходных веществ. А f зг и iOL/ S