Способ получения мочевины Советский патент 1986 года по МПК C07C126/02 

Изобретение касается усовершенст- нованиог о способа получения мочевины .

.Цель изобретения - упрощение процесса.

Предлагаемый способ заключает в себе следующие стадии:

а)направление газового потока, полученного в установке риформинга с водянь м паром или в установке неполного окисления жидких или газообразных углеводородов, который пополняет вновь вводимый в систему газовый поток для синтеза аммиака и состо-ит

в основном из Hj, N.j и СО, в установку абсорбции СО, , в которой используется концентрированный: водный раствор аммиака , установка абсорбции включает две расположенные последовательно стадии абсорбции: в первой используемый абсорбирующий раствор представляет собой концентрированный водный раствор аммиака .(с концентрацией аммиака более 70 вес.%, желательно с концентрацией 80 вес.%), во второй-водный насыщенный аммиаком раствор карбоната аммония, полученны в этапе разложения при пониженном давлении, или, в случае отсутствия последнего, в этапе разложения в вакууме раствора мочевины;

б)отвод из секции абсорбции СО. газового потока,состоящего в основном из

,|, (с возможными следами NHjи COj ), .вместе с жидким потоком, состоящим в основном из водного раствора карбами ката аммония;

c)подачу водного раствора карба- мината аммония в реактор синтеза мочевины, в котором карбаминат аммония частично превращается в мочевину; ,

d)отвод из реактора синтеза мо- чевины водного раствора мочевины,содержащего не подвергнутый химическом превращению карбаминат аммония и аммиак, в количестве, превышающим сте биометрическое, и возможный отвод из верхней части реактора газового потока, состоящего в основном из инертных газов с небольшими количествами NH

И CO

a

e) подачу водного раствора мочевины из указанного выше этапа (d) в установку разложения в которой в:арбамннат аммония разлагается на аммиак и углекислый газ, причем последние удаляются из этой установки разложения вместе с водой (которая испаряется), направляясь в виде парto

15

20

25485

вой фазы в реактор синтеза моче- внии;

f)отвод из установки разложения водного раствора мочевины, содержас щего примерно 50% карбамиката , первоначально со;1ержащегося в растворе мочевины, выходящем из реактора синтеза, и подачу этого водного раствора мочевины в отгоночную (или от- парную) колонну, работающую в адиабатическом режиме, в которой в качестве отгоняющего агента используется газовый поток из указанного этапа (в);

g)удаление из нижней части отго- ночной колонны, работающей в адиабатическом режиме, раствора мочевины, не содержащего карбаминат аммония,

и удаление из верхней части этой от- гоночной колонны отгоняющего агента (t+Hj) вместе с продуктами- разложе-;

ния карбамината аммония N H,,-i-CO,j

и

вместе с испаренной водой;

L ) введение газовой смеси, удаляемой из верхней части отгоночной ко- лонны,, работающей в адиабатическом режиме, в конденсатор, в котором аммиак и углекислый газ конденсируются путем охлаждения в результате непрямого теплообмена с хладагентом в присутствии насыщенного аммиаком раствора карбоната аммония,идущего с этапа разложения при пониженном давлении, в то время как поток., со-, держащий Н, и N, отводится из верхней части и после превращения в метан подается на этап синтеза аммиака BMeq/re с инертными газами М и Hj, выходящими из установки абсорбции СО. ;

i) направление конденсата из этапа (h) р установку абсорбции f) подача раствора мочевины из этапа () на этап выпаривания Б вакууме (непосредственно на этот этап

либо проходя предварительно через этап разложения при пониженном давлении (4-5 атм)), при этом как из установки разложения при пониженном давлении (из верхней части установки), так и из установки выпариеания в вакууме выходит г азовая смесь, состоящая из аммиака, углекислого газа и воды, которая при конденсации образует насыщенный аммиаком раствор

карбоната аммония, используемый в этапах (а) и (h), и в нижней части установки выпаривания в вакууме образуется расплавленная мочевина.

3

На чертеже изображена установка для реализации предлагаемого способа.

Пример , Исходный (вновь вводимый в систему) газ, состоящий в основном из СО , NJ и Н, после его сжатия направляют по трубе 1 в абсорбер СО 2, в котором используемый абсорбирующий раствор состоит главным образом из водного раствора амушака, который подают по трубе 3 из реактора синтеза аммиака, Карбамат аммония, выходящий из абсорбера 2, направляют по трубе 4 в реактор 5 синтеза мочевины.

Газ с уделённым из него СО удаляют из абсорбера 2 и по трубе 6 направляют в конденсатор 7 с десорбцией NH, в котором ,j поглощают водным раствором карбонаФа аммония,подаваемым по трубе 8 из секции регенерации раствора низкого давления с помощью насоса 9.

Насьпценный аммиаком раствор,образующийся в конденсаторе 7, направляют по трубе 10 в абсорбер 2.

Очищенный газ подают по трубе 11 в работающую в адиабатическом режиме отгоночную колонну 12, в которую по- трубе 13 вводят раствор мочевины,на- |правляемый из установки 14 разложения карбамата аммония. Этот газовый поток выводят .из отгоночной колонны 12 и по трубе 15 направляют в конденсатор 16 карбамата аммония, в котором его смешивают с водным раствором 17 карбоната аммония, подаваемым с помощью насоса 9 по трубе 18 из секции регенерации раствора низкого давления. Карбамат аммония, образующийся в конденсаторе 16, направляют по трубе 19 и с помощью насоса 20 в абсорбер СО, 2. Очшценные газы, выходящие из конденсатора 16, направляют по трубе 21 в установку образования метана и оттуда в установку синтеза аммиака, в которой получают насыщенный аммиаком раствор, подаваемый в абсорбер 2 по трубе 3, как описано выше,

Раствор карбамата. по трубе 4 идет в реактор 5 синтеза мочевины, в котором протекает реакция дегидратации кар- бамата с образованием мочевины.Образующийся таким образом раствор мочевины идет по трубе 22 в установку 14 разложения карбамата, в которой кар- бамат разлагают на СО и NHj. Эти

20

25

254.85

продукты разложения снова направляют по трубе 23 в реактор 5,

Раствор мочевины весте с карбама- том, не подвергшимся разложе1 ию,по- 5 дают по трубе 13 в работающую в адиабатическом режиме отгоночную колонну 12,

Раствор мочевины, выходящий из нижней части колонны 12, подают в

)0 секцию испарен.я в вакууме.

При осуществлении способа, на выходе из отгоночной колонны, работающей в адиабатическом режиме, получают раствор мочевины, имеющий такую ,5 кую концентрацию мочевины, что его сразу же направляют на конечную стадию обработки в вакууме.

Предлагаемый способ .исключает дорогостоящую операцию разложения не- разложивше ося карбамата аммония при среднем (18 атм) и повышенном (4,5 атм) давлениях,и таким образом происходит повторная конденсация образующихся паров.

Согласно известному способу раствор, направляемый на этап испарения в вакууме, получают с значительной затратой знергии.

Для практического осуществления всех этапов необходимо, чтобы отноше-. ние к COj в реакторе синтеза мочевины находилось в пределах от 0,9 до 1,3 (предпочтительно 1,1), а отношение NH к C0. в пределах от 4,5 до 6,5 (предпочтительно 3,5).

35 В данной системе (не показана) вместо насоса 20 для рециркуляции карбоната к абсорберу 2 используют ,эжектор, в котором рабочая жидкость, представляет собой насьоценный амми4Q аком раствор с концентрацией аммиака 80%, подаваемый из реактора синтеза . аммиака по трубе 3.

Предлагаемый способ осуществляется при давлении в пределах от 100 до 300 кг/см, фактически равном дав- , при котором работает реактор синтеза аммиака (в таким случае может быть необходим насос длд подачи насыщенного аммиаком раствора из реактора синтеза аммиака в систему,

50 работающую по описанному циклу) или же при давлении в пределах от 10 до

. 400 кг/см ,являющемся ниже того давления, при котором работает реактор синтеза аммиака, в этом случае насос мо55 жет быть исключен).

В табл. 1 и 2 представлены рабочие

условия процесса, концентрации ис- пользуемых продуктов и скорости по30

45

токов (цифры в наименовании А-раф со-колонках дистилляции среднего и низответствуют обозначениям на чертеже),кого данления и уменьшения соцержаТаким образом, упрощение процессания СО, в реакционной массе, выходядос тигается з э, счет исключения опера-щей на стадию упаривания, с 3,26

ции разложения карбамата аммония вдо 2,65%.

Таблица 1

T iWJepaTjrpu, С Давление j SITM

Ч COj

fJH

я,о

А

Мочевина

Лсего

140

г 00

18:;

Условия процесса, используе- продукты

13535

200198.5194//194,2

17 73{20)17173(22) 17173(12,5)17173(23) 53237(62) 53237(68) 53237(38,,7)53237(73)

$5458(18)32А7(2,4)-37909(30,9) 14051(8р81)

7323(10) 63882(46,4)2998(4) 25926(80) 68954(56,3) 7П 7Й(Л,63)

6АВЗ(20) 15687(12.,8) 32573(20,43)

„..„ „„АКэ67(2б,13)

85368(tOO)73233(100) 137539(100)73408(100)32409(100)122550(100) i59469(tCO)

Т а б л к 1д а 2

...;-,

1

10 1 t I 12 Тип потока, кг/ч (вес.%)

Раствор МО 1 Раствор мочевины

чевины

TeLMnepaTypa, С Давление,, атм СО, NH,

н,о

Мочевина Ik: его

195 210

196,5

6698(18,1),7353(6) 25835(70) (37) 4386(11 ,9) 28187(23) ч 1667(34)

110

60 195

933(1,4) 7080(11,1) 660(18)

2177(3,3) 48422(75,6)1540(42)

.21119(32,1)8535(13,3) 1467(40) 41667(63.2)

36919(100) 122550(100) 55896(100) 64037(100) 3667(100)

вниигм

Заказ 1971/62

Произв.-похшгро Hp--TH6:j г, Ужгород, ул, Проектная, 4

140

г 00

18:;

Раствор мочевины

Раствор карбоната

110

60 195

933(1,4) 7080(11,1) 660(18)

2177(3,3) 48422(75,6)1540(42)

.21119(32,1)8535(13,3) 1467(40) 41667(63.2)

Тираж 3/9

Подписное