СПОСОБ СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ Советский патент 1972 года по МПК C07C126/02 

Изобретение относится к регенерации избытка аммиака в процессе синтеза мочевины.

Известен способ синтеза мочевины взаимодействием двуокиси углерода со стехиометрическим избытком аммиака с отделением избыточноф газоо,бразного аммиака при давлении 40-120 кг.1см 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 возвра.щения на синтез необходимо подогревать. По предлагаемому способу конденсацию газообразного аммиака осуществляют смешением его с потоком жидкого аммиака при давлении, равном давлению при отделении 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 повыщает экономию тепла.

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 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 сепаратор 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 смещивании с

56,7 кг/час жидкого сырьевого аммиака с температурой 30°С в аммиачном конденсаторе и получают 79,7 кг/час жидкого аммиака при 90°С. Этот аммйак нагревают до 150°С в подогревателе и подают в автоклав синтеза мочевины.

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

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

избытка аммиака « непрореагировавшего аммиака -и углекислого газа. Поток, -выходящий из нижней части перегонной колонны высокого давления, состоит из 100 мочевины, 20,7 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. 67,7 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 перегониой 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 и 56,9 кг/час воды, разрежается и -вводится в автоклав синтеза мочевины в качестве рециркулирующего раствора.

Пример 2. 73,3 кг/час углекислого газа, 131,7 кг/час жидкого аммиака с температурой 100°С и рециркулирующйй раствор (содержащий 43,2 /сгучас аммиака, 37,8 кг/час углекислого газа и 27,0 кг/час воды) при 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 в-оды, разрежают и вводят в сепаратор высокого давления, в ко-тором поддерживают давление, равное 68 кг/см. 55,6 кг/час разделенного в сепараторе высокого давления при 150°С газообразного аммиака смеш-ивают во втором аммиачном конденсаторе с 56,7 кг/час свежего, жидкого сырьевого аммиака, температура кото.-рого 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 ж-идкий аммиак подают в автоклав синтеза мочевины.

Далее поток 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, р-азрежают и вводят в верхнюю часть перегонной колонны высокого давления, имеющей ректификационные пластины, давление 15 кг/см и постоянную температуру 150°С, для отгонки

оставшегося избытка аммиака и непрореагировавшего аммиака и углекислого газа.

Поток, выходящий из нижней 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, регенерируются и лолучаются продукты мочевины.

Газ, выходящий из верхней части перегонной колонны высокого давления и со-держащий 49,1 кг/час аммиака, 28,8 кг/час углекислого газа и 4,8 кг/час воды, вводят в абсорбционную кол-о-нну высокого давления, в которой давление поддерживают равным 15 кг/см. Весь угле-кислый газ и часть аммиака поглощаются раствором, поступ-ившим после регенерации при низком давлении и содержащим 13,5 кг/час аммиака, 9,0 кг/час углекислого газа и 22,2 кг/ча : воды. Из нижней части абсорбционной 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 . 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 . Этот

жидкий аммиак .поступает во второй конденсатор аммиака.

Пример 3. 141,8 кг/час углекислого газа, 267,3 кг/час рециркулирующего раствора после абсорбциопной стадии при высоком давлении и 252,0 кг/час жидкого аммиа-ка реагируют в автоклаве синтеза мочев-ины. 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 колонну высокого давления, в которой поддерживается давление 65 кг1см « в которой продукты нагреваются подогревателем,

установленным в нижней части -колонны, до возгон-ки газообразной смеси при 160°С, содержащей 100 кг/час аммиака, 13,8 кг/час углекислого газа и 4,8 кг/час воды. Далее .продукты синтеза мочевины из перегонной колонны высо-кого 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 высо-кого давления с да-влением 64,5 кг/см и

щим после стадии регенерации и состоящим из 25,4 кг/час мочевины, 92,8 кг/час воды, до поглощения всего углекислого газа и части амМиака. Чтобы температура нижней части абсорбционной колонны сохранялась равной 140°С, теплоту абсорбции при поглощении отводят (возникающ-им 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/час углекислого газа и 51,2 кг/час воды, сжимается насосом и подается в автоклав синтеза мочевины, в .качестве выщеуломинавщегося 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 выщенриводимом этапе регенерации), до получения 252,0 кг/час жидкого аммиака при 100°С. Жидкий аммиак насосом сжимается и подается в автоклав синтеза мочевины.

Предмет изобретения

Способ синтеза мочевины взаимодействием двуокиси углерода со стехиометрическим избытком аммиака с отделением из быточного газообразного аммиака при давлении 40- 120 кг/см последующим удалением содержащейся 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 газообразного аммиака осуществляют смещением его с потоком жидкого аммиака при давлении, равном давлению при отделении избыточного аммиака.