Способ получения мочевины Советский патент 1978 года по МПК C07C126/02 

1

Изобретение относится к технологии проиэводства мочевины из аммиака и двуокиси углерода.

Известны способы получения мочевины с полным жидкостным-рециклом непрореагировавших аммиака и двуокиси углерода. Они состоят в том, что плав синтеза мочевины подвергают дистилляции в несколько ступеней при последовательно снижающемся давлении, газы дистилляции низкого давления поглощают водным абсорбентом (водой, растворами аммиака, углекислых солей CIMMOния или мочевины) с образованием раствора углеаммонийных солей (УАС), га зы дистилляции высокого давления подают в промывную колонну, которую ороlUcUOT высококонцентрированной аммиачной водой и раствором УАС со ступени низкого давления, из промывной колонны выводят пары аммиака, которые затем подвергают конденсации, и раствор УАС, рециркулируемьй в реактор синтеза l .

Недостаток этих способов заключается в том, что подача воды (в составе УАС) в. реактор снижает эффективность процессов синтеза и дистилляции, а также влечет за собой большой нерациональный расход энергии на стадиях выделения мочевины в товарном твердом виде.

По технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу наиболее близок способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температуре и давлении, включающий дистилляцию плава синтеза на двух ступенях давления, абсорбцию-конденсацию газов дистилляции на каждой ступени с использованием мочевины и получением раствора УАС, переработку раствора УАС со ступени низкого давления в зоне дистилляции высокого давления iz .

Однако наряду со снижением молярного соотношения Н-О-.СО этот способ имеет существенный недостаток - исползование воды (например, в виде конденсата сокового пара) для абсорбции газов дистилляции на каждой ступени давления обусловливает необходимость дополнительных энергетических затрат на стадиях выделения мочевины из раствора.

С целью уменьшения содержания вод в растворе мочевины после дистилляции и снижения энергетических затрат по предлагаемому способу для абсорбции газов дистилляции на каждоЯ ступени давления используют плав после той же ступени дистилляции. Плав для абсорбции газов дистилляции первой ступени целесообразно использовать в количестве 5-15% от общего количества плава мочевины. При таком осуществлении процесса снижается рецикл воды в зону синтеза мочевины и повышается концентрация целевого продукта в водном растворе после стгшии дистилляции, что обусловливает снижение энергетических затрат. Пример. Плав синтеза мочевины, включающий (в кг/ч): 227 мочевины 214 аммиака; 80 двуокиси углеро да и 92 воды, при температуре и давлении 200 кгс/см редуцируют до давления 20,5 кгс/см и вводят по линии 1 в верхнюю часть колонны 2 дис тилляции высокого давления. Последняя содержит устройства fтарелки и т.п.) для уменьшения количества воды в отогнанной газовой смеси и оборудована подогревателем 3, с помощью которого поддерживают температуру 150- . Плав, включающий (в кг/ч); 324 мо чевины 35 аммиака; 14 двуокиси углерода; 120 воды после колонны 2 разделяют на два потока. Первый поток состава (в кг/ч): 27 мочевины 3 амми ака; 1 двуокиси углерода я 10 воды вводят по линии 4 в конденсатор-абсор бер 5 высокого давления. Второй поток содержащий (в кг/ч) s 297 мочевины; 32 аммиака; 13 двуокиси углерода; 110 воды, по линии 6. через редукционный клапан 7 подают в верхнюю часть колонны 8 дистилляции низкого давления, работающей под давлением 2 кгс/с Эта колонна также имеет тарелки для уменьшения количества воды в отогнанной газовой смеси и оборудована подог ревателем 9, с помощью которого поддерживают температуру 130-140 С. Плав состава (в кг/ч)s 297 мочев ны; 5 аммиака 3двуокиси углерода; 92 воды после колонны 8 разделяют на два потока. Первый поток, включающий (в кг/ч)I 200 мочевины} 3 аммиака; 2 двуокиси углерода) 60 воды, по лин 10отаодят на дальнейшую переработку второй поток состава (в кг/ч)г 97 мо чевины; 2 аммиака; 1 двуокиси углеро да; 32 воды вводят по линии 11 в кон денсатор-абсорбер 12 низкого давлени где при абсорбируют по линии 13 газы дистилляции низкого давлеиия, которые содержат (в кг/ч) 30 аммиак 11двуокиси углерода 18 воды. Полученный раствор УАС низкого давления, включающий (в кг/ч): 97 мочевины; 32 г аммиака; 12 двуокиси углерода; 50 воды, снимают до давления 20,5 кгс/см и направляют по линии теплообменник 15, где нагревается о 90 С, а затем по трубопроводу 16 вводят в колонну 2. Из колонны 2 отогнанную газообразную смесь, содержащую (в кг/ч): 211 аммиака; 79 двуокиси углерода; 22 воды, по линии 17 отводят в конденсаторабсорбер 5, где ее абсорбируют плавом, который поступает по линии 4. Раствор УАС состава (в кг/ч) : 27 мочевины; 80 аммиака; 80 двуокиси углерода; 32 воды, который выводят по линии 18 из конденсатора-абсорбера 5 рециркулируют в зону синтеза мочевины. Неабсорбировавшийся аммиак промывают от примеси двуокиси углерода в верхней части конденсатора-абсорбера 5 незначительным количеством аммиачной воды, подаваемой по линии 19. Чистый газообразный аммиак, который выводят по линии 20, сжижают в конденсаторе 21, охлаждаемом водой. Часть жидкого аммиака по линии 22 направляют для орошения конденсатора-абсорбера 5, а остаток - 134 кг/ч по линии 23 воз.вращают в зону синтеза мочевины. Предлагаемый способ позволяет снизить удельный (в расчете на 1 т мочевины) расход пара на 0,15-0,20 т. Формула изобретения 1.Способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при повышенных температуре и давлении, включающий дистилляцию плава синтеза на . двух ступенях давления, абсорбциюконденсацию газов дистилляции на кашдой ступени с использованием моЧевины и получением раствора углеаммонийных солей, переработку раствора углеаммонийных солей со ступени низкого давления в зоне дистилляции высокого давления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания воды в растворе мочевины после дистилляции и снижения энергетических затрат, для абсорбции газов дистилляции иа каждой ступени давления используют плав после той же ступени дистилляции . 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что плав для абсорбции газов дистилляциии первой ступени используют в количестве 5-15 % от общего Количества плава мочевины. Источнику информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Кучерявый В.И, и др. Синтез и применение карбамида. Химия, 1970, с. 370. 2.Патент США 3 506710, кл. 260565, 1970.

21

S3

X

fS

13

-и