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

Изобретение относится к технологии получения мочевины взаимодействием аммиака с двуокисью углерода. Известны способы получения мочевины путем синтеза ее из аммиака и двуокиси углерода при повышенных тем пературе и давлении, включающие дистилляцию реакционного раствора при ступенчатом снижении давления и рециркуляцию образующегося раствора углеаммонийных солей (УАС) на стадию синтеза l . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо результату является способ получения мочевины путем взаимодействия аммиак с двуокисью углерода при повышенных температуре и давлении в двух зонах с подачей свежей двуокиси углерода в первую зону, дистилляцией реакцион ного раствора при ступенчатом снижении давления, рециркуляцией образующегося раствора УАС и подачей повтор но используемой двуокиси углерода во вторую зону 2 . Повторно используемая двуокись у лерода, направляемая во вт;орую зону синтеза, подается туда после выделения ее из раствора УАС при ректифика ции его под давлением синтеза мочевины. Хотя в зтом способе степень превращения двуокиси углерода в мочевину довольно высока как в первой,так и во второй зонах синтеза, необходимость циркуляции части раствора УАС из-за неполного разложения его в колонне ректификации и в связи с необходимостью поглощения им двуокиси углерода в абсорбере приводит к тому, чтоколичество раствора, перекачиваемого при давлении синтеза мочевины, получается весьма высоким,, т.е. составляет 1,35 т/т. Целью изобретения является интенсификация процесса, т.е. уменьшение количества раствора УАС, перекачиваемого при давлении синтеза мочевины. Поставленная цель достигается способом синтеза мочевины взаимодействием аммиака с двуокисью углерода при повышенных температуре и давлении в двух зонах с подачей свежей двуокиси углерода в первую зону, дистилляцией реакционного раствора при ступенчатом снижении давления, рециркуляцией образующегося раствора углеаммонийных солей и подачей повторно используемой двуокиси углерода во вторую зону в виде раствора УАС, поддерживая в зтой зоне мольное отношение аммиак s двуокись углерода : вода, равным (3(5-4,5) 1 1 J (1,4 - 2,5). Отличительньам признаком способа является подача повторно используемой двуокиси углерода во вторую зону в виде УАС при поддержании в этой зо не мольного отношения аммиак : двуокись углерода : веда, равньгм {3,5 - 4,5) I 1 5 (1,4 - 2,5). Непрореагировавшую двуокись угле рода подают во вторую зону в виде раствора УАС, содержащего 30-37% дву окиси углерода. Целесообразность такого выполнения процесса обусловлена тем обстоятельством, что. степень превращения двуокиси углерода в мочевину изменяется в присутствии воды по гиперболическому закону и при отношении вода : двуокись углерода больше 1,4 практически не уменьшается. На чертеже изображена схема процесса. Пример 1.В первую зону 1 синтеза.подают 14 т/ч свежей двуокиси углерода по линии 2 и 22,2 т/ч аммиака по линии 3. Из зоны 1 в систему 4 разделения выводят 36,2 т/ч плава, содержащего, масс, % мочевины 38, аммиака 40; двуокиси углерода 11 и воды 11 (степень превращения двуокиси углерода в мочевину в отсутствие воды при этой нагрузке равна 0,72) В систему разделения поступает также 20 J 6 т/ч плава из второй зоны синтеза, содержащего, масс. %: мочевины 26;) аммиака 25; двуокиси углеро да 11 и воды 38. Степень превращения Лвуокиси углерода в мочевину во второй зоне синтеза равна 0,63, Из системы разделения по линии 6 на переработку выводят 24,7 т/ч водного раствора мочевины, содержащего масс.% мочевины 77 и воды 23. По ли нии 7 отводят 11,5 т/ч возвратного жидкого аммиакам В зону 5 возвращают 20,6 т/ч раствора УАС, содержащего, масс,%} аммиака 40,5 двуокиси углерода 30,5 войн 30. Мольное отно шение аммиак двуокись углерода равно 2,88, т.е. меньше оптимального, поэтс «у в зону 5 направляют также 2,9 т/ч аммиака по линии 8 для подде жания заданного соотношения между аммиаком, двуокисью углерода и водой 3,5:1:2,45). Количество раствора УАС, перека чиваемого при давлении синтеза моче вины, составляет 1,08 т/т мочевины, т.е. значительно меньше, чем при из вестных способах (1,35 т/т). Пример 2.В первую зону с теза подают 14 т/ч свежей двуокиси углерода и 22,2 т/ч аммиака. Из зон в систему разделения выводят 36,2 т плава того же состава, что в пример В систему разделения поступает таке 19,9 т/ч плава из второй зоны синтеа, содержащего, масс.%: мочевины 27; ммиака 34; двуокиси углерода 12 воды 27. Степень превращения вуокиси углерода в мочевину во вто- . ой зоне равна 0,63. Из системы разделения на переработку по линии б выводят 24,7 т/ч водного раствора мочевины, содержащего 77 масс.% мочевины и 23 масс.% воды, по линии 7 14,4 т/ч возвратного жидкого аммиака, используемого вместе со свежим аммиаком в зонах 1 и 5, и 17 т/ч УАС, содержащего, масс.% аммиака 40,5; двуокиси углерода 36,5; воды 23, направляемогов зону 5, куда направляют также 2,9 т/ч аммиака по линии 8 для поддержания отношения аммиак ; двуокись углерода : вода, равным 4,1 : 1 : 1,5. Количество раствора УАС, перекачиваемого при давлении синтеза мочевины, составляет 0,89 т/т мочевины, т.е. значительно меньше, чем при известных способах. Пример З.В первую зону синтеза поступает 14 т/ч двуокиси углерода и 22,2 т/ч аммиака. Из зоны 1 в систему разделения выводят 36,2 т/ч плава того же состава, что в примере 1, В систему разделения поступает также 20,6 т/ч плава из второй зоны синтеза, ссщержащего, масс.%: мочевины 26; аммиака 38; двуокиси углерода 11 и воды 25 -(степень превращения двуокиси углерода в мочевину 0,63). Из системы разделения на переработку по линии 6 выводят 24,7 т/ч водного раствора, содержащего 77 масс.% мочевины и 23 масс.% воды, по линии 7 15,8 т/ч возвратного аммиака и 16,3 т/ч раствора УАС, содержащего, масс.%: аммиака 40; двуоккси углерода 38; воды 22, направляемого в зону 5, куда направляют также 4,3 т/ч аквииака по линии 8 для поддержания отношения аммиак : двуокись углерода : вода, равным 4,5:1:1,4. Удельное количество раствора УАС 8,855 т/т мочевины. изобретения Способ получения мочевины взаимодействием аммиака .с двуокисью углерода при повышенных температуре и давлении в двух зонах с подачей свежей ; двуокиси углерода в первую зону, дистилляцией реакционного раствора при ступенчатом снижении давления, рециркуляцией образующегося раствора углеаммонийных солей и подачей повторно используемой двуокиси углерода во вторую зону, о. тличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повторно используемую двуокись углерода подают во вторую зону в виде углеаммонийных солей, поддерживая в этой зоне мольное отнесение аммиак

двуокись углерода : вода, равным (3,5 - 4,5) : 1 : (1,4 - 2,5).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Кучерявый В.Н. и др. Синтез

и Применение карбамида. Л., Химия, с. 187-208, 1970,

2.Патент Великобритании 1217560 кл, С 2 С, 1970.

Т,

-iJ