Способ получения мочевины Советский патент 1980 года по МПК C07C126/02 

Изобретение относится к технологии производства мочевины из аммиака и двуокиси углерода и может быть использовано в цехах производства мочевины. 5

Известен способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при .. повышенных температуре и давлении, включающий регенерацию непрореагировавшего сырья путем дистилляции плаваю на нескольких ступенях давления,конденсации-абсорбции газов дивтилляции, очистки Газообразного аммиака, выделенного при давлении 10-12 кгс/см ,от примеси двуокиси углерода в промывной колонне при давлении 14-18 кгс/см11 .

Перед направлением в зону конденсации-абсорбции газообразный аммиак с примесью двуокиси углерода, выделенный при давлении 10-12 кгс/см , 20 смешивгиот с газовым потоком со ступени сепарации при 70-140 кгс/см .

Однако известный способ имеет ряд недостатков.

Необходимость выделения из плава; 25 синтеза газового потока при давлении 70-140 кгс/см и обусловленное этим усложнение технологической схемы вследствие применения дополнительной аппаратуры высокого давления, а т-ак- Q

же арматуры и коммуникаций,рассчитанных на высокую температуру и остро- коррозионную среду.

Необходимость повышения молярного соотношения NN.3:002(1) в смеси реагента перед колонной синтеза до 6-8, вместо обычного 3,8-4,0 и обусловленное этим увеличение энергетических затрат на регенерацию и рециркуляцию аммиака.

Некоторое усложнение задачи управления работой узла промывной колонны в связи с высоким d,, а также ограниченными возможностями изменения количества и состава газового потока из зоны его выделения при давлении 70-140 кгс/см.

Целью изобретения является повышение эффективности системы жидкостного рецикла - снижение капитальных; энергетических и эксплуатационных затрат и повышение эффективности nfJoцесса в целом.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения мочевины из NH и СО 2. при повышенных температурах и давлении, включающий регенерацию непрореагировавшего сырья путем дистилляции плава синтеза на нескольких ступенях давления, конден ацию - абсорбцию газов дистилляции, чистку газообразного МН.вьзделенного при давлении 10-12 кгс/см , от примеси двуокиси углерода в промывной колонне при давлении 14-18кгс/см, ричем поток газообразного аммиака с примесью двуокиси углерода,выде пeиный при давлении 10-12 кгс/см , смешивают с водно-аммиачным аство ом, сжатым- до давления (}кгс/см направляют на стадию очистки газообразного амг-етака под давлением. В качестве водно-аммиачного раствора используют раствор углеаммонийных солей или водно-аммиачную воду с концентрацией 40-90%.

Отличительной особенностью способа является то, что поток газообразного аммиака с примесью двуокиси углерода, выделенный при давлении 10-12 кгс/см смешивают со сжатым водно-аммиачным раствором и направляют на стадию очистки газообразного при давлении 14-18 кгс/см .НаправляеГШй в узел регенерации непрореагировав- шего сырья при давлении 14-18 кгс/см смешанный газо-жидкостный поток перерабатывают в промывной колонне либо в узле дистилляции под давлением 14-18 кгс/см.(Предпочтительно в качестве водно-аммиачного раствора используют раствор углеаммонийных солей под давлением 25-180 кгс/см или аммиачную воду с концентрацией 40-90% под давлением 25-180 кгс/см. В последнем случае снижается поступление воды в промывную колонну и дополнительно уменьшается рецикл воды в колонну синтеза.

Пример. В узел дистилляции первой ступени 1 (см.фиг.1)подают плав из колонны синтеза мочевины поток 2, в котором (все количества в , кг/ч) аммиака 1550, двуокиси углерода 509, мочевины 1346, воды 910. Параметры процесса дистилляции следующие: TeNmepaTypa , давление 16 кгс/см . При этом из плава отгоняют NH , СО а 468 и HgO 252 (поток 3). Оставшийся плав (поток 4) дросселируют до 10 кгс/смЯ и подают в сепаратор 5,

Жидкостн1ай поток 6 (, COj, 26, мочевины 1346, воды б49)ректкфшлируют при и давлении 1,5 кгс/см в узле дистилляции второй ступени 7. Оставшийся жидкостный поток 8 (NH 12,1, СОй 6, мочевины 1346, воды 54;4) направляют на дальнейшую переработку с выделением мочевины в товарных формах. Поток 9 газы дистилляции низкого давления (NH« 57,9, СО 2. 20, HgO 65) передают в зону конденсации-абсорбции. Тазовый поток 10 (, COj, 1Ь, 0)из сепаратора 5 сжимают до 16 кгс/см и передают в пpo ывнyю колонну 11 с помощью эже .ктора 12, где в качестве рабочего потока служит раствору УАС(,9 ,CO..,j, 20, Н2.0 160)-поток 13, сжатый до давления кгс/см и с температурой . В колонну 11 также подают газь дистилляции первой ступени(поток 3) и высококонцентрированную аммиачную воду - поток 14(МНз 650, воды 87). Температура в верхней части промывной колонны 45С в нижней части давление 16 кгс/см Я Пары возвратного аммиака (NH 1316) - поток 15 сжижают и в жидком виде используют для синтеза мочевины. Рециркулируемый раствор yAC(NH,j 828, COg 503, HjO 507)-поток 16 возвращают f колонну синтеза.

11 р и м е р 2. В узле дистилляции /первой ступени 1(см.фиг.2) подают плав из колонны синтеза мочевины-поток 2, в котором(все количества в кг/ч) аммиака 1469, двуокиси углерода 457, мочевины 1346, воды 738. Параметры процесса во всех узлах технологической схемы те же, что и в примере 1. Из узла дистилляции 1 выводят ..газовый поток 3, в котором NH 1419, СОа 451 и Н20 248. Оставшийся плав (поток 4) дросселируют до 10 кгс/см и подают в сепаратор 5. Жвдкостный поток 6 (NH 65, COg. 26, мочевины 1346, воды 650) ректифицируют в узле дистилляции второй ступени 7. Оставшийся жидкостный поток 8 (NH-i 11,5, СО. 6,2, мочевины 1346, 585) направляют на дальнейшую переработку с выделением мочевины в товарных формах. Поток 9 газы дистилляции .низкого давления (NHoi 53,5, С02 19,8, 65) передают в зону конденсации-абсорбции. Га-зовый поток 10 (NH,j 86,2, СОй 1462 и Н,2,08) из сепаратора -5 сжимают до 16 кгс/см и передают в узел дистилляции первой ступени 1 с Помощью эжектора 11, где в кг честве рабочего потока служит раствор УАС (NH3 53,5, СО.а 19,8 и HgO 160) - поток .12, сжатый до давления 110 кгс/см и с температурой 45с. Газы дистилляции первой ступени (поток 3)перерабатывают в промывной колонне 13, орошаемой, высококонцентрированной аммиачной водой - поток 14 (ННд 650, Н2.0 86). Пары возвратного аммиака (NH 1477) - поток 15 сжимают и в жидком виде используют для синтеза мочевины. Рециркулируемый раствор УАС NH 592, СО а 451, Н20 334) - поток 16 возвращают в колонну синтеза.

П .р и м е р 3. Отличается от примера 1 (см.фиг,) тем, что давление дистилляции первой ступени 14кгс/см При этом из плава отгоняют NHj 1469, СО2, 481 и НйО 259 (поток 3). Оставшийся плав (поток 4) дросселируют ,до 12 кгс/см и подают в сепаратор 5 Газовый поток 10 (NH 11, СОд2, Н О 1 из ,jCenapaTopa 5 сжимают до

14 кгс/см и передают в прогвгшную колонну 11 с помощью эжектора 12f где в качестве рабочего потока служи jiacTBOp УАС (NH 57,9, iC02 20,1 НйО 160) - поток 13, сжатый до давления 30 кгс/см и с температурой 40°С. Прочие характеристики процесса те же, что и в примере 1.

П р и м е р 4, Отличается от примера 2 (см.фиг.2)тем, что давление дистилляции первой ступени 18 кгс/см Кз узла дистилляции 1 выводят газовый поток 3, в котором NH-J 1410, 4, СОа 449,6 247, 2. Газовый поток 10 (NH 94,8, СОг 15,6, Н,2.0 8,8)из сепаратора 5 сжимают до 18 кгс/см и передают в узел дистилляции первой ступени 1 с помощью эжектора 11, -где в качестве рабочего потока служит раствор уде (,5, СК 19,8 и Н2,0 160) - поток 12, сжатый до плавления 170 кгс/см2 и температурой . Прочие характеристики процесса те же, что и в примере 2.

По сравнению со способом - прототипом данный способ позволяет снизит суммарные энергозатраты на 8-10%; кроме того, он не требует применения дополнительного сепаратора высокого давления(70-140 кгс/см -) между колоннами синуеза и дистилляции первой ступени. В связи с возможностью поддержания молярного соотношения . COg в смеси реагентов перед колонной синтеза на обычном уровне исключаются усложнения задачи управления работой узла промывной колонны.

Формула изобретения.

1.Способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода при, повьжгенных температуре и давлении с последующей дистилляцией плава синтеза на нескольких Последовательных ступенях давления, конденсацией - абсорбцией газов дистилляции вьзделением,газообразного- аммиака, при давлении 10-12 кгс/см и смешением ам миаксодержащей смесью и очисткой от примеси двуокиси углерода и .промыв- , ной колонне при давлении 14-18кгс/см, отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности проSцесса, в качестве аммиаксодержащей смеси используют водно-аммиачный раствор.

2.Способ по п.1 о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве водноаммиачного раствора используют раствор углеаммонийных солей под давлением 25-180 кгс/см.

3.Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водноаммиачного раствора используют аммиачную воду с концентрацией 40-90% под давлением 25-180 кгс/см.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 1907197/23-04, -кл. С 07 С 126/02, 1976 (прототип).

j /

n

13

ЧЭ;-,

I

46

и

L.

Фиг.г S