Способ получения мочевины Советский патент 1984 года по МПК C07C126/02 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода. Известен способ получения мочевины, так называемый с.триппинг -процесс. Этот способ характеризуется следующими особенностями: дистилляцию первой ступени проводят в токе COj при давлении 130-140 кгс/см с утилизацией теплоты конденсации газов дистилляции. Давление в зоне синтеза поддерживают на таком же уровне, как и при дистилляции первой ступени: раци{ кулируемый раствор углеаммонийных солей (УАС) передают в колонну синтеза самотеком, так что, хотя этот раствор имеет высокую концентрацию и обладает большой коррозионной активностью, осуществление рецикла не вызывает эксплуатационных затруднений. Давление в системе синтеза и дистилляции первой ступени ограничено необходимостью обеспечения удовлетворительной степени отгонки неконвертированных NH и С02, а также обеспечения возможности рецикла раствора УАС самотеком. Температура в зоне синтеза 160-180 С и соотношение NH}:CO. (2,5-3,0) также ограничены вследствие необходимости поддержания реакционной смеси при заданном давление в жидкой фазе (где образуется основное количество мочевины) . К тому же,в случае,если соот ношение NHj :СО, превышает 3,0,невозмо но обеспечить отгонку основной части неконвертированных реагентов, если даже для отпарки использовать все количество СОо, необходимое для синтеза мочевины (при большем избытке NHj в плаве синтеза мочевины в зоне стриппинг-дистилляции заметно проявляется обратный процесс-образование карбамата аммония из Ntb и СО . Перечисленные ограничения не позволяют поддерживать оптимальные параметры в зоне синтеза мочевины, что снижает удельную производительность реактора синтеза и обусловливает возрастание его габаритов, металлоемкости и слож ности изготовления 1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения мочевины с пониженными энергозатратами и уменьшенной металлоемкостью оборудования за счет эффективного осуществления процесса в зоне синтеза. Согласно этому способу мочевину синтезируют из аммиака и .двуокиси углерода при 160-230°С, давлении 160-400 кгс/см, молярном соотношении 3,6-6,0 с последующей ступенчатой дистилляцией плава синтеза при давлении на первой ступени 60-120 кгс/см , и конденсацией газов дистилляции с образованием рециркулируемого раствора углеаммонийных солей; при этом перед дистилляцией из плава синтеза выделяют избыточный аммиак сепарацией плава при давлении 60-120 кгс/см, дистшшяцию первой ступени проводят в токе С02 , газы дистилляции первой ступени конденсируют в двух зонах при избытке С02 в газовой-фазе в первом из этих зон, отсепарированный избыточный NHj подают во вторую зону конденсации, а раствор углеаммонийны солей перед рециркуляцией в зону синтеза смешивают с жидким аммиаком; плав после I ступени дистилляции подвергают дистилляции при более низком давлении; раствор мочевины перерабатывают в товарный продукт известными методами, а выделенные при дистилляции низкого давления газы подвергают конденсации с добавлением воды и образованием раствора углеаммонийных солей, который рециркулируют на стадию конденсации газов дистилляции 1 ступени С2,

Способ предусматривает эффективное осуществление процесса в зоне синтеза мочевины при оптимальных условиях (повьш1енные температура и давление, большой избыток аммиака),эффективную дистилляцию при давлении 60-120 кгс/см и высокую степень утилизации теплоты конденсации газов дистилляции при максимальной температуре.

Однако дистилляция плава при 90 кгс/см осуществляется в большом потоке С02, составляющем 70% от общего количества, необходимого для синтеза мочевины. Поэтому для конденсации газов дистилляции в двух зонах и разбавления УАС жидким аммиаком при том же давлении требуется большое количество аммиака. Это приводит к появлению большого количества несконденсировавшихся газов, передаваемых на конденсацию при низких давлениях и соответственно к возрастанию рецикла УАС из узлов конденсации низкого давления в узел конденса

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МСЧЕВИНЫ из аммиака и двуокиси углерода при 180-220'°С и давлении 130-280 атм, молярном соотношении КН^:СОд, = 3,6:6,0 с вьщелением избыточного аммиака сепарацией плава синтеза при давлении60-120 кгс/см^ с последующей ступенчатой дистилляцией плава, проводимого в токе СО,, при давлении 60- 120 кгс/см^ на первой ступени, конденсацией газов дистилляции первой ступени в двух зонах с образованием рециркулируемого раствора углеаммо- нийных солей, конденсацией газов дистилляции стадии низкого давления с добавлением воды и образованием раствора углеаммонййных солей, передаваемого в узел конденсации газов высокого давления, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, к раствору углеаммонййных солей, полученному на стадии конденсации газрв дистилляции низкого давления, добавляют аммиак в количестве, необходимом для поддержания в растворе концентрации NHг pl-35% и СО, 28-32%.(Лс