Способ получения мочевины Советский патент 1982 года по МПК C07C126/02 

1

ИзоОретение относится к технологии производства мочевины и может быть использовано в действующих производствах.

Известен способ получения мочевины, включающий синтез ее из ам миака и двуокиси углерода, выделение из плава синтеза и рекуперацию непревращенного сырья, выделение мочевины из полученного водного раствора путем вакуум-выпарки или вакуум-кристаллизации, гранулирование и охлаждение мочевины в токе воздуха и переработку образующихся сточных вод. В этом способе очистку потока воздуха из зоны грануляции карбамида от пыли карбамида осуществляют путем пбгйбщения ее водным аосорбентом, например, конденсатом сокового пара в устройствах различной конструкции. При этом водный абсорбент подвергают многократной циркуляции через зону поглощения пыли, причем в циркулирующем растворе

поддерживают концентрацию мочевины на уровне 30-40%. Это достигается за счет выведения части раствора на .утилизацию (в зону выпарки или кристаллизации) и подачи эквивалентного количества конденсата сокового пара в зону абсорбции. В этих условиях, если не предотвращен капельный унос поглотительного раствора, степень очистки не достигает 50%.

10 Чтобы повысить степень очистки воздуха, следует либо использовать устройства для брызгоотделения, либо существенно снижать концентрацию раствора.Учитывая большой объем воздуха (порядка 400-500 тыс. ), очевидно, что обеспечение эффективного брызгоотделения связано с необходимостью применения гpoмoздkoгo 2JJ дополнительного оборудования, с увеличением сопротивления системы и дополнительным расходом энергии на его преодоление. Метод снижения кон центрации циркулирующего поглотительного раствора не приемлем вследствие того, что при этом образуется разбавленный раствор в количествах, не поддающихся утилизации 1 . Недостаток этого способа состоит в том, что теплота кристаллизации мочевины и охлаждения гранул, отводимая с потоком отходящего воздуха, практически не используется, кроме того, образуется порядка 1 м точных вод на тонну готового продукта. Сточные воды образуются из реЬкционйой воды, острого .пара,подаваемого в эжекторы и технологические аппараты охлаждающей воды, подаваемой на сальники насосов и т.д. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения мочевины, включающий синтез ее из аммиака и двуокиси углерода, выде ление и рекуперацию непревращенного сырья, выделение мочевины из получен ного водного раствора, гранулировани и охлаждение мочевины в токе воздуха контактирование последнего с водным абсорбентом в зоне пылеочистки,испарение сточных вод в контакте с возду хом. Особенность способа состоит в том, что переработку сточных вод осуществляют путем испарения воды в контакте с атмосферным воздухом,испдльзуя при этом низкопотенциальное тепло, снимаемое сточными, водами в технологических аппаратах производства карбамида. Растворенные в циркулирующей сточной воде полезные примеси в процессе многократной циркуляции воды концентрируют и возвращают в технологический цикл 21. Недостатком такого способа является то, что воздух, отводимый из гранбашни, сбрасывается в атмосферу без использования его теплового потенциала. В то же время в узле испарения сточных вод, из-за недостат ка тепла для испарения всего количества образующихся сточных вод, вынуждены использовать водяной пар для подогрева сточных вод (особенно в больших количествах в холодное время года). Снижение степени испарения приводит к избытку воды в системе и необходимости слива избыт ка неочищенных сточных вод в канализацию или дополнительным затратам на их переработку. Цель изобретения - снижение энергетических затрат и упрощение процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получение мочевины из NHj и COg с последующим выделением и рекуперацией непревращенного сырья, выделением мочевины из полученного водного раствора , гранулированием и охлаждением ее в токе воздуха очисткой от пыли и испарением сточных вод в контакте с воздухом, воздух после гранулирования или после очистки от пыли подают на контактирование со сточными водами, имеющими температуру 50-90 С, в зону испарения последних. При таком осуществлении процесса, наряду с тонкой отмывкой воздуха от примеси мочевины, происходит интенсивное испарение влаги, которая в виде паров вместе с отходящим воздухом выбрасывается в атмосферу. Оставшаяся часть сточных вод служит для подпитки циркуляционного контура. Поскольку содержание мочевины в потоке свежих сточных вод с помощью известных методов можно снизить почти до нуля, потери мочевины за счет выноса брызг сточных вод пренебрежимо малы. Указанную температуру сточных вод (50-90°СЗ легко обеспечить без специальных затрат тепла на подогрев, если сточные воды отбирать из узла очистки их от примеси (путем десорбции) . Предлагаемая технология обеспечивает максимальное использование теплового потенциала и способности воздуха, отводимого из узла гранулирования, к насыщению влагой. В случае, если процессы гранулирования мочевины из расплава и охлаждения гранул в токе воздуха осуществляются в раздельных аппаратах узла гранулирования, изобретение предусматривает соответствующую обработку воздуха из- обеих указанных зон узла гранулирования. На фиг. 1 и 2 изображены технологические схемы получения мочевины. Пример 1. В соответствии с технологической схемой, изображенной на фиг. 1, в узел 1 синтеза мочевины подают часть потока 2 жидкого аммиака в количестве 1600 кг,по-, ток кг двуокиси углерода и рециркулируемый раствор углеаммонийных солей , содержащий 503 кг аммиака, k(0 кг двуокиси углерода, 268 кг воды. Процесс в узле синтеза ведут при давлении 200 ата и тем пературе . Плав синтеза мочевины 5 содержа щий, кг: аммиака 1526,двуокиси углерода , воды 580, мочевины lOlV, направляют на переработку в узел 6 дистилляции плава и абсорбции газов дистилляции. Плав 7 после дистилляции, содержащий, кг: 11,6 аммиака, 2,5 двуокиси углерода, ,5 воды и мочевины, передаю в узел выпарки 8, где производят yna ривание раствора под вакуумом. В результате переработки газ.ов дистил ляции в узле 6 получают раствор угл аммонийных солей , который рецирку лируют в узел синтеза. При упаривании раствора в две сту пени в узле выпаривания 8 получают плав, содержащий 1033,9 кг мочевины и 25 кг воды. Этот плав 9 с температурой 136-1 0 С подают в зону гра нуляции 10. Кроме плава в зону грануляции подают охлаждающий воздух 1 из атмосферы (23 кг),в котором содержится влага в количестве 235 кг Температура воздуха 18 С. Готовый продукт 12, содержащий мочевины 1012,8 кг, воды 2,5 кг, отправляют на сЖлад. Газовый поток 13 после узла гранулирования, состоя щий из кГ воздуха, 235 кг воды и 21,1 кг мочевины, вводят в зону пылеулавливания 1. В этой зоне газо вый поток отмывают циркулирующим внутри этой зоны раствором мочевины от пыли мочевины и по линии 15 очищенный поток ( кг воздуха с при месью 235 кг и 2,1 кг мочевины) передают в зону испарения сточных вод 16. Из узла выпарки 8 в зону испарения 16 подают поток 17 сточных вод, содержащий 212,1 кг воды (содержание примесей мочевины и аммиака пренебрежимо мало), с температурой . В результате контакта горячих сточных вод с газовой смесью происхо дит интенсивное испарение сточных во и насыщение влагой воздуха, а также дополнительная отмывка его от брызг циркулирующего в зоне пылеочистки раствора мочевины. Поток 18, содержащий кг воздуха, 10 кг воды и 1 ,2 кг мочевины, с температурой выбрасывают в атмосферу. Неис86парившаяся чаСть сточных вод 19 содержащая воды - 37,1 кг и мочевины - 0,9 кг, поступает в зону пылеулавливания I в. качестве подпитки циркуляционного контура. Для поддержания концентрации мочевины в растворе, который циркулирует внутри зоны k, на уровне 35 мас., из узла 1 непрерывно отводят поток 20, содержащий 19,9 кг мочевины и 37J кг воды. Поток 20 направляют на переработку в узел выпаривания 8. Использование предложенного способа позволяет без дополнительных энергозатрат испарить (в условиях изложенного примера) 175 кг сточных вод. Пример 2. В соответствии с технологической схемой, изображенной на фиг.2, процесс осуществляют в условиях, аналогичных указанным в примере 1. При этом газовый поток 13 после узла гранулирования кг воздуха, 235 кг воды и 21,1 кг мочевины - вводят непосредственно в зону испарения сточ(ых вод 16. Кроме того, в эту зону вводят дополнительный поток 21 19030 кг атмосферного воздуха с,температурой . В зоне испарения сточных вод 16 воздух контактирует с циркулирующим внутри этой зоны потоков сточных вод объемом около 100 (не показан). Поток 18, содержащий k2 kBQ кг воздуха, 966 кг воды и 1,1 кг мочевины, сбрасывают в атмосферу. Для подпитки циркуляционного контура подают по линии 17 поток сточных вод из узла выпаривания 8.содержащий 93 кг воды, 5i9 кг мочевийы. В результате отмывки пыли мочевины из воздуха, поступившего из зоны гранулирования, а также в процессе испарения части сточных вод происходит накопление мочевины в растворе. Поэтому из зоны 16 выводят поток 22 IR-Horo раствора мочевины (25,9 кг мочевины., 203 кг воды) для переработки известными способами. Использование предложенного способа позволяет без дополнительных энергозатрат на подогрев воздуха испарить в условиях изложенного примера 760 кг сточной воды. Таким образом, предложенный способ позволяет ликвидировать (путем испарения) часть сточных вод без дополнительных энергозатрат и повысить эффективность процесса испарения, а также вследствие совмещения процессов пылеулавливания и испарения точных вод обеспечивает упр щение производства. Формула изобретения Способ получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода с последующим выделением и рекуперацией непревращениого сырья, выделением мочевины из полученного водного рас вора, гранулированием и охлаждением ее в токе воздуха очисткой от пыли и, испарением сточных вод в контакте с воздухом, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат и упрощения процесса, воздух после гранулирования или после очистки от пыли подают на контактирование со сточными водами, имеющими температуру 50-90 С, в зону испарения последних. Источники информации, принятые во внимание при экспертизу 1.Кучерявый В.И., Лебедев В.|, Синтез и применение карбамида. Л., Химия, 1970, с. 336. 2.Технологический регламент If 3 производства карбамида Черкасского ПО Азот, гл. .i, 1978 (прототип).

,п

J 4

/

vfff

Г7

re

i

/Г9

ff

f

-7го

7Г

fff

фуг,Г

фуг. г