DE1668733A1 - Verfahren zur Synthese von Harnstoff unter Loesungskreislauf - Google Patents

Description

ixemplar

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Dr. Karl Th.Hegel 50

- aooo Hamburg a·, den 40· 04^C.

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TOYO KOATSU IHDÜSTHIES, ZSfOORPORATED

10,2-baiLOhi, 4-ohoiae, Nihonbaehi Hongokuoho, Chuo-icu, Tokyo

(Japan)

Verfahren zrxs Synthese yon Harnstoff unter Löeungskrelslauf

JMx diese Anmeldung wird die Priorität vom U. Oktober 1966 aus der japanischen Patentanmeldung Ho. 6? 223/1966 in Anspruch

genommen*

Die Erfindung betrifft ein verbessertes vollständiges Kreislaufverfahren zur Earnstoffsynthese unter Lusungskreislsufo

Das vollständige Kreislaufrerfanren eur Syntheee von Harnstoff aus Ammoniak und Eohlendiozyd unter Anwandung eines LO-eungekreislaufe wird gewö'hnlloh folgenderoassen durohgeführti

Ammoniak und Kohlendioxyd werden miteinander bei Synthesedruok und Synthesetemperatür urageaetat, der aus den Harnstoff-*

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syntheseautoklav erhaltene Ablauf, der Harnstoff, nioht-ungeeetztee AmmoniEk, nioht-iiiBgeeetztee Kohlendioxid und Wasser enthält, wird in zwei öler drei Stufen von dem hohen Synthesedruck auf ei.aen niedrigen Brück entepsiint, e.as nioht-umgesetsste Ammoniak ind Kohlendiczyd werden dvreh Erhitzen bei den betreffenden Drücken abdeatilXiort, wob»_ man eine wässrige Harnetofflusung erhält, und der Harnstoff wird auf an sich bekannte Weise aus .der wässrigen Eamstofflöeung gewonnen. Das nicht-umgesetzte Ammoniak und Kohlendioxyd, di?> !sei den betreffenden Drüokea abdeatilliert worden sind, Mieten ffiit Wasserdampf zusammen ein gisfönaigee Gesaisch. Sin hi\ niedrigem Druck abgetrennte ο GaBßeiri&db. wir.3 bei dieaea nl —ärigta Druck in Waasar ocer in eineir wässrigen Lösung von Aartosiak oder Harnstoff absorbiert. Saun wird ein unter hohes Itewok. abgetrenntes Gasgeniisob. bei diesem hohen Druok in dem so erhaltenen Absorbat absorbiert. Bio so abgetrennten Gasgemincke werden wiederum unter den Drücken der Gasgemische abeorWert, und das Absorbat der letzten Absorptionsstufe wird in IC-eislauf zur Earnetoffsyntheso zurüokgeleitet.

Da das nicht-uoigesetste Asesoniak und Sohlendlozyd als wäserig® AmmoniiimoarbaaatlOEMiig gewonnen imd, wie oben beschrieben, im Kreislauf in die Hasn&toffsjhtheea suruokgeleltet werden, wird dabei Wasser in die Harnstoffsynfö-ese eingeführt. Die see Wasser hat einen ungünstigen Einfluss auf die Harnstoffsyntheee und Termindert den ümwandlungsgrad bei jeder gegebenen Tempera«.

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tür, jeden gegebenen Druck und jeder gsgebenen Yerweileeit. Daher ist es wünschenswert, dass die tiasseriaenga gering ist. Nun bestellt aber vom Gesichtspunkt der Absorption des niohturogesetzten Ammoniak« unß Kchlendioxytta ein« untere Grenze, unter die die Wassermenge nicht gesenkt werden kann· Deshalb hat man bisher bei der Harnstoffsynthese unter BSsimgskreislauf keine hohen Umwandliuagsgrade erwartet.

Nun ändert sich die ZuaaaiBensetziv<ig und Meng« dee Abeorbatsj, wenn man von einea niedrigen Abi- )rptionsdruek zu eines hohen Abeorpticnecfcuck ül ergeht« Be^rachtet man die Waesenaen-Ge, an ergibt sich sine 3ntereesant«s 3'atsaclie: Wird eine Hochclruckabsor^tion unter Verwendung äos Hinderdruckabsorbate a?.a Absorptionsaittel durchgeführt_f so beträgt die Waseermenge in des gewonnenen Abaorfos-t z.B. 1/3 blfi 1/2 derjenigen Waseeraenge» die in den Absorbat bei ämr Älederdruckabeorptioa enthalten ist. ·

Daher ist unter Uiaatanäen das Ab sarbat bei der Hoohdruokabsorption infolge der prosseä Wassern mge, die is. dos bei der Hi.ederdruckaboorption gawonnenen Abeo.rljat enthalten ist, nicht konzentriert genug. Wenn alles nicht-uiagesetste Asaoniak und Kohlendioxyd unter hohem Brück in irgendeiner Weise absorbiert werden könnten, ohne bei der Hochdruckabsorptioix das bei der Hiederdruckabsorption gewonnene Absorb&t verwenden zu müssen,-dann könnte eine konzentrierte wässrige Aiaisoniuacarbaiiatlöeung gewonnen werden. Selbst wunn diese in ie Harnstoff synthese bu-

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rüokgeführt wii?d, wird dt© der Harnetolfsyntheee zugeftihrte WaEsermenge erheblich vermindert, und der Umwandlungsgrad kann erhöht werde».« -

Der Erfindung liegt die Aufgab© zu Grunde, ein Gesamtkreislaufverfahren sur Harnstoffojratlieö^ unter Lösungskreislavf aur Verfugung su Stollen, bei dem >; in hoher ümwandliangsgrad erzielt \rLwl,. Bei doo erfindimgegouässen Verfahren wird eine verbeeeei te Method© sum Abtrennen <^?nd Zurückgewinnen dee rasht-uaigeaeti-Sen .teiaoniiika und Eohlcnc · oxyde angewandt, so daso di.5?B«} teide:i Heakticnsteilnehiaei' ίϊΐ Ponn 'einer konsentriersen wässrigen Lösung auruekgewoimfctt werden«

Böi deai erfindnngsgeiaässen Harnstclfsyntfaeoeverfahren unter Löoimgökreisl&uf werden Ammoniak wcA Kohlendioxyd bei Synthese teyperatvr und Syntfceoedruck miteinander umgesetzt, der Ablauf vom Harnsioffoyntle.iaautoklav wi?'d ein^r Hochdruokdestillatioji vntoi'viürfen, Ijei der der g?:'i3ser3 Teil des niohtufflgsoet '.tan Airicoiiiaks unö Kohlendioxycle als elates gasförmiges Gem Iscn. abgatiennt wird_r der Rest dea ibxaufe von Syntheseautoklav, aus dem das ersto gaaförmige Cfamiocii abgetrennt worden ist, wird einer Hiederdruckdestillation unterworfen^ bei fits &®t Rest eis® aieht-i^ggesetis^^is ÄasonlÄ-s "und" ItelileiaÄlo^nlß al® ■ zweites" gasförsigee Semisoli afeg©*ferer--Jit wird_s äi© ®^i&^Lt©&@ w&öerige Harns toff löaung wird ao weit ei. ige engt _s dass ®±dh '"' Eäri3Ls.tof"f kristall β aus der HarnstofÄutt^rlauge amssolieidetts-' das -"sweite gas?*5rE"*.ge G-eisisch wirä "ΐιΐι^β!¹ uiesom Bnisk la W.a©g@r_e

einer wässrigen Ammoniaklösung oder der Harnatoffautterlauge unter Bildung eines ersten Absorbats absorbiert, mindestens ein Seil dieses ersten Absorbats wird durch Druckerhöhung auf den Druok gebracht, bei dam dia Hoohdruokdestillation durchgeführt wird, das erste gasförmige Gemisch wird unter diesem Druck und unter Wärroeautitaueeh mit dom auf d.en höheren Druck gebrachten ©rston Absorber» unter BiMv;ng eines zweiten Absorbat s, wenn als Absorptionsmittel für c::.a zweite gasförmige Gemisch Wasser odor eine vtäesrige Ammoniaklösung verwendet wird, in der Earnstoffmutterlauge oder, wem: als Absorptionsmittel für das zweite gasförmige Gemisch die Harnstof fmutterlauge verwendet wird, in Wasser, einer wässrigen AmsDoniaklöeung, der Harnstoffmutterlauge oder einen feil des Harnetoffeyntheseablaufs absorbiert, das erste Absorbat, das duroh den Wärsseauetausoh erhitzt worden 1st, wird der Hoohdruokdestillation zugeführt und zusammen mit dem Harnsto f.-feyntheseablauf unter den hohen Drank destilliert, und das 2 viii te Absorbat wird im Kreislauf zur Harnstoffsynthese zurückgnführt. -

Erfindungsgemäes kann das ganze erste Absorbat oder ein Teil desselben der Hoohdruokdestillation zugeführt werden. Wird nur ein feil dos ersten Abaorbatβ der Hochdruokdestillation zugeführt, so wird der Bast des Absorbats als feil des Absorptionsmittel Ji'ür das erste gasförmige Ccmisoh verwendet. Wird das ganze erexe Absorbat dar Hoohdruckcestillation zugeführt, so 1st die Merge an Ammoniak und Kohlor/tioiyd in dem ersten Ab-

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Borbat praktisch gleich der Menge an Ammoniak und Kohlendioxyd _? die in dem von der Hoohdruckdestillation abgesogenen Harnstoffsyntheeeablauf verbleibt, und daher erleidet die Zusammensetzung des von der Hochdruckdestillation abgezogenen Harnstoffsyntheeecblaufs keine grosse Jbiderung, selbst wenn das erste Absorbat ±m Kraislauf zur Houlidruokdestillation zurückgeführt wird. Im Endeffekt lässt sich so praktisch alles nicht-umgesetzte Ammoniak und Kohlendioxid bei der Hochdruckdestillation abtrennen.

Wenn ein Teil des ersten Absorbate der Hoohdruokdestillation zugeführt, und als Absorptionsmittel für das zweite gasförmige Gemisch Wasser oder eine wässrige Ammoniaklösung verwendet wird, dient als Absorptionsmittel für das erste gasförmige Gemisch der Best des ersten Absottats und die Harnetoffmutterlauge, und wenn als Absorptionsmittel für das zweite gasförmige Gemisch die Harnstoffmutterlauga verwendet wird, dient als Absorptionsmittel für das erste gasförmige Gemisch der Rest des ersten Abßorbats oder ein Semisch d^=: Bestes des ersten Absorbats mit Wasser, einer wässrigen Ammoniaklösung, der Harn— stoffnutterlauge oder einem Seil des Harnstoffsvntheseablaufs. Wenn das ganze erste Absorbat der Hoehdruokdestillation zugeleitet und als Abaorptionnmittel für da» zweite gasförmige Gemisch Wasser oder eine wan ar ige AmmonialrZösung verwendet wird, dient als Absorptionsmittel für das ernte gasförmige Gemisch die Harnstoff mutterlauge, und wenn als Absorptionsmittel für "

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das zweite gaaföraige Gemisch die Harnstofffimtterlauge det wird, dient ale Absorptionsmittel :!ür das erste gasförmige Gemisch Wasser, eine wässrige AmiaoniaklosuBg, die Harnstoff» mutterlauge oder ein 2eil des Ablaufs von Harnstoffsyntheββ-aut oklav.

Bei der Absorption des ersten gasförmigen Gemisches τοη der Hochdruckdestillation wird überschüssig© AbsorptionswäTBe erzeugt, Bellet wenn die tfärme -verwendet wird, usj das der Hochdruckdes^illation siizuflSirende erste Absorbat su erhitzen. Diese ü"berschüBsige Mäxiae kann in wirksamer Weise als Wärmequelle für die Einengung der "bei der Niederdruoicdestillation anfallenden wässrigen Harnst off lösung in Vakuuas ausgenutzt werden.

Wenn bei dea erfindungegeaäseen Yerfahren die Harne toffsjutterlauge als Absorptionsmittel für das zweit· gasförmige Gemiech verwendet wird, so absorbiert die Harnetofftnitterlauge zunächst das zweite gasförmige Gesisoh und wird dann erhitet und der Hochdruckdestillation zugeführt. Daher kann das in der Harnstoffmutterlaug« enthalten® Biuret bei diesen Brhitzungs-B@stillations^sifg§s2g@n in Harnstoff - isngewandelt. werden.· st ^mm. die larastefftemtteÄamie aiolit -ta Sireielauf sur

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stiois.

Hand der Zeichnungen erläutert. Aue diesen Erläuterungen wlvd auch der Fall verständlich, in dem nur ©in Teil des ersten Absorbates der Hoohdruokdestillation zugeführt wird.

Pig. 1 erläutert das erfindungegemäsee Terf ehren, wenn ein gasförmiges Gemisch von einer Nlederdruokdestillation in Wasser oder einer Ammoniaklösung und ein gasförmiges Gem is oh τοη einer Hoohdruckdestillation in der Harnstoffmutterlauge absorbiert wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren wird den Harnstoffsyntheseautoklav 4- durch Leitung 1 flüssiges Ammoniak« durch Leitung 2 aus der Leitung 37 zurückgewonnenes flüssiges Ammoniak, durch Leitung 3 Kohlendioxyd und durch Leitung 32 ein τοη dem weiter unten beschriebenen Hoohdruokabsorptionegefäss kommendes Absorbat sugeführt, und diese Reaktionsteilnehmer werden bei 160 bis 220° C und 150 bis 400 atü umgesetzt. Torzugsweise soll das Holverhältnis IJH^sCO₂ des gesamten, dem Syntheseautoklav eingeführten Ammoniaks zu dem geeaoten, dem Syntheseautoklav zugeführten Kohlendioxyd im Bereich von 2,5:1 bis 6:1 liegen. Der Ablauf aus dem Syntheseautoklav»

der Harnstoff, nieht-umgesetztes Ammoniak und Kohlendioxyd sowie Wasser enthält, wird im Druckminderventil 5 auf einen Druck von 15 bis 30 atü entspannt und der Hochdruckdestillierkolonne 6 zugeführt, in der der grossera Teil des nioht-umgesetzten Ammoniaks und Kohlendloxyde in Form eines Sasgemisohes abgetrennt wird. Vorzugsweise soll die Eochdruokdestillierkolon&e

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6 ait Buden oder Füllkörpern ausgestattet atln, ua den Wassergehalt in den abdestillierten Gaageaieoh su Tomindern. In diesen Falle wird die Kopftemperatur gewöhnlich bei 110 bis 150° C gehalten, indem der Druck des Ablaufs vom Syntheseautoklaven vermindert und der Ablauf den Kopf der Hoohdruokdestillierkolonne 6 zugeführt wird. Dadurch wird erreicht, dass der Wassergehalt des aus der Hoctädruckdestillierkolonne abdestillierenden Gasgemisches sehr gering ist und nur einige Volumprozent beträgt. Der Sumpf der Kolonne wird durch den dampfbeheisten Erhitzer 7 auf 140 biß 170° 0 gehalten. Der aus der Hoohdruokdeetillierkolonn· 6 abgezogene Harnstoff -syntheseablauf enthält noch 6 bis 10 ß«w.-4f> Ammoniak und Z bis 5 Gew.-^ Kohlendioxyd, wird in Bruoiatinderventil 8 auf einen Druck Ton 0 bis 5 attt entspannt und dea Kopf der liederdruokdestillierkolonne 9 sugeleltet, in der der grosser· feil des nioht-umgesststen Aamoniaks und Kohlendioxid* in Fora eines gasförmigen uealsohes abgetrennt wird. Torsugsweise ist die Viederdruokdestillierkolonne ebenso mit Buden oder FüllkSrpern ausgestattet wie die Hoohdruokdestilli^rkolonne. In diesem falle wird die Kopfteaperatur auf 80 bis 130° 0 und die Suapfteaperatur durch den daapfbeheisten Srhitser 10 auf 120 bis 140° C gehalten. Der Harnstoffsyntheseablauf, aus des in der Hiederdruckdoetil^Arkolonne 9 der grQsste Teil des restlichen nioht-uBgesetzten Ammoniaks und Kohlendiozyda abgetrennt worden ist, wird erforderlichenfalls auf einen noch niedrigeren

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Brück entspannt und durch Leitung 11 in den Gasabscheider gefördert, wo alles noch verbleibende, nioht-ungesetste !■-■cniak und Kohlendioxyd bei 100 bis 140° 0 abgetrennt wird» so dase eine wässrige Hamstofflösung hinterbleibt.

Wenn si oh schon alleo nioht-umgesetste Ammoniak und Kohlendioxyd in der Hiederdruokdestillierkolonne 9 entfernen lässt, kann der Gasabscheider 12 fortgelassen werden. Die wässrige Harnstofflösung wird aus dem Gasabscheider \2 durch Leitung in die Yakuuiakonzentriervorriohtung 14 geleitet, wo das bei der Harnstoff synthese entstandene Wasser und das in das Hamstoffsynthesasystem von aussen her eingeführte Wasser unter einem Druok tob. 60 bis 300 mm Hg durch Leitung 15 abgetrieben wird, und die konzentrierte Lösung gelangt dann in die Kristallisiervorrichtung 16, wo man sie bei 40 bis 70° C kristallisieren lässt. Die Harnstoffkrlstalle enthaltende wässrige Lösung aus der Eristallisierrorrichtung 16 wird in dem Zentrifugalabscheider 17 in Harnstoffkristal?.e und eine Harnstoffmutterlaugeserlegt. Die Harns toffkrisrjalle werden durch Leitung 18 ausgetragen.

Das aus dem Gasabscheider 12 abströmende gasförmige Gemisch wird durch Leitung 19 in das Gaukondensiergefäse 20 gefördert, mit durch Leitung 21 zugeführtem Wasser oder einer wässrigen Ammoniaklösung bei 40 bis 60° C in Berührung gebracht und kondensiert« Das so erhaltene Absorbat gelangt durch Leitung 22 als Absorptionsmittel in das Niederdruokab-

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sorptionegef&es 23 und Absorbiert dort das durch Leitung 24 •us der lieaerdruokdestillierkolonne 9 bei 40 bis 60° C ««geführte gasförmige aeaieoh. Mindestens ein feil dft« sue der Ilederdruckdestlllierkolonne gewonnenen gaaftiraigen Ueaisohes kann duroh Varoeaustausch sit der wässrigen Eaxnetofflösiang bei« Konsentriervorgang kondensiert werden, so dass die Koadeneetionswärme au« Einengen der wässrigen Harnetofflösung ausgenutzt wird. Bar Beet dee gaefSraigen &eaieohee wird dann in den oben beschriebenen Abeorptlonegefäee absorbiert, falls der Gasabscheider 12 fortgelassen wird, soll das Ctaekondeneiergefäss 20 ebenfalls fortge3,assen werden, und Wasser oder eine wässrige Anaaoniaklöeung wird als Absorptionsaittel in das liederdruok&bsorptionsgefiss 25 eij^eleltet. Bas Absorbat aus des liederdruckabeorptionsgefäss 23 wird duroh eine (nioht dargestellte) Puape auf den Druck gebracht, bei des die Hochdruokdeetillatlon durchgeführt wird, und duroh Leitung 25 in die an Boden dee Hoohdruokabsorptionsgefässee 2^ vorgesehene KUhl~ schlange 26 eingeleitet. Hier findet ein Wärmeaustaueoh des Hiederdruokabsorbates ait des Hoohdruckabeorbat statt, wobei d&s iriederdruckabsorbat auf 90 bis 120° C erhitst wird. Erforderlichenfalls wird es dann weiter auf 140 bis 470° 0 erhitst, duroh Leitung 27 in den Suiipf der Hoohdruckdestillierkolonne 6 eingeleitet und dort aueaaaen ait des Ablauf τοπ HarnstoffsyntheseautoklaTen unter hohen Bruok destilliert. Bas in des Abeorbat enthaltene Aaaoniak und Kohlendioxid werden «usaeaen

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nit den aus dem Syntheseautoklaven abströmenden, nioht-uagesetzten Ammoniak und Kohlendiozyd ale gasförmiges Geaiieoh abgetrennt und durch Leitung 28 in den Boden dee Hochdruokabsorptionsgefgases 29 geleitet. Dieses in das Eoohdruokabaorptlonsgefäss 29 eingeleitete Gasgemisch wird von der im Zentrifugalabscheider 17 abgetrennten und durch Leitung 30 in das Hoohdruokabeorptionsgefäss eingeleiteten Harnstoffmutterlauge absorbiert« Die hierbei erzeugte Abacrptionswärme wird durch Wärmeaustausch mit dem Absorbat des Kisuerdruckabsorptionsgefässee, wiο oben beschrieben, abget'tibEt. Da aber ein WäraeüberoehuoQ voi'handen ist, wird diese überschüssige Wärme abgeführt, indem man die aus dem Yakuamkonzentriergefäss 14 oder · aus der Kristallisiervorrichtung 16 abgesogene, Hernstoffkristalle enthaltende wässrige Harnet off IcJ sung durch die am Boden der Eoohdruokab8orptionskolonne vorgesehene Ktihlsohlang· 31 ^r umwälzt und so diese Wärmequelle für die Verdampfung des Wassers aus der wässrigen EarnstofflÖsung ausnutzt. Wenn die Temperatur des JLbeorbates selbst auf dieeo Weise nicht auf 100 bis 130° C gahalten werden kann, wird .lueserdea ein Wasserktihler verwendet» Das Absorbat von der Hochdruokabsorptionskolonne 29 wird duroh Leitung 32 sun Harnstoff eyn the β «autoklav·» surückgeführt. Das in dea Hoohdruokabeorptionegefaes nicht absorbierte überschüssige Ammoniak enthält noch etwa· Kohlendiozjd und wird daher mit Wasser, wässriger AnonleklÖftung oder Harnetoffmut-torlauge gewaeohen, wobei dieses Waechmittel duroh

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Leitung 33 «!geführt wird, worauf dieses Gae durch Leitung 34 als reines gasförmiges Ammoniak in die Kondensiervorrichtung 35 geleitet und dort durch Wasserkühlung verflüssigt wird. Ein Teil dieses flüssigen Ammoniaks wird über Leitung 36 sueanraen mit der durch Leitung 30 in Kreislauf geführten Harnstoffmutterlauge wieder in das HoohdruokaheorptlonegeflEae geleitet, und der Rest wird über Leitung 37 in Kreislauf susaanen mit dem durch Leitung 1 sugeführten flüssigen Ammoniak in den Syntheeeautoklaven zurüokgeleiteto

Figo 2, in der gleiche felle die gleichen Besugsselohen tragen wie in Pig. 1, erläutert den Fall, in den die Harnstoffmutterlauge als Absorptionsmittel für das bei der Hiederdruokdeetillation gewonnene Gasgemisch und ein Seil des Ablaufe rom . Harnstoffsyntheseautoklaven als Absorptionsmittel für das bei der Hoohdruckdeetillation gewonnene gasförmige Gemisch verwendet wird.

Bei dem in Fig_e 2 dargestellten Verfahren wird frische· flüesiges Ammoniak duroh Leitung 1, suruokgewonnenee f lüselges Ammoniak über Leitung 37 durch Leitung 2, Kohlendioxyd durch Leitung 3 und das aue dem Boohdruckabsorptionsgefäes komaende Absorbat durch Leitung 32 in den Harnstoffsynthese&utokl&ven eingeführt, wo diese ReaJctionsteilne&oer bei 160 bis 220° C und 150 bis 400 atü umgesetst werden. ?orsugsw#iee Wtvigt du Moirerh&ltniis JIH₅JOO₂ dee gesasten, deci Sj^tiiea^a^toklftvea su»

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geführten Ammoniaks zu des gesamten, den Syntheseautoklaven zugeführten Kohlendioxyd 2,5:1 bis 6:1. Der grössere Teil des Ablaufs τοπ Syntheseautoklaven A- wird durch das Druckminderventil 5 auf einen Druok von 15 bis 30 aiii entspannt und der Hochdruokdestillierkoionne 6 zugeführt, wo der gröseere Teil des darin enthaltenen, nieht-umgesetzten „tainioniaks und Kohlendioxyde als gasförmiges Gemisch abgetrennt wird. Die Hoohdruokdestillierkolortne 6 wird unter den glu:iohen Bedingungen wie die entsprechende Kolonne geraäsu Fig, "1 bo'^!-rieben_s Im Sumpf der Hoohdrurtkdestillierkoleane ist ein Erh.itzer 7 angeordnete Der Harnstoffayni&eaeablaul' aus der Hochdi'uckdastillierkolonne 6 wird dur?h das !Druckminderventil β au:" einen Druck von 0 bis 5 atü entspannt; und der Niederdruokdesvl.ilierkolonne 9 zugeführt, wo der gröeate Seil des darin enthaltenen, nilcht-umgesetzten Aomoniaks und Kohlendioxyde als gasförmiges Geaiach abgetrennt wird, wie es an Hand vor; ?igo 1 bescJiileben wurde. Im Sumpf der Nledeirdruckdestilllerkolonne ist der Erhitzer «10 angeordnet» Der Harnstoffsyntheseablauf aus der «liederdruckdestilllerkolonne 9 wird erforderlichenfnlla auf einer», noch niedrigeren Druok entspannt und durch Leitung 1" dem Gasabscheider 12 zugeführt, wo praktisch alles restliche, nicht-umßasetzee Ammoniak und Kohlendioxyd als gasförmiges Gemisch darau3 entfernt werden und •ine wässrige Harnstofflösung hinterbleibt. Die wässrige Harnstoff lösung gelangt durch Leitung 13 i.a das Vakuumkonzentriergefäee 14 uM wird dort ar.ter *±nm Drλ 'k von 60 bis 300 ma Hg

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eingeengt. In den VakutuakonEentriergejfäes 14 wird da· bei der Harnstoffsynthese entstandene Wasser und das in das Synthese-■ystem von aussen her eingeführte Waatier entfernt. Die konsentrierte wässrige Harnstofflösung gelangt dann in die Kristallisiervorrichtung 16, wo aan nie bei K^ bis 70° C kristallisieren lauste D5e aue der £r?.eta.lli8iei^i:rc.i?r1.chtimg abgezogene wässrige Harnstofflösung jnibält: Hex*¹» fcoffkriotalle, die im Zentrifugalabscheider 17 von dar Mut ;r;»'iauge abgetrennt werden« Sie Harnstoffkristalle werden duroh Leitung ίβ ausgetragen.

Das Gasgemisch strömt aus dem Gasabscheider 12 duroh Leitung 19 in das Kondeneiergefäss 20, wird bei 40 bis 60° C alt Hilfe der duroh Leitung 30 eugefuhrten Harnstoffmutterlauge und erforderlichenfalls mit duroh Leitung Ht «!geführten Wasser * oder wässriger AmonlaklOeung kondensiert, wobei eine wässrig· AnioniuBoarbaaatlueung entsteht.

Biese Lösung gelangt duroh Leitung 22 in da· liederdruokabeorptionsgefäss 23 und absorbiert dort bei 40 bis 60° C da« duroh Leitung 24 aus der Niederdruckdestilliorkolonne 9 «ugefUhrte gasförmige Gemisch. Mindestens «in Teil de· gasförmigen Gemisches au· der liederdruokdeatillierkolonn· kann duroh WInM-austauooh mit der wässrigen Harnstofflümmg beim Koneentrierung·- ▼organg kondensiert werden, so dass dl> Kondensationswärme ium Einengen der wässrigen Harnstofflösung auegenutet wirdο Der Rest des Gasgemisches wird dann in der Haraufoffmutterlauge abeorbiert. Wird der Gasabscheider 12 forvgo/aeeen, dann wird die

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Gaekondeneiervorrichtung 20 ebenfalle fortgelassen, und dl· Hametoffmutterlauge sowie erforderlichenfalls Wasser oder eine wässrige» Ammoniaklösung werden als Absorptionsmittel in das Niederdruckabsorptionsgefäss 23 eingeleitet» Das in Hiederdruokabsorptionsgefäss 23 erhaltene Absorbat wird durch ein· (nicht dargestellte) Pumpe auf den bei. der Hochdruckdestillation herrschenden oder einen noch höheren Druck gebracht, ζ .Be auf 30 bis 40 atü, und dann durch Leitung 25 in die la unteren Teil des Hochdriickabsorptionegefässea 29 vorgesehene Kühlschlange 26 geleitet, wo es durch Wärmeaustausch ait des bei der Hochdruckabsorption erzeugten Abaorbat auf 90 bis 120° C erhitzt wird. Das so erhitzte Absorbat wird im Wärmeaustauscher 4-1 durch Wärmeaustausch mit den Ablauf dee Harns toff synthese-Autoklaven weiter auf 140 bis 190° C erhitzt und, wenn es sioh auf einem höheren Druck als dem bei der Hoohdruokdestillation herrschenden Druck befindet, auf einen niedrigeren Druck entspannt. Sodann gelangt dieses Adsorbat durch Leitung 27 in die Hochdruckdestillierkolonne 6, in die auoh der Harnstoffsyntheseablauf eingeleitet wird. In der Hochdrackdestillierkolonne werden das in dem Absorbat enthaltene Ammoniak und Kohlendioxyd und das in dem Harnstoffsyntheseablauf enthaltene, nioht-uagesetzte Ammoniak und Kohlendioxyd als g<joförmiges Gemisch abgetrieben« Wenn die Hochdruckdestillierkolonne mit Buden ausgestattet ist, kann das Absorbat durch Leitung 27 zu dem richtigen Boden geleitet wordene Das bei der HocLdruokdestillation abge-

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trennte Gasgemisch wird duroh Leitung 28 zun Boden des Hochdruokabsorptionsgefässes 29 geleitet. Sin Teil dee Ablaufe tob Harnstoffsyntheseautoklaven 4 wird über leitung 38 duroh den Wärmeaustauscher 41 geleitet, wo er durch Wärmeaustausch mit dem in die Hochdruekdestillierkolonne 6 einzuführenden Absorbat gekühlt wird. Naoh Druckentspannung in dem Druckminderventil auf den Druck, bei dem die Hochdruckabsorption erfolgt, wird dieser Syntheseablauf als Absorptionsmittel in das Hochdruokabeorptionsgefäss eingeführt, wo er ilcs duroh Leitung 28 zugeführte Gasgemisch absorbiert. Anstelle des Ablaufe vom Harnetoffeyntheseautoklaven kann man als Absorptionsmittel auoh Wasser, wässrige Ammoniaklösung oder die Harnetof!mutterlauge Terwenden. In diesen Fällen wird natürlich die Gesamtmenge des Ablaufs vom Harnstoffsyntheseautoklaven auf einen niedrigeren Druck entspannt und der Hochdruckdestillation zugeführt. Die in diesem Falle erzeugte Absorptionswärme wird duroh Wärmeaustausch mit dem aus dem Hiederdruckabeorjitionsgefäee kommenden Absorbat abgeführt. Die auf diese Weis«? nicht abführbare, über- «ohüssige Wärme wird abgeführt, indem nan die aus dem Vakuuakonzentriergefass 14 oder aus der Kristallisiervorrichtung 16 entnommene, Harnstoffkristalle enthaltende Harnstofflusung duroh die am Boden des Hochdruokabsorptionsgefässes 29 vorgesehene Kühlschlange 31 leitet und zum Takuumkonzentriergefäss in Kreislauf zurückführt, bo dass die restliche Absorptionewäree

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ale Wärmequelle für die Verdampfung des Wassere aus der wäss rigen Haraetofflösung ausgenutzt wird. Wenn sich die Temperatur des Absorbates selbst auf diese Weise nicht auf 100 bis 130° C halten lässt, kann man gleichzeitig mit Wasser kühlen. Das Absorbat aus den Hochdruckabsorptionsgefäss wird durch Leitung im Kreislauf in den Syntheseautoklaven 4 zurüokgeleitet. Das in HochdruckabsorptionsgefäSB nicht absorbierte, überschüssige Ammoniak enthält etwas Kohlendioxyd und wird daher mit duroh Leitung 33 zugeführtem Wasser, wässriger Ammoniaklösung oder Harnstoffmutterlauge gewaschen, duroh Leitung 34 als reines gasförmiges Ammoniak dem Aamoniak-Kondensiergefäss 35 zugeführt und dort mit Wasser gekühlt und verflüssigt. Ein Teil dieses flüssigen Ammoniaks gelangt durch Leitung 39 zusammen mit dem Ablauf vom Harnstoff Syntheseautoklaven als Absorptionsmittel in das Hochdruckabeorptionsgefäss. Der Rest des flüssigen Ammoniaks kehrt durch Leitung 37 zur Harnstoff synthese zurück, nachdem dieses Ammoniak mit dem durch Leitung 1 zugeführten flüssigen Ammoniak vereinigt worden ist»

Die Erfindung bietet die folgenden Vorteile: (1) Da das bei der Niederdruokabsorptlon erhaltene Absorbat in der Hochdruckdestillierkolonne behandelt wird, ohne im Kreislauf in die Harnstoff synthese zurückgeführt zu werden, wird, wenn das ganze bei der Jiederdruokabsorption gewonnene Absorbat der Hoohdruokdeetilllerkolonne zugeführt, wird, das gesamte

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nioht-uagesetzte Ammoniak und Kohlendioxyd unter dea hohen Druck zersetzt. Auf diese Weise gelingt es, die in des In Kreislauf zur Harnetoffsynthese zurückgeführten Absorbat der Hochdruckalssorption enthaltene Wassernenge auf 10 bis 20 Gew.-9& herabzusetzen.

(2) Diese im Kreislauf in die Harnstoffsynthese zurückgeführte Wassermenge ist so gering, dass ein un 10 i» höherer Umwandlungegrad erzielt wird, als wenn man das in der Niederdruekabsorptionsstufe erhaltene Absorbat im Kreislauf zur Harnetoffsynthese zurückführt.

(3) Der Umwandlungegrad steigt so hooh, dass dadurch weniger nicht-umgesetztes Ammoniak und Kohlendioxyd anfallen, wodurch wiederum die Menge des bei der Hochdruokabsorption entstehenden und in Kreislauf zur Harnstoffsynthese zurückzuführenden Absorbates rermindert und elektrischer Strom eingespart wird·

(4) Die im Kreislauf zur Harnstoffsynthese zurückgeführte Wasseraenge wird so gering, dass die Wärmebilanz in Harnstoffsyntheseautoklaven rerbessert wird. Durch Herabsetzung dee Molrerhältnissee HH^sCO₂ bei der Harnstoffsynthese kann die Synthesetemperatur erhöht und der Unwandlungsgrad noch weiter gesteigert werden. Der Synthesedruck ändert sich hierbei nioht wesentlich.

(5) Kit dem weiteren Ansteigen des Umwandlungegrades sinken die Mengen an nicht-umgewandeltem Anmoniak und Kohlendioxyd in

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dan Harnstoffayntheβ«produkt weiter, ao dass der Dampfverbrauoh venaindert wird.

(6) Dadurch, dass dae bei der Niederdruokabsorption gewonnene Absorbat der Hochdruckdestillation unterworfen wird, so dass das darin enthaltene Ammoniumoarbamat zersetzt wird, lässt eioh die bei der Hochdruckabsorption erzeugte Warne so wirksam ausnutzen, dass, selbst wenn das bei der Niederdruokabsorption gewonnene Abaorbat der Hochdruckdestillation unterworfen wird, der Gesamtverbrauch an Dampf sich nicht erhöht. Wenn insbesondere ein Teil des Harnstoffeyntheseablaufs als Absorptionamittel bei der Hochdruckabsorption verwendet wird, kann dessen fühlbare Wärme in wirksamer Weise für die Erhitzung des bei der Niederdruckabsorption gewonnenen Absorbates ausgenutzt werden.

(7) In den gewonnenen Harnstoffkristallen ist nur wenig Biuret enthalten. Da die einen hohen Biuretgehalt aufweisende Harnetoffmutterlauge eine Behändlungsstufe durohläuft, in der das 'Biuret in Harnstoff uagewandelt wird, sammelt sich in dem Harnetoffeyntheeeeystera kein Biuret an.

(8) Wenn die Harnstoffmutterlauge als Absorptionsmittel bei der Hiederdruckabsorption und der Ablauf vom Harnstoffsyntheseautoklaven alβ Absorptionsmittel bei der Hochdruckabsorption verwendet wird, kann ein Teil dee im Kreislauf in die Harnstoff -synthese zurückzuführenden, nicht«umgesetzten Ammoniaks und

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Kohlendioxyds ohne vorherige Zersetzung in der Hochdruckdestillierkolonne im Kreislauf geführt werden, und daher wird auch in dieser Beziehung bei dem Verfahren Dampf eingespart.

Beispiel 1

Bin Harnstoffsyntheseablauf, der pro Stunde aus 232 kg Harnstoff, 2H kg Ammoniak, 80 kg Kohlendioxyd und 92 kg Wasser besteht und aus dem bei 200° C und 230 atU betriebenen Syntheseautoklaven abgezogen wird, wird naoh Druckentspannung in den oberen Teil einer mit Böden ausgestatteten und unter einem Druck von 20,5. atU gehaltenen Hochdruakdestillierkolonne eingeleitet. Bei dieser Druckentspannung wird bereits der grössere Teil des überschüssigen Ammoniaks abgetrieben. Beim Hinablaufen über die Bödon wird der Synthes©ablauf duroh die im Sumpf der Kolonne vorgasehene, mit Wasserdampf ;on 10 atü beheizte Dampfschlange auf 165° 0 erhitzt, wobei sich seine Zusammensetzung ändert. Nicht-umgesetztes Ammoniak und Xohlendioxyd destillieren ab. Der vom Sumpf der Hochdruokdestillierkolonne abgezogene Harnstoffsyntheseablauf besteht pro Stunde aus 232 kg Harnstoff, 32 kg Ammoniak, 12 kg Kohlendioxyd und 120 kg Wasser, wird auf einen niedrigeren Druok entspannt und bei 2 atü in den Kopf einer Niederdruokdestillierkolonne eingeführt, die die gleiche Bauart hat wie die Hochdruokdestillierkolonneο Die Sumpftemperatur in der Niederdruckdestillierkolonnfe wird mittels einer Dampfschlange auf 130° C gehalten. Der grössere Teil des nooh verbleibenden, nicht-umgeaetzten Ammoniaks und Kohlendioxyde

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wird hier abdestilliert. Der aue der Niederdruckdestillierkolonne abziehende Harnstoffsyntheseablauf gesteht pro Stunde aus 232 kg Harnstoff, 4 kg Ammoniak, 2 kg Xohiendioxyd und 102 kg Wasser, wird auf einen L«ruok von 0,3 atü entspannt und in einen Gasabscheider geleitet, wo praktisch das ganze nicht-umgeeetzte Axamoniak und Kohlendioxyd bei 115° C abgetrieben werden und eine wässrige Harnstofflösung hinterbloibt, die mit einer stündlichen Geschwindigkeit, entsprechend 232 kg Harnstoff und 90 kg Wasser, abgezogen wird. Diese lcoung wird im Vakuum eingeengt und in stündlich 200 kg Harnstoffkristalle und eine Harnstoffmutterlauge zerlegt, die pro Stunde aus 32 kg Harnstoff und 10 kg Wasser besteht.

Ein Gasgemisch aus stündlich 4 kg Ammoniak, 2 kg Kohlendioxyd und 12 kg Wasserdampf gelangt aus dem Gasabscheider in ein Gaskondensiergefäss und wird dort bei 50° C und 0,3 atü mit stündlich 20 kg Wasser zu einem Absorbat kondensiert, das aus stündlich 4 kg Ammoniak, 2 kg Kohlendioxyd und 32 kg Wasser besteht, Dieses Abaorbat wird mittels einer Pumpe auf einen Druok yon 2 atü gebracht, in ein Niederdruckabeorptionsgefäas eingeführt und dort als Absorptionsmittel bei 50° C zur vollständigen Absorption eines Gasgemisches aus stündlich 28 kg Ammoniak, 10 kg Kohlendioxyd und 18 kg Yiasser unter Bildung eines Absorbates verwendet, das aus stündlich 32 kg Ammoniak, 12 kg Kohlendioxyd und 50 kg Wasser besteht„ Das Ab3orbat aus dem Niederdruckabsorptionsgefäss wird auf einen Ecuck von 20,5 atü ver-

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diohtet, durch die durch Absorption eines Gasgemische« aus Btündlioh 2H kg Ammoniak, 80 kg Kohlsndioxyd und 22 kg Waeser erzeugte Wärmu auf 100° C erhitzt und in der Hochdruckdestillierkolonne unter Wärmezufuhr von eranl· im Sumpf der Hoohdruckdestillierkolonne angeordneten Wärmeaustauscher destilliert. Sie durch Absorption des Gasgemisches erzeugte Wärme ist um so viel höher a3.e die jonige, die das Abaorbat aus dem oben genannten Niederdnv:kabsorption3gefäs8 aufgenommen hat, dass der Rest der Wärue alt Wärmequelle für die Konzentrierung der wässrigen Harnstoi'flösüsg im TakuvjD ausgenutzt ind duroh Wasser abgeführt wird, um die Temperatur am Boden des Eochdruckabaorptionsgefäs-88B auf 120° C halten zu können. Sas ^ a3orbat aus dem NiederdruckabsorptionsgefäBS wird nach dem Erhitzen auf 100° C welter durch das Kondenswasser des zum Erhitzen der Hochdruckdestillierkolonne verwendeten Dampfee auf i6f>° 0 erhitzt und in den Sumpf der Hoohdruckdestiilierkolonne eingeführt. In der Hochdruokdestillr.erkolonne wird das oben bo 3Chriübene Gasgemisch abdestilliert und in der vom Kopf der Kolonne her zugeführten, aus stündlich 32 kg Harnstoff und 10 kg Wasser bestehenden Harnstoffmutterlauge abaorbiert« Das nicht-absorbierte Ammoniak kommt mit der oben beschriebenen Harnsfcoffmutterlauge in Berührung, und es werden vom Kopf der Kolons« stündlich 134 kg reinee gasförmigea Ammoniak abgezogen, c.i-ϊ durch Wasserkühlung kondensiert und alo flüg-iigeo Ammon5,i'.k gewonnen werden»

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Das tob Boden des Hochdruckabsorptionsgefäeses abgezogene Absorbat besteht aus stündlich 32 kg Harnstoff, 80 kg Amnoniak, 80 kg Kohlendioxyd und 32 kg Wasser und wird in Kreislauf eur Harnstoffsynthese zurUokgeführt.

Auf diese Welse erhält aan ein konzentriertes Absorbat· Daher erreicht der Umwandlungegrad, selbst wenn dieees Absorbat im Kreislauf in die Harnstoff synthese surüokge führt wird, 68 ?C, und der Dampf verbrauch Wi dem oben beschriebenen Verfahren beträgt 0,3 t je t erzeugten Harnstoffe,

Bei einem in bekannter Weise durchgeführten Harnstoffsyntheseverfahren, bei den die betreffenden Destillierkolonnen unter den gleichen Arbeitsbedingungen betrieben werden, beträgt der ümwandlungsgrad nur 60 $> luxl der Dampfverbrauoh 0,95 t je t erzeugten Harnstoffe.

Beispiel 2

Bin Harnetoffsyntheseablauf, der pro Stunde aus 232 kg Harnstoff, 214 kg Ammoniak, 80 kg Kohlendioxyd, 92 kg Wasser und einer sehr geringen Menge Biuret besteht, wird aus dem bei 200° C und 230 atü betriebenen Harnstcffsyntheeeautoklaren abgezogen und vor der Druckentspannung in zwei Teile geteilt. Der eine Teil besteht stündlich aus 2OC kg Harnstoff, 184,4 kg Ammoniak, 69.kg Kohlendioxyd, 79,4 kg Wasser und sehr wenig Biuret, der andere Teil besteht aus ctündllch 32 kg Harnstoff, 29»δ kg Ammoniak, H kg Kohlen.dioxyd, 12,6 kg Wasser und sehr wenig Biuret= Der erate IeIl dos Harnstoffsyntheseablaufs wird

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auf bekannte Weise auf einen niedrigeren Druck entspannt und in den Kopf einer mit Böden auegeatatteten Hoohdruckdestillierkolonne eingeleitet, die unter einem Druck von 20,5 atü gehalten wird. Bei dieser Druckentspannung entweicht bereits der grosser β Teil des überschüssigen Ammoniaks» und die Zusammensetzung des Syntheseablauf8 ändert sich weiter, während die Flüssigkeit über die Böden der Destillierkolonne läuft, bis sie schlieeelioh den Sumpf der Kolonne erreicht.

Das in Wärmeaustauscher durch den zweiten Teil des Harnstoffsyntheseablaufs auf 151° C vorerhitzte, aus einen Hiederdruckabsorptionsgefäes kommende Absorbat, das aus stündlich 33 kg Harnstoff, 32 kg Ammoniak, 12 kg Kohlendioxyd, 58 kg Wasser und 1 kg Biuret besteht, wird gleichseitig dem Sumpf einer Hochdruokdeatillierkolonne zugeführt. Me Sumpftemperatür der Kolonne wird durch Beheizung mit Wasserdampf von 10 atü auf 165° C gehalten. Infolgedessen besteht der Ablauf tob Sumpf der Destillierkolonne aus stündlioh 233 kg Harnstoff, 32 kg Ammoniak, 12 kg Kohlendioxyd, 119,4- kg Wasser und 1 kg Biuret. Der au· der Hochdruckdestillierkolonne abgezogene Harnstoffsyntheseablauf wird auf 2 atü entspannt und dem Kopf einer Niederdruokdestillierkolonne zugeführt, die ebenso gebaut ist wie die Hochdruokdestillierkolonne. In der Hiederdruckdcetillierkolonne wird, ebenso wie in der Hoohdruokdestillierkolonne, die Sumpftemperatur duroh Beheisung mit Wasserdampf von 5 atü auf 130° C gehalten. Hier wird der grössore Teil des nooh verbleibenden Amaonlaks

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und lohlendioxyde abdestilliert.

Der void Sumpf der Hiederdruckdestillierkolonne abgezogene Harnstoffsyntheseablauf besteht nunmehr aus stündlich 233 kg Harnstoff, 3,8 kg Ammoniak, 1,4 kg Kohlendioxyd, 101,4- kg Wasser und 1,5 kg Biuret. Dieses Produkt wird auf einen Druck von 0,3 atü entspannt und in einen Gasabscheider geleitet, wo praktisoh das ganze Ammoniak und Kohlendioxyd abgetrennt werden und eine wässrige Harnstoff lösung aus stündlich 232 kg Harnstoff, 89,4 kg Wasser und 2 kg Biuret hinterbleibt. Diese wässrige Harnstofflösvjig wird im Vakuum eingeengt: und in stündlioh 200 kg Harnstoffkristalle und eine H&rnatof!mutterlauge zerlegt, die aus stündlich 32 kg Harnstoff 8 kg Wasser und 2 kg Biuret besteht.

Das aus dem Gasabscheider abgezogexte Gasgemisch aus stündlich 3,8 kg Ammoniak, 1,4 kg Kohlendioxyd und 12 kg Wasser wird bei 50° C mit der aus stündlich 32 kg Harnstoff, 8 kg Wasser und 2 kg Biuret bestehenden Harnstoffmutterlauge und Bit weiteren 10 kg Wasser pro Stunde zu einer Lösung kondensiert, die aus stündlich 32 kg Harnstoff, 3,8 kg Ammoniak, 1,4 kg Kohlendioxyd, 40 kg Wasser und 2 kg Biuret besteht.

Diese Lösung wird mittels einer Puzpe auf 2 atü verdichtet und bei diesem Druck in das Hiederdruokabsorptlonegefäss eingeleitet. Hier absorbiert die Lösung das aus der Hiederdruokd·- •tillierkolonne zugeführte Gasgemisch aus stündlioh 28,2 kg Ae-■oniak, 10,6 kg Kohlendioxyd und 18 kg Wasser bei 50° 0 unter

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Bildung eines Absorbates, dae aus stündlich >2 kg Harnstoff, 32 kg Ammoniak, 12 kg KoIu.endioxyd, 58 kg Waster und 2 kg Biuret besteht. Dieses Abo erbat; wird mittels einer Pumpe auf 35 atü verdichtet und dann mittels eines an Boden dee heohdruokabBorptionsgefäeses vorgesehenen Wärmeaustauschers duroh die durch die Absorption des av.3 der Hochdruckdestillierkolonne erhaltenen Gasgemisches aus stündlich 18<,4 kg Ammoniak, 69,0 kg Kohiendioxyd und 18 kg Wassor erzeugte Wärme auf 100° 0 orhitsst. Die durch die Absorption des Gatgemisches erzeugte Wärme ist um so viex höher als die Wärme, die das A'osorbat auu dem oben genannten Hiederdrackabsorptionegefäss aufgenommen hatte, das» die restliche Wärrje als Wärmequelle für die Einengung der wässrigen Harnstofflösung im Vakuum ausgenutzt und auaserdem durch Kühlwasser abgeführt wird, ua die Temperatur im Sumpf der Kolonne auf 120° C halten su können. Da» auf 100° C erhitste Niederdruckabsorbat wird df. in duroh Wärmeaustausch mit des «weiten Harnstoffsyntheseablanf; wie oben beschrieben, auf 151° 0 erhitzt, wobei die stündliche Üonge von .2 kg Biuret sich auf 1 kg/Std. halbiert.

Das Abeortat von der Niederdruc^g/bscurption wird nach der Temperaturerhöhung auf den in der Hochd.. ..iicdes cillierkolonne herrschenden Druck von 20,5 atti entspannt vnd ir« den Sumpf der Hochdruokdestilllerkolonne eingeleitete In der Hochdicckdestillierkolonne wird das oben beschriebene Gasgemisch abgetrennt, Bach dem Viänneauatßuaoh mit dem vom Kopf for Kolonne her zuge-

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führten Abeorbat aus dem Biederdruckabaorptionsgefäss wird dieses gasförmige ßemisch von dem streiten Teil des Harnstoff-

syntheseablaufs absorbiert» dessen Drools: ebenfalls auf 20,5 atü entspannt worden ist« Das nieht-aiseorbierte Ammoniak wird mit einer wässrigen Ammoniaklosung, die je Stunde 11,6 kg Aaffloniak und 1,4- kg Wasser enthält, gewaschen, wobei man stündlich 145,6 kg reines gasförmiges AmnsoEtak erhält, das vom Kopf der Kolonne abgezogen und als flüssiges Ammoniak gewonnen wird. Die zum Waschen des nicht-absorbierten Ammoniaks verwendete wässrige Ammoniaklösung- wird zusammen mit dem zweiten Teil des Harns toffsyntheBeablaufg als Absorptionsmittel für das Gasgemisch verwendet»

Das Yosi Boden des Hochdruckabsorptionsgefässes abgezogene Absorbat besteht aus stündlich 32 kg Harnstoff, 80 kg Aamoniak, 80 kg Kohlendiosyd, 32 kg Wasser und einer geringen Menge Biuret und wird im Kreislauf zur Harnstoffsjiitheee zurückgeführt_o

So erhält man ein konzentriertes Absorhat. Obwohl dieses Absorbat in die Harnstoffaynthss® zurüokgeführt wird, betragt der Usmanälungegrad 68 ^ und der Sastpfrerbrauch bei dem oben beschriebenen Terfahren 0,7t je t erzeugten Harnstoffe.

Bsi einem vergleichsweise unter den gleichen Betriebsbedingungen der betreffenden Destiliierkolonnen durchgeführten herrkBmrolichen Syntheseverfahren beträgt der Umwandlungsgrad nur 60 7Tund.de?- Bampfverbrauch 0,95 t Je t erzeugten Harnstoffe.

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Claims (1)

1. ib'eJeg&xempfar

   ί *." art nicht geändert weiden

   H 1214

   Toyo Kosten Induetries. Inc.
   Patentansprüche

   Patentansprüche

   1. Verfahren zur Synthese von Harnstoff unter Lösungskreislauff bei dem Ammoniak und Kohlendioxid bei Synthesetemperatur und Synthesedruok umgesetzt werden» aus dem Ablauf toss Synth·««- autoklaven der nicht-umgesetzte fell der Ausgangsstoffe in Fora «ine« gasförmigen Gemisches aus Ammoniak* Kohlendioxid und Wasserdampf duroh Destillation abgetrennt, dae gasförmige öesjiech in einem Absorptionsmittel absorbiert und des so erhalten« Ab-■orbat im Kreislauf in die Sjntheeestuie isurliokgefulirt wird, dadurch gekennzeichnet* dass aus dem Ablauf vom Syntheseautoklaven durch Hochdruckdestillation ein erstes gasförmiges Gemisch aus Ammoniak, Kohlendioxyd, und Wasserdampf abgetrennt, die hint erbl eilende erschöpf te Lösung äu^©&. Ii@ö«2?isuokdeetillation in ein eweitee gasfOrmigee &®w±B&h sea ein© wässrige Hamstoffl^sung zerlegt_f Alm wässrige H®smet©fflisujsg eingeengt und &w?@h MMtWmimmsg v®m H®s®,st©fS im

   Mutterlauge übergeführt, das streite gasförmige Gesaisch in eiaeE ersten Absorptionsmittel» nfislich Wasser, einer wässrigen Annnoniaklöeung oder der harnstoffimXiigen Mutterlauge, unter Bildung eines ersten Absorbatee aiiaorbiert, der· Brück mindestens eines Teiles des ersten Abeorbates auf dem Tbei der Hochdruckdestillation herrschenden Brraok gesteigert» das erste gasförmige ßemiscli unter indirekten W&nsaaustausch mit den auf den höheren Druck gebrachten - ersten. Absarbat durels. .ejLn zweites Abeorp.t-ionsmitteX, sand zwar, falls als erstes Abaorpticmsiaittel Wasser oder eine, wässrige ÄaiffiOziiafelSsisng verwendet wird, durch die harnetoffhaltige Mutterlimg®, wtü falls als erstes Absorptionemittel die harnetoffhsltige fetterlaiage verweiiÄet wird, durch Waaaar, ein® wässrige AaisosiaklSBungi die Mamstoffhaltige Mutterlauge od®r einen Seil dem _:-Ablaufa rom Sjsatheseaatoklavftn, , unter Bildung eines_: zweiten Alisorfcates absorbiert wirdj, aus fless ~ ersten Absorbat nach Temperatesrerliillsöiag durcli WärseamstauBch durch Hochdruckdestillation meewmm mit -den ÄMauf aus des Syntheseautoklaveiä das darin ant&aXtsne Amso^ilsk, wßä. Kohlendioxid susacman isit dezs In dem Ablauf enthaltenes, nlchi-usngesetaten AanaonJak und lohlendiosyd abgetrennt weräan« imd Sas--'zweite Absorbat in di® S^nthesestufe «nrllo^eführt wirt«

   2. Yerfahren nach Anspruoh %, (iaiiirch. getexmsseiöhnet*- dass die HocMruokdestillatiQii fe#i ©in®i? Espf tenparatnir tos 110 Ms' 150° O₀ eines - Suapftevperattas? i^ss -t4& ils- 170° C \m& -Brück.vos Bö a-ttl

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   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hiederdruckdestillation Ijei einer Kopf temperatur von 80 bis

   130° C, einer Sumpf temperatur tob. 100 bis 140° C sind einen Bruok von 0 bis 5 atü durchgeführt wird«

   4ο Verfahren nach Anspruch 1, daduroli gekennzeichnet, dass ein Teil dee eratsa Absorbates susasiaea mit dein Ablauf vom SyntheeeautokL aven der HochdruckdestilXation unterworfen und der restliche Seil des ersten Absorbates susainmen mit dem zweiten Abeorbat sum Absorbieren des ersten g&eförmigeai Gemischea verwendet wird.

   5° Verfahren n&ck Anspruch 1, dadisroti gekennzeichnet» dass sin Seil des durch Absorption des ersten gasförmigen Gemisches in der Mutterlauge erhaltenen ersten Absorbatee dsr Hochdruokdeetillation unterworfen und der restliche Teil des ersten Absorbatee als zweites Absorptionsmittel verwendet wird.

   6ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sie Harnstoff lösung unter eines absoluten Druck von 60 bis 300 mm Hg eingeengt wird.

   Tc Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass Harnstoff abgetrennt wird* indem die eingeengt© Harastoffbei 40 bis 70° G der Kristallisation unterworfen wird»

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   θ. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ssum Einengen des wässrigen Harnstofflb'sung die bein Absorbieren des ersten gasförmigen Gemisches erzeugte Absorptionswärme Verwendet wird·

   9. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass das aus dem ersten gasförmigen Gemisch nicht absorbierte Ammoniak zu flüssigem Ammoniak kondensiert und ein Teil desselben im Kreislauf unter Vermischung mit dem zweiten Absorptionsmittel in die Absorptionsstufe zurückgeführt wird, in der das erste gasförmige Gemisch absorbiert wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass mindestens ein Teil des zweiten gasförmigen Gemisches in indirektem Wärmeaustausch mit der wässrigen Harnst off lösung unter Ausnutzung der Kondensationswärme für die Einengung der wässrigen Harnstoff lösung kondensiert und der restliche Teil des zweiten gasförmigen Gemisches in dem ersten Absorptionsmittel absorbiert wird. :

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