DE2065278A1 - Verfahren zur herstellung von harnstoff - Google Patents

Description

Genes 322 div.

SHAM PROGETTI S.p.A. , M I 1 a η ο (Italien) au« P 20 ^O 905.9-42)

Verfahren zur Herstellung von Harnstoff

Die Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren zur Herstellung von Harnstoff.

Bekanntlich wurde In den letzten Jahren eine neue Technologie nuf dem Gebiet der Harnstoffheretellung entwickelte die eine beachtliche Verminderung¹der Inveetitiono- und BotrlebfiküBton möglich machte. Aufgrund diessr nsiion ?echnologi»5 (UssoBÜert das im Abatrom enthaltene AmmonixiTBcarb^raat uri.l trennt alch von der Harne tofflöeung aufgrund Blaea StrippfirrnittelH bei einem Geaanitdruok, der gleich dem Syntbeesdruck

SAD ORIGINAL 2 0 η Π 8 3 / M 1$ -3

Ca«e "522 (Uv. - 2 -

sein kann, Es lag nahe, au versuchen, die thermische .Zersetzung bei niedrigem Druck zu vermelden.

Diese neuen Verfahren 'ermöglichten eine beachtliche Verminderung der Produktionskosten: sie ermöglichen es nämlich, wie an sich bekannt, die Wärme rttckzugewi»nen, die in der Kondensation der aus der Carbaniatzersetaung kommenden Abströme entwickelt wurde, wodurch Wasserdampf erzeugt wurde, der in anderen Zonen der Anlage wieder Verwendung finden kann«

Nach der obenbeschrtebenen Technologie kann es sich bei den StrippermitteTnum NH, und CO„ handeln.

Bei dom mit HSL als Strippermittel arbeitenden Vermehren erfolgt die praktisch vollständige Eiiminierung des GO«, das in der aus dem Reaktor koairoenden Strömung enthalten ist; jedoch verbleibt eine merkliche Menge an NH- in dem Strom* Bei-dem C(X₅ als Stripperin Lttel verwendenden Verfahren befindet" sich in dem aus dem Zersetser kommenden Strota sin Restgehalt an NH₇., der niedriger ala bei dem oben beschriebe den Verfahren liegt, jedoch ist ein merklicher'Rest an CÖ^ vorhanden.:,

Somit erfordern trotz dar beachtlichen Vorteile beide Verfahren mühselige Arbeiten für die Bndbehandlung der Lösung, sowohl 5sur quautitativen Rückgewinnung von HJI,'und CO„ und zur Rück-: h fühining zur Synthese und, uss eine wässrige τοπ CO₀ und fTH^ freie ■ Harnst off lösung zn erhalten; CrLelchaeitig- Bind di«5 Verfahrens-» schritte bekannt,- welche für eine thermische-Zere et sung ohne Verwendung-eines Strippermittels Borgen»

Erfindungf?f;sBiäß soll ein Verfahren var-gSBehlageu wertlsn* os eitflöglicht, die obfengenanaten Kacht-aile zn Termeldori, wobei die g/ieamte RUftkflihinAng^saiatlicher la den Abstrürasa nna dem Reaktor enthaltenen V€?rhindungen {Carbatnet_t (Jarboßr. t», UiH^) fiurch εΐη ^jetem herbelg*-jfühi.'fc wird, waichoes vorzugsvmi me beim ^lRiche.i Reaktordrack. arbeifsfc. v/o^nrch iürh eine pra'ifc'.qch reinß wäanrige !farnatorflHoun^ erhält-.

■ l!IH||||]jj:i|TTi'i!lil"l' '. '"!"'!lllll'lll'¹'''

Case 322 üiv.

Gegenstand der Erfindung let ein Verfahren zur völligen Reinigung der aus dem Reaktor kommenden Lösung.

Nach dea erf.indungsgemäßen Verfahren wird ein Strom aue NEU und CO« in einen Reaktor geleitet. Das Reakti one gemisch wird unter einem Druck zwischen 50 und 300 Atmosphären und hei einer Temperatur zwischen 150 und 300° C gehalten; die aus dem Reaktor kommende Mischung aus Harnstoff, (arhamat, Ammoniak» Kohlendioxyd und Wasser bestehend wird an einen Carbamatzersetzer gegeben» der im wesentlichen hei Synthesedruck arbeitet. Dieser Zersetaer kann als einfacher Destillator (ohne irgendein Stripperaittel) arbeiten. In der zweiten Stufe wird mit Inertgasen abgestreift.

Es tritt eine einfache thermische Zersetzung ein. Der Oarb&matzersetzer - auch in diesem Fall 1st ein Strippermittel vorhanden wird erwärmt, um veiter die Zersetzung zu begünstigen.

Der gasförmige, oben aus dem Carbamatzersetzer kommende Strom, der im wesentlichen aus NH*, COg und HgO besteht, wird in einem Kondensator kondensiertj in welchem Wasserdampf auf hohem thermischen Blveau erzeugt wird, welcher in anderen Teilen der Anlage wieder verwendet werden kann. Die kondensierte aus dem Kondensator kommende Phase wird zur Synthesezone im Kreislauf rüokgeführt.

Die flüssige aus dem Boden des Zersetzere kommende, praktisch GOg freie Biase wird an einen zweiten Zersetzer gegeben, in welchem ein Inertgas (N^, N₂ und Hr, und/oder andere) ale Strippermittel verwendet wird.

Auch der aweite Eersetiser wird erwärmt und arbeitet im wesentlichen bei Syntheeedruck.

SAD ORIGINAL 883/1195

Der gasförmige mit NE* und HpO gesättigte, aus dem aweiten Zersetaer kommende inerte Stronf, wird an einen Kondensator gegeben, in dem die Wärme v/ieder gewonnen wird, wobei Wasserdampf auf hohem thermischem Niveau erseugt wird. Der Teil, der kondensiert, wird sur Synthesezone im Kreislauf aurüökgeführt, während der inerte, gegebenenfalls nicht kondensierte Teil einem Waschvorgang zum Wiedergewinnen des noch enthaltenen WH« augeführt wird. Aus solch einem Waschvorgang tritt das Inertgas praktisch rein aus, und, nachdem es wieder komprimiert wird, wird es zum zweiten Zersetsser, wie vorher erwähnt, im Kreislauf zurückgeführt.

Vom Boden des zweiten Zersetssers tritt eine wässrige Lösung praktisch reinen Harnstoffs aus, die den weiteren Behandlungen ausgesetzt -wird.

Offen zutage liegt der Vorteil, in jedem Teil dsr Anlage bei einem Druck gleich dem Synthesedruck arbeiten zu können. Außer den bei hohem Druck kondensierenden Dämpfen nämlich, die es ermöglichen, Wasserdampf zu erzeugen, der in verschiedenen Teilen der Anlage verwendet werden kann, ergibt sich eine beachtliche Vereinfachung der Verfahrensregelung; und die Anzahl der notwendigen Vorrichtungen, wenn verschiedene Druckwerte verwendet werden, wird vermindert.

Da darüber hinaus Rekompressionen nicht notwendig sind, liegt der Energieverbrauch niedrig, der in diesem Teil der Anlage auf die notwendigen Werte für die Zirkulation des Inertgasstroms reduziert wird.

Eine beispielsweise Ausftthrungsform der Erfindung soll nun anhand der "beiliegenden Zeichnung näher erläutert v/erüen.

In der Zeichnung ist das Schema des_% "bereits kurss erwähnten Verfahrens dargestellt.

8AD OFUetNAL

. ■ . . .. . 209883/1 195

Über die Leitungen 1 bew. 2 wira HH₅ und CO₂ in die Synthoserorrichtung 5 eingeführt. Die Syntheseprodukte bestehen in wesentlichen au« Harnstoff, Carbamat, NH₅, CO« und Wasser.

Im Zersetser 8 erfolgt die Carbamatzcrsetzung allein aufgrund der Erwärmung durch einfaohe thermische Zersetzung.

Die aus dem Kopf des Zersetzers über die Leitung 9 kommenden Dämpfe werden zum Kondensator geschickt, in wolchem Wasserdampf srzougt wird, und die kondensierte Phaae wird itn Kreislauf duroh die Leitung 11 zur Synthesesone rüokgeführt.

Aus dem Zersetzer θ tritt über die Leitung 12 di© im weeantlichan C0„~freie Harnstofflößung kopfseitig in den zweiten Zerflöt25er 13 und trifft im Gegenstrom auf das Inertgas, welches am Boden des Zersetzers 13 über die Leitung 15 ©ingeführt wurde. Beim folgenden Abstreifen wird die Lösung rom gesamten Ammoniak befreit; auf diese Weiee wird vom Bodon des Zereetaers 13 eine wässrige, im wesentliche reine Harnstofflösung abgeflogen und nachfolgenden Behandlungsvorgängen über die Leitung H zugeführt. Das Gemisch aue vom Kopf des Zeraotzers 13 kommenden Gasen und Dämpfen, das im wesentlichen aus NH^, Inertgas-Wasserdampf gebildet wird, wird über die Leitung 15 zum Kondensator 17 geleitet; der kondensierte leil wird über die Leitung 23 in die Leitung 11 gegeben und dann im Kreislauf aur 3yntheseaone rüok~ geftthrt; die nicbt-kondenfierbaren Oase werden über die Leitung zum Wasohturm I9 geführt und treffen im Gagenetrom auf die duroh die Leitung. 24 eingeführte Waschflüssigkeit.

209883/1195 BAD

Yora Boden des Waschturm 19 tritt eine Ammoniaklösung durch dio Leitung 22 ausj vom Kopf tritt das gereinigte Inertgas aus, welches über 20 zum Kompressor 21 geführt ist und über 16 zum Boden des Zersttzera 15 für das Abstreifen zurückgeführt -iat.

Eine große Anzahl möglicher Ausführungsfarmen für disae schematischö Anordnung sind selbstverständlich bei der Vorrichtung zum Reinigen von. Inertgas {giögiioh, welches veranlaßt wird, im Zorsotaer 13 zu elriculierö^ selbstverständlich aber auch beim Arbeitßdruclc der verschiedenen Vorrichtungen wie z.B. dem Reaktor 5; den Carbamatzersetsern 8 und 13» dem Garbaaiatkondensator 10 und so weiter.

Eine weitere wichtige Modifikation üöb Schemaa nach Fig· 1 ergibt sich, indem Etna Seraetsser 13 als Abatreifmittel sin von einer äußeren Quelle stammendes Inertgas geführt wird, welches aur obengenannten äußeren Quelle im Kreislauf rückgeführt werden kann, nachdem es einer möglichen Reinigungßbehandlung, ausgesetzt wurde« Beispielsweise kann diesem n«. + 3H., sugtfUhrt werden, daa aurs einer Anlage ssur Herstellung «siner Mioohung für die Ainmonialcsyntheee kommt.

In diesem Fall werdext « wird auf die Figur Bazug genommen « die Leitungen 15 und 16 zweckmäßig mit solch einer Ablage verbunden.

Eo iat in der Tat wünschenawert, daß nahe öinsr Anlage für die Harnetoffheretelltmg eine Anlage für die vorhandan lot·

BAD

293ΠΟ3/ t fit«:

Das nachfolgende Beispiel erläutert die Erfindung» ohne sie au "begrenzen:

Der: Synth es evorriehtung 5 wurden 572 kg an 1TH» und 739 kg an GOp zugeführt.

Der Druck hetrug 150 ata und war in allen !Peilen der Vorrichtung haw. Anlage gleich.

Aue der Synthesevorrichtung wurde üher 6 ein Strom hei einer !? von 185° C ausgetragen, der die folgende Zusammen-

aufwies:	HEU	' 40 965	137? kg
GO2	14 #;■	482 kg
Harnstoff	29 $;	1000 kg
H2O	17 fo;	586 kg

3447 kg

BT: Strom wurde dem Zersetzer oder Ahstreifer 8 zugeführt; Produkt am Eopf dieses Ahstreifers hatte eine Temperatur 190° C und flie folgende Zusammensetzung:

	66 %\	930 ^s
GO2	i- I ,Λ* i	3Q0 kg
H2O	7 °k	96 kg

1406 kg

Das Eödenprodukt ·?Όία Äi5J3treifer'8 vmrde gebildet durch einen flüssigen Strom, der eine Seoiperatur von 205° G und die folgende Zussampiensci-sung- aufwies:

liH» 22 ^; 449 kg

CO₂ 5 ^; 102 kg

Harnstoff 49 $>\ 1000 kg

HgO- 24 $1 JSSUEfi'

2041 tg

709 8 83/1195

BAD ORtQJNAX

Dieser Strom wurde über die Leitung 12 dem Abstreifer bei einer Eeraperatur von 190° ö augeleitet. Ebenfalls wurden 200 kg Inert-StoffQ durch die Leitung 16 sugeführt. Das aen Kopf dieses Abstreifers oder Zer^etzers Über 15 verlassende Produkt bestand aus

₅ » 443 kg 0O₂ β 96 kg

H₂O

729 kg sowie Inert—Stoffen«

Dae Bodenprodukt aua dem Abstreifer 13 hatte die folgende Zusammensetzungϊ

0,5 $ 6 kg COp 0,5 % 6 kg

Harnstoff

76,2 % 1000 kg

H₉O 22,8 ^ J50JL.M

1312 kg

Das über die Leitung 15 den Zersetzen 13 verlas DeMe Produkt wurde duroli den Kondensator 17 kondensiert und über 23 und zur Syntheeövorriehtung 5 zusammen mit dem aus dem Stripper oder Zersetzer 8 nach Kondensation im Kondensator 1¹O kommenden Produkt im Kreislauf rückgeftihrt.

Der aus der Leitung 11 bei einer Temperatur von 160° C fließende Strom bestand aus:

NH₅ 64 $i 1373 kg "

CO₂ 22 ti 476 kg

H«0 14 $>\ 286 kg

Das nicht-kondensierte Produkt aus dem Kondensator 17 wurde Über 18 an einen Absorber 19 gegeben, in welchem die Inert-Stoffe ni^t 120 kg HgO, das über 24 eugeftihrt wurde, gewasohen wurden/ fiber die Leitung 22 wurden 120 kg H₀O abgezogen, welche Spuren von ΉΕγ enthielten, während ttbar Leitung 20 sämtliche Inert-Stoffe (200 leg) ausgetragen wurden, welche über die Leitung sum Abstreifer 1.3 reoyolisiert wurden.

209883/1195 BAD original

Offene!entließ läßt sich eine ausgezeichnete Reinigung nach einem solchen Verfahren erreichen; eine ausgezeichnete Reinigung bedeutet wiederum eine ausgezeichnete Rückgewinnung des nicht umgesetzten Produktes.

3fetenfranaprüehe

0 9 8 8 3/1195

Claims (1)

1. Pat entansprüöhe

   1« Yarü ahrsn sin· Abtrennung und Büokführmig ypn. Ammoniak Kohlendioxid, dis in der die Synthese scme verlassendem Harn«» stoff lösung enthalten sind» wobei die Harnstoff sjRtlieas böi einem Brück swiaclien 50 w&ä 500 kti&QBpli'&run tmcl aiaei¹ iCeiapera ■feiir 2«rldchen 150° ö mid 300°C ditrabgeführt v±sä._t «ad wobei der den Reaktor Vorlassende, ale irielit«--u®g;esötste Produkte Amwoniali: und Ammoixluuicarbamat enthaltende Atetrom in aufeinanderfolgeadeii Stiiferü der tliermischesi faereetem Entfernung ^on Ammoniak ui?.d liMoaliiBiearbsämat amsgöaetst wird, dadurch gekS2iösoicliaet_s daß Bämtlielse Stafen bei im wesentlichen gleielien Druck durchgeführt vjerdea und daß in der gweiten Stufe mit Inertgaseii abgestreift wird*.

   2« Terfahr'en. aacii ,mspruoli 1 ₁ dadurch gekeBsisseichnet, daß die Stuf©». &&Έ theriaisöhen Zersetzung bsi eJjiem D^uek gleioii dem Syntheöedruefi: durchgefifjirt werden« '

   3»)- Yerfahröö naeli einem der Torliergelieaclen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas^ sur sweiten ein Cröüiisch aus ¥„ mtd H« und gegebeneiifalle andere aus einer Anlage äiar Torbereitimg der geleitet und dann naoh üblieiiör Reiuigungsiiöhaiidlimg Spathesavorrichtung eückgöführt werden»

   4· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekemäsißhnet, daß clao aus einer Anlage jsur Vorhareituug de« AmiHoaieücBynthesege»' miöohee kommand© öemisoh aus if₂ imd H^ direkt tmgereinigt &ti dieser Anlag» geleitet wird«

   SAD ORKWNAL 209881/1195