DE2559112A1 - Verfahren zur behandlung von wasserdampf, der beim konzentrieren einer waessrigen harnstoffloesung erzeugt wordden ist - Google Patents
Verfahren zur behandlung von wasserdampf, der beim konzentrieren einer waessrigen harnstoffloesung erzeugt wordden istInfo
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Description
Verfahren zur Behandlung von Wasserdampf, der beim Konzentrieren einer wässrigen Harnstofflösung
erzeugt worden ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Wasserdampf,
der während der Konzentration einer wässrigen Harnstoff lösung erzeugt worden ist, welche geringe Mengen Ammoniak
und Kohlendioxid enthält, und sie betrifft spezieller ein Verfahren zur Aufbereitung von Ammoniak und Kohlendioxid
aus Wasserdampf, der während der Konzentration einer wässrigen Harnstofflösung erzeugt worden ist, welche geringe Mengen
Ammoniak und Kohlendioxid enthält.
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Die Erzeugung von kristallinem Harnstoff oder geschmolzenem
Harnstoff aus Kohlendioxid und Ammoniak wird durch ein Verfahren durchgeführt, bei dem Kohlendioxid und Ammoniak unter
harnstoffbildenden Temperaturen und Drücken zur Reaktion gebracht
werden, der entstehende Harnstoffsyntheseausfluss, der
Harnstoff, nicht umgesetztes Ammoniumcarbamat und Wasser enthält, durch eine Vielzahl von Stufen zur Zersetzung des nicht
umgesetzten Ammoniumcarbamats geleitet wird ( z.B. durch zwei Stufen, die aus einer Hochdruckstufe und einer Niedrigdruckstufe
bestehen; durch drei Stufen, die aus zwei Hochdruckstufen und einer Niedrigdruckstufe bestehen, oder Abziehen
von Kohlendioxid oder Ammoniak unter einem Druck, der im wesentlichen gleich einem Harnstoffsynthesedruck ist, mit nachfolgender
Hoch- und/oder Niedrigdruckzersetzungsstufe; es ist dabei üblich, eine Schnellverdampfungsabtrennungsstufe
unter einem fast normalen Druck oder einem Vakuum vorzusehen, die auf eine Niedrigdruckzersetzungsstufe folgt), in denen
der Druck in Stufen verringert wird, um das nicht umgesetzte Ammoniumcarbamat von der Reaktionsmischung durch Zersetzung
abzutrennen, und die entstehende wässrige Harnstofflösung,
die geringe Mengen an Ammoniak und Kohlendioxid enthält, der Konzentration unter Normaldruck oder Vakuum unterworfen wird,
um Harnstoff in Form von Kristallen abzutrennen, oder alternativ dazu die Wässrige Harnstofflösung, die geringe Mengen
an Ammoniak und Kohlendioxid enthält, zu im wesentlichen wasserfreiem geschmolzenem Harnstoff zu konzentrieren, ohne
dass dabei kristalliner Harnstoff entsteht.
Bei diesem Verfahren enthält der von einem Konzentrator erzeugte Wasserdampf üblicherweise geringe Mengen an wässrigem
Harnstofflösungsnebel (d.h. wässrige Harnstofflösung in
Tröpfchenform), Ammoniak und Kohlendioxid, so dass die Abgabe des Wasserdampfes nach Kondensation des Dampfes zu Wasser ins
übliche Abwasser nicht nur zu einer Wasserverunreinigung, sondern auch zu einem Verlust an Harnstoff und Ammoniak führt.
Dementsprechend besteht eine übliche Praxis darin, den Wasserdampf durch indirektes Kühlen in eine verdünnte wässrige
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Lösung aus Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid umzuwandeln und diese verdünnte wässrige Lösung der Rektifizierung zum
Abtrennen einer gasförmigen Mischung von Ammoniak, Kohlendioxid und Wasserdampf von der Lösung zu unterwerfen, wobei
die gasförmige Mischung durch Absorption zusammen mit einem Abgas von der Niedrigdruckzersetzungsstufe von nicht umgesetztem
Ammoniumcarbamat aufbereitet wird. Der Wasserdampf in der gasförmigen Mischung ist jedoch in grosser Menge vorhanden,
so dass das durch die Absorption der gasförmigen Mischung erhaltene Absorbat nachteiligerweise dazu neigt, im
Übermass verdünnt zu werden. Darüber hinaus wird unerwünscht zusätzliches Kühlwasser für die Entfernung von Kondensationswärme des Wasserdampfes erforderlich.
Die folgenden zwei Verfahren werden als Möglichkeiten für die Wiedergewinnung von Ammoniak und Kohlendioxid aus dem Wasserdampf,
der von dem KonzentrationsVerfahrensschritt für die
wässrige Harnstofflösung abgelassen wird, zur Wiederverwendung
bei der Harnstoffsynthese angesehen. Das erste Verfahren
umfasst das Kondensieren des Wasserdampfes, um eine verdünnte wässrige Ammoniumcarbamatlösung zu bilden, und das einer Zersetzung
Unterwerfen der wässrigen Lösung zusammen mit Harnst offsyntheseabwasser, welches nicht umgesetztes Ammoniumcarbamat
enthält, unter hohem oder niedrigem Druck, um sowohl das Ammoniumcarbamat, das in der verdünnten wässrigen Ammoniumcarbamatlösung
enthalten ist, als auch nicht umgesetztes Ammoniumcarbaraat zu zersetzen.
Bei diesem Verfahren wird jedoch der gesamte Wasserdampf von der Konzentrationsstufe für die wässrige Harnstofflösung der
Zersetzungsstufe zugeführt, und der Wasserdampf von der Konzentrationsstufe
wächst allmählich in seiner Menge an, wodurch die wässrige Harnstofflösung schliesslich übermässig
verdünnt wird. Um diese übermässige Verdünnung zu vermeiden, ist es erforderlich, entweder einen Teil des Wasserdampfes
aus dem System abzuziehen oder ein zusätzliches System zur
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Aufbereitung von Ammoniak und Kohlendioxid von dem Wasserdampf vorzusehen.
Im zweiten Verfahren wird der Wasserdampf, der von der Konzentrationsstufe
zugeführt wird, komprimiert und einer Niederdruckzersetzung unterworfen, um den grössten Teil des Wasserdampfes
zu kondensieren und sowohl das enthaltene Ammoniak und Kohlendioxid als auch Ammoniak und Kohlendioxid, die bei
der Zersetzung von nicht umgesetztem Ämmoniumcarbamat gebildet werden, aufzusammeln. Jedoch weist dieses Verfahren den gleichen
Nachteil wie das erste Verfahren auf. Darüber hinaus werden Ammoniak und Kohlendioxid auch unvermeidbar zusammen mit
einem Teil des Wasserdampfes beim Komprimieren der Gasmischung kondensiert. Dementsprechend ist es erforderlich, zu verhindern,
dass Ammoniak und Kohlendioxid kondensiert werden, wozu eine komplizierte Apparatur erforderlich ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Verfahren zur Aufbereitung von Ammoniak und Kohlendioxid aus Wasserdampf, der beim Konzentrieren einer wässrigen
Harnstofflösung erzeugt wird, zu schaffen.
Es wurde nun gefunden, dass die Aufgabe durch eine Verbesserung
in dem Verfahren zur Behandlung von Wasserdampf, der bei der Konzentration einer wässrigen Harnstofflösung erzeugt
wird, gelöst werden kann, wenn ein Harnstoffsyntheseauslauf, der Harnstoff, nicht umgesetztes Ämmoniumcarbamat und Wasser
enthält, von einer Harnstoffsynthesezone mehreren Stufen zur Zersetzung von nicht umgesetztem Ämmoniumcarbamat unterworfen
wird, bei denen die Drücke schrittweise verringert werden, um im wesentlichen das gesamte nicht umgesetzte Ämmoniumcarbamat
von der wässrigen Harnstofflösung zu zersetzen und abzutrennen,
und die wässrige Harnstofflösung, die noch geringe Mengen von Ammoniak und Kohlendioxid enthält, konzentriert
wird, um kristallinen Harnstoff oder geschmolzenen Harnstoff zu erhalten, der im wesentlichen frei von Wasser ist. Dieses
verbesserte Verfahren umfasst das Abkühlen zur Kondensation
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von Wasserdampf, der beim Konzentrieren der wässrigen Harnstofflösung
erzeugt wird und geringe Mengen Ammoniak und Kohlendioxid enthält, um dadurch eine verdünnte wässrige Ammoniumcarbamatlösung
zu bilden, das einer Rektifizierung Unterwerfen der verdünnten wässrigen Ammoniumcarbamatlösung unter
einem Manometerablesedruck unterhalb 25 kg/cm/, um eine gasförmige
Mischung aus Wasserdampf, Ammoniak und Kohlendioxid abzudestillieren, das Einführen der gasförmigen Mischung in
die Zersetzungsstufe für das nicht umgesetzte, Ämmoniumcarbamat
unter Verwendung einer Rektifizierung unter im wesentlichen
dem gleichen Druck wie dem Druck der Rektifizierung für die verdünnte wässrige Ammoniumcarbamatlösung, um den Wasserdampf
von der gasförmigen Mischung zu entfernen, und Zurückgewinnen des entstehenden Ammoniaksund Kohlendioxids zusammen mit einer
gasförmigen Mischung aus Ammoniak und Kohlendioxid, die in der Zersetzungsstufe für das nicht umgesetzte Ammoniumcarbamat
erzeugt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur auf eine Harnstoff
synthese mit Lösungsrückführung anwendbar, sondern auch auf einer Harnstoffsynthese mit einem Heissgas-Kreislauf, wie
es in dem US-Patent No. 3 200 148 beschrieben ist, eine Harnstoffsynthese mit einer Ammoniumcarbamat-Aufschlämmung-Rückführung
oder eine Harnstoffsynthese der Art mit einfachem Durchlauf. Mit anderen Worten kann das Verfahren nach der
Erfindung auf ein beliebiges Harnstoffsyntheseverfahren angewendet
werden, wenn nur das Verfahren einen Rektifizierungs-
2 schritt bei einem Manometerablesedruck unterhalb 25 kg/cm (atü)
enthält, bei dem nicht umgesetztes Ammoniumcarbamat, das in dem Harnstoffsyntheseauslauf enthalten ist, zersetzt wird,
um eine gasförmige Mischung aus einem Ammoniak und Kohlendioxid abzudestillieren, unabhängig davon, ob die destillierte
gasförmige Mischung wieder zurückgeführt wird oder nicht und unabhängig von der \rt der Rückführung.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Harnstoffsyntheseauslauf, der von einem Harnstoffsynthese-Autoklaven entnommen
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wird und der Harnstoff, nicht umgesetztes Ammoniumcarbamat und Wasser enthält, zum Zwecke der Zersetzung des nicht umgesetzten
Ammoniuracarbamats in Ammoniak und Kohlendioxid in einer Vielzahl von Zersetzungsstufen behandelt, bei denen der
Druck schrittweise verringert wird. Die Zersetzung des nicht umgesetzten Ammoniumcarbamat wird in wenigstens einer Hochdruckzersetzungsstufe
mit einem Manometerablesedruck von
15 kg/cm bis zu einem Druck, der gleich einem Harnstoffsynthesedruck
ist, und einer Niedrigdruckzersetzungsstufe bei einem Manometerablesedruck von 1 bis 5 kg/cm bewirkt, wie es
an sich bekannt ist. Die Hochdruckzersetzung des nicht umgesetzten Ammoniumcarbamats kann durch Abtreiben mit Kohlendioxid
oder Ammoniak unter einem Druck, der im wesentlichen gleich dem Harnstoffsynthesedruck ist, eine Hochdruck-Rekti-
2 fizierung unter einem Manometerablesedruck von 15 bis 25 kg/cm
oder durch eine Zweistufenzersetzung durchgeführt werden, wobei letztere aus einer Zersetzungsstufe für das nicht umgesetzte
Ammoniumcarbamat unter einem Manometerablesedruck von
2
40 bis 100 kg/cm und einer nachfolgenden Rektifizierungs-
40 bis 100 kg/cm und einer nachfolgenden Rektifizierungs-
2 stufe unter einem Manometerablesedruck von 15 bis 25 kg/cm
besteht.
Die Niedrigdruckzersetzung wird üblicherweise durch Rektifizierung
bewirkt, bei der eine Kopftemperatur (head temperature) im Bereich von 100° bis 140°C und einer Destillati
onsfeemper a tür innerhalb eines Bereiches von 120° bis 1600C
bevorzugt wird. Die Niedrigdruck-Rektifizierung kann durch
Abtreiben mit einer geringen Menge Kohlendioxid durchgeführt werden. Die wässrige Harnstofflösung, die von der Niedrigdruck-Rektifizierung
abfliesst, enthält noch eine geringe Menge an nicht umgesetztem Ammoniumcarbamat, so dass es zu
bevorzugen ist, die wässrige Harnstofflösung einer Schnellverdampfung
(flashing) unter einem fast normalen Druck zu unterwerfen, um das meiste des nicht umgesetzten Ammoniumcarbamats
zu entfernen.
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Die wässrige Harnstofflösung, die im wesentlichen frei von
dem nicht umgesetzten Ammoniumcarbamat ist, wird dann einer Konzentrationsstufe zugeführt, in der Wasser verdampft wird,
um kristallinen Harnstoff oder geschmolzenen Harnstoff zu bilden, der im wesentlichen frei von Wasser ist. Die Konzentration
wird üblicherweise unter Vakuum und/oder unter einem normalen Druck bewirkt. Der bei der Konzentration erzeugte
Wasserdampf enthält im wesentlichen das gesamte Ammoniak und Kohlendioxid, das in der wässrigen Harnstofflösung enthalten
ist, und eine geringe Menge an wässriger Harnstofflösung in Nebelform. Der Wasserdampf wird in einem Kondensator kondensiert,
um eine verdünnte wässrige Lösung von Ammoniumcarbamat und Harnstoff zu bilden. Diese verdünnte wässrige Lösung wird
Druckrektifizierung unter einem Manometerablesedruck unterhalb
ο
25 kg/cm , vorzugsweise einer Niedrigdruck-Rektifizierung
25 kg/cm , vorzugsweise einer Niedrigdruck-Rektifizierung
unter einem Manometerablesedruck von 1 bis 5 kg/cm unterworfen
zwecks Trennung derselben in eine gasförmige Mischung aus Ammoniak und Kohlendioxid und Wasser, das frei von Ammoniak
und Kohlendioxid ist. Bei der Rektifizierung liegt die Temperatur des Kolonnenkopfes vorzugsweise innerhalb eines Berei-
o ο ader Destillations-
ches von 110 bis 180 C und die Abtreib·/ -Temperatur innerhalb
eines Bereiches von 120° bis 230°C. Durch die Rektifizierung wird ein Teil des Wassers von der verdünnten wässrigen Lösung
von dem Harnstoffsynthesesystem abgelassen. Wenn z.B. die verdünnte wässrige Lösung Wasser in einer Menge von 98 bis
99 % (Gewichtsprozent) enthält, wird ein Wasserdampfgehalt in
der gasförmigen Mischung von Ammoniak, Kohlendioxid und Wasserdampf, die durch die Rektifizierung destilliert werden,
bevorzugt, der im Bereich von 60 bis 75 % liegt (Volumenprozent). Um einen Wassergehalt in der wässrigen Mischung in dem
Rektifizierungsschritt zu steuern, kann ein Kondensator an dem oberen Teil der Rektifizierkolonne vorgesehen sein, um zu
erlauben, dass ein Kondensat der destillierten gasförmigen Mischung mit einer destillierten gasförmigen Mischung unter
geeigneten Kühlbedingungen in Kontakt kommt. Bei einem Rektifizierungsdruck
oberhalb 25 kg/cm2 (gauge) (26,033 kg/cm2 Absolutdruck) liegt die Geschwindigkeit der Trennung von
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- 8 Ammoniak von der wässrigen Lösung niedriger.
gasförmige Mischung aus Ammoniak, Kohlendioxid und Wasservon
der Rektifizierungsstufe wird in eine Rektifizierkolonne für den Harnstoffsyntheseauslauf zugeführt, die unter
ο Manometerablesedruck unterhalb 25 kg/cm arbeitet. Ss
bevorzugt, die gasförmige Mischung in einen Boden der Eektifizierungskolonne einzuführen, der 1 bis 3 Böden über
einer Erhitzungszone angeordnet ist. In dem Falle, wenn eine bepackte Kolonne als Rektifizierungskolonne veiwendet wird,
die gasförmige Mischung in einen Einlass eingeführt weri,
der an einer Stelle angeordnet ist, die angenähert dem
obenerwähnten Boden entspricht. Die in die Rektifizierungskolonne
eingeführte gasförmige Mischung steigt durch die Kolonne und kommt aiit dem Harnstoff syntheseaus lauf in Berührung,
der von dem oberen Teil der Kolonne nach unten fliesst, wobei der Wasserdampf kondensiert wird und von der gasförmigen Mischung
entfernt wird. Das Ammoniumcarbamat in dem Harnstoffsyntheseauslauf
wird durch Kondensationswärme, die bei der Kondensation des Wasserdampfes erzeugt wird, in Ammoniak und
Kohlendioxid zersetzt. Das in der gasförmigen Mischung enthaltene und in die Rektifizierungskolonne eingeführte Ammoniak
und Kohlendioxid durchlaufen kaum die Kolonne. Dementsprechend wird das gemischte Gas, das durch die Zersetzung von nicht
umgesetztem Ammoniumcarbamat erzeugt wird, und Ammoniak und Kohlendioxid von der eingeführten Gasmischung vom oberen Teil
der Eektifizierkolonne entladen, ohne dass der Wassergehalt wesentlich ansteigt im Vergleich zu dem Wassergehalt der Gasmischung,
die durch Zersetzung des nicht umgesetzten Ammoniumcarbamats erzeugt wird, was dazu führt, dass der in der Rektifizierkolonne
verwendete Dampf in einer Menge gespart werden kann, die der Kondensationswärme entspricht, die von der Kondensation
des in der Gasmischung enthaltenen Dampfes herrührt, d.he der Gasmischung, die in die Rektifizierkolonne eingeführt
wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nun spezieller unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
In dieser beigefügten Zeichnung zeigt die Figur ein Flussdiagramm für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
In der Figur werden Kohlendioxid, Ammoniak und eine aufgearbeitete
Ammoniumcarbamatlösung, die unten näher beschrieben wird, in einen Harnstoffsynthese-Autoklaven 4 von den entsprechenden
Leitungen 1,2 und 3 zur Reaktion bei einer Temperatur von 170° bis 210 C unter einem Manometerablesedruck von
150 bis 300 kg/cm eingeleitet. Der entstehende Harnstoffsyntheseauslauf
wird durch eine Leitung 5 zu einem Druckreduzierventil 6 geleitet, durch das sein Druck auf einen niedrigeren
ο
Wert von 15 bis 25 kg/cm reduziert wird, und wird durch eine Leitung 7 in den oberen Teil einer Hochdruck-Rektifizierkolonne 8 eingeleitet. Die Hochdruck-Rektifizierkolonne 8 ist in einem Zwischenteil entweder mit einer Vielzahl von Böden versehen oder mit Füllkörpern wie z. B. Raschig - Ringen
Wert von 15 bis 25 kg/cm reduziert wird, und wird durch eine Leitung 7 in den oberen Teil einer Hochdruck-Rektifizierkolonne 8 eingeleitet. Die Hochdruck-Rektifizierkolonne 8 ist in einem Zwischenteil entweder mit einer Vielzahl von Böden versehen oder mit Füllkörpern wie z. B. Raschig - Ringen
bepackt und ist mit einem Erhitzer 9 in ihrem Destillierteil ausgestattet. Die Hochdruck-Rektifizierkolonne wird auf
einer Temperatur von 120° bis 160°C an ihrem Kopf und auf einer Temperatur von 140° bis 180°C an ihrem Destillierteil
gehalten. In der Kolonne 8 wird der grossere Teil des nicht
umgesetzten Ammoniumcarbamats, das in dem Harnstoffsyntheseauslauf
enthalten ist, zu Ammoniak, Kohlendioxid und Wasserdampf in Form einer gasförmigen Mischung zersetzt. Der von
dem Bodenteil der Hochdruck-Rektifizierkolonne abgelassene Harnstoffsyntheseauslauf wird durch eine Leitung 10 zu einem
Druckreduzierventil 11 geführt, in dem der Druck auf einen
2
niedrigeren Wert von 1 bis 5 kg/cm reduziert wird, und wird dann zu dem oberen Teil einer Niedrigdruck-Rektifizierkolonne 13 durch eine Leitung 12 geleitet. In der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne 13 sind Böden oder Füllkörper in ihrem mittleren Teil vorgesehen, ähnlich wie bei der Hochdruck-Rektifizierkolonne 8. Ferner ist ein Erhitzer 14 in dem Destillierteil der Kolonne 13 vorgesehen. Die Niedrigdruck-Rektifizier-
niedrigeren Wert von 1 bis 5 kg/cm reduziert wird, und wird dann zu dem oberen Teil einer Niedrigdruck-Rektifizierkolonne 13 durch eine Leitung 12 geleitet. In der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne 13 sind Böden oder Füllkörper in ihrem mittleren Teil vorgesehen, ähnlich wie bei der Hochdruck-Rektifizierkolonne 8. Ferner ist ein Erhitzer 14 in dem Destillierteil der Kolonne 13 vorgesehen. Die Niedrigdruck-Rektifizier-
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kolonne 13 wird auf einer Temperatur von 100 bis 140°C an ihrem Kopfteil und auf einer Temperatur von 120° bis 160°C
an ihrem Destilliert eil gehalten, so dass verbliebenes nicht
umgesetztes Ammoniumcarbamat zum grossten Teil zersetzt wird.
Die Niedrigdruck-Rektifizierung kann nach dem Verfahren des britischen Patentes No. 1 295 742 durchgeführt werden. Die
von dem Bodenteil der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne 13 abgelassene
wässrige Harnstofflösung enthält noch nicht umgesetztes
Ammoniumcarbamat in einer geringen Menge von 2 bis 3% (Gewichtsprozent) der wässrigen Harnstofflösung. Die wässrige
Harnstofflösung wird durch eine Leitung 15 zu einem Druckreduzierventil
16 zum Reduzieren des Druckes auf einen niedrigeren Wert von 0 bis 2 kg/cm2 (gauge) (1,033 bis 3,033 kg/cm2) geleitet
und wird im oberen Teil einer Gastrennanlage 18 nach Durchlaufen einer Leitung 17 schnell verdampft (flashed).
Die Gastrennanlage 18 kann mit Füllkörpern versehen sein, oder sie kann mit einem Erhitzer an ihrem unteren Teil ausgestattet
sein. Die Gastrennanlage 18 wird auf einer Temperatur von 90 bis 13o°C an ihrem Kopfteil gehalten, und der
grösste Teil der verbliebenen nicht umgesetzten Substanz wird
in ihr von der wässrigen Harnstofflösung abgetrennt. Die Gastrennung
kann durch Abtreiben mit Luft bewirkt werden, oder sie kann unter Vakuum durchgeführt werden.
Die wässrige Harnstofflösung, die von der Gastrennanlage 18
abgelassen wird und die geringe Mengen Ammoniak und Kohlendioxid enthält, wird einer Konzentrationszone 22 einer Vakuumkristallisationseinrichtung
durch eine Leitung 19, ein Druckreduzierventil 20 und eine Leitung 21 zugeführt. Die Konzentrationszone
22 der Vakuumkristallisationseinrichtung wird bei einem absoluten Druck von 50 bis 100 mm Hg betrieben,
wobei Wasser verdampft wird, während Harnstoff in Form von Kristallen ausfällt. Die Wassermenge, die verdampft werden
soll, ist eine Gesamtsumme einer Menge Wasser, die äquivalent dem Wasser, das frisch in dem Synthese-Autoklaven 4 erzeugt
wir.dρ und einer Menge Wasser, die von ausserhalb des Harnstoffsynthesesystems
zur Verwendung als Absorptionsmittel
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Π Π C 1 Λ
eingeführt wird, ist. Als eine Wärmequelle für die Verdampfung
dieses Wassers wird die Absorptionswärme von der gasförmigen Mischung verwendet, die von der Hochdruck-Rektifizierung entnommen
wird, wie es unten noch beschrieben wird. Die ausgefällten Kristalle werden in Form einer Aufschlämmung aus der
Kristallisationszone 22a der Vakuumkristallisationseinrichtung durch eine Leitung 23 entnommen und in eine Zentrifugaitrenneinrichtung
24 zwecks ihrer Abtrennung von der Mutterlauge cc.er -flüssigkeit eingeführt, worauf ihre Entnahme über eine Leitung
24a erfolgt. Die Harnstoffkristalle oder der geschmolzeie
Harnstoff, die im wesentlichen frei von Wasser sind, können genauso gut auch durch verschiedene andere Verfahren als durch
das Vakuumkristallisationsverfahren erhalten werden. Zum Beispiel kann die wässrige Harnstofflösung zu kristallinem Harnstoff
mittels eines Verfahrens umgewandelt werden, bei dem die wässrige Harnstofflösung von der Leitung 21 unter einem
normalen Druck konzentriert wird und dann zu einer Kristallisationseinrichtung vom Swenson-Typ eingeführt wird, um kristallinen
Harnstoff zu bilden, oder die wässrige Harnstofflösung kann zu geschmolzenem Harnstoff, der im wesentlichen
frei von Wasser ist, unter Vakuum oder normalem Druck konzentriert werden.
Der Wasserdampf von der Konzentrationszone 22 der Vakuumkristallisationseinrichtung,
der noch geringe Mengen an Nebel aus wässriger Harnstofflösung, Ammoniak und Kohlendioxid enthält,
wird durch eine Leitung 25 in einen Kondensator 26 eingeleitet, wo er durch indirekten Wärmeaustausch mit Kühlwasser
kondensiert wird, welches von einer Leitung 27 zugeführt und durch eine Leitung 28 abgeleitet wird. Nicht kondensierter
Wasserdampf wird durch eine Leitung 29 in einen Ejektor SO zur Vakuumerzeugung zusammen mit nicht kondensiertem Ammoniak
und Kohlendioxid geleitet und wird dann durch eine Leitung 32 in einen barometrischen Kondensator 33, zusammen mit
Hochdruckdampf zum Antreiben des Ejektors, der durch eine Leitung 31 zugeführt wird, eingeführt. In dem barometrischen
Kondensator 33 wird der nicht kondensierte Wasserdampf durch
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Kontakt mit Kühlwasser, das von einer Leitung 34 zugeführt wird, vollständig kondensiert.
Der Wasserdampf von der Leitung 25 enthält geringe Mengen an inerten Gasen, die von dem barometrischen Kondensator 33 abgenommen
werden. Der Kondensator 26 kann aus einer einzigen Einheit bestehen, oder er kann aus zwei oder mehreren Einheiten
bestehen, die in Serie geschaltet sind. Wenn es möglich ist, im wesentlichen das gesamte Ammoniak und Kohlendioxid
in dem Kondensator 26 zu kondensieren, kann der barometrische Kondensator 33 weggelassen werden. Der Wasserdampf kann in
eine geeignete Trenneinrichtung wie z.B. eine Zyklon-Trenneinrichtung, die mit einem Kühlmantel ausgestattet ist, vor
der Einführung in den Kondensator 26 geleitet werden, um den Nebel aus wässriger Harnstofflösung bei der Kondensation eines
Teils des Wasserdampfes abzutrennen. Die entstehende wässrige Lösung, die Harnstoff, Ammoniak und Kohlendioxid in geringen
Konzentrationen enthält, kann als ein Waschwasser für kristallinen Harnstoff, der durch die Zentrifugalabtrennung erhalten
wird, oder als Prozesswasser verwendet werden, wie z.B. als ein Absorptionsmittel, das in einem Aufbereitungsschritt für nicht umgesetztes Ammoniak verwendet wird.
Das Kondensat, das Ammoniak, Kohlendioxid und Harnstoff enthält, wird durch eine Leitung 35 zu einer Pumpe 37 geleitet,
zusammen mit der wässrigen Lösung, die von dem barometrischen Kondensator 33 durch eine Leitung 36 abgezogen wird und geringe
Mengen Ammoniak und Kohlendioxid enthält, um den Druck auf im wesentlichen den gleichen Wert zu erhöhen, wie er in
der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne 13 herrschte. Das Kondensat wird dann in einen Wärmeaustauscher 39 eingeführt, in dem
es durch indirekten Wärmeaustausch mit heissem Wasser erhitzt wird, wie es im einzelnen beschrieben werden wird, und wird
dann einem an einer geeigneten Stelle gelegenen Kolonnenboden einer Rektifizierkolonne 41 für eine wässrige Ammoniumcarbaaiatlösung
zugeleitet. In dem 4btreiberteil der Rektifizierkoionne
41 ist ein Erhitzer 42 vorgesehen. Die gasförmige Mi-
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schung aus Ammoniak, Kohlendioxid und Wasserdampf wird von dem Kopfteil der Kolonne 41 zugeführt und durch eine Leitung
43 in einen Kondensator 44 eingeleitet, in dem die Gasmischung mit einem Kondensat in Kontakt gebracht wird (welches eine
wässrige Ammoniumcarbamatlösung ist, die durch Kondensation
der von Leitung 43 zugefiihrten gasförmigen Mischung erzeugt worden ist), das auf einer Temperatur von 110 bis 1400C
durch Kühlen gehalten wird, wodurch ein Teil des Wasserdampfes kondensiert wird. Ein Teil der kondensierten Flüssigkeit wird
von dem Kondensator 44 durch eine Leitung 45 in den oberen Teil der wässrige Ammoniumcarbamatlösung - Rektifizierkolonne
zurückgeführt. Der in der gasförmigen Mischung von der Rektifizierkolonne
41 enthaltene Wasserdampf ist vorzugsweise in einer Menge vorhanden, die so gross wie möglich ist, da er
eine Wärmequelle für die Niederdruck-Rektifizierung darstellt. Im üblichen Falle wird daher kein Rückfluss durchgeführt.
Wenn Rückfluss durchgeführt wird, sollte die Menge des Rückflusses auf einem Minimum gehalten werden. Von dem Abtreiber-
ier
teil oder derDestill/blase der Rektifizierungskolonne 41 wird heisses Wasser mit einer Temperatur von 120° bis 23O°C, das eine geringe Menge Harnstoff (während ein Teil des Harnstoffes, der in der von der Leitung 40 zugeführten wässrigen Lösung enthalten ist, hydrolisiert wird) enthält, entnommen. Dieses heisse Wasser wird in den Wärmeaustauscher 39 durch eine Leitung 46 geleitet. In dem Wärmeaustauscher 39 wird das heisse Wasser durch, indirekten Wärmeaustausch mit der wässrigen Lösung, die in die wässrige Ammoniumcarbamatlösung-Rektifizierungskolonne 41 eingeführt werden soll, gekühlt und wird von einer Leitung 47 entnommen. Wenn es vom Standpunkt der Umweltverschmutzung nicht erwünscht ist, das heisse Wasser, das Harnstoff aus dem Harnstoffsynthesesystem enthält, wie es ist, ins Abwasser abzulassen, sollte der Nebel aus wässriger Harnstofflösung vor der Einleitung des Wasserdampfes von der Konzentrationszone 22 der Vakuumkristallisationseinrichtung in den Kondensator 26 in einer Weise entfernt werden, wie es oben beschrieben ist. Es wird bemerkt, dass die gasförmige Mischung von Leitung 48 in die Hochdruck-Rektifiziev
teil oder derDestill/blase der Rektifizierungskolonne 41 wird heisses Wasser mit einer Temperatur von 120° bis 23O°C, das eine geringe Menge Harnstoff (während ein Teil des Harnstoffes, der in der von der Leitung 40 zugeführten wässrigen Lösung enthalten ist, hydrolisiert wird) enthält, entnommen. Dieses heisse Wasser wird in den Wärmeaustauscher 39 durch eine Leitung 46 geleitet. In dem Wärmeaustauscher 39 wird das heisse Wasser durch, indirekten Wärmeaustausch mit der wässrigen Lösung, die in die wässrige Ammoniumcarbamatlösung-Rektifizierungskolonne 41 eingeführt werden soll, gekühlt und wird von einer Leitung 47 entnommen. Wenn es vom Standpunkt der Umweltverschmutzung nicht erwünscht ist, das heisse Wasser, das Harnstoff aus dem Harnstoffsynthesesystem enthält, wie es ist, ins Abwasser abzulassen, sollte der Nebel aus wässriger Harnstofflösung vor der Einleitung des Wasserdampfes von der Konzentrationszone 22 der Vakuumkristallisationseinrichtung in den Kondensator 26 in einer Weise entfernt werden, wie es oben beschrieben ist. Es wird bemerkt, dass die gasförmige Mischung von Leitung 48 in die Hochdruck-Rektifiziev
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kolonne 8 eingeleitet werden kann, ohne dass sie der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne
13 zugeführt wird.
Der Wasserdampfgehalt in der gasförmigen Mischung von Ammoniak
und Kohlendioxid, die von dem Kondensator zugeführt wird, liegt z.B. in dem Bereich von 60 bis 75 % (Volumenprozent),
wenn die wässrige Lösung, die in die wässrige Ammoniumcarbamatlösung-Rektifizierkolonne
41 durch die Leitung 40 eingeführt werden soll, 98 bis 99 % (Gewichtsprozent) Wasser enthält.
Die gasförmige Mischung wird durch eine Leitung 48 einem Kolonnenboden zugeführt, der gerade über oder 1 bis 3 Böden
über der Erhitzungszone der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne
liegt, und wird im Gegenstrom mit dem Harnstoffsyntheseauslauf in Kontakt gebracht, der vom oberen Teil der Kolonne nach unten
läuft, wobei der Wasserdampf in dem gemischten Gas kondensiert wird. Das in dem Harnstoffsyntheseauslauf enthaltene
nicht umgesetzte Ammoniumcarbamat wird durch Kondensationswärme zersetzt, die bei der Kondensation von Wasserdampf erzeugt
wird. Die eingeführte Gasmischung, von der Wasserdampf teilweise durch Kondensation entfernt wird, wird von dem Kopf
der Kolonne zusammen mit einer gasförmigen Mischung aus Ammoniak, Kohlendioxid und Wasserdampf entfernt, die durch Zersetzung
des nicht umgesetzten, in dem Harnstoffsyntheseauslauf
enthaltenen Ammoniumcarbamats erzeugt werden.
Die Behandlung der gasförmigen Mischungen aus Ammoniak, Kohlendioxid
und Wasserdampf, die von der Hochdruck-Rektifizierkolonne 8, von der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne 13 und von
der Gastrennanlage 18 jeweils entnommen werden, wird unten näher beschrieben. Die gasförmige Mischung von der Gastrennanlage
18 wird durch eine Leitung 49 in einen Gaskondensator 50 eingeführt, in dem sie zur Kondensation unter Kühlbedingungen
mit einem Absorptionsmittel wie z.B. Wasser oder einer wässrigen Harnstofflösung, die von einer Leitung 51 zugeführt
wird, in Kontakt gebracht wird, um eine wässrige Ammoniumcarbamatlösung
zu bilden. Die so gebildete wässrige Ammoniumcar-
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15 _ 2553112
bamatlösung wird durch eine Leitung 52 zu einer Pumpe 53 ge-
2 leitet, um den Druck auf 1 bis 5 kg/cm (gauge) (2,033 bis
ο
6,033 kg/cm absolut) anzuheben, worauf das Einleiten in eine Niedrigdruck-Absorptionskolonne 56 durch die Leitungen 54 und 55 folgt. Gleichzeitig wird eine Harnstoffmutterflüssigkeit, die mittels der Zentrifugaltrennanlage 24 abgetrennt worden ist und die durch eine Leitung 57 zu einer Pumpe 58 geleitet
6,033 kg/cm absolut) anzuheben, worauf das Einleiten in eine Niedrigdruck-Absorptionskolonne 56 durch die Leitungen 54 und 55 folgt. Gleichzeitig wird eine Harnstoffmutterflüssigkeit, die mittels der Zentrifugaltrennanlage 24 abgetrennt worden ist und die durch eine Leitung 57 zu einer Pumpe 58 geleitet
2 worden ist, in der der Druck auf 1 bis 5 kg/cm (gauge)
(2,033 bis 6,033 kg/cm ) erhöht worden ist, durch die Leitungen 59 und 55 in die Niedrigdruck-Absorptionskolonne 56 eingeführt.
Ferner kann ein Teil der oder die gesamte wässrige Ammoniumcarbamatlösung von der Leitung 54, der durch eine
Leitung 60 geführt wird, um mit dem Kondensat von der Leitung 38 kombiniert zu werden, in die wässrige Ammoniumcarbamatlösung-Rektifizierkolonne
41 durch den Wärmeaustauscher 39 und die Leitung 40 eingeführt werden. Hierdurch wird verhindert,
dass das Absorbat, das in der Niedrigdruck-Absorptionskolonne erhalten worden ist, verdünnt wird.
Eine andere gasförmige Mischung, die von der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne
13 zugeführt wird, wird durch eine Leitung 61 in die Niedrigdruck-Absorptionskolonne 56 geleitet und wird
in der obengenannten Harnstoffmutterflüssigkeit und der wässrigen Ammoniumcarbamatlösung unter Kühlen absorbiert. Das
entstehende, Ammoniumcarbamat enthaltende Absorbat wird durch eine Leitung 62 einer Pumpe 63 zugeführt, in der der Druck
ο auf einen Manometerablesedruck von 15 bis 25 kg/cm erhöht ist, und wird ferner zu dem oberen Teil einer Hochdruck-Absorptionskolonne
65 durch eine Leitung 64 geleitet. Im Bodenteil der Hochdruck-Absorptionskolonne 65 wird eine gasförmige
Mischung von der Hochdruck-Rektifizierkolonne 8 durch die Leitung 66 eingeführt. In der Hochdruck-Absorptionskolonne
wird die gasförmige Mischung mit der wässrigen Ammoniumcarbamat lösung, die nach unten geflossen ist, in Kontakt gebracht
und in ihr absorbiert, was unter Kühlen durch einen Kühler geschieht, und die verbleibende nicht absorbierte gasförmige
Mischung wird gezwungenermassen mit der wässrigen Ammoniumcar-
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bamatlösung in Kontakt gebracht, die vom oberen Teil nach
unten fliesst, während sie durch die Kolonne nach oben aufsteigt, um das gesamte Kohlendioxid und einen Teil Ammoniak
darin zu absorbieren. Als Ergebnis wird Ammoniakgas, das frei von Kohlendioxid ist, vom oberen Kopf der Kolonne entnommen.
Das Ammoniakgas wird durch eine Leitung 68 in einen Ammoniakkondensator 69 geführt, in dem es gekühlt und verflüssigt
wird. Das entstehende flüssige Ammoniak wird durch eine Leitung
70 in den Synthese-Autoklaven 4 zusammen mit flüssigem Frischammoniak von der Leitung 2 geleitet. Obgleich Kühlwasser
durch den Kühler 67 geleitet werden kann, kann die Harnstoffaufschlämmung
von der Kristallisationszone 22a der Vakuumkristallisationseinrichtung dort hindurch in die Konzentrationszone 22 der Vakuumkristallisationseinrichtung zwecks Verwendung
als eine Heizquelle geleitet werden, durch die Wasser von der Harnstoffaufschlämmung verdampft wird. Von dem Bodenteil
der Hochdruck-Absorptionskolonne 65 wird die aufbereitete Ammoniumcarbamatlösung hoher Konzentration abgezogen, und
die Lösung wird durch eine Leitung 71 in eine Pumpe 72 geleitet, in der der Druck auf einen Manometerablesedruck von 150
bis 300 kg/cm erhöht wird, und dann durch die Leitung 3 in den Harnstoffsynthese-Autoklaven 4 geleitet.
In der obigen Ausführungsform kann die gasförmige Mischung,
die durch Zersetzung des nicht umgesetzten Ammoniumcarbamats erzeugt worden ist, nicht nur durch Absorption mit einem Absorptionsmittel
aufbereitet werden, sondern auch durch ein Verfahren, bei dem die gasförmige Mischung mittels eines Kompressors
adiabatisch komprimiert und dem Harnstoffsynthese-Autoklaven in Form eines Gases zugeführt wird, oder durch Abkühlen
der gasförmigen Mischung in flüssigem Ammoniak oder Öl, um eine kristalline Ammoniumcarbamatsuspension zu bilden.
Gemäss der Erfindung wird der grösste Teil der Wärme, der zur
Destillation sowohl von Ammoniak und Kohlendioxid als auch von Wasserdampf von einem Kondensat von Wasserdampf, das beim
Konzentrieren einer wässrigen Harnstofflösung erzeugt wird,
609846/09* 1
~ J. # —
erforderlich ist, für die Rektifizierung von nicht umgesetztem
Ammoniumcarbamat wiederverwendet werden, welches in dem Harnstoffsyntheseauslauf enthalten ist, um so die Menge an
zu verbrauchendem Dampf zu verringern und dadurch kaum den Dampfverbrauch ansteigen zu lassen, wenn man das Wärmegleichgewicht
der Gesamtheit des Harnstofferzeugungsverfahrens betrachtet.
Die Absorption einer gasförmigen Mischung von Niedrigdruck-Rektifizierung
des Kondensats von Wasserdampf, das beim Konzentrieren einer wässrigen Harnstofflösung erzeugt
wird, ist deshalb vorteilhaft, da die Wärmemenge, die durch Kühlen entfernt werden muss, kleiner ist als die, die bei
einem herkömmlichen Verfahren erforderlich ist, bei dem eine von dem Kondensat destillierte gasförmige Mischung zusammen
mit einer gasförmigen Mischung von der Niedrigdruck-Rektifizierung
des Harnstoffsyntheseauslauf absorbiert wird, da überschüssiger
Wasserdampf nicht in die \bsorptionsstufe eintritt wie in dem herkömmlichen Verfahren.
Die vorliegende Erfindung wird nun spezieller anhand des folgenden
Beispiels erläutert, in dem alle Teile Gewichtsteile sind.
Die Synthese von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlendioxid in einem molaren Verhältnis von 4 wurde unter einem Manometerablesedruck
von 250 kg/cm bei einer Temperatur von 200 C durchgeführt, um einen Harnstoffsyntheseauslauf zu erhalten,
der Hochdruck-Rektifizierung bei einem Manometerablesedruck
2
von 17 kg/cm und dann Niedrigdruck-Rektifizierung bei einem
von 17 kg/cm und dann Niedrigdruck-Rektifizierung bei einem
2
Manometerablesedruck von 2,5 kg/cm"' am Kopfteil und Abtreiber- oder Destillationsblasentemperaturen von entsprechend 105 C und 130°C unterworfen wurde, um eine wässrige Harnstofflösung zu erhalten, die aus 1120 Teilen/Stunde Harnstoff, 15 Teilen/Stunde Ammoniak, 13 Teilen/Stunde Kohlendioxid und 415 Teilen/Stunde Wasser zusammengesetzt war. Die wässrige Harnstoff lösung wurde schnell in eine Gastrennanlage verdampft,
Manometerablesedruck von 2,5 kg/cm"' am Kopfteil und Abtreiber- oder Destillationsblasentemperaturen von entsprechend 105 C und 130°C unterworfen wurde, um eine wässrige Harnstofflösung zu erhalten, die aus 1120 Teilen/Stunde Harnstoff, 15 Teilen/Stunde Ammoniak, 13 Teilen/Stunde Kohlendioxid und 415 Teilen/Stunde Wasser zusammengesetzt war. Die wässrige Harnstoff lösung wurde schnell in eine Gastrennanlage verdampft,
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2553Ί12
— Xo —
um Ammoniak und Kohlendioxid unter einem Normaldruck bei 110°C abzutrennen. Als Ergebnis wurden der Ammoniak und das
Kohlendioxid, die in der wässrigen Harnstofflösung verblieben waren, auf entsprechend 5 Teile/Stunde und 3 Teile/Stunde reduziert.
Diese Lösung wurde in eine Konzentrationszone einer Vakuumkristallisationseinrichtung eingeführt, die unter einem
absoluten Druck von 80 mmHg bei einer Temperatur von 65°C betrieben wurde, um 1000 Teile/Stunde kristallinen Harnstoff
in der Kristallisationszone einer Vakuumkristallisationseinrichtung auszukristallisieren, während 360 Teile/Stunde Wasserdampf
zusammen mit 4,6 Teilen Ammoniak und 2,7 Teilen Kohlendioxid verdampft wurden. Der so erhaltene kristalline
Harnstoff wurde von der Mutterflüssigkeit mittels einer Zentrifugaltrennanlage
abgetrennt. In der Mutterflüssigkeit waren 0,4 Teile/Stunde Ammoniak und 0,3 Teile Kohlendioxid enthalten.
Die Mutterfliissigkeit wurde als Absorptionsmittel für Ammoniak und Kohlendioxid verwendet, die von der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne
zugeführt wurden.
Die gasförmige Mischung aus Wasserdampf, Ammoniak und Kohlendioxid,
die durch Verdampfung in der Konzentrationszone der Vakuumkristallisationseinrichtung erhalten worden war, wurde
in einen Oberflächenkondensator geleitet und durch Wasser zur Kondensation gekühlt, um eine verdünnte wässrige Ammoniumcarbamatlösung
von 37°C zu erzeugen. In einem Ejektor zur Vakuumerzeugung wurden inerte Gase, die im wesentlichen frei
von Ammoniak und Kohlendioxid waren, und gesättigter Wasserdampf angesaugt. Die verdünnte wässrige Ammoniumcarbamatlösung
von dem Oberflächenkondensator war aus 4,5 Teilen/Stunde
Ammoniak, 2,7 Teilen/Stunde Kohlendioxid und 350 Teilen Was-
ser zusammengesetzt, und ihr Druck wurde auf 2,7 kg/cm (gauge) (3,733 kg/cm ) durch eine Pumpe erhöht. Die wässrige
Lösung wurde einem mittleren Teil einer wässrige Ammoniumcarbamatlösung-Rektifizierkolonne
zugeführt, in der der Abtreibteil oder die Destillierblase und der Kopf auf 145°C beziehungsweise
auf 125°C gehalten wurden. Von dem Kopfteil wurden 4,6 Teile/Stunde Ammoniak, 2,7 Teile/Stunde Kohlendioxid und
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11 Teile/Stunde Wasser inForm einer gasförmigen Mischung destilliert.
Diese gasförmige Mischung wurde einem Kolonnenboden zugeführt,
der gerade über der Erhitzungszone der unter einem Manometerablesedruck von 2,5 kg/cm"1 betriebenen Niedrigdruck-Rektifizierkolonne
lag. Von dem Kopfteil der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne wurde eine gasförmige Mischung destilliert, die
aus 109,6 Teilen/Stunde Ammoniak, 52,7 Teilen/Stunde Kohlendioxid und 40,4 Teilen/Stunde Wasserdampf zusammengesetzt war,
und von dem Abtreibeteil bzw. der Destillierblase wurde eine wässrige Harnstofflösung entnommen, die aus 1120 Teilen/Stunde
Harnstoff, 15 Teilen/Stunde Ammoniak, 13 Teilen/Stunde Kohlendioxid und 425,6 Teilen/Stunde Wasser zusammengesetzt war,
d.h. eine wässrige Harnstofflösung, in der Wasser um 10,6 Teile/Stunde
im Vergleich zu einem Fall erhöht war, bei dem eine gasförmige Mischung von der wässrige Ammoniumcarbamatlösung-Rektifizierkolonne
nicht in die Niedrigdruck-Rektifizierkolonne eingeführt worden war. Wenn die gasförmige Mischung von
der wässrige Ammoniumcarbamatlösung-Rektifizierkolonne nicht
in die Niedrigdruck-Rektifizierkolonne eingeführt wurde, war
das von dem Kopfteil derselben destillierte Gas aus 105 Teilen/Stunde Ammoniak, 50 Teilen/Stunde Kohlendioxid und 40
Teilen/Stunde Wasserdampf zusammengesetzt. Der Dampfverbrauch in der Niedrigdruck-Rektifizierkolonne betrug 0,077 Tonnen
pro Tonne Harnstoff (0,077 tons per ton of urea), wenn die gasförmige Mischung von der wässrigen Ammoniumcarbamatlösung
in die Rektifizierkolonne eingeführt wurde, und 0,090 Tonnen pro Tonne Harnstoff (0,090 tons per ton of urea), wenn die
gasförmige Mischung nicht in die Rektifizierkolonne eingeführt wurde.
609848/0981
Claims (10)
1. Verfahren zur Behandlung von Wasserdampf, der beim *■-"' Konzentrieren einer wässrigen Harnstofflösung erzeugt
wird, in dem ein Harnstoffsyntheseauslauf, der Harnstoff, nicht umgesetztes Ammoniumcarbamat und Wasser
enthält, von einer Harnstoffsynthesezone mehreren Zersetzungsstufen
für nicht umgesetztes Ammoniumcarbamat unterworfen wird, bei denen der Druck stufenweise verringert
wird, um im wesentlichen das gesamte nicht umgesetzte Ammoniumcarbamat zu zersetzen und von der
wässrigen Harnstofflösung abzutrennen, und die wässrige
Harnstoff lösung, die noch geringe Mengen Ammoniak und Kohlendioxid enthält, konzentriert wird, um kristallinen
Harnstoff oder geschmolzenen Harnstoff, der i.wes, frei von Wasser ist, zu erhalten, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: (a") Abkühlen zur Kondensation von Wasserdampf,
der bei der Konzentration der wässrigen Harnstofflösung erzeugt wird und der geringe Mengen Ammoniak
und Kohlendioxid enthält, wobei eine verdünnte wässrige Ammoniumcarbamatlösung gebildet wird;
(b) ein Unterwerfen dieser verdünnten wässrigen Ammoniumcarbamatlösung
einer Rektifizierung unter einem
2 Manometerablesedruck, der niedriger als 25 kg/cm ist,
in einer Rektifizierungszone, um eine gasförmige Mischung
von Wasserdampf, Ammoniak und Kohlendioxid abzudestillieren; (c) Einführen dieser gasförmigen Mischung
in die Zersetzungsstufe für nicht umgesetztes Ammoniumcarbamat unter Verwendung einer Rektifizierung
unter im wesentlichen dem gleichen Druck, um den Wasserdampf von dieser gasförmigen Mischung zu entfernen;
und (d) Aufbereiten des entstehenden Ammoniaks und Kohlendioxids zusammen mit einer gasförmigen Mischung
aus Ammoniak und Kohlendioxid, die in der genannten Zersetzungsstufe für nicht umgesetztes Ammoniumcarba-
609846/0981
mat erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet
, dass der beim Konzentrieren der wässrigen Harnstofflösung erzeugte Wasserdampf
durch indirekte Kühlung mit Wasser kondensiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Nebel aus wässriger
Harnstoff lösung, der in dem Wasserdampf enthalten ist, vor der Kondensation des Wasserdampfes abgetrennt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Wasserdampf durch
indirekte Kühlung kondensiert wird, worauf Mischen mit Wasser folgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, dass die Rektifizierung der verdünnten wässrigen Ammoniumcarbamatlösung bei
einem Manometerablesedruck von 1 bis 5 kg/cm durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Rektifizierung
der verdünnten wässrigen Ammoniumcarbamatlösung bei einer Kolonnenkopftemperatur von 110 bis 180 C und
bei einer Abtreiber- oder Destillierblasentemperatur von 120° bis 230°C durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass ein Teil der gasförmigen
Mischung, die von dieser Rektifizierzone abgeleitet wird, kondensiert wird und das entstehende Kondensat
durch den Kopfteil der Rektifizierungszone gelei-
609846/098 1
2553112
tet wird, um den Wassergehalt der gasförmigen Mischung zu verringern.
8. Verfahren nach \nspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, dass die verdünnte wässrige Ammoniumcarbamatlösung durch indirekten Wärmeaustausch
mit heissem Wasser, das von der Rektifizierungszone abgezogen wird, erhitzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die gasförmige Mischung
von der Rektifizierungszone in eine Niedrigdruck-Rektifizierung
zum Zersetzen von nicht umgesetztem Ammoniumcarbamat bei einem Manometerablese-
2
druck von 1 bis 5 kg/cm geleitet wird.
druck von 1 bis 5 kg/cm geleitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rektifizierungszone
auf einer Kopftemperatur von 100° bis 140°C und einer Abtreiber- oder Destilliertemperatur von 120
bis 160°C gehalten wird.
6D9 84 6/0S81
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3753619A1 (de) | 2019-06-18 | 2020-12-23 | SKW STICKSTOFFWERKE PIESTERITZ GmbH | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung reiner harnstofflösungen durch verwertung von prozesswasser |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5268129A (en) * | 1975-12-05 | 1977-06-06 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Recovery of unreacted material and heat on urea synthesis |
| IT1068268B (it) * | 1976-09-09 | 1985-03-21 | Snam Progetti | Procedimento per la produzione di urea e purificazione delle acque |
| JPS5797400A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | Speed controlling device for motor driven generator |
| NL8303888A (nl) * | 1983-11-13 | 1985-06-03 | Unie Van Kunstmestfab Bv | Werkwijze voor de bereiding van ureum. |
| RU2113636C1 (ru) * | 1997-06-16 | 1998-06-20 | Сергей Анатольевич Попов | Насосно-эжекторная установка (варианты) |
| CN109516932B (zh) * | 2018-12-19 | 2024-04-12 | 安徽节源环保科技有限公司 | 一种尿素装置节能改造的工艺系统 |
| CN117843016B (zh) * | 2023-12-15 | 2025-08-15 | 华电电力科学研究院有限公司 | 利用机组凝结水调节尿素水解装置制氨量的系统及方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1248639B (de) * | 1959-07-03 | |||
| GB948786A (en) * | 1959-10-23 | 1964-02-05 | Toyo Koatsu Ind Inc | An improvement in synthesis of urea |
| US3232983A (en) * | 1960-01-08 | 1966-02-01 | Pullman Inc | Urea synthesis |
| NL137130C (de) * | 1966-01-20 | 1900-01-01 | ||
| US3636106A (en) * | 1968-09-12 | 1972-01-18 | Chemical Construction Corp | Process for urea synthesis |
| US3668250A (en) * | 1969-08-19 | 1972-06-06 | Chemical Construction Corp | Urea synthesis process |
| US3711544A (en) * | 1970-04-20 | 1973-01-16 | Lummus Co | Heat recovery in urea synthesis |
| US3932504A (en) * | 1970-05-19 | 1976-01-13 | Vulcan-Cincinnati, Inc. | Urea manufacture |
| US3824283A (en) * | 1970-11-02 | 1974-07-16 | Chemical Construction Corp | Urea synthesis process |
| JPS5535378B2 (de) * | 1973-02-14 | 1980-09-12 | ||
| US3922222A (en) * | 1973-02-20 | 1975-11-25 | Cf Ind | Method for treatment of urea crystallizer condensate |
-
1975
- 1975-01-01 AR AR261757A patent/AR206244A1/es active
- 1975-05-06 JP JP50053141A patent/JPS51128915A/ja active Granted
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- 1975-12-31 FR FR7540353A patent/FR2310343A1/fr active Granted
-
1976
- 1976-01-22 US US05/651,569 patent/US4207256A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-02-19 CA CA246,285A patent/CA1064051A/en not_active Expired
- 1976-03-14 EG EG150/76A patent/EG12001A/xx active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3753619A1 (de) | 2019-06-18 | 2020-12-23 | SKW STICKSTOFFWERKE PIESTERITZ GmbH | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung reiner harnstofflösungen durch verwertung von prozesswasser |
| DE102019208859A1 (de) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung reiner Harnstofflösungen durch Verwertung von Prozesswasser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EG12001A (en) | 1978-06-30 |
| NO150115C (no) | 1984-08-22 |
| CA1064051A (en) | 1979-10-09 |
| FR2310343A1 (fr) | 1976-12-03 |
| FR2310343B1 (de) | 1980-09-19 |
| GB1509950A (en) | 1978-05-10 |
| NO150115B (no) | 1984-05-14 |
| NL7515175A (nl) | 1976-11-09 |
| AR206244A1 (es) | 1976-07-07 |
| ES443998A1 (es) | 1977-04-16 |
| NL172950C (nl) | 1983-11-16 |
| AU503462B2 (en) | 1979-09-06 |
| IT1051981B (it) | 1981-05-20 |
| JPS51128915A (en) | 1976-11-10 |
| US4207256A (en) | 1980-06-10 |
| AU8735475A (en) | 1977-06-23 |
| BR7508676A (pt) | 1976-11-09 |
| DE2559112C3 (de) | 1979-06-13 |
| NO754403L (de) | 1976-11-09 |
| JPS5243620B2 (de) | 1977-11-01 |
| DE2559112B2 (de) | 1978-10-19 |
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| DE2654883C2 (de) | ||
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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