(11) 461 (13) P Прекратил действие

СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДА

(51) МПК: С07С 273/04; В 01 J 10/00
Изображение патента 461
Сведения о документе
(11) Номер документа
461
(13) Код типа документа
P
(51) МПК
С07С 273/04; В 01 J 10/00
(45) Дата публикации
28.11.2008
Статус
Прекратил действие
Заявка
(21) Рег. номер заявки
07000915
(22) Дата подачи заявки
20.03.2006
(31) Конвенционный приоритет
2005111522
(32) Дата подачи конв. заявки
08.04.2005
(33) Страна приоритета
RU
PCT
(85) Дата нац. фазы PCT
26.10.2006
(86) Номер заявки PCT
WO 2006/112751
Лица
(71) Заявитель(и)
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ КАРБАМИДА И ПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА» (ОАО НИИК) (RU)
(72) Автор(ы)
Сергеев Ю.А. (RU); Андержанов Р.В. (RU); Гусев И.В. (RU); Солдатов А.В. (RU); Прокопьев А.А. (RU); Кузнецов Н.М. (RU); Есин И.В. (RU).
(73) Патентообладатель(и)
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ КАРБАМИДА И ПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА» (ОАО НИИК) (RU)

Реферат

Изобретение относится к способам и устройствам для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода.
Способ получения карбамида включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях с образованием потока плава карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммо¬ния, аммиак и диоксид углерода, дистилляцию потока плава карбамида при подводе тепла на двух ступенях давления, предпочтительно при 15-25 и 2-5 кгс/см2, с образованием водного раствора карба-мида и газов дистилляции, причем дистил¬ляцию плава карбамида на первой ступени давления проводят последовательно в двух зонах, в первой из которых дистилляцию проводят адиабатически или при подводе тепла, а во второй дистилляцию проводят при подводе тепла в токе диок¬сида угле рода, конденсацию-абсорбцию при охлаждении газов дистилляции с использованием водных аб-сорбентов и образованием водных растворов карбамата аммония, рециркуляцию водного раствора карбамата аммония со стадии конденсацииабсорбции газон дистилляции второй ступени на стадию конденсацииабсорбции газов дистилляции первой ступени и со стадии конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в зону синтеза, выпаривание водного раствора карбамида в несколько ступеней при теплообмене между газами дистилляции первой ступени и вод-ным раствором карбамида на стадии предвари-тельного выпаривания.

Формула изобретения

1. Способ получения карбамида взаимодействием аммиака и диоксида углерода в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях с образованием потока плава карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и диоксид углерода, дистилляцией потока плава карбамида при подводе тепла на двух ступенях давления, предпочтительно при 15-25 и 2-5 кгс/смг, с образованием водного раствора карбамида и газов дистилляции, конденсацией-абсорбцией при охлаждении газов дистилляции с использованием водных абсорбентов и образованием водных растворов карбамата аммония, рециркуляцией водно-го раствора карбамата аммония со стадии кон-денсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и со стадии конден-сации-абсорбции газов дистилляции первой сту-пени в зону синтеза, выпариванием водного рас-твора карбамида в несколько ступеней при тепло-обмене между газами дистилляции первой ступени и водным раствором карбамида на ста¬дии пред-варительного выпаривания, отличающийся тем, что дистилляцию плава карбамида на первой ступени давления проводят последовательно в двух зонах, в первой из которых дистилляцию проводят адиабатически или при подводе тепла, а во второй дистилляцию проводят при подводе тепла в токе диоксида углерода.
2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что газы из первой зоны первой ступени дистилля-ции направляют на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени после их теплообмена последовательно с плавом карба¬мида на второй ступени его дистилляции и с водным раствором карбамида на стадии предварительного выпаривания, а газы из второй зоны первой ступени дистилляции возвращают в первую зону первой ступени дистилляции и/или присое¬диняют к газам из первой зоны первой ступени дистилляции перед их теплообме¬ном с пла-вом карбамида на второй ступени его дистилля-ции.
3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что газы из первой зоны первой ступени дистил-ляции направляют непосредственно на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, а газы из второй зоны первой сту¬пени дистилляции направляют на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени после их теплообмена последовательно с плавом карбамида на второй ступени его дистилляции и с водным раствором карбамида на стадии предва-рительного выпаривания.
4. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что газы из первой зоны первой ступени дистилля-ции направляют непосредственно на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, а газы из второй зоны первой сту¬пени дистилляции направляют на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени после их теплообмена с водным раствором карбамида на стадии предварительного выпаривания.
5. Установка для получения карбамида, включающая реактор синтеза карбамида, устрой-ство с подводом тепла из внешнего источника для дистилляции плава карбамида, полученного в реакторе синтеза, на первой ступени давления, устройство с подводом тепла для дистилляции плава карбамида на второй ступени давления, аппараты для выпаривания при нагреве водного раствора карбамида, полученного на второй ступени дистилляции, устройства для конденса-ции-абсорбции при охлаждении газов дистилляции обеих ступеней, теплообменник-рекуператор для теплообмена между газами дистилляции пер-вой ступени и водным раствором карбамида, средства для подачи аммиака и диоксида углеро-да в реактор синтеза карбамида, плава карбамида из реактора синтеза в устройство для дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для дистилляции второй ступени, водного раствора карбамида из уст¬ройства для дистилляции второй ступени в теплообменник-рекуператор и из теплообменника-рекуператора в аппарат для последующего выпа-ривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в теплообменник-рекуператор и из теплообменника-рекуператора в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, газов дистилляции из аппарата для дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дис-тилляции второй ступени, раствора карбамата аммония из устройства для конденсацииабсорбции газов дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и из устройства для конденса¬ции-абсорбции газов дистилляции первой ступени в реактор синтеза, отличающаяся тем, что устройство для дистилляции первой ступени состоит из колонны дистилляции первой ступени и пленочного теплообменника, и установка содер-жит дополнительно средства для подачи плава карбамида из колонны дистилляции первой ступени в пленочный теплообменник и средства для подачи диоксида углерода в пленочный теплооб-менник.
6. Установка по пункту 5, отличающаяся тем, что средства для подачи газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в теплообменник-рекуператор включают средства для подачи газов дистилляции из колонны дис-тилляции первой ступени в зону нагрева устрой-ства для дистилляции второй сту¬пени, средства для подачи газов дистилляции из пленочного тепло-
обменника в ко¬лонну дистилляции первой ступени и/или в зону нагрева устройства для дистилля¬ции второй ступени и средства для подачи газов ди-стилляции из зоны нагрева устройства для ди-стилляции второй ступени в теплообменник-рекуператор.
7. Установка по пункту 5, отличающаяся тем, что средства для подачи газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в теплообменник-рекуператор включают средства для подачи газов дистилляции из пленочного теп-лообменника в зону нагрева устройства для ди-стилляции второй ступени и из зоны нагрева устройства для дистилляции второй ступени в теплообменник-рекуператор, и установка содержит дополнительно средства для подачи газов дис¬тилляции из колонны дистилляции первой сту-пени непосредственно в устройство для конденса-ции-абсорбции газов дистилляции первой ступени.
8. Установка по пункту 5, отличающаяся тем, что средства для подачи газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в теплообменник-рекуператор включают средства для подачи газов дистилляции из пленочного теп-лообменника в теплообменник-рекуператор, и установка содержит дополнительно средства для подачи газов дистилляции из колонны дистилля-ции первой ступени непосредственно в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени.

Описание

тилляции первой ступени, газов дистилляции из аппарата для дистилляции второй ступени в устройство для кон¬денсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, раствора карбамата аммония из устройства для конденсацииабсорбции газов дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и из устройства для конденсации-
абсорбции газов дистилляции первой ступени в реактор синтеза, средства для подачи диоксида углерода в пленочный теплообменник.
Техническим результатом изобретения является увеличение степени рекуперации тепла про-изводственного цикла и уменьшение количества теплообменников, использующих Область техники
Изобретение относится к способам и устрой-ствам для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода.
Предшествующий уровень техники
Известны способы получения карбамида взаимодействием аммиака и диок¬сида углерода при повышенных температурах и давлениях с образо-ванием плава синтеза карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и ди-оксид углерода, разложением карбамата аммония в плаве синтеза карбамида при подводе тепла на нескольких ступенях давления с образованием водного раствора карбамида и газовых потоков, конденсацией-абсорбцией газовых потоков с ис-пользованием водных абсорбентов и образовани-ем водного раствора карбамата аммония (часто называемого также раствором углеаммонийных солей - УАС), ре-циркулируемого на стадию обра-зования плава синтеза карбамида, выпариванием водного раствора карбамида и получением твер-дого карбамида (В.И.Кучерявый, В.В.Лебедев. Синтез и применение карбамида, Л: Химия, 1970, с.187-208).
Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности яв¬ляется известный спо-соб получения карбамида взаимодействием амми-ака и диок¬сида углерода в зоне синтеза при повы-шенных температурах и давлениях с обра-зованием потока плава карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммо¬ния, аммиак и ди-оксид углерода, дистилляцией потока плава син-теза карбамида при подводе тепла из внешнего источника на двух ступенях давления, предпочти-тельно при 15-25 и 2-5 кгс/см2, с образованием водного раствора карбамида и газов дистилляции, конденсацией-абсорбцией газов дистилляции с использованием вод¬ных абсорбентов и образова-нием водных растворов карбамата аммония, ре-цирку¬ляцией водного раствора карбамата аммо-ния со стадии конденсации-абсорбции газов ди-стилляции второй ступени на стадию конденса-ции-абсорбции газов дис¬тилляции первой ступени и со стадии конденсации-абсорбции газов дистил-ляции первой ступени в зону синтеза, выпаривани-ем водного раствора карбамида в не¬сколько сту-пеней при теплообмене между газами дистилляции первой ступени и водным раствором карбамида на стадии предварительного выпаривания, получе-нием твердого карбамида (US 3366682, 260-555, 1968). В этом способе теплота, выделяющаяся при охлаждении и частичной конденсации газов ди-стилляции первой ступени, используется для уда-ления части воды из раствора карбамида, что приводит к снижению общих затрат греющего пара в процессе производства кар¬бамида.
Известны установки для получения карбами-да, включающие реактор син¬теза карбамида, ап-параты для дистилляции на нескольких ступенях давления пла¬ва карбамида, полученного при син-тезе, аппараты для выпаривания водного рас¬твора карбамида, полученного на последней ступени дистилляции, аппараты для конденсации-абсорбции газов дистилляции, средства для пода-чи аммиака и диок¬сида углерода в реактор синте-за карбамида, плава карбамида из реактора син-теза в аппараты для дистилляции, водного рас-твора карбамида из аппарата для дистил¬ляции последней ступени в аппараты для выпаривания, газов дистилляции из ап¬паратов для дистилляции в аппараты для конденсации-абсорбции, раствора карба-мата аммония из аппарата для дистилляции более низкого давления в аппарат для дистилля-ции более высокого давления и из аппарата для дистилляции высокого давления в реактор синтеза (В.И.Кучерявый, В.В.Лебедев, Синтез и примене-ние карбамида, Л.: Химия, 1970, с.187-208).
Наиболее близкой к предложенной установке является установка для полу¬чения карбамида, включающая реактор синтеза карбамида, устрой-ство с подводом тепла из внешнего источника для дистилляции плава карбамида, полученного в реакторе синтеза, на первой ступени давления, устройство с подводом тепла из внешнего источ-ника для дистилляции плава карбамида на второй ступени давле¬ния, аппараты для выпаривания при нагреве водного раствора карбамида, полу-ченного на второй ступени дистилляции, аппара-ты для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции обеих ступеней, теплообмен-ник-рекуператор для теплообмена между газами дистилляции первой ступени и водным раствором карбамида, средства для подачи аммиака и диок-сида углерода в реактор синтеза карбамида, пла-ва карбамида из реактора синтеза в устройство для дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в аппарат для дистилляции второй ступени, водного раствора карбамида из аппарата для дис¬тилляции второй ступени в теплообменник-рекуператор и из тепло-обменника-рекуператора в аппарат для последу-ющего выпаривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в теплообменник-рекуператор и из теплообменника-рекуператора в аппарат для конденсации-абсорбции первой ступени, газов дистилляции из аппарата для дистилляции второй ступени в аппа-рат для конденсации-абсорбции второй ступени, раствора карбамата аммония из аппарата для конденсации-абсорбции второй ступени в аппарат для конденсации-абсорбции первой ступени и из аппарата для конденсации-абсорбции первой сту-пени в реактор синтеза (US 3366682, 260-555, 1968). В этой установке, по сравне¬нию с другими известными установками, уменьшено количество теплообменни¬ков, использующих энергоносители (греющий пар) из внешних источников.
Раскрытие изобретения
7 461 8
Технический результат, на достижение кото-рого направлено изобретение, состоит в дальней-шем увеличении степени рекуперации тепла про-изводственного цикла и уменьшении количества теплообменников, использующих греющий пар из внешних источников.
Для достижения этого результата предложен способ получения карбамида взаимодействием аммиака и диоксида углерода в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях с образо-ванием потока плава карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и ди-оксид углерода, дистилляцией по¬тока плава кар-бамида при подводе тепла на двух ступенях дав-ления, предпочти¬тельно при 15-25 и 2-5 кгс/см, с образованием водного раствора карбамида и га-зов дистилляции, конденсацией-абсорбцией при охлаждении газов дистилляции с ис¬пользованием водных абсорбентов и образованием водных рас-творов карбамата аммония, рециркуляцией водно-го раствора карбамата аммония со стадии конден-сации-абсорбции газов дистилляции второй сту-пени на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и со стадии конден-сации-абсорбции газов дистилляции первой сту-пени в зону синтеза, выпариванием водного рас-твора карбамида в несколько ступеней при тепло-обмене между газами дистилляции цер¬вой ступени и водным раствором карбамида на стадии пред-варительного выпари¬вания, отличающийся тем, что дистилляцию плава карбамида на первой ступени давления проводят последовательно в двух зонах, в первой из которых дистилля¬цию проводят адиабатически или при подводе тепла, а во второй дистилляцию проводят при подводе тепла в токе диоксида углерода.
Для достижения этого результата предложена также установка для получе¬ния карбамида, вклю-чающая реактор синтеза карбамида, устройство с подводом тепла из внешнего источника для ди-стилляции плава карбамида, полученного в реак-торе синтеза, на первой ступени давления, устрой-ство с подводом тепла для дистилляции плава карбамида на второй ступени давления, аппараты для выпари¬вания при нагреве водного раствора карбамида, полученного на второй ступени ди-стилляции, устройства для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дис' тшшщии обеих ступеней, теплообменник-рекуператор для теплообмена между газами дистилляции первой ступени и водным раствором карбамида, средства для подачи аммиака и диоксида углерода в реак-тор синтеза карбамида, плава карбами¬да из реак-тора синтеза в устройство для дистилляции пер-вой ступени и из устрой¬ства для дистилляции пер-вой ступени в устройство для дистилляции второй сту¬пени, водного раствора карбамида из устрой-ства для дистилляции второй ступени в теплооб-менник-рекуператор и из теплообменника-рекуператора в аппарат для последующего выпа-ривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в теплообменник-рекуператор и из теплообменника-рекуператора в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, газов дистилляции из аппарата для дистилляции второй ступени в устройство для кон¬денсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, раствора карбамата ам¬мония из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступе¬ни в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в реактор синтеза, отличающаяся тем, что устройство для дистилляции первой сту¬пени со-стоит из колонны дистилляции первой ступени и пленочного теплообмен¬ника, и установка содер-жит дополнительно средства для подачи плава карбамида из колонны дистилляции первой ступе-ни в пленочный теплообменник и средства для подачи диоксида углерода в пленочный теплооб-менник.
Проведение в предложенном способе и с ис-пользованием предложенной установки процесса дистилляции первой ступени в двух зонах, во вто-рой из кото¬рых дистилляцию проводят в токе ди-оксида углерода, позволяет изменить состав газов дистилляции первой ступени - в составе этих газов увеличивается количест¬во диоксида углерода. Это приводит к увеличению термического потенциала этих газов и расширяет возможности использова-ния их тепла вместо подвода тепла из внешнего источника как для нагревания водного раствора карбамида на стадии предварительного выпари-вания, так и для нагревания плава карбамида на второй ступени дистилляции. При этом, в зависи-мости от конкретных условий, процесс дистилля-ции первой ступени в первой зоне можно про-водить как с подводом тепла, так и без него.
В рамках изобретения могут быть реализова-ны различные его модифика¬ции, являющиеся частными случаями его выполнения.
В одной из модификаций способа газы из пер-вой зоны первой ступени дис¬тилляции направляют на стадию конденсации-абсорбции газов дистил-ляции пер¬вой ступени после их теплообмена по-следовательно с плавом карбамида на второй ступени его дистилляции и с водным раствором карбамида на стадии предвари¬тельного выпари-вания, а газы из второй зоны первой ступени ди-стилляции воз¬вращают в первую зону первой сту-пени дистилляции и/или присоединяют к газам из первой зоны первой ступени дистилляции перед их теплообменом с плавом карбамида на второй ступени его дистилляции. Установка в этом слу-чае, в качест¬ве средств для подачи газов дистил-ляции из устройства для дистилляции первой сту-пени в теплообменник-рекуператор, содержит средства для подачи газов дис¬тилляции из колон-ны дистилляции первой ступени в зону нагрева устройства для дистилляции второй ступени, средства для подачи газов дистилляции из пленоч-ного теплообменника в колонну дистилляции пер-вой ступени и/или в зону нагрева устройства для дистилляции второй ступени и средства для пода-чи газов дистил¬ляции из зоны нагрева устройства для дистилляции второй ступени в теплообмен¬ник-рекуператор.
В другой модификации способа газы из пер-вой зоны первой ступени дис¬тилляции направляют непосредственно на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, а газы из второй зоны первой ступени дистилляции направляют на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени после их теп-лообмена последовательно с плавом карбамида на второй ступени его дистилляции и с водным раствором карбамида на стадии предварительно-го выпа¬ривания. Установка в этом случае, в каче-стве средств для подачи газов дистилля¬ции из устройства для дистилляции первой ступени в теплообменник-рекуператор, содержит средства для подачи газов дистилляции из пленочного теп-лообменника в зону нагрева устройства для ди-стилляции второй ступени и из зоны нагрева уст-ройства для дистилляции второй ступени в тепло-обменник-рекуператор и допол¬нительно содержит средства для подачи газов дистилляции из колон-ны дистилля¬ции первой ступени непосредственно в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени.
В третьей модификации способа газы из пер-вой зоны первой ступени дис¬тилляции направляют непосредственно на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, а газы из второй зоны первой ступени дистилляции направляют на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени после их теп-лообмена с водным раствором карбамида на ста-дии предварительного выпаривания. Установка в этом случае, в качестве средств для подачи газов дис¬тилляции из устройства для дистилляции пер-вой ступени в теплообменник-рекуператор, со-держит средства для подачи газов дистилляции из пленочного теп¬лообменника в теплообменник-рекуператор и дополнительно содержит средства для подачи газов дистилляции из колонны дистил-ляция первой ступени непосред¬ственно в устрой-ство для конденсации-абсорбции газов дистилля-ции первой сту¬пени. Подвод тепла в зону нагрева устройства для дистилляции второй ступени в этом случае осуществляется из внешнего источни-ка.
Краткое описание фигур чертежей
Сущность изобретения иллюстрируется при-лагаемыми фиг. 1-3, на которых изображены схе-мы установок, являющихся конкретными вопло-щениями изобре¬тения и реализующих указанные выше модификации предложенного способа.
Варианты осуществления изобретения
В соответствии с фиг. 1 установка для полу-чения карбамида включает ре¬актор синтеза кар-бамида 1, устройство для дистилляции плава кар-бамида, полу¬ченного в реакторе 1, состоящее из колонны дистилляции первой ступени 2 и со-единенного с ней последовательно пленочного теплообменника 3, устройство для дистилляции плава карбамида на второй ступени давления, состоящее из колонны дистилляции второй ступе-ни 4, рекуперативного теплообменника 5 и сепа-ратора б, аппарат для предварительного выпари-вания водного раствора карбамида, состоя¬щий из сепаратора 7 и теплообменника-рекуператора 8, устройство 9 для конден¬сации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции второй ступени, представ¬ляющее собой кожухотрубный теплооб-менник, устройство для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции первой ступе-ни, состоящее из про¬мывной колонны 10, выносно-го теплообменника 11, конденсатора возвратного аммиака 12 и промывного скруббера 13, насос 14 для подачи аммиака и компрес¬сор 15 для подачи диоксида углерода в реактор 1, трубопровод 16 для подачи плава карбамида из реактора 1 в ко-лонну дистилляции 2, трубопровод 17 для по¬дачи ди-оксида углерода в пленочный теплообменник 3, трубопровод 18 для пода¬чи плава карбамида из пленочного теплообменника 3 в колонну дистил-ляции вто¬рой ступени 4, трубопровод 19 для по-дачи водного раствора карбамида из сепара¬тора 6 в сепаратор 7, трубопровод 20 для подачи вод-ного раствора карбамида из теплообменника-рекуператора 8 в аппараты для дальнейшего вы-паривания (на фиг. 1 не показаны), трубопровод 21 для подачи газов дистилляции из колонны 2 в межтрубное пространство рекуперативного теп-лообменника 5, трубопровод 22 для подачи газов дистилляции из рекуперативного теплообменника 5 в межтрубное пространство теплообменника-рекуператора 8, трубопровод 23 для подачи газов дистилляции из теплообменника-рекуператора 8 в выносной теплообменник 11, трубопровод 24 для подачи газов дистилляции из колонны дистилля-ции 4 в уст¬ройство 9 для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, насос 25 для подачи раствора карбамата аммония из устрой-ства 9 для конденсации-абсорбции газов дистил-ляции второй ступени в выносной теплообменник 11, на¬сос 26 для подачи раствора карбамата ам-мония из промывной колонны 10 в реак¬тор синтеза 1, трубопровод 27 для подачи возвратного аммиа-ка из конденсатора 12 к насосу 14, трубопровод 28 для выпуска очищенных от аммиака инертных газов в атмосферу, трубопровод 29 для подачи инертных газов с примесью аммиака в хво¬стовой абсорбер (на фиг. 1 не показан), трубопровод 30 для подачи сокового пара из теплообменника-рекуператора 8 в узел конденсации паров стадии выпаривания (на фиг. 1 не показан), трубопровод 32 для подачи газов дистилляции из пленочно¬го теплообменника 3 в колонну 2, трубопровод 31 для подачи газов дистилляции из пленочного теп-лообменника 3 в трубопровод 21.
Установка, изображенная на фиг. 2, отличает-ся от установки, изображен¬ной на фиг. 1, только тем, что трубопровод 21 предназначен для подачи газов дис¬тилляции из колонны 2 непосредственно в выносной теплообменник 11, трубо¬провод 31- для подачи газов дистилляции из пленочного теп-лообменника 3 в меж¬трубное пространство реку-перативнот теплообменника 5, а трубопровод 32 от¬сутствует.
Установка, изображенная на фиг. 3, отличает-ся от установки, изображен¬ной на фиг. 2, только тем, что трубопровод 31 предназначен для подачи газов дис¬тилляции из пленочного теплообменника 3 непосредственно в межтрубное пространство теплообменника-рекуператора 8, трубопровод 22 отсутствует, а те¬плообменник 5 содержит сред-ства для подвода пара из внешнего источника и от¬вода конденсата.
Сущность изобретения иллюстрируется также приведенными ниже приме¬рами 1-3, описываю-щими конкретное воплощение предложенного способа и рабо¬ту предложенной установки.
ПРИМЕР 1. В соответствии с фиг. 1 в колонну синтеза 1 поступает жидкий аммиак, подаваемый насосом 14, диоксид углерода, подаваемый ком-прессором 15, и возвратный раствор карбамата аммония, подаваемый насосом 26. В колонне 1 при давлении 180-200 кгс/см и температуре 180-195°С осуществляется синтез карбамида с образо-ванием плава (газожидкостной смеси), содержа-щего карбамид, воду, карбамат аммония, не пре-вращенный в карбамид, и избыточный аммиак. Плав дросселируется до давления 15-25 кгс/см2 и по трубопроводу 16 поступает с температурой 125°С в колонну дистилляции первой ступени 2, снабженную массо-и теплообменными устрой-ствами, где при подводе тепла или без него проис-ходит разложение части карбамата аммония и выделение из плава аммиака и диоксида углерода. Плав из колонны 2 поступает в пленочный тепло-обменник 3, обогревае¬мый паром, где при том же давлении и 150-165°С завершается процесс ди-стилля¬ции. В пленочный теплообменник 3 по тру-бопроводу 17 поступает часть диоксида углерода от компрессора 15. Газы из пленочного теплооб-менника 3 с температу¬рой 148-150°С поступают по трубопроводу 32 в колонну 2, где вновь контак-тиру¬ют с плавом карбамида, нагревая его до 138-140°С, либо, частично или полностью, по трубо-проводу 31 в трубопровод 21. Плав из пленочного теплообменника 3 дросселируется до давления 1,5-5 кгс/см2 и по трубопроводу 18 поступает в колон¬ну дистилляции второй ступени 4, где при указанном давлении продолжается раз¬ложение карбамата аммония и выделение из плава аммиа-ка и диоксида углерода, завершающееся в рекупе-ративном теплообменнике 5 и сепараторе 6. Реку-ператив¬ный теплообменник 5 обогревается газами дистилляции первой ступени, посту¬пающими в его межтрубное пространство из колонны 2 и пленоч-ного теплообмен¬ника 3 (непосредственно или через колонну 2) по трубопроводу 21. Раствор карба¬мида из сепаратора 6, практически осво-божденный от карбамата аммония, дроссе-лируется до атмосферного давления и по трубо-проводу 19 поступает в сепаратор 7 и далее в трубы теплообменника-рекуператора 8, где в пле-ночном режиме происходит частичное испарение воды из раствора за счет теплообмена с газа¬ми дистилляции, поступающими в межтрубное про-странство теплообменника-рекуператора 8 из межтрубного пространства рекуперативного теп-лообменника 5 по трубопроводу 22. Раствор кар-бамида концентрацией -78% из теплообменника-рекуператора 8 направляется на дальнейшее вы-паривание и гранулирование из¬вестными спосо-бами по трубопроводу 20. Газы дистилляции вто-рой ступени из колонны 4 конденсируются в аппа-рате 9 с образованием разбавленного раствора карбамата аммония. Газы дистилляции первой ступени с примесью жидких про¬дуктов их конден-сации из межтрубного пространства теплообмен-ника-рекуператора 8 поступают с температурой 110-115°С в выносной теплообменник 11 промыв-ной колонны 10. В этих аппаратах осуществляет-ся конденсация-абсорбция газов дистилляции при их контакте с водой, жидким аммиаком и рас-твором карбамата аммония, полученным при кон-денсации-абсорбции газов дис¬тилляции второй ступени в аппарате 9. Удаляемый из верхней ча-сти промывной колонны очищенный газообразный аммиак конденсируется при охлаждении водой в конденсаторе 12 и возвращается по трубопроводу 27 в линию всасывания насоса 14. Не сконденси-рованные газы промываются от остатков аммиака водой в скруб¬бере 13 и выводятся в атмосферу по трубопроводу 28. Образующийся в нижней части промывной колонны 10 и выносном теплообмен-нике 11 концентрированный раствор карбамата аммония возвращается в реактор синтеза 1 насо-сом 26. Пары из сепаратора 7 и теплообменника 9 поступают по трубопроводу 29 в санитарный аб-сорбер (на фиг. 1 не показан). Пары из теплооб-менника-рекуператора 8 по трубо¬проводу 30 по-ступают в узел конденсации паров стадии выпа-ривания (на фиг. 1 не показан).
ПРИМЕР 2. Процесс проводят на установке, схема которой изображена на фиг. 2, в основном, аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что газы из пленочного теплообменника 3 с темпера-турой 148-150°С поступают по трубопро¬воду 31 в межтрубное пространство рекуперативного теп-лообменника 5 и далее в межтрубное простран-ство теплообменника-рекуператора 8, а оттуда- в выносной теплообменник 11 промывной колонны 10, куда поступают также газы из колонны 2 по трубопроводу 21. Раствор карбамида концентра-цией ~84% из теплообменни¬ка-рекуператора 8 направляется на дальнейшее выпаривание и гра-нулирование из¬вестными способами по трубопро-воду 20.
ПРИМЕР 3. Процесс проводят на установке, схема которой изображена на фиг. 3, в основном,
аналогично примеру 2. Отличие состоит в том, что газы из пленочного теплообменника 3 с темпера-турой 148-150°С поступают по трубопро¬воду 31 в межтрубное пространство теплообменника-рекуператора 8, минуя меж¬трубное пространство теплообменника 5, а оттуда - в выносной тепло-обменник 11 промывной колонны 10, куда посту-пают также газы из колонны 2 по трубопроводу 21. Теплообменник 5 обогревается паром из внеш-него источника. Раствор карба¬мида концентраци-ей ~80% из теплообменника-рекуператора 8 направляется на дальнейшее выпаривание и гра-нулирование известными способами по трубопроводу 20.
Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано для получения карбамида из аммиака и диоксида уг-лерода.

(56) Документы, цитированные в отчёте

1. SU 1428191 A3 (АММОНИЯ КАЗАЛЕ С.А.) 30.09.1988.
2. RU 2117002 C1 (ГЕНДЕЛЬМАН АРОН БЕРКОВИЧ и др.) 10.08.1998.

📎 Прикреплённые файлы