JPS60339B2 - 尿素溶液を処理する方法及び装置 - Google Patents

尿素溶液を処理する方法及び装置

Info

Publication number
JPS60339B2
JPS60339B2 JP54092702A JP9270279A JPS60339B2 JP S60339 B2 JPS60339 B2 JP S60339B2 JP 54092702 A JP54092702 A JP 54092702A JP 9270279 A JP9270279 A JP 9270279A JP S60339 B2 JPS60339 B2 JP S60339B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zone
urea
urea solution
solution
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54092702A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5522674A (en
Inventor
プリモ・パストルメロ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stamicarbon BV
Original Assignee
Stamicarbon BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stamicarbon BV filed Critical Stamicarbon BV
Publication of JPS5522674A publication Critical patent/JPS5522674A/ja
Publication of JPS60339B2 publication Critical patent/JPS60339B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4264Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B01J10/005Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor carried out at high temperatures in the presence of a molten material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/04Pressure vessels, e.g. autoclaves
    • B01J3/044Pressure vessels, e.g. autoclaves in the form of a loop
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/04Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加圧下及び高温にてアンモニア(NH3)と
二酸化炭素(C02)とを反応させて尿素を生成させる
ための合成反応槽から送給され、生成尿素に加えて遊離
アンモニア、未反応アンモニウムカルバメート及び水更
に他の副生物を含む尿素溶液の処理において、‘a)第
1工程において5の抄以下の時間好ましくは3〜12秒
間、尿素溶液を所定条件下第1ゾーンに流すことによっ
て、この溶液を190〜230q0の温度に加熱して、
少量部分のアンモニウムカルバメートの分解によって第
1ゾーンで得られた遊離ガス及び存在するガス状遊離ア
ンモニアの実質的な量を該尿素溶液に対して並流させる
と共に、残った尿素溶液から実質的に分離し、{b}
第ロ工程において、6現砂以下の時間好ましくは10〜
2の砂間、前記残った尿素溶液を所定の条件下第2ゾー
ンに流下させることによって、この溶液を190〜23
000の温度に加熱し、残りのアンモニウムカルバメー
トの主要部分を分解し、そして第2ゾーンに存在する遊
離ガスを該尿素溶液に対して向流させると共に、残った
尿素溶液から実質的に分離することを特徴とする尿素溶
液の処理方法に関する。
本発明はまた上記処理の実施のための装置に関する。N
H3とC02との合成による工業的尿素製造においては
、いわゆる“ストリッピング”技術が最もよく用いられ
ている。
この公知技術によれば、反応槽から送られてくる尿素メ
ルトに残存する未反応カルバメートは高圧で(反応槽圧
力で操作する分解槽則ちストリッパーで)分解するが、
これは分解槽の気相中にN&又はC02がかなり過剰に
含まれているからである。西ドイツ公告特許第1468
628号公報(文献1)及びオランダ特許出願第701
9056号明細書(文献0)によれば、ストリッパー底
部に外部からガス状N比(文献1)又はガス状C02(
文献U)を尿素メルトに対して向流で供給してNH3又
はC02を過剰にしている。一方、米国特許第斑766
96号公報(文献m)では、ストリッパーに送る尿素溶
液自体のNH3分を既に大きくすると共に、液体が薄膜
として流下する交換槽でカルバメートの分解を行なうこ
とによってN比を過剰にしている。さらにイタリア特許
第770241号公報(文献N)をみれば、合成反応糟
よりかなり低い圧力で2段階に分けてカルバメート分解
を実施し、その第2段階ではアンモニアを外部から向流
で導入することが記載されている。このシステムでは、
処理済の尿素メルト中の残留NH3含有量は極めて高く
(35.0重量%)、高価なN馬の回収工程が必要であ
る。低圧で得られるカルバメート溶液を反応槽中に再循
環させるためにはポンプ装置も必要である。特許文献1
、ロ、mにもとづき操作する方法及びブランドにおいて
は、カルバメート分解において生成する全ての蒸気は蒸
留された遊離アンモニアとともに及び分解槽底部に導入
される全てのNH3(文献1)及びC02(文献D)と
ともに、分解槽を通過する尿素メルトと向流にて底部か
ら上昇する。この構成ではカルバメート分解槽チューブ
中において高速フロー(蒸気及び液体の流れ)が生ずる
。分解槽チューブの寸法(チューブの数及び直径)は極
めて臨界的となり、フラッディング現象を避ける必要性
による制限のためにプロセス性能に関し最適な選択を行
なうことができなくなる。この様な現象は分解槽の性能
を危くし、その操作寿命を減少させる害がある。更に、
上記の流下膜分解槽の加熱されるステンレススチールの
大きな表面における腐食を防止するため一般に大量の不
動態化剤が必要である。一般に分解槽中に空気を吹き込
み酸素の不動態化作用を用いる。系への大量の空気の導
入は反応糟中の転化に有害である。不活性ガスもまた尿
素プラントユニット中のアンモニア及びC02の損失の
原因となり、一方酸素は爆発の潜在的原因である。本発
明の目的は上記の如き従来のシステムの欠点を示さない
新規な処理にある。
本発明の他の目的は特に簡単且つ有効な装置により実施
される処理方法にある。この処理方法及びこれに関する
装置は次の様である:寸法上の制限及びフラツディング
現象はなく、少量の不動態化剤しか必要ではない;高い
NH3/C02モル比で従って高収率にて操作される反
応糟中で製造される尿素メルトの処理に好適である:長
い操作寿命をもつ;フレッシュなストリッピング剤を用
いる場合でも少量で低カルバメート残留量にて尿素メル
トを製造する。本発明において合成圧力と同じか又はそ
れより低い圧力下で2つの処理工程を行う方法が好んで
用いられるとしても、2つの工程を必要ならば合成圧力
とも異なるそれぞれ別の圧力下で操作することも同様に
可能である。この具体例はカルバメート分解及び合成が
異なる圧力下で行われるプラント又は方法に好適である
ことが分る。上記の全ての目的は、{aー主としてNH
3を尿素溶液から蒸留し、少量のアンモニウムカルバメ
ートを分解させる第1工程、及び‘bにうして処理され
た溶液中でカルバメートを分解させ、残留NH3を蒸留
する第2工程、からなる本発明の新規方法により達成さ
れる。
有利な具体例においては、第1工程は190〜230℃
の温度で5の砂未満好ましくは3〜12腎の間尿素溶液
を加熱することにより行われ、第2工程は190〜23
0qCの温度で10〜2栃妙の間第1処理工程からの尿
素溶液を加熱することにより行われる。
本発明の特徴によれば、第2工程はフレッシュC02の
向流の存在下で行われる。本発明の他の特徴によれば、
第1工程及び第2工程はそれぞれフレッシュC02の並
流及び向流の存在下で行われる。第1工程においてカル
バメート分解を制限しつつNH3分離を最大限に行うた
め、たとえば底部から供給される合成尿素と並流にてそ
こにフレッシュC02を導入することができるのである
。また、既知の方法よりもより良好な性能が得られるの
でこの様なストリッピング剤を省くことさえできる。実
際、中間のNH3十CQ蒸気分離ゾーンをもつ2つの分
離ゾーンは、ストリッピング剤なしでカルバメート分解
が高収率に達する第2ゾーンの蒸気相中におけるN公の
十分な過剰状態を保証する。本発明のある具体的によれ
ば、処理工程の2つの相は、本体、頂部部材及び底部部
材よりなり、本体が2つのゾーンを含み:第1ゾーンが
合成反応糟からの尿素メルトを底部に供聯合される加熱
チューブ東で形成され、該メルトがチューブの外部加熱
による少なくとも一部のNH3蒸留及び少量のカルバメ
ート分解により第1ゾーン中に生成した蒸気と並流にて
底部部材から頂部部材迄チューブ内を上昇し;第2ゾー
ンが第1ゾーンにおいて処理され頂部部材から送給され
る尿素溶液を頂部に供給される加熱チューブ東で形成さ
れ、該メルトが外部から底部部材へ導入されるCQスト
リツピング剤と向流にて又はストリッピング剤が使用さ
れない場合にはこの第2ゾーンで生成したNH3に富む
蒸気と向流にて底部部材へとチューブ内を薄い液膜とし
て下降し:上記第2ゾーン底部からの処理済尿素メルト
が底部部材に収集され、上記第1及び第2のゾーンの頂
部からの蒸気が頂部部村に収集される如くである、新規
装贋(分解槽)中で行われる。本発明の第1の具体例に
おいては第1及び第2のゾーンのチューフシートは同D
であり、一方第2の具体例においてはチューブプレート
シートは並行して位置する。
本発明の他の性質及び利点は添付図面で示される好まし
い具体例の説明からより明確となる。第1図は本発明の
2工程処理方法を図式的に示すフロ」シートであり、第
2図及び第3図はその処理装置の正面概略図である。第
2a図及び第2b図並びに第3a図及び第3b図はそれ
ぞれ第2図及び第3図のA−A及びB−B線での横断面
概略図である。第1図のフローシートは本発明による処
理の主たる特徴を図式的に示している。合成反応槽20
中では、NH3(たとえばライン22を通じて供給され
る)及びC02(たとえばライン21を通じて供総合さ
れる)が加圧下高温にて反応し、尿素メルトUM(尿素
、アンモニウムカルバメート、遊離NH3及びその他の
創生物を含む)が得られる。一般に反応糟20には化学
量論的比率を越える過剰のNH3が(22を通じて)供
給されるので、20′において反応槽20から流出する
尿素溶液UMは大量の遊離NH3及びアンモニウムカル
バメートを含む。アンモニウムカルバメートは(熱分解
により)その成分(NH3及びC02)に分解され、合
成反応槽20へ再循環される。従釆よりこの処理は高温
(たとえば160〜250oo)、たとえば100〜3
0疎気圧の加圧下及びたとえば2.5〜10の高いN比
:C02比で行われている。合成反応は本発明の範囲外
であり、本発明は上記尿素メルトUMの処理に関する。
この処理は第1図のフローシートで図式的に示され、以
下の臨界的条件下で2工程にて行われる熱分解よりなる
:‘a}第1工程においては大量のNH3が尿素溶液U
Mから蒸留され、一方カルバメートは少量のみが分解さ
れる。この第1工程はダイヤグラムのブロック24で示
され、UMは反応槽20からこ)へ供給され、蒸留され
た蒸気28はこ)から回収されて常法により反応槽に再
循環される。【bにうして処理された尿素溶液UM′は
(ライン25を通じて)第2処理工程ロ(ブロック26
で示される)へと導かれ、こ)で好ましくはフレッシュ
C02(21′から導入される)と向流にてUM′をス
トリツピングすることにより大部分のカルバメートが分
解される(そして残留する遊離N瓜が蒸発される);第
0工程から常法によりカルバメート分解ガス及び残留す
る蒸発済NH3ガスがライン28′を通じて回収され反
応槽へと再循環され、ライン27を通じて実質的に遊離
NH3及びカルバメートを全く含まない尿素溶液UM″
が回収される;本発明方法で得られる溶液UM″は一般
にNH3及びC02の回収のための更なる処理を必要と
しない。本発明による処理の有利な特徴は以下に記載さ
れている実施例によってより強調される。
しかしながら、特定の応用においては第2図及び第3図
のいづれかの様な極めて簡単、有効且つ安価な処理装置
TDで処理が行われることを予期することは重要である
。上記の図の非制限的具体例において、処理装置TDは
底部部材F及び頂部部材T、更にこれらの間にある本体
CC(一般に軸方向に長い円筒状である)からなる。
底部部材には液体(カルバメート及び過剰のNH3を含
まない尿素メルト)コレクターRL及び抜きバルブ5が
含まれており、一方頂部部村Tには蒸気抜きバルブ4を
備えた蒸気コレクタ−RGが含まれている。本発明の具
体例によれば、本体CCは2つの主たるゾーンIZ及び
ロZ(各ゾーンはたとえば多数の細長いチューフを含む
チューブ東で形成される)に分けられる。縦の側壁PI
I及びP12に囲まれチューブゾーンIZ及びOZを含
む本体CCは底部チューブシートPにより底部部材Fか
ら及び頂部チューブシートPsにより頂部部材Tから隔
離されている。第2図の具体例の図式的断面図(第2b
図)から分る様に、ゾーンIZは環状体形の外側チュー
ブ東FTEで形成され、その内側に第2ゾーンOZ(内
側チューブ東FTI)が位置する。主ゾーン1Zのチュ
ーブ東FTE及び主ゾーンOZのチューブ東FTIは底
部チューブシートPI汲び頂部チュ‐ブシートPsの間
に存在する。頂部部材Tにおいては、チューブシートF
TEの内側環状端部に位置するバツフルST(スリツ付
又はなし)が第1ゾーンIZから送給される尿素メルト
の液体分配路を形成している。尿素反応糟(第2図及び
第3図では示されていない)から送給される尿素メルト
は、最初にノズル3−3′を通じて処理装置底部Fに位
置する環状供給マニホールドC○(第1図のライン23
に相当する)へ供給され、次に第1ゾーンIZのチュー
ブTUIを通じて頂部部材T迄上昇し、こ)でバツフル
STにより第2ゾーンのチューブ束FTIのチューブT
U2中へ分配される。処理装置TDの分解槽本体CCは
(たとえば水蒸気により)加熱される。第2図及び第3
図において、1及び2は加熱媒体の入口及び出口である
。本発明による処理方法の好ましい具体例として第2図
及び第3図に示されている装置は次の様に作動する:■
合成反応槽中で(有利には高収率反応槽中で)生成さ
れアンモニウムカルバメート、遊離アンモニア及び水を
含む尿素メルトがノズル3一3′を通じて、底部Fに位
置し第1ゾーンのチューブシートFTEに接続されてい
る環状供給マニホールドCOへ僕野合される。
‘B} 上記溶液は第1ゾーンのチューブシートFTE
のチューブTUI内を上昇し、こ)でこれらのチューブ
は接続1を通じて導入される水蒸気により加熱されてい
る。
本発明の主たる特徴によれば、尿素溶液のこの様な加熱
及び流速(即ち滞留時間)は、チューブTUIに沿って
尿素メルトUMからカルバメートが少量だけ分解し遊離
アンモニアの主要量が蒸留される様に臨界的に選ばれる
。従って、上記尿素メルトUMは実質的にNH3蒸留か
ら及びカルバメート分解から生ずる蒸気と並流にてチュ
ーブTUI内を(頂部部材T迄)流動する。この端部に
おいてはチューブTUIの温度は190〜220午0で
あり、尿素溶液UMの滞留時間は5の宵未満好ましくは
3〜12妙である。【q 頂部部材T内においては、第
1ゾーンのチューブTUIの出口で処理済尿素メルトU
M′から生成する蒸気(NH3、C02、日20)の分
離が行われる。
一方、上記の蒸気はコレクターRG中に集められ、尿素
メルトUM′は外側壁事11一P12と内側バッフルS
Tとの間の環状ゾーンで−定のレベルを保ち、メルトの
レベルがSTの上端部に達すると中央のゾーンPCにオ
ーバーフローしてゾーンOZの内側チューブ東FTIに
供給される。■ IZで処理された尿素メルトUM′は
第2蒸留ゾーンOZのチューブTU2に供給され、この
チューブTU2内で薄い液膜として分配され、ノズル6
(第1図におけるライン21′に相当する)を通じて外
部からF内に導入されたフレッシュなC02ガス又は他
のフレッシュなストリッピング剤の不存在下においての
みこの第2ゾーンOZ中で生成する蒸気のうちいづれか
に向流にて頂部(頂部部材T)から底部(底部部材F)
迄流動する。
チューブTU2内での尿素メルトUM′の薄層分布及び
外部からの熱供V給(1を通じて導入される水蒸気)の
おかげで、尿素メルトUM′及び逆方向のフレッシュC
02フロー又はフレッシュC02の不存在下での同一方
向のNH3に富む蒸気の間の良好な接触が保証され、従
って良好なストリツピング作用が行われ、そのおかげで
この第2ゾーンOZ中でカルバメート及びアンモニア(
第1ゾーンIZにおける処理の後もまだ尿素メルトUM
′中に存在している)の蒸留が完了する。本発明の特徴
によれば、第2ゾーンのチューブの温度は190〜23
000であり、UM′の滞留時間は約10〜2の砂であ
る。脚 第1ゾーンIZのチューブTUIを通じて(蒸
留された蒸気と並流にて)上昇させて行われる第1処理
及び蒸気相と逆方向流にて薄層として第2ゾーンロZの
チューブTU2を通じて下降させる第2処理の後に底部
部材Fの供孫合口COを通じて処理装置TD中に導入さ
れた尿素メルトは底部コレクタ−RLに高純度尿素溶液
・ UM″として集められる。この溶液は更なる処理を
必要としない。第2図、第2a図及び第2b図において
は、第1ゾーンIZ及び第2ゾーンOZは同D状であり
、第1ゾーンIZ中の尿素メルトの上昇流を示す矢印f
′は第2ゾーンOZ中の尿素メルトの下降流を示す矢印
f″の左側及び右側に位置している。第3図、第3a図
及び第3b図は2つのゾーンIZ及びOZが同D状では
なく並行に位置する分解処理装置の具体例であり、こ)
では第1ゾーンIZは分解槽本体CCの左半部であり、
第2ゾーンUZは本体CCのその残余の全部分である。
上記の具体例においてはいづれも、本発明による処理装
置(分解槽)の詳細な構造をわざと記載しなかった。実
際、分解槽の主な部品は、一般に尿素製造において及び
化学工業において通常用いられている反応槽、ストリッ
パー、分解槽その他に広く用いられているタイプの通常
の部品(チューブ東、チューブシート、供給マニホール
ド等)で構成できる。従って、本発明は処理方法ととも
に、既知の部品の組合せにより形成される新規な分解槽
の構造にも関する。比較例 IA 文献0‘こよる通常使用される分解槽即ちストリッパー
に以下の平均特性をもつ尿素メルトを供聯合する。
組成: Nは 45.33k9
C02 2
9.33k9尿素 60k9(1ミ
‐ロモル)日20
36kg合計 1
70.66k9合成反応槽の操作条件NQ=2.8 尿素反応槽収率=60% Fertjlizers Society Proce
eding No.166、1977.12.のKaa
senbr広めによる論文によれば、文献01こよる分
解槽は以下の標準寸法である:1キロモルの処理尿素当
り2本のチューブが用いられ、各チューブは内蓬Dj=
25肋であり長さL=6のである。
上記ストリッパーに供給される尿素メルトを生成する合
成反応糟における収率を向上させるためにはNH3:C
02モル比を2.8を越えるたとえば4にて反応 ず費
を操作すべきであるということは重要なことである。し
かし、Nは/CQ比=4の場合には、分解槽中の蒸気フ
ローが増加し、25肋を越える(たとえばDi=3仇舷
)径で短い長さたとえばL=4.3肌(高収率60′7
0に比例して分解槽の全表面を減少させフラツディング
を避けるため)のチューブの使用が必要である。文献0
‘こよれば、1000K4T/d(これは41666k
9/h=694.4キロモル/h‘こ相当する)の尿素
プラントに対してはDi=25肋(NH3/C02=2
.8)又はDi=30肋(NH3/C02=4)のチュ
ーブ694.4×2=138$本をもつ分解槽が必要と
される。後者(Di=3仇舷)の場合における分解槽重
量の増加は25トン(総重量約100トン)にもなり、
装置コストの増加が25000k9×7500リラノk
g=18750万リラ(約225000米ドル)にもな
る。実施例 1 本発明による2工程方法が用いられる場合には、第2図
又は第3図のタイプの分解槽で操作することができ、第
1分解ゾーンIZに以下の特性を示す尿素メルトを供給
する:組成 1ゾーン NH3 63
.13k9C02
18.85k9尿素 60k9
(1キロモル)日20
33.42k9合計
175.40k9合成反応槽の操作条件NH3/C0
2=4 尿素反応槽収率70% 圧力 16ぴ気圧 温度 19000 各チューブ(たとえば直径Di=2仇舷及び長さL=6
m)に1000k9の尿素フローの場合には、1000
MT′dのプラント(尿素694.4キロモル/h)に
対し処理装置分解槽TDの第1ゾーンIZのチューブ数
(NT)はNT=U昼.4傘迫塾△4=,2Z本であ1
〇〇〇る。
第1ゾーンIZを2000○の温度の水蒸気で加熱する
。このIZ中の尿素溶液UMの滞留時間は3秒である。
第1ゾーン処理の後に分解槽の第2ゾーンOZのSTに
入る尿素メルトUM′の組成CIは次の通りである:N
H3
39k9C02
15.5k9尿素 60
kg(1キロモル)日20
29.3k9合計
143.8k9第2ゾーンのチューブ(20
0qCに加熱)中を流下する尿素メルトと向流にて上向
きにノズル6を通じてフレッシュなストリツピング用C
0222k9(尿素1キロモル当り約1/2キロモルの
C02)を処理装置TD(分解槽)中に供給すると、底
部部村中に以下に重量%で表わされる組成をもつ尿素メ
ルトが収集され、ノズル5から抜き出される:NH3こ
4k9(5重量%)、C02=1.6k9(2重量%)
、尿素=60k9(75重量%)、日20=14.4k
9(18重量%)。
第2ゾーン中のメルトの滞留時間は15秒である。分解
槽頂部部材中ではノズル4を通じて以下の組成をもつ蒸
気フローが抜き出される:N&=59.13k9、C0
2=17.25十22【9、H20=19k9。内径D
i=2仇吻及び長さL=6肌の各チューブ当り100k
9の第2ゾーンのフローの場合には、チューブの数(N
′′T)はN′′T=143.8×694.4=999
本10○である。
第1ゾーン及び第2ゾーンのチューブ総数はN′T+N
″T=122十999=1121本である。比較例IA
(Di=25肌のチューブ1機体)に比べた分解槽の重
量減は27000k9であり、これにより27000k
9×7500リラ/k9=20250万リラ(約243
00の米ドル)の節約となる。この節約高は反応槽収率
の差(本発明による実施例においては70%であり、従
来法による比較例IAにおいては60%である)を考慮
に入れないで計算したものである。この差も考慮に入れ
るならば、20250万リラに加えて更に18750方
リラの節約ができる。上記の結果はストリッピング剤が
用いられない場合(C02=0)にも当てはまる。フレ
ッシュC02の不存在下ではノズル5から抜き出された
尿素メルトは次の組成をもつ:NH3=8k9(9.4
重量%)、C02=2.6k9(3重量%)、尿素60
k9(70.1重量%)、比015k9(17.5重量
%)。比較例 2A及びが (2A) イタリア特許770241(文献N)によれ
ば、2工程分解槽後の尿素メルトの組成は以下の通りで
ある:NH3 36.0重
量%C。
2 −尿素
46日20
17.3合計 100 重量
%(班) ドイツ公告公報14粥28(1)によれば、
分解槽から流出する尿素メルト(UM″)の組成は以下
の通りである:N比 47
.7$重量%C02
0.95尿素 39.4
1日20 11.85合計
100 重量%実施例 2本
発明による処理方法及び分解槽を使用した場合(160
気圧の反応槽圧力及び200こ○の温度で操作:等圧ル
ープ〉、分解槽第2ゾーン(200午Cに加熱されたO
Z)の出口での尿素メルトの組成は以下の通りである:
{a} 22k9のC02ストリッピング剤を用いた場
合、NH3 5重量%
C02 2尿素
75日20
18合計
10の重量%‘b)C02ストリッピング剤を用いない
場合N比 9.4重量%
C02 3尿素
70.1日20
17.5合計 100
重量%第1ゾーン及び第2ゾーン中での滞留時間は
それぞれ11秒及び19砂である。
実施例2(本発明使用)による数値を比較例が及びが(
従来のシステム使用)のそれと比較すると、本発明の利
点は明白であり、これは尿素メルト中に大過剰に残留す
るアンモニアを精製し、再循環させるためにたとえば文
献(1)でストリッパー下流に必要とされている高価な
装置を必要としないことに実質的に存するのである。
本発明による方法及び処理装置の重要な利点は以下に要
約されている:‘1} 分解槽の第1ゾーンIZでの第
1工程において尿素溶液と蒸留済ガスとは同一方向流で
あるので、溶液蒸留で生成する大量のガスが存在し特に
尿素溶液UMが大過剰の遊離NH3を含む合成反応槽か
ら送給される場合においても第1工程部分即ち第1ゾー
ンは最適条件にデザインすることができ、従って全ての
フラッディングの問題は避けることができる。
第1の並流処理工程は外部からの不動態化空気の導入は
必要ではない。というのは、反応槽から送給される尿素
溶液中に既に含まれている空気により加熱表面が不動態
化されるからである。向流の場合装置の底部加熱部に到
来する前にストリッピングされる空気は常法におけると
同様に用いられる。■ 第2工程部分特に分解槽第2ゾ
ーン(ロZ)の寸法はストリッピング剤C02が尿素メ
ルトと同流にて用いられない場合においても臨界的では
ない。というのは、大量の蒸気が第1ゾーン(IZ)に
おいて分離されているからである。小さな第2工程表面
は腐食を防止するのに必要な不動態化空気の量を最小限
にする。{31 最良のプロセス能率が得られる様に第
1及び第2ゾーンの寸法を選ぶことができる。
{4’大量の遊離アンモニアを含み高収率反応槽(高い
N瓜/C02モル比)から送給される尿素メルトは本方
法で本発明による分解槽中で処理される。
この場合において、合成反応槽圧力より低い圧力で分解
槽を操作することにより、本発明は遊離アンモニアに極
めて富む尿素メルトの最良の処理の理想的手段を提供す
る。というのは、この分解槽は第1工程においてN比を
最大限除去しカルバメートの殆んどの量を第2工程にお
いてのみ極めて容易に分解させる様に設計されているか
らである。明らかに、本発明の処理が合成圧力より低い
圧力で行われる場合には、第1工程は熱供給なしでラッ
シュ分離のみにより行うことができる。‘51 本発明
の処理を受け第2図及び第3図の分解槽から送給される
最終尿素メルト(UM′)はカルバメート及び遊離N比
の残留量が極めて低く、更に処理をする必要がない。
従って、分解槽以後のプラント部分を節約することがで
きる。側 従来技術で必要とされた量に比べて少量のス
トリツピング剤(CQ)を用いればよい。
【7} 2工程処理及びその分解槽を反応槽圧力で操作
することができる。
上記各項特に{4)項の利点に関し以下の考察を付加す
ることができる:高いN&含有量をもつ尿素メルトの処
理に文献(0)による従来のカルバメート分解槽を用い
ることはできない。
なぜなら、向流のストリッピングC02(更にNH3蒸
気等)で操作されるストリッパー中の蒸気(NH3)フ
ローは極めて高く、こ)では極めて大きなチューブ断面
積の分解槽が必要であり、従って装置コストが極めて高
くなるからである。更に、過剰のNH3は蒸気相のC0
2含有量の希釈効果をもつので高いNH3含有量はカル
バメート分解効率を減少させる,ストリッピング剤であ
るC02蒸気の濃度は最大であるべきである。文献川こ
よれば、低尿素収率からみて合成反応槽は低NH3/C
02比に保たれているにちがいない(140気圧で最大
NH3/C02=2.85)。これに対し、本発明によ
る方法及び分解槽は高NH3/C02比の反応槽で経済
的に操作することができ、カルバメート分解工程におけ
る問題ないこ高尿素収率が達成される。最後に次のこと
を指摘しておきたい。
即ち、当業者ならば文献(文献m及び0)の示唆から出
発して第1工程で大部分のカルバメートを分解させ第ロ
工程は残留するアンモニア及びカルバメートの蒸留にの
み用いる(2つの工程の作用が本発明と逆)2工程処理
は推考できるであろう。この解決法は2つの逆方向流工
程を直列に用いる必要がある(高圧で操作する場合には
既知の向流“ストリッピング技術”を用いてのみ高カル
バメート分解が達成できる)ので極めて実際的でない。
2工程逆方向流処理の場合はコストのか)るフィル装置
の使用が必要であり、特にアンモニアに富む尿素溶液を
処理する場合には第1工程処理に上記のフラッディング
の問題がある。
上記の大量の不動態化空気の必要性も不利である。カル
バメートの大部分が第1工程で分解する場合には、第2
工程へ供艶舎される溶液中に残留する遊離アンモニアは
C02ストリッピング剤と反応して再びカルバメートを
形成する。
腐食の危険性のある高温での操作により避けられるこの
パラサイト反応によりストリッピング剤フローの増加が
もたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の2工程処理方法を示すフローシートで
あり、第2図及び第3図はその処理装置の正面概略図で
あり、第2a図及び第2b図並びに第3a図及び第3b
図はそれぞれ第2図及び第3図のA−A及びB−B線で
の横断面概略図である。 CC・・・・・・本体、IZ・・・・・・第1ゾーン、
OZ・・・・・・第2ゾーン、T・・・・・・頂部部材
、F・・・・・・底部部村、Ps・・・・・・頂部チュ
ーフシート、Pi…・・・底部チューブシ−ト、FTE
・・・・・・第1ゾーンチューブ東、FT1・・…・第
2ゾーンチューブ東、TU1,TU2……チユーフ。 r′9.〆 Fig.Z Fig,2a Fig.2b Fig.3 FI9.3a Fig.3b

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 加圧下及び高温にてアンモニアと二酸化炭素とが反
    応する合成反応槽から送給され、生成尿素の他に遊離ア
    ンモニア、水及び未反応アンモニウムカルバメート更に
    その他の副生物を含む尿素溶液を処理する方法において
    、(a) 第I工程において、50秒以下の時間尿素溶
    液を所定条件下第1ゾーンに流すことによって、この溶
    液を190〜230℃の温度に加熱して、少量部分のア
    ンモニウムカルバメートの分解によって第1ゾーンで得
    られた遊離ガス及び存在するガス状遊離アンモニアの実
    質的な量を該尿素溶液に対して並流させると共に、残っ
    た尿素溶液から実質的分離し、(b) 第II工程におい
    て、60秒以下の時間前記残った尿素溶液を所定の条件
    下第2ゾーンに流下させることによって、この溶液を1
    90〜230℃の温度に加熱し、残りのアンモニウムカ
    ルバメートの主要部分を分解し、そして第2ゾーンに存
    在する遊離ガスを該尿素溶液に対して向流させると共に
    、残った尿素溶液から実質的に分離することを特徴とす
    る尿素溶液の処理する方法。 2 第I工程及び/又は第II工程を新鮮なCO_2流の
    存在下に行なう、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 尿素含有溶液から未反応カルバメート及びアンモニ
    アを除去するために尿素含有溶液の熱処理を実施する装
    置において、第1及び第2の加熱ゾーンから成り、該ゾ
    ーンの夫々が加熱可能なチユーブ束を収容する中央区分
    を有し、共通の本体内に配置されかつ共通の頂部部分及
    び共通の底部部分を備えており、上記第1の加熱ゾーン
    がその底部部分で尿素溶液を受容するように構成され、
    それにより上記尿素溶液は上方に向ってチユーブ束内を
    加熱処理中に形成された蒸気と並流で貫通し、上記共通
    の頂部部分が第1の加熱ゾーンからの加熱された尿素溶
    液及び蒸気を受容しかつ該加熱された尿素溶液を上記の
    第2加熱ゾーンに通過させるように構成され、それによ
    って該溶液は下向きにチユーブ束内をチユーブ束表面上
    の薄膜液として処理中に形成された蒸気と、かつ場合に
    より第2ゾーンの底から導入されたガス状二酸化炭素に
    対して向流で貫流し、上記共通の頂部部分が蒸気排出装
    置を備えかつ上記共通の底部部分が2つの分室に分割さ
    れており、該分室の一方が上記第1の加熱ゾーンのチユ
    ーブ束に接続されかつ該分室の他方が上記第2の加熱ゾ
    ーンを形成するチユーブ束に接続されかつまた第2の加
    熱ゾーンから処理済みの尿素含有溶液を排出するための
    液体排出装置を備えていることを特徴とする尿素溶液を
    処理する装置。 4 第1ゾーンのチユーブ束が第2ゾーンのチユーブ束
    に対して同心で外側に環状にとりまく、特許請求の範囲
    第3項記載の装置。 5 第1及び第2のゾーンのチユーブシートが並行に位
    置する、特許請求の範囲第3項又は第4項記載の装置。
JP54092702A 1978-07-24 1979-07-23 尿素溶液を処理する方法及び装置 Expired JPS60339B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT26010A/78 1978-07-24
IT26010/78A IT1174366B (it) 1978-07-24 1978-07-24 Decompositore di carbammato per produzione industriale di urea

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5522674A JPS5522674A (en) 1980-02-18
JPS60339B2 true JPS60339B2 (ja) 1985-01-07

Family

ID=11218402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54092702A Expired JPS60339B2 (ja) 1978-07-24 1979-07-23 尿素溶液を処理する方法及び装置

Country Status (13)

Country Link
US (2) US4269997A (ja)
JP (1) JPS60339B2 (ja)
AT (1) AT375916B (ja)
CA (1) CA1127663A (ja)
DE (1) DE2929998A1 (ja)
ES (1) ES482756A1 (ja)
FR (1) FR2434145A1 (ja)
GB (2) GB2028311B (ja)
IN (1) IN151776B (ja)
IT (1) IT1174366B (ja)
MX (1) MX151584A (ja)
NL (1) NL7905726A (ja)
SU (1) SU1085506A3 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5746954A (en) * 1980-09-05 1982-03-17 Mitsui Toatsu Chem Inc Synthesis of urea
NL8102391A (nl) * 1981-05-15 1982-12-01 Unie Van Kunstmestfab Bv Werkwijze voor het winnen van waardevolle bestanddelen uit de afvalstromen verkregen bij de ureumbereiding.
IT1211125B (it) * 1981-10-16 1989-09-29 Ortu Francesco Composti azotati. processo per la preparazione di
DE3364579D1 (en) * 1982-06-03 1986-08-28 Montedison Spa Method for avoiding the corrosion of strippers in urea manufacturing plants
US4597946A (en) * 1985-04-30 1986-07-01 Uop Inc. Vertical tube reactor with serial downward flow through a plurality of sets of particulate containing tubes
US4788108A (en) * 1987-06-15 1988-11-29 Ppg Industries, Inc. Ultraviolet light curable compositions based on iminated unsaturated polyesters for application to porous substrates
CH679485A5 (ja) * 1989-12-29 1992-02-28 Ammonia Casale Sa
DE69722606T2 (de) * 1997-06-26 2004-04-29 Urea Casale S.A. Verfahren zur Verminderung der Emissionen von freiem Restammoniak aus einer Ureumproduktionsanlage
EP3219703A1 (en) * 2016-03-17 2017-09-20 Casale SA Combined apparatus for the synthesis of urea

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS514971A (ja) * 1974-06-10 1976-01-16 Hitachi Ltd Handotaisochihifukuyogarasu
JPS5313614A (en) * 1976-07-23 1978-02-07 Saint Gobain Process and apparatus for production of glass sheet

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2345424A (en) * 1942-04-28 1944-03-28 Alfred G Pfeifer Combination gauge
DE1042570B (de) * 1953-10-23 1958-11-06 Toyo Koatsu Ind Inc Verfahren zur Wiedergewinnung und Wiederverwendung von nicht umgesetztem Ammoniak und Kohlendioxyd bei der mit ueber-schuessigem Ammoniak ausgefuehrten Harnstoffsynthese
NL101446C (ja) * 1960-04-08
DE1518466C3 (de) * 1964-02-17 1975-04-03 Allied Chemical Corp., New York, N.Y. (V.St.A.) Verfahren zur Gewinnung und Rückführung von Ammoniak und Kohlendioxid in Harnstoffsyntheseabströmen
NL145541B (nl) * 1964-02-17 1975-04-15 Allied Chem Werkwijze voor het ontleden van ammoniumcarbamaat.
US3984469A (en) * 1969-10-16 1976-10-05 Snam Progetti S.P.A. Process for the production of urea
US3779711A (en) * 1971-07-19 1973-12-18 V Gryaznov Catalytic reactor designed for carrying out conjugate chemical reactions
NL172058C (nl) * 1972-06-12 1983-07-01 Unie Van Kunstmestfab Bv Werkwijze voor de bereiding van ureum.
NL172539C (nl) * 1972-06-12 1983-09-16 Unie Van Kunstmestfab Bv Werkwijze voor de bereiding van ureum.
US4036878A (en) * 1972-06-12 1977-07-19 Unie Van Kunstmestfabrieken, B.V. Process for preparing urea
NL7404514A (ja) * 1973-04-09 1974-10-11
US4097544A (en) * 1977-04-25 1978-06-27 Standard Oil Company System for steam-cracking hydrocarbons and transfer-line exchanger therefor
NO150512C (no) * 1977-05-05 1984-10-31 Montedison Spa Fremgangsmaate ved fremstilling av urea.
US4230669A (en) * 1978-07-17 1980-10-28 Pullman Incorporated Radial ammonia converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS514971A (ja) * 1974-06-10 1976-01-16 Hitachi Ltd Handotaisochihifukuyogarasu
JPS5313614A (en) * 1976-07-23 1978-02-07 Saint Gobain Process and apparatus for production of glass sheet

Also Published As

Publication number Publication date
MX151584A (es) 1984-12-21
JPS5522674A (en) 1980-02-18
AT375916B (de) 1984-09-25
GB2109257A (en) 1983-06-02
NL7905726A (nl) 1980-01-28
ES482756A1 (es) 1980-04-16
DE2929998A1 (de) 1980-02-07
SU1085506A3 (ru) 1984-04-07
GB2109257B (en) 1983-09-28
CA1127663A (en) 1982-07-13
IT7826010A0 (it) 1978-07-24
GB2028311B (en) 1983-02-09
ATA507479A (de) 1984-02-15
US4269997A (en) 1981-05-26
IN151776B (ja) 1983-07-30
GB2028311A (en) 1980-03-05
FR2434145B1 (ja) 1984-11-30
US4308234A (en) 1981-12-29
FR2434145A1 (fr) 1980-03-21
IT1174366B (it) 1987-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111295370B (zh) 尿素生产方法和装置
EP0059516B1 (en) Process for the removal of urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions
CN109890788B (zh) 尿素与尿素-硝酸铵的集成工艺
EP0622335B1 (en) A method for treating ammonia and urea condensates
JPS6125025B2 (ja)
CN113195449A (zh) 在低压回收段具有热整合的尿素生产方法和装置
EP2941417B1 (en) Urea synthesis process and plant
EP3233792B1 (en) Process for urea production
JPS60339B2 (ja) 尿素溶液を処理する方法及び装置
US5399755A (en) Process and equipment for the hydrolysis of residual urea in the water from synthesis plants
US4540813A (en) Process for the preparation of urea
US4613696A (en) Process for urea production
EP0145054B1 (en) Process for preparing urea
GB2087381A (en) Urea production
CA2896706C (en) Urea plant revamping method
EP0266839A1 (en) Process for concentrating a urea solution and installation for carrying out the process
US4334096A (en) Process for synthesizing urea
US20030013914A1 (en) Process for decomposing a carbamate aqueous solution coming from the urea recovery section of a urea production plant
JPS629107B2 (ja)
EP0136764A2 (en) Process for the preparation of urea
CN117222620A (zh) 合成尿素和三聚氰胺的方法和装置
WO2024112199A1 (en) Coupled urea melamine production with hp co2 stripping
CN117460715A (zh) 利用三重mp流的尿素生产
EP0136765A2 (en) Process for the preparation of urea