SU937448A1 - Method for processing urea solutions - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технологии производства мочевины, в частностк к способам переработки растворов мочевины. При производстве мочевины после осуществлени  основных стадий технологического процесса-синтеза и дистилл ции плава синтеза получают 68701-ный водный раствор мочевины. Дл  выделени  мочевины в товарном твердо виде этот раствор подвергают дальней шей переработке, при которой воду из раствора испар ют. Известен способ переработки растворов мочевины, включающий двухступенчатую вакуумную выпарку с конденсацией выделенных на каждой ступени соковых паров при соответствующем давлении. В первой ступени раствор упаривают до содержайи  мочевины 93-95 при остаточном давлении 250300 мм рт.ст. и температуре около , во второй ступени - до 98,5 99,7% при остаточном давлении 30kO мм рт.ст. и tl. Недостаток известного способа состоит в том, что при его использовании конденсат сокового пара (КСП) загр зн етс  мочевиной. Потери мочевины с КСП составл ют 9 кг в расчете на 1 т товарного продукта, из них Э0% приходитс  на КСП второй ступени. Известен способ переработки раствора мочевины путем его вакуум-выпаривани  в две ступени с получением расплава мочевины и соковых паров, причем соковые пары второй ступени сжимают паровым эжектором до давлени  первой ступени и смесь соковых паров подвергают ректификации. Этот способ позвол ет почти полностью исключить загр знение мочевиной КСП 2. Однако применение данного способа св зано с значительными эксплуатационными трудност ми. ИнжектированиеThis invention relates to urea production technology, in particular to methods for processing urea solutions. In the production of urea, after carrying out the main stages of the technological process of synthesis and distillation of the melt synthesis, a 68701-th aqueous solution of urea is obtained. To isolate urea in a solid product form, this solution is subjected to further processing, in which water from the solution is evaporated. There is a method of processing solutions of urea, including a two-stage vacuum evaporation with condensation of the juice vapors separated at each stage at an appropriate pressure. In the first stage, the solution is evaporated to a urea content of 93-95 with a residual pressure of 250,300 mm Hg. and a temperature of about, in the second stage - up to 98.5 99.7% with a residual pressure of 30 kO mm Hg. and tl. The disadvantage of this method is that when it is used, the condensate of juice vapor (PCB) is contaminated with urea. The loss of urea from the PSC is 9 kg per 1 ton of commercial product, of which E0% comes from the PSC of the second stage. There is a known method of processing a urea solution by vacuum evaporation in two stages to produce a urea melt and juice vapors, the second stage juice pairs being compressed with a steam ejector to a first stage pressure and the mixture of juice vapors subjected to rectification. This method makes it possible to almost completely eliminate contamination with urea of PCB 2. However, the application of this method is associated with significant operational difficulties. Inject

соковых паров второй ступени до давлени  первой ступени существенно увеличивает расход пара на создание вакуума. Кроме Того остаточное давление , создаваемое на второй ступени упаривани  одноступенчатым эжектором, затрудн ет услови  получени  готового продукта-с содержанием влаги не более 0,25-0,3 мас.%.second stage vapor vapors up to the first stage pressure significantly increase steam consumption for vacuum generation. In addition to Togo, the residual pressure created at the second stage of evaporation by a single-stage ejector makes it difficult for the final product to be prepared with a moisture content of not more than 0.25-0.3 wt.%.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ переработки растворов мочевины, включающий вакуум-испарение воды, причем соковые пары перед их полной конденсацией подвергают предварительной частичной конденсации при давлении, равном давлению выпаривани , например при остаточном давлении 20-80 мм рт.ст. и температуре конденсата 30-50°С 3.The closest in technical essence and the achieved effect is a method of processing urea solutions, including vacuum evaporation of water, and the juice pairs before their full condensation are subjected to preliminary partial condensation at a pressure equal to the evaporation pressure, for example, a residual pressure of 20-80 mm Hg . and condensate temperature 30-50 ° С 3.

Недостатком известного способа  вл етс  то, что он не обеспечивает полную отмывку мочевины из соковых паров второй ступени выпарки, вследствие чего КСП, образовавшийс  на второй ступени, неизбежно загр знен примесью целевого продукта. Чтобы исключить в св зи с этим загр знение окружающей среды, приходитс  примен ть энергоемкие методы очистки сточных вод, например термической разложение .The disadvantage of this method is that it does not ensure complete washing of the urea from the juice vapors of the second stage of evaporation, as a result of which the PSC formed at the second stage is inevitably contaminated with an admixture of the target product. In order to eliminate environmental pollution in this connection, it is necessary to use energy-intensive methods of wastewater treatment, for example thermal decomposition.

. Цель изобретени  - повышение эффективности улавливани  мочевины из соковых паров с получением раствора, пригодного дл  утилизации, и без повышени  остаточного давлени  в зоне вакуум-испарени .. The purpose of the invention is to increase the efficiency of urea trapping from juice vapors to obtain a solution suitable for disposal, and without increasing the residual pressure in the vacuum evaporation zone.

Поставленна  цель достигаетс  способом переработки растворов мочевины включающим вакуум-испарение воды и предварительную частичную КСПв контакте с образующимс  при конденсации раствором мочевины,на контактирование с соковыми парами подают поток раство ра мочевины с давлением 2-9 кгс/см.The goal is achieved by the method of processing urea solutions, which include vacuum evaporation of water and preliminary partial CSF in contact with the urea solution formed during condensation, and a stream of urea solution with a pressure of 2–9 kgf / cm is applied to contact with juice vapors.

При подаче в зону очистки соковых паров от примеси мочевины промывочной жидкости под давлением 2-9 кгс/см, благодар  изменению гидродинамического режима и характера протекани  процессов массообмена, исключаетс  возрастание остаточного давлени  в зоне вакуум-испарени  и повьниаетс  примерно на Б-ТЗ мм рт.ст. давление потока отход щих после промывки соковых паров . Эти два фактора обеспечивают предпосылки дл  высокоэффективногоWhen the juice vapor from the urea impurity is supplied with washing liquid under a pressure of 2–9 kgf / cm, due to a change in the hydrodynamic mode and nature of mass transfer processes, an increase in the residual pressure in the vacuum evaporation zone is eliminated and decreases approximately by B-T3 mm Hg. Art. flow pressure of waste vapors after washing. These two factors provide the prerequisites for highly efficient

осуществлени  процесса очистки.соковых паров.carrying out the cleaning process.

Стабилизаци  остаточного давлени  в зоне вакуум-выпаривани  раствора  вл етс  следствием ликвидации испарени  промывочной жидкости, а практически полное отсутствие аэродинамического сопротивлени  в зоне очистки соковых паров и повышение их давлени  на мм рт.ст. позвол ет применить эффективные брызгоуловители Поэтому становитс  возможным при соблюдении нормального режима в зоне вакуум-выпаривани  раствора обеспечит близкую к полной очистку соковых паров от примеси мочевины.The stabilization of the residual pressure in the vacuum-evaporation zone of the solution is a consequence of the elimination of the evaporation of the washing liquid, and the almost complete absence of aerodynamic resistance in the cleaning zone of the juice vapors and an increase in their pressure per mmHg. therefore, it becomes possible to use efficient splashes when the normal conditions are observed in the vacuum-evaporation zone of the solution to provide close to complete purification of the juice vapors from urea impurities.

В качестве промывной жидкости можно использовать слабый раствор мочевины с концентрацией 2-15 вес.|, который после вывода из зоны очистки направл ют , например, в зону испарени  сточных вод, или 20-50 вес.% раствор мочевины, который после вывода из зоны очистки содержит меньшее количество воды и может быть направлен на переработку в узел вакуум-концентрировани .A weak urea solution with a concentration of 2-15% by weight can be used as a washing liquid, which, after removal from the treatment zone, is sent, for example, to the evaporation zone of wastewater, or 20-50% by weight of urea solution, which after removal from the zone purification contains less water and can be sent for processing to a vacuum concentration unit.

Нижний уровень интервала давлени  промывочной жидкости соответствует минимальному давлению, при котором происходит требуемое дл  реализации предлагаемого способа изменение характера процессов гидродинамики и массообмена. Верхний уровень интервала давлени  обусловлен увеличением энергозатрат при увеличении давлени  промывочной жидкости, в то. врем  как эффективность промывки практически уже не возрастает. Концентрацию получаемого после промывки раствора мочевины устанавливают (с учетом исключени  возможности его кристаллизации), исход  из конкретных условий его последующей переработки, известными методами .The lower level of the pressure interval of the washing liquid corresponds to the minimum pressure at which the change in the character of hydrodynamics and mass transfer processes required for the implementation of the proposed method takes place. The upper level of the pressure interval is due to the increase in energy consumption with increasing pressure of the washing liquid, at that. time as washing efficiency practically already does not increase. The concentration of the urea solution obtained after washing is established (taking into account the exclusion of the possibility of its crystallization), based on the specific conditions for its subsequent processing using known methods.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Пример 1. 10640 кг/ч водного раствора мочевины с концентрацией (поток с) выпаривают в узле при 138°С и остаточном давлении 35 ммрт.ст до концентрациГи 99,7%. При этом выдел ют поток кг/ч паров, со-держащих 5 масД мочевины. Расплав мочевины (потоке) отвод т на дальнейшую переработку известными методами . Дл  очистки соковых„паров от примеси мочевины поток 5 подают в аппарат инжекционного типа, где осуществл ют контактирование соковых паров| со сжатой до давлени  2 кгс/см промывочной жидкостью-потоком 1 , в котором 35000 кг/ч воды и 15000 кг/ч мочевины. Температура потока 7. соетавл ет 32°С, Дл  отмывки брызг раствора мочевины из соковых паров в аппарат подают также поток а- КСП второй ступени выпарки, содержащего 75 кг/ч воды. Поток -е очищенных соковых паров с остаточным давлением 5 мм рт.ст., содержащий 608 кг/ч воды и 0,6 кг/ч мочевины, направл ют на последующие стадии конденсации и переработки конденсата известными ме-5 Example 1. 10640 kg / h of an aqueous solution of urea with concentration (stream c) is evaporated in a site at 138 ° C and a residual pressure of 35 mmHg to a concentration of 99.7%. At the same time, a stream of kg / h of vapors containing 5 ppm of urea is separated. Urea melt (stream) is diverted for further processing by known methods. To clean the juice vapors from urea impurities, stream 5 is fed to an injection type apparatus, where the juice vapors are contacted | compressed to a pressure of 2 kgf / cm washing fluid flow 1, in which 35,000 kg / h of water and 15,000 kg / h of urea. The flow temperature of 7. 7. 32 ° C. To wash the sprays of the urea solution from the juice vapors into the apparatus, a stream A-PCB of the second stage of evaporation containing 75 kg / h of water is also supplied to the apparatus. The stream of purified juice vapors with a residual pressure of 5 mm Hg, containing 608 kg / h of water and 0.6 kg / h of urea, is directed to the subsequent stages of condensation and condensate processing with known me-5

тодами.Todi.

Раствор мочевины (поток ж), в котором 35075 кг/ч воды и 5051, мочевины, из аппарата сливают в сборник . Используемый в аппарате упоминавшийс  жидкостный поток 1 отбирают из сборника насосом. Заданный температурный режим подвергают с помощью холодильника. Из сборника отвод т на утилизацию известными методами поток Э раствора, в котором 75 кг/ч воды и 31, кг/ч мочевины. Пример 2. Отличаетс  от примера 1 тем, что контактирование соковых паров в аппарате осуществл ют с потоком г - промывочной жидкости с давлением 9 кгс/см, содержащей 5 вес. мочевины. Получают поток очищенных соковых паров, содержащий менее вес.% мочевины, который после промывки направл ют дл  переработки в узел испарени  сточных вод. Предусмотренное в предлагаемом способе контактирование соковых паров со сжатой до 2-9 кгс/см промывочной жидкостью обусловливает высокую интен 9The urea solution (stream g), in which 35075 kg / h of water and 5051, urea, is drained from the apparatus into a collection. The liquid stream 1 used in the apparatus is taken out of the collector by a pump. The specified temperature is subjected to using a refrigerator. From the collection, a stream of solution E is discharged for utilization by known methods, in which 75 kg / h of water and 31, kg / h of urea. Example 2. It differs from example 1 in that the contacting of juice vapors in the apparatus is carried out with a stream of g - washing liquid with a pressure of 9 kgf / cm, containing 5 weight. urea. A stream of purified juice vapor is obtained, containing less than a wt.% Of urea, which, after washing, is sent for processing to a wastewater evaporation unit. Provided in the proposed method, the contacting of the juice vapors with the washing liquid compressed to 2-9 kgf / cm causes a high intensity 9

ни  мочевины в сточных водах.no urea in the wastewater.

Claims (3)

Формула изобретени  86 сивность процесса тепло- и массообмена в зоне контактировани , тем самым обеспечиваетс  компактность и низка  металлоемкость аппарата очистки соковых паров. Стабильное поддержание на заданном уровне вакуума в зоне испарени  воды гарантирует обеспечение регламентированного остаточного содержани  влаги в готовом продукте. Повышение давлени  потока очищенных соковых паров упрощает процесс их коиденсациц . Наконец, практически полное удаление примеси мочевины из соковых паров исключает необходимость энергоемкого процесса термического разложеСпособ переработки растворов мочевины , включающий вакуум-испарение воды и предварительную частичную конденсацию соковых паров в контакте с образующимс  при конденсации раствором мочевины,о тли чающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности улавливани  мочевины из соковых паров, на контактирование с соковыми парами подают поток раствора мочевины с давлением 2-9 кгс/см. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кучер вый В.И., Лебедев В.В. Синтез и применение карбамида. Л., Хими , 1970, с.. Claim 86 The strength of the process of heat and mass transfer in the contact zone, thus ensuring compactness and low metal consumption of the apparatus for cleaning juice vapors. The stable maintenance of vacuum at a given level in the water evaporation zone ensures the maintenance of a regulated residual moisture content in the finished product. Increasing the pressure of the stream of purified juice vapors simplifies the process of their co-condensation. Finally, the almost complete removal of urea impurities from juice vapors eliminates the need for an energy-intensive process of thermal decomposition. A method for treating urea solutions, including vacuum evaporation of water and preliminary partial condensation of juice vapors in contact with the urea solution formed during condensation, to increase efficiency of urea recovery from juice vapors; a stream of urea solution with a pressure of 2–9 kgf / cm is supplied to contact with juice vapors. Sources of information taken into account during the examination 1.Kuchery V.I., Lebedev V.V. Synthesis and use of urea. L., Himi, 1970, s .. 2.Авторское свидетельство СССР № 29763, кл. С 07 С 126/02, 19б9. 2. USSR author's certificate number 29763, cl. C 07 C 126/02, 19b9. 3.Авторское свидетельство СССР № , кл. С 07 С 126/02, 196$ ( прототип).3. USSR author's certificate №, cl. C 07 C 126/02, $ 196 (prototype).