BE485003A - Procédé et appareil pour la production de l'urée à partir d'ammoniac et d'anhydride carbonique en passant par le carbamate d'ammonium liquide - Google Patents

Description

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  PROCEDE ET APPAREIL POUR LA PRODUCTION DE L'UREE A PARTIR D'AMMONIAC ET D'ANHYDRIDE   CARBONIQUE   EN 
PASSANT PAR LE CARBAMATE D'AMMONIUM LIQUIDE. 



   Suivant les procédés usuels, on effectue d'une part la synthèse du carbamate d'ammonium et sa conversion en urée et, d'autre part, le réchauffement de l'ammoniac et de l'anhydri- de carbonique dans des appareils distincts. Parfois même la conversion du carbamate en urée est effectuée dans un autre appareil que celui qui sert à la formation du carbamate. 



   La réaction entre l'ammoniac et l'anhydride carbonique est suivie d'un fort dégagement de chaleur, la conversion du carbamate en urée met également en liberté une certaine quan- tité de chaleur (bien moindre que celle de la formation du carbamate), tandis que le réchauffement de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique jusqu'à la température de fusion du car- bamate nécessite un apport très considérable de chaleur. En procédant dans des appareils distincts, on est donc astreint à consommer de la chaleur apportée de l'extérieur pour réchauffer l'ammoniac et l'anhydride carbonique d'une part et, d'autre part éliminer la chaleur dégagée lors de la formation et la conversion 

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 du carbamate, au moyen de fluides chauds dont la température est supérieure au point de fusion du carbamate, tels que la vapeur d'eau sous pression.

   Cette façon de procéder est non seulement irrationnelle au point de vue économie de chaleur, mais elle en- traine encore des complications de réalisation très importantes. 



   Par contre, le procédé faisant l'objet de la présente demande de brevet permet, dans certaines conditions, de produire l'urée sans apport et sans élimination de chaleur en utilisant la chaleur des réactions au réchauffement des matières premières,   cest   à dire de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique, et le faisant dune façon simple. Ce but est atteint par le fait que le réchauffement de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique d'une part et la syn- thèse et la conversion du carbamate d'autre part sont effectuées dans un seul appareil. 



   Suivant 1'invention, pour le réchauffement   de 1'   ammoniac et de l'anhydride carbonique et pour la synthèse et la conversion du carbamate, on fait usage de serpentins immergés dans un bain d' huile commun,   lrhuile   servant de medium de transmission de cha - leur des serpentins à carbamate aux serpentins à ammoniac et à anhydride carbonique. 



   Il s'est avéré que dans certaines conditions de marche, la chaleur cédée à l'huile par le serpentin servant à la synthèse et à la conversion du carbamate est égale à celle qui est néces- saire au réchauffement de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique plus celle qui est perdue par rayonnement. Le bilan thermique é- tant bouclé, on n'a pas besoin dans ces conditions, ni d'un apport de chaleur, ni non plus d'une élimination de l'excès de cette dernière. 



   Par contre, dans d'autres conditions de marche ou à défaut d'une isolation de l'appareil suffisante, il se peut qu'on man- que un peu de chaleur. Il faudrait donc apporter de la chaleur de   11-extérieur.   A cette fin, il est prévu, suivant l'invention un (ou plusieurs) serpentine) à vapeur immergées) dans le même bain d'huile. Evidemment, ce (s) même(s) serpentin(s) peut (peuvent) 

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 servir au réchauffement de l'huile avant la mise en marche de l'installation. 



   Encore dans d'autres conditions de marche, la quantité de chaleur cédée à l'huile par le serpentin de synthèse et de con- version de carbamate peut dépasser celle qui est requise pour le réchauffement de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique plus les pertes par rayonnement. 



   Pour éliminer l'excès de chaleur on se sert du (des) ser-   pentin)   à vapeur sus mentionné(s) pour y faire circuler de l' eau de réfrigération. 



   Il s'est avéré particulièrement ïntéressant de munir l'appa- reil au moins de deux (ou plusieurs) serpentins à vapeur ou à eau étant donné que cela permet de régler les températures de l'huile dans différentes parties de l'appareil. En effet, il est avantageux de réduire la température dans la partie inférieure de 1'appareil où est logée la partie du serpentin principal correspondante à la synthèse du   carbamate.et   de maintenir une température plus élevée dans la partie supérieure de l'appareil où est logée la partie du serpentin principal correspondante à la conversion du carbamate en urée. 



   L'appareil faisant l'objet de l'invention est conçu de façon à ce que le volume du bain d'huile soit réduit au minimum, que le cintrage des tubes constituant le (les) serpentin(s) ne cause pas au métal des tensions dangeureuses et que les matières premières gazeuses (NH3 et CO2) avant d'être combinées, et les gaz inertes, puissent remonter dans le (les) serpentin(s) d'une façon continue sans que des troubles quelconques puissent se produire.

   Notamment, l'appareil est constitué d'un (de) serpentins) à,carbamate compo- sé(s) de tubes droits liés entre eux par   dessoudes,   les tubes et les coudes étant légèrement inclinés tandis que les serpentins à ammoniac et à anhydride carbonique, ainsi que les serpentins à eau et à vapeur sont logés dans l'espace oblong limité par les tu- bes et les coudes du (des) serpentin(s) à carbamate. 

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   Il est annexé à la demande de brevet un croquis de l'appareil afin   dréclaircir   la description de celui-ci. 



   L'ammoniac et l'anhydride carbonique sont introduits dans l'ap- pareil par les tubes (I) et (2), ils parcourent les serpentins (3) et (4) de bas en haut et débouchent dans le tube commun (5) pour être amenés dans le serpentin (6), où en circulant de bas en haut ils se combinent en carbamate, tandis que ce dernier se convertit en urée et eau. La solution aqueuse d'urée, de carbamate et éven- tuellement d'ammoniac est évacuée de l'appareil par le tube (7), étant détendue dans la vanne   (8).   



   Les serpentïns (9) et (10) sont alimentés à la vapeur ou à l'eau selon qu'on ait besoin de réchauffer ou de refroidir le train d'huile (11) qui se trouve dans le bac (12) et dans laquelle sont immergés tous les serpentins sus-énumérés. 



   Le croquis en annexe représente un exemple d'exécution de l'appareil sans que de ce chef soit limitée, en quoi que ce soit, l'invention. 



   R E V E N D I C A T   1 0 N S   1.- Procédé pour la production de l'urée à partir d'ammoniac et d'anhydride carbonique caractérisé en ce que la synthèse du oarbamate d'ammonium et sa conversion en urée ainsi que le réchauf- fement de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique sont effectués dans un seul appareil.

Claims (1)

1. 2. - Mode d'exécution du procédé énoncé dans la revendication 1. caractérisé en ce que la synthèse du carbamate d'ammonium et sa conversion en urée, ainsi que le réchauffement de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique sont effectués dans des serpentins immer- gés, dans un bain d'huile commun.

   3. - Mode drexécution du procédé énoncé dans la revendication 1. caractérisé en ce que dans le même bain d'huile mentionné dans la revendication 2. est (ou sont) immergé(s) un (ou plu- <Desc/Clms Page number 5> sieurs) serpentins) dans lequel (lesquels) on fait éventuellement circuler de l'eau ou de la vapeur.

   4.- Appareil servant à l'exécution du procédé et des modes de son exécution énoncés dans les- revendications 1, 2, 3 caractérisé en ce que.la synthèse du carbamate d'ammonium et sa conversion en urée=sont effectuées dans un (ou dans des) serpentin(s) composé(s) de tubes droits liés entre eux par des coudes, les tubes et les coudes étant légèrement inclinéstandis que les serpentins à ammoniac e.t à anhydride carbonique (voir revendication 2) ainsi que les serpentins à eau et à vapeur (voir revendication 3) sont logés dans l'espace oblong limité par les tubes et les coudes du (des ) serpentin(s) servant à la synthèse et à la conversion du carbamate d'ammonium.