CH622006A5 - Process for the condensation of carbamate in urea synthesis plants - Google Patents
Process for the condensation of carbamate in urea synthesis plants Download PDFInfo
- Publication number
- CH622006A5 CH622006A5 CH902776A CH902776A CH622006A5 CH 622006 A5 CH622006 A5 CH 622006A5 CH 902776 A CH902776 A CH 902776A CH 902776 A CH902776 A CH 902776A CH 622006 A5 CH622006 A5 CH 622006A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- condensation
- carbamate
- vapors
- liquid
- process according
- Prior art date
Links
- 238000009833 condensation Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000005494 condensation Effects 0.000 title claims abstract description 25
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 6
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 5
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 6
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 5
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
- C07C273/02—Preparation 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
- C07C273/04—Preparation 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
La presente invenzione concerne un procedimento per la condensazione del carbammato in impianti di sintesi dell'urea comprendente l'operazione di alimentare una zona di condensazione con la miscela formata dalla soluzione di carbonato d'ammonio proveniente dagli stadi a bassa pressione e dai vapori di NH3, C02 ed H20 provenienti dalla decomposizione del carbammato ad alta pressione caratterizzato dal fatto che la zona di condensazione è una zona di condensazione tubolare orizzontale sotto un battente statico (A P)-
Nei vari processi di produzione urea sono normalmente previsti scambiatori per condensare i vapori di NH3 + C02 + HoO prodotti nelle varie fasi di decomposizione o riciclo del carbammato al reattore urea.
I vari procedimenti prevedono sistemi diversi di riciclo del carbammato al reattore in uno o più stadi operanti a differenti pressioni e temperature.
Nei procedimenti di Stripping la quasi totalità del carbammato viene ricircolata in un unico stadio operante ad una pressione sostanzialmente uguale a quella del reattore ed i vapori di NH3 + C02 + H20 ottenuti nel distillatore (strip-per), pure operante ad una pressione sostanzialmente uguale a quella del reattore, vengono condensati nel condensatore carbammato ad alta temperatura.
II calore sviluppato in detta condensazione viene rimosso ad alto livello termico per la produzione di vapore.
Nei procedimenti convenzionali il carbammato viene ricircolato in più stadi operanti a pressioni decrescenti, sostanzialmente diverse da quelle del reattore di sintesi. Solo una parte del calore di condensazione del carbammato viene recuperata a livello sufficientemente elevato per produrre vapore nel condensatore carbammato operante a più alta pressione.
In tutti i casi la condensazione dei vapori NH, + C02 + H20 è un'operazione critica particolarmente nei campi di composizione della miscela NH3 + C02 + H20 con bassi contenuti di H20, che si riscontrano negli stadi di riciclo del carbammato operanti a più alta pressione.
Per rendere possibile detta condensazione, particolarmente quando i vapori di NH3 + C02 + H20 da condensare provengono da uno stadio di distillazione ad alta pressione (e sono pertanto poveri in H20) viene introdotta nel condensatore carbammato, unitamente ai vapori, anche una soluzione di carbonato ricca in H20 normalmente prodotta negli stadi di condensazione e riciclo del carbammato operanti a più bassa pressione. Alta press. = 100-300 ata; bassa press. 2-50 ata. Detta soluzione funge da mezzo assorbente ed è molto importante che si realizza una uniforme distribuzione tra i vapori NH3 + C02 + H20 e soluzione aggiunta.
Ciò è ottenuto nella tecnica nota con opportuni sistemi di miscelazione e distribuzione dei vapori e della soluzione di carbonato aggiunta.
Nella tecnica nota allo scopo di ottenere una uniforme distribuzione dei vapori + liquido assorbente i condensatori carbammato operanti alle più alte pressioni sono generalmente realizzati del tipo verticale con i fluidi di processo all'interno dei tubi. La condensazione è effettuata secondo l'allegato schema di fig. 1, che riproduce la tecnica nota. I vapori di NH3 + C02 + H20 vengono alimentati tramite la linea 3 e nel miscelatore 4 si mescolano con la soluzione di carbonato d'ammonio proveniente dagli stadi a bassa pressione alimentata attraverso la linea 2. La miscela tramite la linea 5 alimenta il condensatore verticale 1 nel cui mantello circola acqua introdotta tramite 6.1 vapori di acqua prodotti escono dal mantello del condensatore 1 tramite la linea 9 e vanno nel separatore del vapore 7 dal quale vengono prelevati l'acqua 6 e il vapore prodotto 8.
La soluzione di carbammato d'ammonio condensata è scaricata tramite 10.
Quando il calore viene asportato mediante produzione di vapore come visto è previsto anche un apparecchio di separazione del vapore prodotto opportunamente collegato col condensatore carbammato.
Essendo la distribuzione uniforme liquido + vapori molto critica per un corretto funzionamento del condensatore e per ottenere il calore sviluppato nella condensazione dei vapori NH3 + C02 + H20 al massimo livello possibile, costosi sistemi di distribuzione sono normalmente previsti all'ingresso dello scambiatore.
E' difficoltoso garantire un corretto funzionamento di detti distributori ed impedire vie preferenziali in quanto è facile avere fenomeni di intasamento conseguenti a cristallizzazione del carbammato.
Risulta inoltre molto costoso prevedere uno scambiatore verticale per le strutture di sostegno che esso richiede, particolarmente in impianto di grossa potenzialità e quando sia previsto anche l'apparecchio di separazione del vapore d'acqua prodotto con l'asportazione del calore. Risulta inoltre molto difficoltoso ottenere una uniforme distribuzione quando l'apparecchio è di notevoli dimensioni (impianto ad alta potenzialità).
E' stato sorprendentemente trovato che se si introduce la miscela formata dalla soluzione (compresa) di carbonato d'ammonio proveniente dagli stadi a bassa pressione e dai vapori di NH3, C02 ed H20 provenienti dalla decomposizione del carbammato ad alta pressione (la pressione di detta miscela va da 50 a 300 atm.) in una zona tubolare orizzontale di condensazione a pressione di ingresso da 50 a 300 atm. mantenuta sotto un battente statico A P tutti gli inconvenienti precedentemente citati vengono facilmente superati.
Il valore del A P è compreso tra 0,5 e 5 atmosfere e può essere realizzato con qualunque sistema noto nella tecnica tra cui anche una valvola di riduzione ma preferibilmente mediante un battente di liquido all'uscita (A H).
5
io
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
622006
Il processo secondo la presente invenzione come definito nella rivendicazione 1, può essere vantaggiosamente realizzato con un condensatore a fascio di tubi orizzontali munito di battente liquido all'uscita in cui il rapporto tra il battente di liquido A H ed il diametro D della circonferenza racchiudente in tubi più esterni del fascio di tubi orizzontali è preferibilmente compreso tra 5 e 30, particolarmente essendo di 10. La soluzione con un contenuto di liquido maggiore del 20% entra nei tubi e condensa e la soluzione è scaricata dal condensatore mentre il calore di condensazione viene sfruttato per produrre vapore nel mantello del condensatore. L'invenzione viene ora descritta con riferimento alla fig. 2 la quale non deve in alcun modo essere intesa come limitativa.
Al condensatore a tubi orizzontali 1 viene inviata la soluzione di carbonato (2) proveniente dagli stadi di decomposizione a bassa pressione e la miscela gassosa (3) costituita di C02 + NH3 + H20 proveniente dalla decomposizione del carbammato ad alta pressione. L'evaporatore orizzontale è fornito di un tubo 5 di scarico che permette di mantenere il A H desiderato 6 che è superato dalla miscela di carbonato e vapori di NH3, C02 ed H20 condensati. Il vapore prodotto lascia l'evaporatore 1 tramite il tubo 4.
I vantaggi del processo secondo l'invenzione, come definito nella rivendicazione 1, sono:
1. Riduzione degli investimenti (eliminazione sistema di distribuzione, riduzione strutture di sostegno, eliminazione apparecchio di separazoine del vapore, nel caso in cui il calore sia asportato con produzione di vapore).
2. Garanzia di funzionamento nelle condizioni ottimali sen- . za cristallizzazioni e vie preferenziali.
3. Asportazione del calore al massimo livello (produzione di vapore più pregiato) quando la condensazione avviene
5 ad alta pressione.
Verrà ora fornito un esempio avente lo scopo di illustrare l'invenzione.
Esempio io Si consideri uno scambiatore a fascio tubiera orizzontale 1 di tipo Kettle (vedi fig. 2).
I vapori 3 alla pressione di 150 Ata (Temperatura = 190°C; portata = 60t) provenienti dalla sezione (non mostrata) di dissociazione del carbammato costituiti da NH3 +
15 C02 + H20 vengono condensati all'interno dei tubi 7 del fiscio tubiero previa miscelazione con una soluzione acquosa 2 di carbonato ammonico riciclata dalla sezione a bassa pressione e precedentemente pompata a 150 Ata (Temperatura soluzione = 70°C; portata = 25 t).
20 II calore viene tolto mediante l'ebollizione di una fase liquida lato mantello con conseguente produzione di vapore 4.
Viene mantenuto un A H/D = 10 ed in queste condizioni i tubi del condensatore a tubi orizzontali risultano completamente pieni di liquido e la condensazione avviene senza
25 difficoltà.
II vapore prodotto ha una temperatura di 147°C mentre con un apparecchio convenzionale non si può produrre vapore ad una temperatura superiore a 138°C.
v
1 foglio disegni
Claims (6)
1. Procedimento per la condensazione del carbammato in impianti di sintesi dell'urea comprendente l'operazione di alimentare una zona di condensazione con la miscela formata dalla soluzione di carbonato d'ammonio proveniente dagli stadi a bassa pressione e dai vapori di NH3, C02 ed H20 provenienti dalla decomposizione del carbammato ad alta pressione caratterizzato dal fatto che la zona di condensazione è una zona di condensazione tubolare orizzontale sotto un battente statico (A P).
2. Procedimento come da rivendicazione 1, dove A P è compreso tra 0,5 e 5 atmosfere.
2
RIVENDICAZIONI
3. Procedimento come da rivendicazione 1, dove la zona di condensazione tubolare orizzontale è un condensatore a fascio di tubi orizzontali munito di battente liquido (A H) all'uscita che è superato dalla miscela liquida di carbonato e vapori di NH3, C02 ed H20 condensati.
4. Procedimento come da rivendicazione 3 dove il rapporto tra il battente di liquido (A H) in metri ed il diametro D della circonferenza racchiudente i tubi, più esterni del fascio di tubi orizzontali anch'essa in metri è compresa tra 5 e 30, particolarmente essendo 10.
5. Procedimento come da rivendicazioni 3 e 4 dove il contenuto di liquido della miscela entrante nel fascio di tubi è maggiore del 20%.
6. Procedimento come da rivendicazione 1 dove la condensazione avviene in concomitanza con la produzione di vapore.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT2261575A IT1037576B (it) | 1975-04-23 | 1975-04-23 | Procedimento per la condensazione del carbammato in impianti di sintesi dell urea |
| AU15623/76A AU506832B2 (en) | 1975-04-23 | 1976-07-06 | Formation of ammonium carbamate solution |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH622006A5 true CH622006A5 (en) | 1981-03-13 |
Family
ID=25616093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH902776A CH622006A5 (en) | 1975-04-23 | 1976-07-13 | Process for the condensation of carbamate in urea synthesis plants |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4082797A (it) |
| JP (1) | JPS6023109B2 (it) |
| AT (1) | AT344197B (it) |
| AU (1) | AU506832B2 (it) |
| BE (1) | BE844047A (it) |
| CA (1) | CA1069932A (it) |
| CH (1) | CH622006A5 (it) |
| CS (1) | CS196306B2 (it) |
| DE (1) | DE2617185C3 (it) |
| FR (1) | FR2308615A1 (it) |
| GB (1) | GB1506129A (it) |
| IN (1) | IN144536B (it) |
| NL (1) | NL167157C (it) |
| SE (1) | SE423386B (it) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1068268B (it) * | 1976-09-09 | 1985-03-21 | Snam Progetti | Procedimento per la produzione di urea e purificazione delle acque |
| RU2072966C1 (ru) * | 1990-03-12 | 1997-02-10 | Уриа Казале С.А. | Способ конденсации паров аммиака углекислого газа и воды, образующихся при обработке раствора, поступающего из реактора получения мочевины и устройство для его осуществления |
| CN103349848B (zh) * | 2013-06-18 | 2015-07-08 | 盐城汇百实业有限公司 | 一种冷凝装置 |
| CN111278804B (zh) | 2017-10-27 | 2021-07-20 | 斯塔米卡邦有限公司 | 高压氨基甲酸盐冷凝器 |
| US20240092730A1 (en) | 2021-12-20 | 2024-03-21 | Stamicarbon B.V. | Thermal stripping urea production |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2302993A (en) * | 1940-12-07 | 1942-11-24 | Lummus Co | Evaporator |
| US2560070A (en) * | 1948-08-27 | 1951-07-10 | Lummus Co | Evaporator |
| CH498811A (de) * | 1967-05-22 | 1970-11-15 | Chemical Construction Corp | Verfahren zur Herstellung von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlendioxyd |
| US3984469A (en) * | 1969-10-16 | 1976-10-05 | Snam Progetti S.P.A. | Process for the production of urea |
| US3940440A (en) * | 1970-11-10 | 1976-02-24 | Ivo Mavrovic | Method of controlling urea system |
-
1976
- 1976-04-20 DE DE2617185A patent/DE2617185C3/de not_active Expired
- 1976-04-20 US US05/678,635 patent/US4082797A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-04-20 GB GB16012/76A patent/GB1506129A/en not_active Expired
- 1976-04-22 FR FR7611952A patent/FR2308615A1/fr active Granted
- 1976-04-22 CS CS762673A patent/CS196306B2/cs unknown
- 1976-04-22 NL NLAANVRAGE7604303,A patent/NL167157C/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-04-23 JP JP51045614A patent/JPS6023109B2/ja not_active Expired
- 1976-07-06 AU AU15623/76A patent/AU506832B2/en not_active Expired
- 1976-07-09 AT AT508576A patent/AT344197B/de not_active IP Right Cessation
- 1976-07-12 BE BE168843A patent/BE844047A/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-07-13 CH CH902776A patent/CH622006A5/it not_active IP Right Cessation
- 1976-07-17 IN IN1284/CAL/1976A patent/IN144536B/en unknown
- 1976-07-20 CA CA257,369A patent/CA1069932A/en not_active Expired
- 1976-07-21 SE SE7608335A patent/SE423386B/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2617185C3 (de) | 1978-07-13 |
| NL167157C (nl) | 1987-10-16 |
| SE423386B (sv) | 1982-05-03 |
| US4082797A (en) | 1978-04-04 |
| NL7604303A (nl) | 1976-10-26 |
| DE2617185A1 (de) | 1976-10-28 |
| GB1506129A (en) | 1978-04-05 |
| CA1069932A (en) | 1980-01-15 |
| AT344197B (de) | 1978-07-10 |
| IN144536B (it) | 1978-05-13 |
| NL167157B (nl) | 1981-06-16 |
| SE7608335L (sv) | 1978-01-22 |
| BE844047A (fr) | 1977-01-12 |
| DE2617185B2 (de) | 1977-11-24 |
| JPS51128917A (en) | 1976-11-10 |
| JPS6023109B2 (ja) | 1985-06-05 |
| AU506832B2 (en) | 1980-01-24 |
| ATA508576A (de) | 1977-11-15 |
| AU1562376A (en) | 1978-01-12 |
| FR2308615B1 (it) | 1979-04-20 |
| CS196306B2 (en) | 1980-03-31 |
| FR2308615A1 (fr) | 1976-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4314077A (en) | Method for the production of urea and purification of water | |
| US20200385339A1 (en) | Urea production process and plant with heat integration in low pressure recovery section | |
| US10501407B2 (en) | Urea manufacturing method and urea manufacturing apparatus | |
| DE69708627T2 (de) | Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Ammoniak und Harnstoff | |
| DE69606672T2 (de) | Verfahren und Apparat zur Gewinnung von kondensierbaren Stoffen aus dem Dampf von einem Vakuumverdampfer der Harnstoffsynthese | |
| ITMI20100810A1 (it) | Procedimento a basso consumo energetico per la produzione di melammina ad elevata purezza tramite pirolisi dell'urea, e relativa apparecchiatura | |
| SU1494864A3 (ru) | Способ получени мочевины | |
| CN105026365B (zh) | 尿素合成方法和设备 | |
| BR0114765B1 (pt) | unidade de condensação de carbamato. | |
| US3191916A (en) | Apparatus for separating pure ammonia gas from a mixed off-gas stream | |
| US3649179A (en) | Process for the removal of unreacted ammonia | |
| CH622006A5 (en) | Process for the condensation of carbamate in urea synthesis plants | |
| US3446601A (en) | Device for preparing urea | |
| US20240208897A1 (en) | Improvements to equipment of urea plants | |
| NO168416B (no) | Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av konsentrert svovelsyre ved absorpsjon av svoveltrioksyd | |
| US3957868A (en) | Process for preparing urea from ammonia and carbon dioxide | |
| US3292998A (en) | Method of producing hydrogen from a carbon monoxide-containing gas stream and heat recovery | |
| KR870001143B1 (ko) | 요소의 제조방법 | |
| US4316767A (en) | Process for concentrating aqueous urea solutions | |
| EP1289943B1 (en) | Process for decomposing a carbamate aqueous solution coming from the urea recovery section of a urea production plant | |
| GB1580814A (en) | Method and apparatus for producing or recovering an alkanolamine from a mixture containing an oxazolidone | |
| GB906612A (en) | Multistage distilling plant | |
| US3929878A (en) | Decomposition of ammonium carbamate | |
| NO874558L (no) | Fremgangsmaate ved konsentrering av en ureaopploesning, samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten. | |
| US3524722A (en) | Removal of carbon dioxide from natural gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
| PL | Patent ceased |