JPH10120643A - 改良された尿素合成方法 - Google Patents
改良された尿素合成方法Info
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- JPH10120643A JPH10120643A JP8282486A JP28248696A JPH10120643A JP H10120643 A JPH10120643 A JP H10120643A JP 8282486 A JP8282486 A JP 8282486A JP 28248696 A JP28248696 A JP 28248696A JP H10120643 A JPH10120643 A JP H10120643A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 運転変動に対して適応性が高く、かつエネル
ギー消費量の少ない尿素合成方法を提供する。 【解決手段】 アンモニアと二酸化炭素とからのアンモ
ニウムカーバメート生成の反応熱回収工程と、反応条件
の異なる第１および第２の尿素合成工程と、ストリッピ
ング工程と、ストリッピング工程からの尿素液から尿素
を得るための精製工程とからなる尿素合成方法におい
て、上記熱回収後のアンモニウムカーバメートが第１の
尿素合成工程において尿素合成に付され、生成した第１
の尿素合成液はストリッピング工程において、後記第２
の尿素合成液とともに処理されて尿素液と、アンモニア
および二酸化炭素の混合ガスとに分離され、分離された
混合ガスは凝縮工程を経て、第２の尿素合成工程におい
て尿素合成に付され、生成された第２の尿素合成液は上
記ストリッピング工程に導入されて第１の尿素合成液と
ともに処理される。
ギー消費量の少ない尿素合成方法を提供する。 【解決手段】 アンモニアと二酸化炭素とからのアンモ
ニウムカーバメート生成の反応熱回収工程と、反応条件
の異なる第１および第２の尿素合成工程と、ストリッピ
ング工程と、ストリッピング工程からの尿素液から尿素
を得るための精製工程とからなる尿素合成方法におい
て、上記熱回収後のアンモニウムカーバメートが第１の
尿素合成工程において尿素合成に付され、生成した第１
の尿素合成液はストリッピング工程において、後記第２
の尿素合成液とともに処理されて尿素液と、アンモニア
および二酸化炭素の混合ガスとに分離され、分離された
混合ガスは凝縮工程を経て、第２の尿素合成工程におい
て尿素合成に付され、生成された第２の尿素合成液は上
記ストリッピング工程に導入されて第１の尿素合成液と
ともに処理される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二段階尿素合成方法
における改良に関する。特に、既設の尿素合成プラント
の製造能力増強に好適な改良された尿素合成方法に関す
る。
における改良に関する。特に、既設の尿素合成プラント
の製造能力増強に好適な改良された尿素合成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、先に、エネルギー消費量を
減らす目的で、新設あるいは、特に、既設の尿素合成プ
ラントの製造を増強するのに好適な尿素合成方法を特開
平８−１９８８３８号において提案した。この提案は、
過剰のアンモニアと二酸化炭素から尿素を合成する方法
において、（１）アンモニアと二酸化炭素の反応熱を除
去・回収する工程、（２）反応熱を除去・回収されたア
ンモニアと二酸化炭素との反応生成物であるアンモニウ
ムカーバメートを尿素合成圧力および温度で処理して尿
素、過剰アンモニア、未反応アンモニウムカーバメート
および水からなる第１の尿素合成液を得る第１の尿素合
成工程、（３）第１の尿素合成液を減圧し、この尿素合
成液中のアンモニウムカーバメートをガス状のアンモニ
アと二酸化炭素とに加熱分解し、二酸化炭素の吹き込み
により、これらガスを過剰のアンモニアとともにアンモ
ニア、二酸化炭素等の混合ガスとして、残留未反応アン
モニウムカーバメートを含む尿素液から分離するストリ
ッピング工程、（４）ストリッピング工程で分離された
混合ガスと後記する回収工程からのアンモニウムカーバ
メート水溶液とを尿素合成圧力および温度において処理
して尿素、過剰アンモニア、未反応アンモニウムカーバ
メートおよび水からなる第２の尿素合成液を得る第２の
尿素合成工程、（５）ストリッピング工程からの尿素液
と第２の尿素合成液とを併せて、未反応アンモニウムカ
ーバメートおよび過剰アンモニアを中圧において、尿素
溶からアンモニア、二酸化炭素等の中圧混合ガスとして
分離し、分離された中圧混合ガスを吸収媒体に吸収させ
てアンモニウムカーバメート水溶液として回収する回収
工程、および（６）回収工程からの尿素液を、さらに処
理して尿素を得る精製工程からなるものである。
減らす目的で、新設あるいは、特に、既設の尿素合成プ
ラントの製造を増強するのに好適な尿素合成方法を特開
平８−１９８８３８号において提案した。この提案は、
過剰のアンモニアと二酸化炭素から尿素を合成する方法
において、（１）アンモニアと二酸化炭素の反応熱を除
去・回収する工程、（２）反応熱を除去・回収されたア
ンモニアと二酸化炭素との反応生成物であるアンモニウ
ムカーバメートを尿素合成圧力および温度で処理して尿
素、過剰アンモニア、未反応アンモニウムカーバメート
および水からなる第１の尿素合成液を得る第１の尿素合
成工程、（３）第１の尿素合成液を減圧し、この尿素合
成液中のアンモニウムカーバメートをガス状のアンモニ
アと二酸化炭素とに加熱分解し、二酸化炭素の吹き込み
により、これらガスを過剰のアンモニアとともにアンモ
ニア、二酸化炭素等の混合ガスとして、残留未反応アン
モニウムカーバメートを含む尿素液から分離するストリ
ッピング工程、（４）ストリッピング工程で分離された
混合ガスと後記する回収工程からのアンモニウムカーバ
メート水溶液とを尿素合成圧力および温度において処理
して尿素、過剰アンモニア、未反応アンモニウムカーバ
メートおよび水からなる第２の尿素合成液を得る第２の
尿素合成工程、（５）ストリッピング工程からの尿素液
と第２の尿素合成液とを併せて、未反応アンモニウムカ
ーバメートおよび過剰アンモニアを中圧において、尿素
溶からアンモニア、二酸化炭素等の中圧混合ガスとして
分離し、分離された中圧混合ガスを吸収媒体に吸収させ
てアンモニウムカーバメート水溶液として回収する回収
工程、および（６）回収工程からの尿素液を、さらに処
理して尿素を得る精製工程からなるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
尿素合成方法においては、上記回収工程に導入されるス
トリッピング工程からの尿素液と第２の尿素合成液との
混合物は、その組成が上流側の運転条件の変動によって
悪影響を受けたとき、もとの組成に戻すのが困難であっ
た。
尿素合成方法においては、上記回収工程に導入されるス
トリッピング工程からの尿素液と第２の尿素合成液との
混合物は、その組成が上流側の運転条件の変動によって
悪影響を受けたとき、もとの組成に戻すのが困難であっ
た。
【０００４】また、第２の尿素合成工程の圧力および温
度は第１の尿素合成工程のそれらよりも低く、かつＨ／
Ｃが高いので尿素合成率が低くなり、残留アンモニア濃
度が高い。このような尿素合成液がそのまま下流の回収
工程へ送られるので回収工程の負荷が上りやすく、特に
既設のプラントの能力増強の場合に問題となることがあ
った。
度は第１の尿素合成工程のそれらよりも低く、かつＨ／
Ｃが高いので尿素合成率が低くなり、残留アンモニア濃
度が高い。このような尿素合成液がそのまま下流の回収
工程へ送られるので回収工程の負荷が上りやすく、特に
既設のプラントの能力増強の場合に問題となることがあ
った。
【０００５】したがって、本発明は、これらの課題を解
決して運転変動に対する適応性が高く、かつ、エネルギ
ー消費量が少ない、改良された尿素合成方法を提供しよ
うとするものである。
決して運転変動に対する適応性が高く、かつ、エネルギ
ー消費量が少ない、改良された尿素合成方法を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の改良された尿素
合成方法は、尿素合成圧力において、二酸化炭素と化学
量論的に過剰なアンモニアとをミキシング工程におい
て、混合してアンモニウムカーバメートを生成させ、こ
の際発生する反応熱を除去し、ついで該アンモニウムカ
ーバメートを第１の尿素合成工程において尿素合成に付
して尿素、過剰アンモニア、未反応アンモニウムカーバ
メートおよび水からなる第１の尿素合成液を生成させ、
該第１の尿素合成液をストリッピング工程において処理
して尿素液をアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガ
スから分離し、該尿素液を、さらに処理して尿素を得、
一方、該混合ガスを、凝縮工程において冷却下に吸収媒
体と接触させて凝縮させ、得られた凝縮液を第２の尿素
合成工程において尿素合成に付して尿素、過剰アンモニ
ア、未反応アンモニウムカーバメートおよび水からなる
第２の尿素合成液を生成させ、該第２の尿素合成液を処
理して尿素を得る尿素合成方法において、該ストリッピ
ング工程の圧力を該第１の尿素合成工程の圧力よりも低
く設定し、該第２の尿素合成工程の圧力を該ストリッピ
ング工程の圧力と実質的に等しい圧力とし、該第２の尿
素合成液を該ストリッピング工程に導入して該第１の尿
素合成液とともに処理して該第１および第２の尿素合成
液に含有される過剰アンモニアおよび未反応アンモニウ
ムカーバメートをアンモニア、二酸化炭素および水の混
合ガスとして尿素液から分離し、該混合ガスを該凝縮工
程に導入することを特徴とするものである。
合成方法は、尿素合成圧力において、二酸化炭素と化学
量論的に過剰なアンモニアとをミキシング工程におい
て、混合してアンモニウムカーバメートを生成させ、こ
の際発生する反応熱を除去し、ついで該アンモニウムカ
ーバメートを第１の尿素合成工程において尿素合成に付
して尿素、過剰アンモニア、未反応アンモニウムカーバ
メートおよび水からなる第１の尿素合成液を生成させ、
該第１の尿素合成液をストリッピング工程において処理
して尿素液をアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガ
スから分離し、該尿素液を、さらに処理して尿素を得、
一方、該混合ガスを、凝縮工程において冷却下に吸収媒
体と接触させて凝縮させ、得られた凝縮液を第２の尿素
合成工程において尿素合成に付して尿素、過剰アンモニ
ア、未反応アンモニウムカーバメートおよび水からなる
第２の尿素合成液を生成させ、該第２の尿素合成液を処
理して尿素を得る尿素合成方法において、該ストリッピ
ング工程の圧力を該第１の尿素合成工程の圧力よりも低
く設定し、該第２の尿素合成工程の圧力を該ストリッピ
ング工程の圧力と実質的に等しい圧力とし、該第２の尿
素合成液を該ストリッピング工程に導入して該第１の尿
素合成液とともに処理して該第１および第２の尿素合成
液に含有される過剰アンモニアおよび未反応アンモニウ
ムカーバメートをアンモニア、二酸化炭素および水の混
合ガスとして尿素液から分離し、該混合ガスを該凝縮工
程に導入することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において、Ｎ，ＣおよびＨ
とはそれぞれアンモニアのモル数、二酸化炭素のモル数
および水のモル数をいい、Ｎ／Ｃ及びＨ／Ｃとは二酸化
炭素に対するアンモニアおよび水のモル比を示し、無次
元の数値である。二酸化炭素基準での尿素合成率とは、
全二酸化炭素モル量のうち二酸化炭素尿素に転化した二
酸化炭素モル量と全二酸化炭素モル量との比に１００を
掛けたものをいい、単位は％である。また、イナートガ
スとは、合成管、ストリッパー、カバーメトコンデンサ
ー等の腐食を防止するための空気と、原料二酸化炭素中
に元々含まれている不純物の総称である。
とはそれぞれアンモニアのモル数、二酸化炭素のモル数
および水のモル数をいい、Ｎ／Ｃ及びＨ／Ｃとは二酸化
炭素に対するアンモニアおよび水のモル比を示し、無次
元の数値である。二酸化炭素基準での尿素合成率とは、
全二酸化炭素モル量のうち二酸化炭素尿素に転化した二
酸化炭素モル量と全二酸化炭素モル量との比に１００を
掛けたものをいい、単位は％である。また、イナートガ
スとは、合成管、ストリッパー、カバーメトコンデンサ
ー等の腐食を防止するための空気と、原料二酸化炭素中
に元々含まれている不純物の総称である。
【０００８】本発明の尿素合成方法の一実施態様を示す
フローシートである図１に従って、本発明を説明する。
図１に示したプロセスでは、エジェクターによって第２
の尿素合成液を昇圧してストリッパーに供給するので、
凝縮器および第２の尿素合成管を地上置きすることがで
きる。
フローシートである図１に従って、本発明を説明する。
図１に示したプロセスでは、エジェクターによって第２
の尿素合成液を昇圧してストリッパーに供給するので、
凝縮器および第２の尿素合成管を地上置きすることがで
きる。
【０００９】原料液体アンモニアはライン２１から、ま
た原料二酸化炭素はライン２２および２３を経てミキサ
ー４に供給される。ここでアンモニアと二酸化炭素は反
応してアンモニウムカーバメートが生成する。この際発
生する反応熱は、例えばスチームの凝縮水がライン５０
から導入され、ライン５１にて低圧スチームが発生され
ることにより熱回収される。
た原料二酸化炭素はライン２２および２３を経てミキサ
ー４に供給される。ここでアンモニアと二酸化炭素は反
応してアンモニウムカーバメートが生成する。この際発
生する反応熱は、例えばスチームの凝縮水がライン５０
から導入され、ライン５１にて低圧スチームが発生され
ることにより熱回収される。
【００１０】ミキサー４からライン２４を経て、未反応
アンモニアとアンモニウムカーバメートは第１の尿素合
成管１に供給されて尿素合成に付される。第１の尿素合
成管の合成条件は、圧力１７０〜２６０バール、温度１
８０〜２１０℃、Ｎ／Ｃ３．０〜４．５であり、Ｈ／Ｃ
は０（水が存在しない）である。このときの尿素合成率
は６０〜８０％（二酸化炭素基準）である。なお、第１
の尿素合成管１は新設のものでもよいが、既設のプロセ
スで使用されていたものでもよい。たとえば、既設のプ
ラントの生産量を増強するために改造する場合で、既設
の合成管を使用する場合が該当する。
アンモニアとアンモニウムカーバメートは第１の尿素合
成管１に供給されて尿素合成に付される。第１の尿素合
成管の合成条件は、圧力１７０〜２６０バール、温度１
８０〜２１０℃、Ｎ／Ｃ３．０〜４．５であり、Ｈ／Ｃ
は０（水が存在しない）である。このときの尿素合成率
は６０〜８０％（二酸化炭素基準）である。なお、第１
の尿素合成管１は新設のものでもよいが、既設のプロセ
スで使用されていたものでもよい。たとえば、既設のプ
ラントの生産量を増強するために改造する場合で、既設
の合成管を使用する場合が該当する。
【００１１】第１の尿素合成管１の出口から、過剰のア
ンモニア、未反応アンモニウムカーバメート、および反
応生成物である尿素および水を含む第１の尿素合成液が
ライン２５を経て、減圧バルブで適宜に減圧され、ライ
ン２６を経てエジェクター６に供給される。エジェクタ
ーの吸い込み側には、後記の第２の尿素合成管２のダウ
ン・パイプ１０を経て重力流下してきた第２の尿素合成
液がライン３５を経て供給される。上記の減圧バルブ７
で適宜減圧されるとは、ライン２６の圧力はライン３５
のそれより高くなければならないので、通常行われてい
るように、エジェクテー６にライン３５から第２の尿素
合成液が流れ込むように、ライン２６の圧力をエジェク
ター６を駆動するのに必要にして十分な圧力に調整する
ことである。エジェクター６で合流した第１の尿素合成
液および第２の尿素合成液はライン２７を経てストリッ
パー３に供給される。
ンモニア、未反応アンモニウムカーバメート、および反
応生成物である尿素および水を含む第１の尿素合成液が
ライン２５を経て、減圧バルブで適宜に減圧され、ライ
ン２６を経てエジェクター６に供給される。エジェクタ
ーの吸い込み側には、後記の第２の尿素合成管２のダウ
ン・パイプ１０を経て重力流下してきた第２の尿素合成
液がライン３５を経て供給される。上記の減圧バルブ７
で適宜減圧されるとは、ライン２６の圧力はライン３５
のそれより高くなければならないので、通常行われてい
るように、エジェクテー６にライン３５から第２の尿素
合成液が流れ込むように、ライン２６の圧力をエジェク
ター６を駆動するのに必要にして十分な圧力に調整する
ことである。エジェクター６で合流した第１の尿素合成
液および第２の尿素合成液はライン２７を経てストリッ
パー３に供給される。
【００１２】通常、縦型の加熱管が設けられたストリッ
パー３は、ライン４０から入り、ライン４１から出るス
チームにより加熱される。ストリッパー３の塔頂には、
上記の第１および第２の尿素合成液が供給され、底部に
は原料二酸化炭素の一部がライン２８を経て供給され、
ストリッパー内を上昇しながら、流下する尿素合成液と
接触して、尿素合成液中の過剰アンモニアおよび未反応
アンモニウムカーバメートをアンモニア、二酸化炭素等
の混合ガスとして分離する。この原料二酸化炭素の量は
尿素１トン当り０．４トン以下である。この原料二酸化
炭素は場合によっては供給しないで加熱のみを行うこと
もできる。
パー３は、ライン４０から入り、ライン４１から出るス
チームにより加熱される。ストリッパー３の塔頂には、
上記の第１および第２の尿素合成液が供給され、底部に
は原料二酸化炭素の一部がライン２８を経て供給され、
ストリッパー内を上昇しながら、流下する尿素合成液と
接触して、尿素合成液中の過剰アンモニアおよび未反応
アンモニウムカーバメートをアンモニア、二酸化炭素等
の混合ガスとして分離する。この原料二酸化炭素の量は
尿素１トン当り０．４トン以下である。この原料二酸化
炭素は場合によっては供給しないで加熱のみを行うこと
もできる。
【００１３】ストリッパーの通常の運転条件は１４０〜
１８０バール、１７０〜２２０℃である。
１８０バール、１７０〜２２０℃である。
【００１４】ストリッパーの塔底からライン３０、減圧
バルブ８およびライン３１を経て排出される尿素液の組
成は、塔底に供給される二酸化炭素の量によっても異な
るが、通常、アンモニア１２〜３０％、二酸化炭素５〜
１５％、尿素４０〜６０％で残部は水である。
バルブ８およびライン３１を経て排出される尿素液の組
成は、塔底に供給される二酸化炭素の量によっても異な
るが、通常、アンモニア１２〜３０％、二酸化炭素５〜
１５％、尿素４０〜６０％で残部は水である。
【００１５】なお、この尿素液は、通常１５〜２０バー
ル、１３０〜１６０℃の運転条件の中圧分解塔に供給さ
れてアンモニアおよび二酸化炭素が混合ガスとして分離
され、さらに精製工程で処理され、尿素が製品として得
られる。
ル、１３０〜１６０℃の運転条件の中圧分解塔に供給さ
れてアンモニアおよび二酸化炭素が混合ガスとして分離
され、さらに精製工程で処理され、尿素が製品として得
られる。
【００１６】ストリッパーにおいて分離されたアンモニ
ア、二酸化炭素等の混合ガスはライン２９を経て凝縮器
５に供給され、スクラバー９からライン３６を経て導入
されるアンモニウムカーバメート水溶液と冷却下に接触
せしめられ、凝縮吸収される。凝縮器５は１４０〜１８
０バール、１５０〜１９０℃で運転される。通常、凝縮
器では冷却のために、シェル側にスチームの凝縮水が供
給され、凝縮熱をスチーム発生により回収する。
ア、二酸化炭素等の混合ガスはライン２９を経て凝縮器
５に供給され、スクラバー９からライン３６を経て導入
されるアンモニウムカーバメート水溶液と冷却下に接触
せしめられ、凝縮吸収される。凝縮器５は１４０〜１８
０バール、１５０〜１９０℃で運転される。通常、凝縮
器では冷却のために、シェル側にスチームの凝縮水が供
給され、凝縮熱をスチーム発生により回収する。
【００１７】スクラバー９には、第２の尿素合成管の頂
部からライン３４を経てイナートガスが底部に供給さ
れ、前記中圧分解および精製工程において分離されたア
ンモニアおよび二酸化炭素が水などの吸収媒体に吸収さ
れて得られたアンモニウムカーバメート水溶液（回収
液）で洗浄され、イナートガス中のアンモニアおよび二
酸化炭素が吸収される。アンモニウムカーバメート水溶
液（回収液）がライン３６を経て上記のように凝縮器５
に供給される。スクラバー９は、第２の尿素合成管の圧
力と実質的に等しい圧力で、温度１５０〜１８０℃で運
転される。頂部からライン３７を経て排出されるイナー
トガスは、残留アンモニアおよび二酸化炭素とともに下
流の分解回収工程に送られる。なお、スクラバー９は、
設置しなくてもよい。この場合は、第２の尿素合成管の
頂部からのイナートガスは、そのまま分解回収工程に送
られる。
部からライン３４を経てイナートガスが底部に供給さ
れ、前記中圧分解および精製工程において分離されたア
ンモニアおよび二酸化炭素が水などの吸収媒体に吸収さ
れて得られたアンモニウムカーバメート水溶液（回収
液）で洗浄され、イナートガス中のアンモニアおよび二
酸化炭素が吸収される。アンモニウムカーバメート水溶
液（回収液）がライン３６を経て上記のように凝縮器５
に供給される。スクラバー９は、第２の尿素合成管の圧
力と実質的に等しい圧力で、温度１５０〜１８０℃で運
転される。頂部からライン３７を経て排出されるイナー
トガスは、残留アンモニアおよび二酸化炭素とともに下
流の分解回収工程に送られる。なお、スクラバー９は、
設置しなくてもよい。この場合は、第２の尿素合成管の
頂部からのイナートガスは、そのまま分解回収工程に送
られる。
【００１８】凝縮器５から第２の尿素合成管２の底部
に、ライン３３を経て凝縮液および未凝縮ガスが供給さ
れる。第２の尿素合成管２においては尿素が合成され、
第２の尿素合成液が頂部に開口したダウンパイプ１０を
重力流下し、ライン３５を経てエジェクター６の吸い込
み側に供給され、前記のようにストリッパー３の頂部に
供給される。
に、ライン３３を経て凝縮液および未凝縮ガスが供給さ
れる。第２の尿素合成管２においては尿素が合成され、
第２の尿素合成液が頂部に開口したダウンパイプ１０を
重力流下し、ライン３５を経てエジェクター６の吸い込
み側に供給され、前記のようにストリッパー３の頂部に
供給される。
【００１９】第２の尿素合成管の運転条件は、１４０〜
１８０バール、１８０〜２００℃、Ｎ／Ｃ２．５〜４．
５、Ｈ／Ｃ０．５〜２．０であり、尿素合成率は４５〜
６５％である。第２の尿素合成管を地上置きできるの
で、既存のプラントの生産能力増強の場合に、既存の尿
素合成管を第２の尿素合成管として利用することができ
る。
１８０バール、１８０〜２００℃、Ｎ／Ｃ２．５〜４．
５、Ｈ／Ｃ０．５〜２．０であり、尿素合成率は４５〜
６５％である。第２の尿素合成管を地上置きできるの
で、既存のプラントの生産能力増強の場合に、既存の尿
素合成管を第２の尿素合成管として利用することができ
る。
【００２０】次に、本発明の別の実施態様である図２の
プロセスにつき説明する。図２は、図１におけるエジェ
クター６を使用しないこと、および各機器の設置位置が
異なる以外は、図１のプロセスと基本的に構成は同じで
ある。
プロセスにつき説明する。図２は、図１におけるエジェ
クター６を使用しないこと、および各機器の設置位置が
異なる以外は、図１のプロセスと基本的に構成は同じで
ある。
【００２１】
【実施例】本発明を実施例を示してさらに詳細に説明す
る。本発明は、これらの実施例にのみ限定されるもので
ないことは、いうまでもないことである。 実施例１ 表１に示した第１の尿素合成管、エジェクター、ストリ
ッパー、凝縮器および第２の尿素合成管の運転条件によ
り、図１の尿素合成プロセスを実施した。 実施例２ 実施例１と同じ運転条件により、図２の尿素合成プロセ
スを実施した。第２の尿素合成管、凝縮器およびスクラ
バーをストリッパーよりも高所に設置することにより、
エジェクターを使用せずに各機器間の液およびガスの循
環を実現した。 実施例３ ミキサーとストリッパーへの原料二酸化炭素の吹き込み
比を変えて図１の尿素合成プロセスを表１に示した運転
条件で実施した。
る。本発明は、これらの実施例にのみ限定されるもので
ないことは、いうまでもないことである。 実施例１ 表１に示した第１の尿素合成管、エジェクター、ストリ
ッパー、凝縮器および第２の尿素合成管の運転条件によ
り、図１の尿素合成プロセスを実施した。 実施例２ 実施例１と同じ運転条件により、図２の尿素合成プロセ
スを実施した。第２の尿素合成管、凝縮器およびスクラ
バーをストリッパーよりも高所に設置することにより、
エジェクターを使用せずに各機器間の液およびガスの循
環を実現した。 実施例３ ミキサーとストリッパーへの原料二酸化炭素の吹き込み
比を変えて図１の尿素合成プロセスを表１に示した運転
条件で実施した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【発明の効果】本発明の尿素合成方法によれば、以下に
記載の効果が達成される。
記載の効果が達成される。
【００２５】（１）第１の尿素合成管のＮ／Ｃを高くし
ても、過剰のアンモニアがストリッピングに使用された
二酸化炭素および回収液とともに第２の尿素合成管にお
いて尿素に転化されるので全体として尿素合成率を高く
することができる。
ても、過剰のアンモニアがストリッピングに使用された
二酸化炭素および回収液とともに第２の尿素合成管にお
いて尿素に転化されるので全体として尿素合成率を高く
することができる。
【００２６】（２）第２の尿素合成液をストリッパーに
おいて第１の尿素合成液とともに処理することにより、
特開平８−１９８８３８号の従来法に比して、ストリッ
パー出口における残留アンモニアが同じ（２８％）と
き、より高い尿素合成率が得られた（従来法の７３％に
対して、本発明の実施例１では８５％）。
おいて第１の尿素合成液とともに処理することにより、
特開平８−１９８８３８号の従来法に比して、ストリッ
パー出口における残留アンモニアが同じ（２８％）と
き、より高い尿素合成率が得られた（従来法の７３％に
対して、本発明の実施例１では８５％）。
【００２７】（３）従来法とほぼ同じ尿素合成率（７４
％）において、より低い残留アンモニア濃度が得られた
（従来法の２８％に対して、本発明の実施例３では２１
％）。
％）において、より低い残留アンモニア濃度が得られた
（従来法の２８％に対して、本発明の実施例３では２１
％）。
【００２８】（４）ストリッパーからの尿素液中の残留
アンモニアおよび二酸化炭素が減少するので、これらを
中圧で分解するための熱が従来法に比して約３０％節減
できた。この結果、この工程での所要スチーム量も３０
％節減できた。
アンモニアおよび二酸化炭素が減少するので、これらを
中圧で分解するための熱が従来法に比して約３０％節減
できた。この結果、この工程での所要スチーム量も３０
％節減できた。
【００２９】（５）上記中圧分解工程で分離されたアン
モニアおよび二酸化炭素を水、アンモニア水、稀アンモ
ニウムカーバーメート水溶液に吸収して得られた回収液
の量が従来法に比して約３０％節減され、これにより高
圧回収液ポンプの動力も節減できた。
モニアおよび二酸化炭素を水、アンモニア水、稀アンモ
ニウムカーバーメート水溶液に吸収して得られた回収液
の量が従来法に比して約３０％節減され、これにより高
圧回収液ポンプの動力も節減できた。
【００３０】（６）運転変動に対して適応性が高いの
で、上流側における運転条件の変動による第１および第
２の尿素合成液の混合物の組成変動があっても、この変
動した組成を容易にもとに戻すことができる。
で、上流側における運転条件の変動による第１および第
２の尿素合成液の混合物の組成変動があっても、この変
動した組成を容易にもとに戻すことができる。
【００３１】（７）第１の尿素合成液中の過剰アンモニ
アが、加熱のみにより、または加熱と二酸化炭素吹き込
みの組合せによりストリッピングされるため、アンモニ
アが有効に分離される。
アが、加熱のみにより、または加熱と二酸化炭素吹き込
みの組合せによりストリッピングされるため、アンモニ
アが有効に分離される。
【図１】本発明の一実施態様を示すフローシートであ
る。
る。
【図２】本発明の別の実施態様を示すフローシートであ
る。
る。
１ 第１の尿素合成管 ２ 第２の尿素合成管 ３ ストリッパー ４ ミキサー ５ 凝縮器 ６ エジェクター ７、８ 減圧バルブ ９ スクラバー １０ ダウンパイプ
Claims (10)
- 【請求項１】 尿素合成圧力において、二酸化炭素と化
学量論的に過剰なアンモニアとをミキシング工程におい
て混合してアンモニウムカーバメートを生成させ、この
際発生する反応熱を除去し、ついで該アンモニウムカー
バメートを第１の尿素合成工程において尿素合成に付し
て尿素、過剰アンモニア、未反応アンモニウムカーバメ
ートおよび水からなる第１の尿素合成液を生成させ、該
第１の尿素合成液をストリッピング工程において処理し
て尿素液をアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガス
から分離し、該尿素液を、さらに処理して尿素を得、一
方、該混合ガスを、凝縮工程において冷却下に吸収媒体
と接触させて凝縮させ、得られた凝縮液を第２の尿素合
成工程において尿素合成に付して尿素、過剰アンモニ
ア、未反応アンモニウムカーバメートおよび水からなる
第２の尿素合成液を生成させ、該第２の尿素合成液を処
理して尿素を得る尿素合成方法において、該ストリッピ
ング工程の圧力を該第１の尿素合成工程の圧力よりも低
く設定し、該第２の尿素合成工程の圧力を該ストリッピ
ング工程の圧力と実質的に等しい圧力とし、該第２の尿
素合成液を該ストリッピング工程に導入して該第１の尿
素合成液とともに処理して該第１および第２の尿素合成
液に含有される過剰アンモニアおよび未反応アンモニウ
ムカーバメートをアンモニア、二酸化炭素および水の混
合ガスとして尿素液から分離し、該混合ガスを該凝縮工
程に導入することを特徴とする改良された尿素合成方
法。 - 【請求項２】 該ストリッピング工程に原料二酸化炭素
の一部を導入し、加熱下に該過剰アンモニアおよび未反
応アンモニウムカーバメートのストリッピングを行う請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 該原料二酸化炭素の量が製品尿素１トン
当り０．４トン以下である請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 該第１の尿素合成液をエジェクターを通
して膨張させ、これによって該第２の尿素合成液を吸引
して該第１および第２の尿素合成液をストリッピング工
程に導入する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 該ミキシング工程の圧力が１７０〜２６
０バール、温度が１６０〜２００℃である請求項１に記
載の方法。 - 【請求項６】 該第１の尿素合成工程の圧力が１７０〜
２６０バール、温度が１８０〜２１０℃、Ｎ／Ｃ（アン
モニアと二酸化炭素のモル比）が３．０〜４．５、Ｈ／
Ｃ（水と二酸化炭素のモル比）が実質的に０であり、滞
留時間が１０〜５０分である請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 該ストリッピング工程の圧力が１４０〜
１８０バール、頂部温度が１８０〜２００℃、底部温度
が１７０〜２１５℃である請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 該凝縮工程の圧力が１４０〜１８０バー
ル、温度が１５０〜１９０℃である請求項１に記載の方
法。 - 【請求項９】 該第２の合成工程の圧力が１４０〜１８
０バール、温度が１８０〜２００℃、Ｎ／Ｃが２．５〜
４．５、Ｈ／Ｃが０．５〜２．０、滞留時間が１０〜６
０分である請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 該凝縮工程に導入される吸収媒体が、
該尿素液中の残留アンモニアおよび二酸化炭素を分解分
離し、水で吸収して得られたアンモニウムカーバメート
を含む回収液をもって第２の合成工程から排出されるイ
ナートガスを１４０〜１８０バール、１５０〜１８０℃
において洗浄し、その中に含まれるアンモニアおよび二
酸化炭素を吸収して得られたものである請求項１に記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282486A JPH10120643A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 改良された尿素合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282486A JPH10120643A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 改良された尿素合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10120643A true JPH10120643A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17653072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8282486A Pending JPH10120643A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 改良された尿素合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10120643A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031053A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Toyo Engineering Corporation | Improved process for the synthesis of urea and equipment therefor |
| WO2006118071A1 (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Toyo Engineering Corporation | 尿素合成装置およびその改造方法 |
| WO2006118070A1 (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Toyo Engineering Corporation | 尿素合成装置 |
| WO2020183745A1 (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素製造方法および装置 |
| WO2024210167A1 (ja) * | 2023-04-07 | 2024-10-10 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素合成装置、尿素合成方法、及び既存の尿素合成装置の改良方法 |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP8282486A patent/JPH10120643A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031053A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Toyo Engineering Corporation | Improved process for the synthesis of urea and equipment therefor |
| WO2006118071A1 (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Toyo Engineering Corporation | 尿素合成装置およびその改造方法 |
| WO2006118070A1 (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Toyo Engineering Corporation | 尿素合成装置 |
| JPWO2006118071A1 (ja) * | 2005-04-27 | 2008-12-18 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素合成装置およびその改造方法 |
| JPWO2006118070A1 (ja) * | 2005-04-27 | 2008-12-18 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素合成装置 |
| US7579502B2 (en) | 2005-04-27 | 2009-08-25 | Toyo Engineering Corporation | Apparatus for synthesizing urea |
| US7582795B2 (en) | 2005-04-27 | 2009-09-01 | Toyo Engineering Corporation | Apparatus for synthesizing urea and method for revamping the same |
| WO2020183745A1 (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素製造方法および装置 |
| JP2020147534A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素製造方法および装置 |
| CN113574050A (zh) * | 2019-03-14 | 2021-10-29 | 东洋工程株式会社 | 尿素制造方法及装置 |
| CN113574050B (zh) * | 2019-03-14 | 2023-12-12 | 东洋工程株式会社 | 尿素制造方法及装置 |
| US11878957B2 (en) | 2019-03-14 | 2024-01-23 | Toyo Engineering Corporation | Process and apparatus for urea production |
| WO2024210167A1 (ja) * | 2023-04-07 | 2024-10-10 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素合成装置、尿素合成方法、及び既存の尿素合成装置の改良方法 |
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