PL214943B1

PL214943B1 - Sposób wytwarzania melaminy

Info

Publication number: PL214943B1
Application number: PL369968A
Authority: PL
Inventors: Guillaume Mario Hubert Jozef Lardinois; Fredericus Henricus Maria Buittink
Original assignee: Dsm Ip Assets Bv
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2013-10-31
Also published as: TW200302825A; CN1300121C; KR20040086332A; AU2003206260A1; WO2003066605A1; EA200401072A1; NL1019913C2; CN1628105A; NO327096B1; EP1472235A1; PL369968A1; CA2473627A1; CN101007788A; JP2005519930A; MY137155A; US20050165230A1; EA009459B1; NO20043727L; US7214795B2; TWI242557B

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania melaminy, obejmującego pierwszy etap chłodzenia, z którego uwalnia się mieszaninę zawierającą NH3, CO2 i H2O, w którym:

- mieszaninę i strumień ciekłego NH3 wprowadza się do sekcji absorpcji;

- kontaktuje się ze sobą tę mieszaninę i strumień ciekłego NH3 w sekcji absorpcji, z utworzeniem gazowego NH3 i roztworem karbaminianu amonowego;

- oddzielnie wyładowuje się z sekcji absorpcji gazowy NH3 i roztwór karbaminianu amonowego.

Sposób tego samego rodzaju jest znany z „Melamine and Guanamines”, sekcji 4.1.3 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2001 Electronic Release. Ponadto, w znanym sposobie mieszaninę, przed wprowadzeniem do sekcji absorpcji, poddaje się operacji częściowego skraplania.

Mieszanina w znanych sposobach zawiera, jak wspomniano wyżej, NH3, CO2 i H2O. CO2 i część NH3 w mieszaninie pochodzi głównie z reakcji tworzenia melaminy z mocznika, przebiegającej następująco:

6CO(NH₂)₂ C₃N₆H₆ + 6NH₃ + 3CO₂

Zwykle podczas syntezy melaminy jako gaz fluidyzujący i gaz atomizujący stosuje się NH3, co może także powodować przechodzenie NH3 do mieszaniny. Gaz fluidyzujący służy do utrzymania katalizatora syntezy w stanie fluidalnym. Gaz atomizujący służy do rozpylania mocznika w reaktorze do syntezy. H2O w mieszaninie pochodzi głównie z pierwszego etapu chłodzenia, w którym strumień wodny stosuje się jako medium chłodzące produkt reakcji; tu H2O częściowo odparowuje.

Wspomniana poprzednio znana sekcja absorpcji, skonstruowana jako kolumna, jest między innymi przeznaczona do oddzielania strumienia gazowego NH3 od mieszaniny i wyładowywania go z sekcji absorpcji. Wyładowywany strumień gazowego NH3 usuwa się i zwykle zawraca do reaktora do syntezy melaminy, gdzie służy jako gaz fluidyzujący i/lub atomizujący. Część gazowego NH3 przepuszcza się przez płuczkę, której celem jest oddzielenie i wyładowanie tak zwanych obojętnych związków, takich jak H2 i N2.

Znana sekcja absorpcji jest także przeznaczona do tworzenia, z NH3 i z wszelkiego CO2 i H2O w mieszaninie, roztworu karbaminianu amonowego i wyładowywania tego roztworu. Wyładowany roztwór karbaminianu amonowego usuwa się, po czym zwykle w dalszych operacjach z wyładowanego roztworu karbaminianu amonowego uwalnia się CO2 i NH3, albo jako takie albo w postaci roztworu karbaminianu amonowego o znacznie zmniejszonej zawartości wody, w którym to procesie uwalnia się praktycznie czysty strumień wody stanowiący na ogół strumień odpadowy, który wyładowuje się. Jak wiadomo, wydajność syntezy mocznika maleje ze wzrostem ilości wody w surowcach. Uwolniony CO2 i część uwolnionego NH3, jako takie lub w postaci roztworu karbaminianu amonowego o znacznie zmniejszonej zawartości wody, mogą służyć jako surowiec do wytwarzania mocznika lub do wytwarzania azotanu amonowego bądź siarczanu amonowego. Pozostałą część uwolnionego NH3 skrapla się w znany sposób i zawraca do sekcji absorpcji jako część strumienia ciekłego NH3.

Wadą znanych sposobów jest to, że odzyskiwanie NH3 z roztworu karbaminianu amonowego zawracanego do sekcji absorpcji wymaga dużej ilości energii, np. w postaci pary.

Inny sposób wytwarzania melaminy ujawniony jest w publikacji WO 01/56999. Sposób ten obejmuje etap chłodzenia, z którego uwalniana jest gazowa mieszanina zawierająca NH3, CO2 i H2O. Następnie, gazową mieszaninę kontaktuje się w strefie adsorpcji z ciekłym amoniakiem z wytworzeniem stężonego, wodnego roztworu karbaminianu i gazowego amoniaku. Część stężonego, wodnego roztworu karbaminianu zawraca się do etapu chłodzenia. Sposób opisany w tej publikacji nie obejmuje skraplania gazowego amoniaku wyładowanego ze strefy adsorpcji i zawracania części skroplonego amoniaku do strefy adsorpcji.

Celem wynalazku jest zmniejszenie zużycia energii w dalszych operacjach, którym poddaje się wyładowany roztwór karbaminianu amonowego.

Wspomniany cel osiąga się w ten sposób, że część wyładowanego roztworu karbaminianu amonowego zawraca się do pierwszego etapu chłodzenia, a część wyładowanego gazowego NH3 skrapla się w drugim etapie chłodzenia i zawraca do sekcji absorpcji.

Sposób według wynalazku zapewnia to, że w jednostce czasu poprzez roztwór karbaminianu amonowego usuwa się mniej NH3 niż w znanych sposobach. W rezultacie, można zmniejszyć ilość NH3, uwalnianego w dalszych etapach do zawracania do sekcji absorpcji, co daje oszczędność energii,

PL 214 943 B1 np. zmniejsza zużycie pary. Dalszą zaletą sposobu według wynalazku jest to, że w jednostce czasu poprzez roztwór karbaminianu amonowego usuwa się mniej H2O niż w znanych sposobach. Pozwala to zmniejszyć obciążenie cieczą elementów instalacji, w których prowadzi się dalsze etapy uwalniania CO2 i NH3 z usuniętego roztworu karbaminianu amonowego, np. do wytwarzania mocznika. W rezultacie, te dalsze etapy można prowadzić w podobnej instalacji i przy mniejszym zużyciu energii niż w znanych sposobach, co jest tańsze. Usuwanie mniejszej ilości H2O w jednostce czasu za pośrednictwem roztworu karbaminianu amonowego jest znane z publikacji WO 01/56999, ale publikacja ta nie poucza o usuwaniu mniejszej ilości NH3 za pośrednictwem roztworu karbaminianu amonowego.

Sposób według wynalazku obejmuje pierwszy etap chłodzenia zasadniczo gazowego strumienia, pochodzącego z reaktora do syntezy melaminy i zawierającego zasadniczo melaminę, NH3 i CO2. Strumień z reaktora do syntezy melaminy kontaktuje się z medium chłodzącym. Medium chłodzące, stanowiące strumień składający się zasadniczo z roztworu karbaminianu amonowego, będzie omówione później. Medium chłodzące zawiera ponadto zwykle także strumień składający się zasadniczo z wody; w tym celu stosuje się zwykle strumień wodny pochodzący z sekcji odzyskiwania. Strumienie medium chłodzącego można doprowadzać do pierwszego etapu chłodzenia oddzielnie lub razem. Gdy strumień z reaktora do syntezy melaminy kontaktuje się z medium chłodzącym, powstaje roztwór (zawierający melaminę rozpuszczoną w fazie wodnej) lub zawiesinę (zawierającą w fazie wodnej kryształy melaminy) i zwykle gazowa mieszanina zawierająca NH3, CO2 i H2O. Roztwór lub zawiesinę wyładowuje się z pierwszego etapu chłodzenia i wprowadza do sekcji odzyskiwania, w której tworzą się kryształy melaminy (jeśli to konieczne), które oddziela się. Wspomniana mieszanina jest zwykle gazowa i zazwyczaj zawiera ponad 40% wagowych NH3, mniej niż 50% wagowych CO2 i mniej niż 40% wagowych H2O pod ciśnieniem wynoszącym zwykle od 0,1 MPa do 4 MPa, i wprowadza się ją do sekcji absorpcji. Ponadto do sekcji absorpcji wprowadza się także strumień ciekłego NH3. Podane tu i w dalszej części opisu wartości procentowe, o ile nie wskazano inaczej, podano w procentach wagowych.

W sekcji absorpcji według wynalazku mieszaninę kontaktuje się ze strumieniem ciekłego NH3. Powoduje to zwiększenie strumienia gazowego NH3 i praktycznie wszystek CO2 i H2O przechodzą do fazy ciekłej. Aby ułatwić przejście CO2 do fazy ciekłej, do sekcji absorpcji można wprowadzać dodatkowy strumień, składający się zasadniczo z wody. Potrzebne ilości strumienia ciekłego NH3 i dodatkowego strumienia, składającego się zasadniczo z wody, które wprowadza się do sekcji absorpcji, są w dużej mierze określone przez żądaną czystość wyładowywanego strumienia gazowego NH3. Zwykle pożądana jest czystość 99% lub wyższa. Im wyższa pożądana czystość wyładowywanego gazowego NH3, tym większa wymagana ilość strumienia ciekłego NH3 i dodatkowego strumienia, składającego się zasadniczo z wody.

Z sekcji absorpcji wyładowuje się strumień gazowego NH3, składający się zasadniczo z NH3, który ponadto może zawierać do około 1% wagowego innych związków, takich jak CO2, H2O, N2 i H2. W sposobie według wynalazku część wyładowanego gazowego NH3 skrapla się w drugim etapie chłodzenia i zawraca do sekcji absorpcji; pozostałą część usuwa się i, jak wskazano poprzednio, zwykle stosuje się jako gaz fluidyzujący i/lub gaz atomizujący w reaktorze do syntezy melaminy. Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że gazowy NH3 można stosować bezpośrednio jako gaz fluidyzujący i/lub gaz atomizujący, bez potrzeby etapu odparowywania, jak to ma miejsce w przypadku, gdy stosowany NH3 jest doprowadzany w postaci ciekłej. Fluidyzacja gazowego NH3 z następnym odparowaniem jest np. opisana w publikacji WO 96/20933. Skraplanie w drugim etapie chłodzenia można osiągnąć środkami znanymi jako takie, takimi jak np. za pomocą wymiennika ciepła. Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że można zmniejszyć ilość świeżego ciekłego NH3 wprowadzanego do sekcji absorpcji, gdyż strumień ciekłego NH3 jest już dostępny. Dalszą zaletą sposobu według wynalazku jest to, że od ciekłego NH3 można łatwo oddzielać i usuwać jako obojętny gazowy strumień usuwany do atmosfery obojętne związki, takie jak np. N2 i H2, których nie można łatwo skraplać ze względu na to, że ich temperatura skraplania jest znacznie niższa od temperatury skraplania NH3. Obojętny strumień gazów usuwany do atmosfery zwykle ciągle jeszcze zawiera resztkową ilość NH3. Jeśli pożądane jest usuwanie tej resztkowej ilości NH3, obojętny strumień gazów usuwany do atmosfery można przepuszczać przez płuczkę, która jednak może być znacznie mniejsza niż wspomniana poprzednio płuczka, stosowana w znanym sposobie.

Faza ciekła, utworzona w sekcji absorpcji i wyładowywana z niej składa się zasadniczo z roztworu karbaminianu amonowego. Rozumie się przez to roztwór karbaminianu amonowego w wodzie, który ponadto może zawierać inne związki, takie jak wolny rozpuszczony NH3, wolny rozpuszczony

PL 214 943 B1

CO2 i wodorowęglan amonowy. W sposobie według wynalazku część wyładowywanego roztworu karbaminianu amonowego zawraca się do pierwszego etapu chłodzenia; pozostałą część usuwa się. Zawracany roztwór karbaminianu amonowego służący jako medium chłodzące w pierwszym etapie chłodzenia, w dużym stopniu odparowuje do NH3, CO2 i H2O, zostaje zaabsorbowany w mieszaninie uwalnianej w pierwszym etapie chłodzenia i jest wprowadzany do sekcji absorpcji; w ten sposób w sposobie według wynalazku tworzy się strumień cyrkulujący pomiędzy pierwszym etapem chłodzenia a sekcją absorpcji.

Usuwany roztwór karbaminianu amonowego jest zwykle najważniejszym medium do usuwania CO2 wywiązującego się w reakcji przekształcania mocznika w melaminę. W rezultacie, ilość CO2, jako takiego lub w postaci jonu, w usuwanym roztworze karbaminianu amonowego jest zwykle ważnym parametrem kontrolnym podczas pracy sekcji absorpcji w sposobie wytwarzania melaminy i także w pracy sekcji absorpcji według wynalazku. Część wyładowywanego roztworu karbaminianu amonowego, zawracana do pierwszego etapu chłodzenia, jest określana korzystnie w stosunku do ilości CO2 obecnej w usuwanym roztworze karbaminianu amonowego albo jako takiego albo w postaci jonu. Ilość CO2 w usuwanym roztworze karbaminianu amonowego określa się tu jako usuwany CO2. Ilość wagowa roztworu karbaminianu amonowego, który zawraca się do pierwszego etapu chłodzenia podzielona przez ilość wagową usuwanego CO2 wynosi korzystnie od 0,01 do 5, bardziej korzystnie od 0,3 do 2,0, a najkorzystniej od 0,7 do 1,7.

Część wyładowywanego gazowego NH3, który skrapla się można także wyrazić w odniesieniu do ilości usuniętego CO2. Ilość wagowa wyładowanego gazowego NH3, którą skrapla się, podzielona przez ilość wagową usuwanego CO2 wynosi korzystnie od 0,01 do 5, bardziej korzystnie od 0,1 do 2,0, a najkorzystniej od 0,5 do 1,5.

Sekcja absorpcji może mieć dowolną znaną konstrukcję, taką jak np. kolumna półkowa tak skonfigurowana, że powstały roztwór karbaminianu amonowego i powstały strumień gazowego NH3 można wyładowywać oddzielnie.

Aby utworzyć roztwór karbaminianu amonowego w sekcji absorpcji zwykle konieczne jest odbieranie ciepła z mieszaniny. Dlatego przed wprowadzeniem do sekcji absorpcji, mieszaninę korzystnie poddaje się trzeciemu etapowi chłodzenia, w którym zachodzi częściowa kondensacja, dzięki czemu powstaje faza ciekła i faza gazowa. Faza ciekła składa się zasadniczo z roztworu karbaminianu amonowego. W kolejnym korzystnym wykonaniu od mieszaniny oddziela się fazę ciekłą. Następnie można usuwać tę fazę ciekłą oddzielnie niż roztwór karbaminianu amonowego pochodzący z sekcji absorpcji lub całkowicie lub częściowo zawracać do pierwszego etapu chłodzenia. Zaletą prowadzenia tego trzeciego etapu chłodzenia jest to, że prowadzenie tego etapu okazuje się być narzędziem kontrolnym w określaniu ilości gazowego NH3 uwalnianego z sekcji absorpcji w konsekwencji faktu, że nie wszystkie związki zawarte w mieszaninie skraplają się proporcjonalnie; zwłaszcza H2O kondensuje preferencyjnie, co ułatwia oddzielanie gazowego NH3 w sekcji absorpcji.

W innym korzystnym wykonaniu sposobu według wynalazku prowadzi się etap sprężania co najmniej części wyładowanego gazowego NH3, który ma ulec skropleniu w drugim etapie chłodzenia. Ma to tę zaletę, że temperatura skraplania gazowego NH3 wzrasta, co upraszcza skraplanie. Korzystnie, ciśnienie gazowego NH3 zwiększa się do co najmniej 1,5 MPa, bardziej korzystnie 1,8 MPa lub nawet bardziej, np. 2 MPa lub więcej. Ma to tę zaletę, że temperatura skraplania NH3 pod podanym ciśnieniem przekracza poziom temperatury, w której zwykle pracuje woda cyrkulująca w instalacji chłodzącej. To korzystne wykonanie można łatwo połączyć ze wspomnianymi poprzednio korzystnymi wykonaniami, takimi jak zastosowanie częściowego skraplania.

Roztwór karbaminianu amonowego tworzący się w sekcji absorpcji zawiera pewną ilość NH3 i pochodnych NH3, takich jak jony amoniowe, i pewną ilość CO2 i pochodnych CO2, takich jak jony karbaminianowe lub węglanowe. Stosunek wagowy tych ilości wyraża się jako stosunek N/C roztworu karbaminianu amonowego. W dalszym wykonaniu sposobu według wynalazku, stosunek N/C w roztworze karbaminianu amonowego zmniejsza się do 1,4 lub mniej przez zawracanie części wyładowywanego roztworu karbaminianu amonowego do pierwszego etapu chłodzenia i przez poddanie gazowego NH3 i/lub mieszaniny drugiemu, ewentualnie trzeciemu etapowi chłodzenia. Korzystnie, stosunek N/C zmniejsza się do 1,3 lub mniej, bardziej korzystnie do 1,25 lub mniej, najkorzystniej do 1,2 lub mniej. W tym wykonaniu, korzystnie trzeci etap chłodzenia obejmuje etap częściowego skraplania mieszaniny, jak opisano wyżej, przed wprowadzeniem mieszaniny do sekcji absorpcji, z utworzeniem fazy ciekłej i fazy gazowej. Korzystnie, fazę ciekłą oddziela się następnie od mieszaniny. Korzystnie, część wyładowanego gazowego NH3 skrapla się w drugim etapie i zawraca do sekcji absorpcji, jak

PL 214 943 B1 opisano wyżej. Tu, korzystne jest, jak opisano wyżej, że etap sprężania prowadzi się na co najmniej części wyładowywanego gazowego NH3, która ma być skroplona.

Sposób według wynalazku wyjaśniono na podstawie następujących rysunków.

Na rysunku fig. 1 przedstawia wykonanie ze zbiornikiem chłodzącym, w którym prowadzi się pierwszy etap chłodzenia, przy czym sekcja absorpcji składa się z absorbera, skraplacza, w którym skrapla się gazowy NH3 w drugim etapie chłodzenia, i w którym gazowy NH3 i roztwór karbaminianu amonowego zawraca się, odpowiednio, do absorbera i zbiornika chłodzącego.

Fig. 2 przedstawia wykonanie, w którym, w porównaniu z wykonaniem przedstawionym na fig. 1, mieszanina z pierwszego etapu chłodzenia przed wprowadzeniem do absorbera przechodzi przez skraplacz, gdzie prowadzi się trzeci etap chłodzenia.

Fig. 3 przedstawia wykonanie, w którym, w porównaniu z wykonaniem przedstawionym na fig. 2, fazę ciekłą oddziela się od strumienia pochodzącego ze skraplacza umieszczonego pomiędzy zbiornikiem chłodzącym a absorberem i dodaje się ją do roztworu karbaminianu amonowego pochodzącego z absorbera.

Fig. 4 przedstawia wykonanie, w którym, w porównaniu z wykonaniem przedstawionym na fig. 1, część strumienia gazowego NH3 z absorbera, wymagającą skroplenia, spręża się w sprężarce przed przeprowadzeniem w stan ciekły w drugim etapie chłodzenia.

Fig. 5 przedstawia wykonanie według stanu techniki.

Pierwsza cyfra liczb na rysunkach jest taka sama jak liczba oznaczająca rysunek. Gdy dwie ostatnie cyfry liczb na różnych figurach są takie same, odnoszą się one do tego samego elementu.

Na fig. 1 gazowy strumień, pochodzący z reaktora do syntezy melaminy, wprowadza się przewodem 102 do zbiornika chłodzącego 104 i ochładza medium chłodzącym składającym się ze strumienia wodnego dostarczanego przewodem 106 i roztworu karbaminianu amonowego, omówionego dalej, który dostarcza się przewodem 108. Podczas chłodzenia tworzy się zawiesina melaminy, którą wyładowuje się przewodem 110, i gazowa mieszanina zawierająca NH₃, CO₂ i H₂O, którą wyładowuje się przewodem 112 do absorbera 114. Absorber 114 zasila się strumieniem ciekłego NH₃ przewodem 116 jak również strumieniem pomocniczym, składającym się zasadniczo z wody, poprzez przewód 118. Przewody 116 i 118 można łączyć w jeden przewód. Kontaktowanie mieszaniny z ciekłym NH₃ i ze strumieniem pomocniczym powoduje tworzenie się strumienia gazowego NH₃, który wyładowuje się przewodem 120, i roztworu karbaminianu amonowego, który wyładowuje się przewodem 122. Roztwór karbaminianu amonowego wyładowywany przewodem 122 rozdziela się: jedną część usuwa się przewodem 124, a drugą część zawraca się przewodem 108 do zbiornika chłodzącego 104. Gazowy NH₃ wyładowywany przewodem 120 rozdziela się: jedną część usuwa się przewodem 126 i zwykle stosuje się jako gaz fluidyzujący i/lub atomizujący w reaktorze do syntezy melaminy, a drugą część dostarcza się przewodem 128 do skraplacza 130. W skraplaczu 130 NH₃ skrapla się i dodaje przewodem 132 do ciekłego NH₃ dostarczanego przewodem 133, po czym ciekły NH₃ wprowadza się do absorbera 114. Związki, które nie ulegają skropleniu w skraplaczu 130, takie jak N₂ i H₂, jak również niewielką ilość NH₃ wyładowuje się jako obojętny strumień do atmosfery przewodem 134.

Na fig. 2, w porównaniu z wykonaniem przedstawionym na fig. 1, gazową mieszaninę, zawierającą NH₃, CO₂ i H₂O, którą wyładowuje się przewodem 212 ze zbiornika chłodzącego 204, wprowadza się do skraplacza 236. W skraplaczu 236 następuje częściowa kondensacja tak, że tworzy się faza ciekła i faza gazowa. Fazę ciekłą i fazę gazową wprowadza się przewodem 238 do absorbera 214.

Na fig. 3, w porównaniu z fig. 2, pomiędzy skraplaczem 336 a absorberem 314 umieszczono rozdzielacz 340. Fazę ciekłą i fazę gazową, utworzone w wyniku częściowego skraplania w skraplaczu 336 wprowadza się przewodem 338 do rozdzielacza 340. Fazę ciekłą wyładowuje się przewodem 342 i łączy z roztworem karbaminianu amonowego wyładowywanym z absorbera 314 przewodem 322. Połączone strumienie wyładowuje się następnie przewodem 344, po czym strumień rozdziela się na część, którą wprowadza się do zbiornika chłodzącego i część, którą usuwa się. Fazę gazową, pochodzącą z rozdzielacza, wprowadza się do absorbera 314 przewodem 346.

Na fig. 4, w porównaniu z fig. 1, część wyładowanego strumienia gazowego NH₃, który ma być skroplony, wprowadza się przewodem 428 do sprężarki 448. Sprężony strumień gazowy NH₃ wprowadza się następnie przewodem 450 do skraplacza 430, gdzie przeprowadza się go w stan ciekły. Zwiększone ciśnienie ułatwia skroplenie NH₃, gdyż temperatura skraplania NH₃ wzrasta ze wzrostem ciśnienia.

Figura 5 przedstawia stan techniki, bez obecności żadnych środków do skraplania części strumienia gazowego NH3 i zawracania jej do absorbera, i bez żadnych środków do zawracania części

PL 214 943 B1 roztworu karbaminianu amonowego, pochodzącej z absorbera, do zbiornika chłodzącego. Ponadto, część strumienia gazowego NH₃ wyładowaną z absorbera 514 przewodem 520 wyładowuje się przewodem 552 do jednostki płuczącej w celu oddzielenia obojętnych związków.

Sposób według wynalazku wyjaśniono dalej na podstawie przykładu i eksperymentu porównawczego. Przykład prowadzono według wykonania opisanego na fig. 2. Eksperyment porównawczy prowadzono zgodnie z wykonaniem przedstawionym na fig. 5. Jeśli chodzi o wyniki, patrz tablica 1 i tablica 2. W tablicach karbaminian amonowy nie występuje jako taki, lecz jako skonwertowane ilości CO2 i NH3.

Wyniki wskazują, że przy równej ilości i składzie gazowych strumieni zasilających zawierających melaminę (przewody 202 i 502) i praktycznie równej ilości usuwanego CO₂ (przewody 224 i 524) i usuwanego gazowego NH₃ (przewody 226 i 526), ilość NH₃, wyładowywana w jednostce czasu poprzez roztwór karbaminianu amonowego (przewody 224 i 524) jest znacznie mniejsza w przykładzie niż w eksperymencie porównawczym (odpowiednio, 7 ton/godzinę i 9 ton/godzinę). W rezultacie, zużycie pary w dalszych etapach uwalniania NH3 z usuwanego roztworu karbaminianu amonowego spada z 15 ton pary/godzinę w przypadku roztworu karbaminianu amonowego usuwanego przewodem 524 do 12 ton/godzinę w przypadku roztworu karbaminianu amonowego usuwanego przewodem 224.

Ponadto, ilość H₂O, którą usuwa się (odpowiednio, przewodami 224 i 524), jest znacznie mniejsza w przykładzie niż w eksperymencie porównawczym (odpowiednio, 8,6 ton/godzinę i 13 ton/godzinę); pozwala to na oszczędność energii przy wykorzystaniu wyładowywanego CO2 i NH3 (np. do syntezy mocznika).

Także wymagana ilość ciekłego NH3, która musi być dostarczana w przykładzie przewodem 233 jest znacznie niższa niż ilość ciekłego NH₃, którą trzeba dostarczyć w eksperymencie porównawczym przewodem 516 (odpowiednio, 3 tony/godzinę i 9 ton/godzinę).

Co więcej, obojętny odprowadzany do atmosfery strumień według wynalazku, który jest wyładowywany przewodem 234 i który w tym przykładzie zawiera od 0,001 do 0,1 tony/godzinę obojętnych związków, takich jak N₂ i H₂, zawiera tylko niewiele NH₃ (0,02_tony/godzinę) tak, że znacznie łatwiej osiąga się oddzielenie obojętnych związków w porównaniu z obróbką strumienia, wyładowywanego przewodem 552, konieczną w eksperymencie porównawczym, który to strumień w pod względem ilości obojętnych związków, wynoszącej także w tym eksperymencie porównawczym od 0,001 do 0,1 ton/godzinę, zawiera bardzo dużo NH3 (5 ton/godzinę).

Wyniki wskazują także, że stosunek N/C w strumieniu karbaminianu amonowego, wyładowywanym według wynalazku z sekcji absorpcji przewodem 222 wynosi 10/8, to znaczy 1,25, będąc znacząco mniejszy niż stosunek N/C strumienia karbaminianu amonowego wyładowywanego z sekcji absorpcji w eksperymencie porównawczym przewodem 522, który wynosi 9/6, to znaczy 1,5.

T a b l i c a 1.

Wyniki eksperymentu porównawczego (patrz fig. 5)

Strumień	502	506	510	512	516	518	520	522	524	526	538	552
Melamina	5	0	5	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NH3	28	0,9	0,9	28	9	0	28	9	9	23	28	5
CO2	6	0,3	0,3	6	0	0	0	6	6	0	6	0
H2O	0	19	6	13	0	0,6	0,002	13,6	13,6	0,002	13	0
Razem [ton/godzinę]	39	20,2	12,2	47	9	0,6	28	28,6	28,6	23	47	5

T [°C]	400	80	117	117	15	15	6	80	80	6	80	6
P [MPa]	0,6		0,6	0,6	1,6	1,6	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
% wagowych gazu	100	0	0	100	0	0	100	0	0	100	49	100

PL 214 943 B1

T a b l i c a 2.

Wyniki przykładu (patrz fig. 2)

Strumień	202	206	208	210	212	216	218	220	222	224	226	228	233	234	238
Melamina	5	0	0	5	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NH3	28	1	3	2	30	8	0	28	10	7	23	5	3	0,02	30
CO2	6	1	2	1	8	0	0	0	8	6	0	0	0	0	8
H2O	0	14	3	6	11	0	0,6	0,003	11,6	8,6	0,003	0	0,6	0	11
Razem [ton/godzinę]	39	16	8	14	49	8	0,6	28	29,6	21,6	23	5	3,6	0,02	49

T [^oC]	400	80	74	112	112	29	29	7	74	74	7	7	21		77
P [MPa]	0,6		0,5	0,6	0,6	1,6	1,6	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	1,6		0,5
% wagowych gazu	100	0	0	0	100	0	0	100	0	0	100	100	0	100	48

Uwaga: Jeżeli NH3, CO2 i H2O wszystkie znajdują się w strumieniu, składającym się z mniej niż 100% wagowych gazu, wspomniane związki są co najmniej częściowo obecne w postaci roztworu karbaminianu amonowego.

Claims

1. Sposób wytwarzania melaminy, obejmujący etapy:

a) chłodzenia w pierwszym etapie chłodzenia syntetyzowego gazu melaminowego z wytworzeniem zawiesiny melaminy i gazowej mieszaniny zawierającej NH3, CO2 i H2O;

b) wprowadzania gazowej mieszaniny i strumienia ciekłego NH3 do sekcji absorpcji;

c) kontaktowania ze sobą mieszaniny i strumienia ciekłego NH3 w sekcji absorpcji z wytworzeniem w niej gazowego NH3 i roztworu karbaminianu amonowego;

d) wyładowywania oddzielnie strumienia gazowego NH3 i strumienia roztworu karbaminianu amonowego z sekcji absorpcji;

e) zawracania jednej części wyładowywanego strumienia roztworu karbaminianu amonowego do pierwszego etapu chłodzenia;

f) usuwania z procesu drugiej części wyładowanego strumienia roztworu karbaminianu amonowego, przy czym usuwana druga część wyładowanego strumienia roztworu karbaminianu amonowego zawiera CO2, który jest w ten sposób usuwany z procesu;

g) skraplania w drugim etapie chłodzenia części strumienia gazowego NH3, który jest wyładowywany z sekcji absorpcji według etapu (d); i

h) zawracania do sekcji absorpcji skroplonego NH3 otrzymanego w drugim etapie chłodzenia według etapu (g), przy czym ilość wagowa gazowego NH3 wyładowanego z sekcji absorpcji według etapu (d) i skroplonego w drugim etapie chłodzenia według etapu (g) podzielona przez ilość wagową CO2 usuwanego z procesu przez drugą część wyładowanego roztworu karbaminianu amonowego według etapu (f) wynosi pomiędzy 0,01 a 5.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed wprowadzeniem mieszaniny do sekcji absorpcji według etapu (b), proces dodatkowo obejmuje chłodzenie mieszaniny w trzecim etapie chłodzenia, co prowadzi do jej częściowego skroplenia i utworzenia w ten sposób fazy ciekłej składającej się zasadniczo z karbaminianu amonowego i fazy gazowej.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje oddzielanie fazy ciekłej od fazy gazowej.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje sprężanie w etapie sprężania co najmniej części wyładowanego gazowego NH3, który ma być skraplany w drugim etapie chłodzenia.