151890. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a reagálatlan karbamát visszavezetésére a karbamid ammóniából és széndioxidból történő szintézise során

15^890 nyiséget a második desztillációs műveletben a karbamát oldat desztillálására hasznosítjuk, akkor a karbamid szintézis feldolgozási műveleteit jelentős mértékben egyszerűsíthetjük. A találmány szerint tehát ezt a szintézis részt az ismert eljárásokhoz képest egyszerűbben és gazdaságosabban oldjuk meg ún. filmadszorberek („falling film absorber") felhasználásával, -miáltal á szintézis abszorpciós és a hőmennyiség elvezetésére szolgáló hőcserélő része egyesíthető. Meglepő módon azt találtuk ugyanis, hogy az ammónia-széndioxid-vízgőz keveréknek a karbamát oldatban való abszorpciója magas anyagáthaladási tényezővel végezhető el és jelentős mértékű'' hőmennyiség félszabadulásával jár, így az abszorpcióra felhasznált karbamátos folyadékfilm és a hőelvezető fal közötti é'riritkezőfelület a döntő jelentőségű az egyesített abszorpciós és hőcserélő folyamat kivitelezésekor, vagyis ez határozza meg a folyamat eredményes vezetését." A hő elvezetésére szükséges' hőcserélő felületek abszorpcióra úgy használhatók fel, hogy azokon az abszorbeáló folyadék filmjét képezzük. Ezáltal az abszorbeáló oszlopból és hozzátartozó hűtőrendszerből álló bonyolult berendezés egyszerű hőcserélőkkel célszerűen pedig filmabszorberrel helyettesíthető. A találmány szerinti eljárás során különösen az a tapasztalatunk volt meglepő, hogy az anyag áthaladási tényezők értéke elég nagy ahhoz, hogy a kisnyomású, szakaszban vagyis az atmoszféra nyomáshoz közeli nyomáson is a filmabszorber eredményesen alkalmazható legyen. A találmány szerinti feldolgozási rendszer, a filmabszorber felhasználása folytán lehetővé teszi a beruházási és üzemviteli költségek csökkentését. A filmabszorberek alkalmazásával könnyűszerrel visszanyerhető az abszorpció során felszabaduló hőmennyiség nagy része, ezáltal a rendszer feldolgozási szakaszának gőzszükséglete jelentékeny mértékben csökkenthető. / Olyan filmiaibszarber felhasználása, amelyben a gáz- és folyadék közötti érintkező .felület a hőcserélő felülettel egyezik meg; -lehetővé teszi azt, hogy az abszorpciós folyadék áramlási sebességét a minimumra csökkentsük. Az abszorpciós folyadék vastagságát a hőcserélő csövek külső felületén foiyadékfömTvékonyságra csökkentjük, miméllett a csövekben a desztillálandó kárbamid oldat felfelé áramlik* Ilyen megoldással az abszorpció folyamán felszabadult hőmennyiség olyan hőmérsékleti görbéjét kapjuk, mely az így felszabaduló hőmennyiség visszanyerésére lényegesen kedvezőbb, mint az ismert eljárások során. A találmány szerinti, eljárás felhasználásával az ekő desztillációs műveletben fejlődött ammónia-széndioxid-vízgőz keverék abszorpciójánál felszabaduló hőmennyiség igen magas hőértéken nyerhető vissza, <(14(*—150 C°),.így ez 80—90»/oK>s hatásfokkal közvetlenül felhasználható karhamát oldat töményítésére. Az értékesítő hőmennyiség lényegesen kedvezőbb annál, mint ami az ismert eljárásoknál! elérhető. . - . • A második desztillációs művelel során fejlő-5 dött gőzöket, melyek kinyerésénél az első abszorpciós szakaszból nyerhető hőmennyiséget már hasznosítottuk, ugyancsak az első szakaszban ilyen célra félhasznált készülékben, vagyis filmahszorberben abszorbeáljuk. Ez utóbbi 10 filmafoszorfoer az előbbihez hasonlóan egy abszorpciós oszlopból és ahhoz tartozó hűtőbe- . rendezésből álló készülékkel összehasonlítva, lényeges egyszerűsítésnek felel megf, vagyis a beruházási költségek csökkentését és a szmté-15 zis berendezés gazdaságos kivitelezését teszi lehetővé. A találmány részleteit a csatolt folyamatábrán szemléltetjük. 1 A reaktorból távozó A karbamid oldat nyo-20 mását az 1 expanziós szelepen keresztül az első karfaamát desztillációs művelet miunfea' nyomására i(15—45 kg/cm2

) csökkentjük. A szükséges hőmennyiséget gőz fórmájában vezetjük a 2 desztillációs oszlopba. I 25 ' Ebben az elsé szakaszban a karhamid oldatban levő karbamáf 601—80%-át és a szabad ammónüá legnagyobb részét ledesztilláljuk. Az így (kapott ammóma-széndfcixid^víztartalmú gőzöket a 3 elválasztó edényben választ-30 julk el a maradék karbamátot tartalmazó karbamid oldattól, mely utóbbit kb. atmoszféra nyomáson a második desztillációs műveletben desztillálunk. A desztilláláshoz szükséges hőmennyiséget a 4 filmabszorberben nyerjük ki, 35 amelyben a 3 elválasztóedényből távozó ammóniáiszéndioxid és vízgőzből álló keveréket vizes kasrbamát oldatban abszorbeáljuk. Ha a reaktorból távozó karbamid oldat nagy ammónia felesleget tartalmaz és a 3 • elválasztó-. 40 edényből távozó gőzökben az 1NH3 : CO2 mólaránya 6 feletti érteknek felel meg, akkor az ammónia felesleget nem a 4 filniabszorberfeen, hanem a 6 oszlopon keresztül vezetve a 7 vizezel hűtött hűtőben^ abszorbeáljuk. 45 Az így kapott széndioxidmentes folyékony ammóniát '(Z) a 6 oszlopban való rektifikálás után a reaktorba vezetjük vissza. A csatolt ábrán a szintézis végén kkí/ert karbamid oldatot X-el, míg a visszavezetendő 50 karbamát oldatot Y-nal jelöljük. A 4 fämabsaarberben az 5 szivattyúval viszszavezetett fearbamát oldattal abszorbeáljuk a gőzöket, a kiarbamát oldatot a hőcserélő csövek külső felületén vezetjük. Az abszorpcio-55 nált fejlődött hőmennyiséget a karbamid oldat vezeti el, melyből a 4 filmaibszorberben, ill. desztilláló készülékben a maradék karbamátmennyiséget ledesztiláljuk. A 4 filmabszorberben fejlődött hőmennyiség teljes egészében 60 visszanyerhető. A 8 elválasztó edényben a karbamid oldattól elválasztott ammonia-széndioxid-vízgőzt közel atmoszféra nyomáson a 9 filmáfosaarfcerben abszorbeáljuk, ez utóbbi készüléki elvileg a 4 filmabszortoerrel hasonló fel-65 építésű. / 2