168681. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamid előállítására
3 168681 4 történő további kondenzációja útján elegendő hő szabadulhat fel ahhoz, hogy teljesen fedezze az ammóniumkarbamát karbamiddá való endoterm átalakulásának hőszükségletét. A fent vázolt eljárásban a szintézis-zónában a folyadékfázis mellett egy gázfázis is jelen van, ez utóbbi viszonylag nagy mennyiségű ammóniából és széndioxidból, továbbá inert anyagokból (ezek részben a reakció-komponensek szennyezéseiből származnak) áll; az említett inert anyagok azonban levegő alakjában is bekerülhetnek a rendszerbe, ha oxigén segítségével folyamatosan passzíváit korrózióálló acélkészülékben folytatják le az eljárást. Az említett gázelegyet a szintézis-zónából elvezetik, majd egy elválasztó-zónába viszik, ahol a még benne levő ammónia és széndioxid visszanyerhető, míg a fennmaradó inert gázt kibocsátják a rendszerből. Ismeretes, hogy az ammóniumkarbamát-tartalmú oldatok igen korrozív és erozív tulajdonságúak. Ezért a fent ismertetett eljárás során az ilyen oldatokat rendszerint egy természetes cirkulációs rendszerben vezetik, amelyet oly módon tartanak fenn, hogy a lehajtó-zónát alacsonyabb szinten rendezik el, mint a szintézis-zónát és a kondenzáló-zónát. Ezáltal feleslegessé válik szivattyúknak az alkalmazása; a szivattyúk ugyanis az eljárás szélsőséges körülményei között sokféle üzemzavar okai lehetnek. Az inert gázok elválasztási zónájában képződő folyékony vagy oldott ammóniumkarbamátot is gravitációs hatással vezetik vissza a szintézis-zónába, ezért ezt az elválasztási zónát a szintézis-zónánál magasabb szintben helyezik el. A gyakorlatban az ammóniát és a széndioxidot mosás útján választják el az inert gáztól, minthogy hűtéssel történő elválasztás alkalmazása azzal a veszéllyel járna, hogy a lerakódó szilárd ammóniumkarbamát eltömi a készüléket és a vezetékeket. Mosófolyadékként vizet alkalmazunk. A kisnyomású szakaszból visszavezetésre kerülő ammóniumkarbamát-oldatnak mosófolyadékként való alkalmazása - ami a karbamidnyerési eljárás másfajta kiviteli módjai esetében szokásos - ebben az esetben hátrányos lenne, mert így ezt az oldatot a kondenzációzónán való átvezetés nélkül kellene a szintézis-zónába vezetni, ami csökkentené az egyensúlyi hőmérsékletet. Ennek az az oka, hogy a kondenzáció-zónában a nyomás olyan nagy, hogy a folyadék kiszorítására elegendő sztatikus nyomás elérése érdekében a mosó-zóna céljaira szolgáló berendezést viszonylag magasan a szintézis-zóna felett kellene elrendezni. Minthogy pedig a szintézis-zóna már maga is számottevő magasságot igényel, az ilyen elrendezés gyakorlati nehézségekkel jár, ami világosan megmutatkozik az ilyenfajta berendezések szerelésénél. Víznek a mosófolyadékként való használata azzal a hátránnyal jár, hogy víz további mennyiségét kell bevinni az eljárás nagynyomású fokozatába, ami végeredményben a szintézis-zónába kerül és így károsan befolyásolja az ammóniumkarbamát karbamiddá való átalakítását. A találmány olyan módosítást eszközöl ezen az eljáráson, amellyel nemcsak a fent említett hátrányok küszöbölhetők ki, hanem egyúttal számottevő előnyök is járnak együtt. A találmány olyan eljárás karbamid ammóniából és széndioxidból, megfelelő nyomás- és hőmérsékleti-viszonyok mellett történő előállítására, amelynek során a keletkező szintézis-oldatban jelenlevő ammóniumkarbamátot nagy nyomáson messzemenő-5 en elbontjuk és az ezután jelenlevő ammóniát és széndioxidot kiűzzük, majd a vele együtt haladó vízgőzzel, ammónia hozzávezetése közben, ugyancsak nagy nyomáson egy kondenzáció-zónában legalább részlegesen kondenzáljuk, az így kapott gáz-folya-10 dék elegy azután egy szintézis-zónába áramlik, mimellett a visszamaradó szintézis-oldatból kis nyomáson ammóniát és széndioxidot távolítunk el és ezeket vizes ammóniumkarbamát-oldattá dolgozzuk fel, ezt visszavezetjük az eljárásba, a szintézis-zónából pe-15 dig egy oly gázelegyet vezetünk el, amely az eljárásba bevitt inert alkotórészeket tartalmazza és amelyből egy mosó-zónában ammóniát és széndioxidot távolítunk el, a kapott oldatot pedig ugyancsak visszavezetjük az eljárásba. 20 A találmány értelmében azt a gázelegyet, amelyben az inert alkotórészek vannak, a kisnyomású fokozatból származó ammóniumkarbamát-oldattal mossuk, és az e mosási műveletben kapott oldatot a szintézis-zónából származó karbamid-tartalmú oldat egy 25 részével együtt a kondenzáció-zónába vezetjük; erre a célra egy folyadéksugár-szivattyút alkalmazunk, amelyet az e zónába beáramló ammónia segítségével üzemeltetünk. A találmány szerinti eljárásnak számos előnye 30 van: nem vezetünk további víz-mennyiséget a nagynyomású fokozatba, minthogy az inert gázokat tartalmazó gázelegy mosására olyan oldatot alkalmazunk, amelyet amúgy is a nagynyomású fokozatban kell feldolgozni. A mosás során fejlődő abszorpció-35 és kondenzációhőt hasznosítjuk az említett oldatnak a kondenzáció-zónában kívánt egyensúlyi hőmérsékletig való felmelegítésére. Ezáltal egyrészt a kondenzáció-zónában fejlődő hő lényegesen nagyobb részét hasznosíthatjuk gőzfejlesztésre vagy az eljárásban 40 vezetett folyadékáramok felmelegítésére, másrészt pedig a mosó-zónában fejlődő hőnek csupán csekély részét veszítjük el a hűtővízen keresztül. Minthogy az említett sugárszivattyút oly módon kell méretezni, hogy a berendezés erősen csökkentett 45 termelési kapacitása esetén is eléggé nagy legyen a szivattyú emelőképessége, így a berendezés maximális terhelése esetén az ilyenkor fennálló nagyobb hasznosítási effektus folytán e sugárszivattyú emelőképessége nagyobb lesz, mint amekkora szükséges 50 az ammóniumkarbamát-oldatnak a mosóból a kondenzáció-zónáig való emelésére. A találmány értelmében ezt a további emelési kapacitást arra hasznosíthatjuk, hogy a szintézis-zónából karbamid-tartalmú oldatot szívatunk fel és így karbamid-tartalmú 55 oldatot vezetünk be a kondenzáció-zónába. Minthogy az ammóniumkarbamát karbamidban is oldható, ezáltal az egyensúlyi hőmérséklet is emelkedik és így a kondenzációhőt magasabb hőmérsékletszinten hasznosíthatjuk, ami azzal az előnnyel is jár, 60 hogy egy adott mértékű gőzfejlesztés biztosítására kisebb hőátadó-felület is elegendő. Ha a találmány szerinti eljárást olyan eljárással kapcsolatban alkalmazzuk, amelynél a karbamidszintézis nagynyomású fokozatában egyúttal egy 65 melamin-termelő berendezésből származó ammó-2
