157420. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamidszintézisre ammóniából és széndioxidból

3 157420 4 . berendezések hosszú időn keresztül elvi különbségeket mutattak. Mivel azonban mind a gázfázisban, mind a szilárdfázisban vagy szuszpenzióban történő visszavezetés jelentős nehézségekkel jár, így a gyakorlatban használt, eddig alkalmazott vagy javasolt eljárásokban folyadékfázisban történő visszakeringtetést alkalmaznak. A folyékony fázisban végzett visszakeringtetésnél a visszákeriingtetett keveréket (újabb karbamátképződés közben) hőelvezetéssel egy vagy több lépésben kondenzálják, emellett megfelelő nyomást és hőmérsékletet alkalmaznak. Könnyen belátható az, hogy a mechanikai és höenergiaszükséglet csökkenthető, ha a visszákeringtetett keverék termék áramában a százalékos ammóniatartalmat megnövelik és/vagy ugyanabban a keverékben a százalékos víztartalmat csökkentik. A szükséges hőenergia, valamint a hűtővízigény is azáltal csökkenthető, ha a visszakeriingetett keverék kondenzációs hőjét ' egészben vagy részben ugyanennek a keveréknek egy vagy több bepárlási fokozatban történő lepárlására hasznosítják. Az említett kétfajta eljárási lehetőség különálló vagy együttes alkalmazása és az ezáltal fennálló megvalósítási lehetőségek jellemzik a különböző ipari gyakorlatban alkalmazott vagy javasolt eljárásokat. A fent említett általános folyamatvázlatnak a következő változatai különböztethetők meg (lényegében az első elgőzölögtetési és kondenzációs fokozat változata szempont j áfoól): 1. Az első fokozatban a bepárlást és a kondenzálást azonos nyomáson, éspedig a szintézisnyomásnál lényegesen alacsonyabb nyomásértékeiken végzik (pl. 200 ata szintézisnyomással szemben 50 ata nyomáson). Minden esetben olyan nyomásértékeket állítanak be, hogy a karbamát elbömlása a belőle képződő gázokkal egyensúlyban légyen. A kondenzációt viszonylag alacsony hőmérsékleten folytatják le, emellett az alsó hőménséklethátár a visszakeríngetett keverék kristályos od ási hőmérséklete lehet. E módszerrel a kondenzációnál felszabaduló hő célszerű módon nem nyerhető vissza, mivel a visszákeringetett termékáram csökkenése az ammóniatartalom növelésével és a víztartalom csökkenésével nem valósítható meg, mivel ennek a visszakeringetett keverék kondenzációs hőmérsékleten uralkodó gőz nyomása határt szab. A kondenzációs hőmérsékletet úgy kell baállítani, hogy az első fokozatban a bepárláshbz megengedett nyomásértékeket ne haladja túl. így a bepárló és a kondenzáló berendezés között kompresszor nem szükséges, ugyanakkor a kondenzáló berendezés és szintézisreaktor közé szivattyút kell beiktatni. 2. A további eljárási változat lényegében az 1. pontban leírtak szerint történik, azzal a különbséggel, hogy. a visszákeringetett anyagot két részre osztják. A két termékáram párhuzamosan halad egymás mellett, és az egyik rész kizárólag ammóniából áll. Ezáltal á bepárló berendezésiben és az első fokozat kondenzáló berendezésében nyomás növelése nélkül a yissza-5 keringetett termiékár am összmennyiaége ^ csökkenthető, azonban az elválasztáshoz, a kondenzáláshoz és az ammónia visszavezetéséhez is berendezéseket, illetve szivattyúkat kell beiktatni. •10 3. Ézéri eljárási változatban is az 1. porit szerint járnak el, azzal az eltéréssel, hogy a kondenzálást olyan magas hőmérsékleten végzik, hogy ennek hőtartalmát részben vagy egészben közvetlen hőcsere alkalmazásával a 15 második vagy harmadik bepárlási fokozatban alkalmazni lehessen. Ez az eljárás változat a különböző visszákeringétési fokozatok üzemeltetési körülményei között különböző jellegű összefüggéseket feltételez, ezáltal a hővissza-20 nyerés előnye résziben ismét elvesz, főként a visszákeringetett termékáram kisebb mértékben csökkenthető, mint az 1. pont szerinti esetben, éspedig a magasabb kondenzációs hőmérséklet miatt. 25 4. Ezen eljárási változat szerint az első fokozatban történő bepárlást a szintézisnyomásnál jóval alacsonyabb hőmérsékleten folytatják le, mint 1. alatt, és mindenkor oly módon szabá-30 lyözzák, hogy a karbamát elbömlása a belőle képződő gázokkal egyensúlyban legyen. Emellett pedig a kondenzálást szintézisnyomáson és olyan magas hőmérsékleten végzik, hogy az összes képződött hőmennyiség gőztermelésre 35 használható fel, az így előállított gőzt pedig a szintézisberendezésben hőr- vagy mechanikai energia forrásaként hasznosítják. A fenti folyamatban a bepárló és kondenzáló berendezés közé kompresszort iktatnak be, míg az egy 40 tagból szerkesztett kondenzáló berendezés és reaktor között szivattyú beiktatása nem szükséges. A kompresszor üzemeltetésénél fellépő ener-45 gia mennyisége azonban jelentős mértékben csökkenti a -magas kihozatalból és hővisszanyerésből eredő előnyöket. 5. Ebben az eljárásváltozatban az első foko-50 zatban történő bepárlást és kondenzálást azonos nyomáson végzik, éspedig lényegében a szintézisnyomásnak megfelelő értéken. Emellett a kondenzálás olyan magas hőmérsékletén megy végbe, hogy az itt képződött hőmennyi-55 ség a .szintézisberendezésben különböző célokra hasznosítható gőz termelésére használható fel. Ez a gőzmennyiség azonban nein hasznosítható az első fokozatban történő bepárlásnál. 60 A karbamát elbontása jelen esetben nem le- -het a képződött gázok nyomásával egyensúlyban, így az egyensúly eltolása szükséges, ugyanakkor a bepárló berendezésbe kívülről jelentős mennyiségű ammóniát vagy esetleg széndioxi-65 dot is be kell adagolni, amely pótlólagos anyag-2