157420. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamidszintézisre ammóniából és széndioxidból

1574: 5 szükséglet lényegében a primer reakciokomponensek adagoló csővezetékéből ágaztatható le. A bepárlö, kondenzáló berendezés és reaktor között — amely jelén esetben is egy tagból szerkeszthető meg — visszakeringetéshéz seffl kompresszor, sem szivattyú beiktatása nem szükséges, ill. ä beiktatott szivattyúnak vagy kompresszornak csak egész csekély nyomáskülönbséget kell kiegyenlíteni. . Az ismeretessé, vált eljárások első közös tu- 10 lajdonsága a fentiek alapján abban foglalható össze, hogy mindkét primer reákciókomponenst, vagyis az ammóniát és széndioxidot is a szihtézisnyomásra szükséges komprimálni. 15 Az ismert eljárások második közös tulajdonsága abban áll, hogy a szintézishőmérsékletét a karbamátnak karbamiddá történő dehidratálási egyensúlyától függőén szabályozni kell. Ehhez a reaktorban vagy a reaktorba bevezetett vagy 20 elvezetett csővezetékekbe hőcserélő felületeket kell létesíteni, éspedig attól függően, hogy a reaktor hőegyensúlya hőhiányt vagy hőíelesleget jelez. Ez utóbbi körülmény ismét az alkalmazott eljárásoktól és reakciókörülményektől 25 függ. A hőkicserélő felületek a reaktorban uralkodó hőmérsékletnek, nyomásnak és korróziónak vannak alávetve. A 4. és 5. pontokban vázolt kondenzálási eljárásokiban,, ahol a hővisszanyerés a szintézisnyomáLSon történik, ez a SO körülmény rendkívül fontos tényezőt jelent. Az ismert eljárások harmadik közös tulajdonsága abban foglalható össze, hogy ha a viszszakeringetett termékáram csökkentésének és a £5 hőtvisszanyerés előnyeinek kihasználását célozzák, akkor a kóndenzálást a szintézisnyomáson kell lefolytatni. Ez a féltétel az előző bekezdésben vázolt hátrányokkal jár, ezenkívül á. 4. pont szerinti esetben még a visszakeringetett 40 gázok kompfimálása is szükségessé válik. A találmány szerinti eljárásnak első jellemző vonása abban nyilvánul meg, hogy a primeren beadagolt széndioxid jelentős mennyiségét nem 45 a szintézisnyamáson, hanem annál jóval alacsonyabb nyomáson adagoljuk. Ez közelebbről annyit jelent, hogy a széndioxidot az első fokozatban használt kondenzátorba vagy alternatív módon valamely következő fokozatban használt 50 kondenzáló (berendezésbe a visszakeringetett gáz alakú termékárammal együtt vezetjük be. A visszakeringetett tenmékárámot a mindénkor alkalmazott bepárlólból választjuk le, mimellett ez a gázkeverék a sztöehiometriai mennyiséghez 55 képest jelentős ammöniafelesleget tartalmaz, amely a bevezetett széndioxid frakcióval reakcióba lép és ily módon a kondenzáló berendezésben karbamát képződik. A találmány szerinti eljárásnak második jel- 60 lemző vonása abban rejlik, hogy a szintézishőmérséklet szabályozása a reaktorban uralkodó hőmérsékleten nem tesz hőcserét szükségessé, ennek folytán a reaktor egy egyszerű edényből állhat. A reaktorban képződött reakcióhővel (55 !ö 6 ugyanis a reakcióhőmérséklet szabályozható. A szintézisíhőmérséklet beállítása tehát közelebbről meghatározva a primeren bevezetett teljes széndioxid mennyiség változtatása nélkül lehetségessé válik. A szabályozást úgy végezzük, a találmány szerint, hogy a reaktorban szabad formában bevezetett széndioxidgáz és a viszszákeringetett termékáramban levő ammóniafelesleggel ammóniumkarbönát formában beadagolt széndioxid mennyiségének arányát beállítjuk. A találmány/ szerinti eljárás harmadik jellemző vonása abban foglalható össze, hogy az első fokozatban történő bepárlást és kóndenzálást azonos nyomáson, éspedig lényegesen a szintézisnyomás értéke .alatt, vagyis 50 és 120 atia között folytatjuk le. Ez a nyomáshatár a tapasztalatok szerint lehetővé teszi, hogy a bepárlóban az ammófiiumkarbamát kellő elbontása és. a visszakeringetett termékáramban megfelelő aimmóniafelesleg lehetővé váljon. Az említett azonos nyomásérték a kondenzáló berendezésben tömény oldatok kondenzáiását teszi lehetővé, amely lényegében .ammóniumkarbamátból és kevés vízből áll. A kondenzáló berendezésben képzett ammóniumkárbamát a visszakeringetett keverékben levő ammóniafeleslegből és a primer adagolásból származó széndioxidból alakul •ki. így a visszakeringetett termékáram ammóniafelesleget és kevés vizet tartalmaz, végeredményben tehát összménynyisége csökken. Az első fokozatban alkalmazott azonos nyomásérték tömény oldatok olyan hőmérsékletein történő kondenzáiását teszi lehetővé, hogy a kialakuló hőmérséklet folytán a felszabaduló összes hőmennyiség gőz termelésére alkalmazható. A gőztermelési folyamat időtartama és termikus hasznosíthatósága elegendő ahhoz, hogy a szintézisberendezés teljes hőszükségletét fedezze (kivéve az első fokozat bepárlását, beleértve azonban a második és harmadik fokozat bepárlását és a nyert karbamidoldat 99,5%-ra történő töményítését). A képződött hőmennyiség közvetlenül vagy alacsony koimpresszióviszonyok mellett (1 : 1 és 1 : 2 arányok mellett) termikus kompresszióval hasznosítható. A termikus kompressziót gőzejektorral vagy egy turbokompresszoros berendezéssel végezzük, amely utóbbit gőzenergiával éspedig kívülről bevezetett energiával üzemeltetünk. Az energiát végül termikus célokra alkalmazhatjuk, pl. az első fokozatban bepárlásnál. A találmány szerinti eljárás egyik előnye tehát abban áll, hogy a visszakeringetett keverékben egyidejűleg az animóniatartalom növelhető, a víztartalom pedig ugyanabban a keverékben csökkenthető, továbbá az első visszakeringetési fokozat kondenzációs hője, továbbá a karbamát képződési hőjének jelentős része visszanyerhető. A karbarnát ebben az esetben a fentiekben vázolt módon a primer adagolásból származó széndioxiddal történő reagáltaá