157420. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamidszintézisre ammóniából és széndioxidból

7 157420 tással képződik. A teljes folyamat hő- és mechanikai energia, továbbá hűtővízigénye külső forrásokból így a minimumra csökkenthető. A találmány szerinti eljárás további előnyeként hozzuk fel, hogy a folyamatban sem a szintézishőmérséklet szabályozására, sem a hővisszanyerésre nem szükséges olyan hőcserélő berendezések beiktatása, amelyek az ismert eljárásokiban a reaktorban uralkodó hőmérsékleti-, nyomás- és korróziós körülményeknek vannak alávetve. Ennek következménye, hogy mind a beruházási, mind az üzemeltetési költségek, valamint a termelésnél a reaktor karbantartása miatt fellépő veszteségek minimálisra csökkenthetők. Emellett a szintézishőmérséklet a karbamátnak karbamiddá történő reakciójához előnyösebb, magasabb hőmérsékletre emelhető anélkül, hogy a hőcserélő berendezések megnövékedett korróziós veszélye miatt bármely hőmérsákletkorlátozással számolni kellene. A találmány szerinti eljárás harmadik előnyeként említjük, hogy a kompresszor felhasználása kiküszöbölhető. Az ismert eljárásokban a kompresszorokat magas nyomáson és magas kompressziós viszonyok között a visszakeringetett keverékkel üzemeltetik abból a célból, hogy a visszakeringetett termékáramot komprimálják és ennek kompressziós hőjét a szükséges termikus értékekre beállítsák. A találmány szerinti eljárásnál ezzel szemben kis nyomáson és alacsony kompressziós viszonyok között gőzzel üzemeltetett kompresszort alkalmazunk, így a beruházási- és üzemeltetési ráfordítások minimális értékre csökkenthetők, ugyanakkor a kompresszor karbantartása miatt sem kell üzemkieséssel számolni. A találmány szerinti eljárás alkalmazása lehetővé teszi azt is, hogy a szintézisberendezést mind nagyobb, mind kisebb kapacitással üzemben tartsuk, ez utóbbi pedig a nagynyomáson és magas kompressziós viszonyok között üzemeltetett kompresszoroknál nem valósítható meg. A találmány szerinti eljárás negyedik előnye abban a körülményben foglalható össze, hogy az első fokozatba vagy az ezt követő fokozatokba bevezetett, primer adagolásból származó széndioxidfrakció alkalmazásával a primer szénsav adagolására használt kompresszor közbenső fokozata alakítható ki, amellyel az energiaszükséglet tovább csökkenthető. Ez a csökkenés különösen akkor válik jelentőssé, ha a széndioxidfrakciót vagy ennek egy részét az első fokozatok után használt valamelyik kondenzáló berendezésbe vezetjük be, ezzel azonban nyilvánvalóan más tekintetben a hőviszszanyerés lehetősége csökken. A találmány szerinti eljárás egyik célszerű kiviteli változatát az 1. ábrán szemléltetjük anélkül, hogy a találmány oltalmi körét erre a kivitéli változatra korlátoznánk. Az 1 adagolóvezetékből származó ammóniát a 2 szivattyúval a 3 szintézisnyomásra komprimáljuk. A 4 adagolóvezetékből az ammóniával sztöchiometriJkus mennyiségben alkalmazott széndioxidot 5 többfokozatú kompresszorral megszívatjuk, a 4 vezeték széndioxidáramának kb. egyharmad részét az utolsó előtti kompresszorfokozatból a 6 csővezetékbe leágaztatjuk, míg a maradékot az utolsó fokozatban szintézisnyomásra komprimáljuk és a 7 vezetéken adagoljuk, A 7 vezetéken ammóniát ós szénsavat vezetünk be a 8 szintézisreaktoíba, amelyet 180 és 240 ata nyomáson és 180—210 C° közötti hőmérsékleten üzemeltetünk. A 8 reaktorból távozó ikeveréket a 9 szelepen keresztül az első fokozat elgőzölögtetőjének nyomására, vagyis 60 és 120 ata közötti nyomásértékekre expandáltatjuk. A .12 vezetékben kondenzáló 11 gőzök kondenzációs hőjével a íkarbamiddá át nem alakult ammónia és széndioxid főtömegét elpárologtatjuk. A 13 vezetékiben cseppfolyósított gázkeveréket a 14 szeparátoron keresztül 15 vezetéken elvezetett folyadákfázisra és 18 vezetéken ürített gázfázisra elkülönítjük. A 15 vezetékben levő folyadékot a következő második és harmadik visszakeringetési fokozatba vezetjük. A visszakerigetési fokozatok mindenkor lényegében egy bepárlóböl, qgy szeparátorból és kondenzátonból állmaik. A második és harmadik visszalkeringetési fokozatban lényegében az 1 és 4 vezetéken bevezetett reakciókomponensekből nyert karbamidot és vizet tartalmazó oldatot, valamint egy ammóniát és széndioxidot tartalmazó, karbamiddá át nem alakult vizes oldatot nyerünk; A képződött reakcióvizen kívül egy vizes frakciót- is nyerünk, amelyet 17 vezetéken keresztül ismét a körfolyiatmatba bevezetünk. A [karbamidot és vizet tartalmazó oldatot ezt követően 99,5%osra betöményítjük és szemcsés vagy kristályos karbamiddá átalakítjuk. A visszakeringetett termékáram tehát a 16 vezetéken áramoltatott gázból és a 17 vezetéken áramló oldatból áll, amelyet a 6 elágazó vezetéken keresztül bevezetett széndioxidfrakcióvar együtt az első fokozat 18 kondenzátorába viszünk be. Itt a 19 vezetéken áramló gőzkondenzátum párolgási hőjének fölhasználásával — amelyet a 20 vezetékbe elpárologtatunk —• a visszakeringetett termákáramot kondenzáljuk, majd a- 21 szivattyú segítségével szintézisnyomásra komprimáljuk és a 22 reaktorba ismét visszavezetjük. A 20 vezetékben képződött 3—4 ata nyomású gőzt a 23 kompresszor segítségével kb. 4,5 —5,5 ata nyomásra komprimáljuk és 24 vezetéken keresztül a második és harmadik fokozat lepárlóihoz, valamint a karbamid 99,5% töménységű beállításához vezetjük. Ezekben a fokozatokban a képződő gőz kondenzációs hőjét elveszti és. 19 vezetékben kondenzál. 10 15 20 25 30 25 40 45 50 55 60 4