199405. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbamid-oldat betöményítésére
HU 199405 B és ott a lecsapódó gőz és a bepárlandó karbamid oldat közötti hőmérséklet-különbséget a hőcserélő tetején a hőátadás végbemenéséhez szükséges minimális érték fölött tartjuk. Általában elég, ha a gázkeverék hőmérséklete 125 és I80°C közé esik. A találmány szerinti éljárás felhasználható olyan karbamidgyártási folyamatokban, melyekben a karbamátot egy vagy több nyomásfokozatban végzett melegítés után kifúvatással bontjuk el, valamint olyanokban is, ahol a karbamát elbontására csak több nyomásfokozatban végzett hevítést alkalmazunk. A mellékelt rajz és a példa a találmány illusztrálására szolgál, annak oltalmi körét nem befolyásolja. A 18 és a 17 folyadék-ejektoron át az ammóniát a 4 gázmosóból a 19 vezetéken át érkező karbamát-oldattal együtt a 20 vezetéken keresztül a 3 első kondenzációs zónába vezetjük. Ugyanide vezetjük be a 21 vezetéken át a 2 kifúvatózónából érkező gázkeveréket. Ezt a gázkeveréket úgy kapjuk, hogy az 1 szintézis-zónából a 22 vezetéken át elvezetett karbamidszintézis-oldatot hőközlés közben átvezetjük a 2 kifúvató zónán, miközben ugyanezen zónába ellenáramban szén-dioxidot vezetünk be a 27 vezetéken keresztül. Az első kondenzációs zónát tervezhetjük például függőleges csöves hőcserélő alakjában. Azt a hőt, mely e zónában az ammóniumkarbamát bomlásakor szabadul fel, egy tápvízmelegítő kazán segítségével vezetjük el, mely ebben a folyamatban kisnyomású /(4—öj-lO5 Pa/ gőzre van átállítva. A kifúvató zónát is tervezhetjük függőleges csöves hőcserélő alakjában. A kifúvatáshoz szükséges hőt nagy — például (15—30) *105 Pa — nyomású gőzzel biztosítjuk. A 3 első kondenzációs zónában képződött karbamát-oldatot és a nem kondenzált gázt a 23 vezetéken keresztül visszavezetjük az 1 szintézis-zónába. Az ammóniának és szén-dioxidnak karbamáttá történő további kondenzálása révén ebben a zónában annyi hő szabadul fel, hogy az fedezi az endoterm karbamát/karbamid átalakulás hőigényét. A szintézis-zónában nem kondenzált gázkeveréket, mely tartalmazza a folyamatba a friss ammóniával és széndioxiddal együtt bevitt inert gázokat, valamint esetleg passziváló hatású levegőt vagy oxigént is, a 24 vezetéken keresztül a 4 gázmosóba vezetjük, ahol a gázban jelenlévő ammóniát és szén-dioxidot a 26 vezetéken át bevezetett karbamát-oldattal kimossuk. Az inert gázokat a 25 vezetéken át távolítjuk el. A kifúvatott karbamidszintézis-oldatot leeresztjük a 2 kifúvató zónából, átvezetjük a 28 vezetéken, az 5 nyomáscsökkentő szelepen, ahol a nyomását (4—40) • 105 Pa-ra csökkéntjük, és a 6 fűtőzónán át, ahol a reakciókeveréket hőcserével 125—180°C-ra, például 165°C-ra melegítjük — aminek hatására a még jelenlévő karbamát egy része el5 bomlik — bevezetjük a 7 gáz-folyadék elválasztóba. Ebből az elválasztóból a képződött gázt — mely főleg ammóniából, széndioxidból és vízgőzből álló keverék — a 29 vezetéken át, a visszamaradó folyadékot pedig a 30 vezetéken át vezetjük el. A 8 nyomáscsökkentő szeleppel a folyadékfázis nyomását ( 1 —10) -105 Pa-ra, például körülbelül 7 -105 Pa-ra csökkentjük, majd az így kapott gáz-folyadék elegyet a 9 szeparátorba továbbítjuk. Az itt felszabaduló gázkeveréket, mely lényegében ammóniából, széndioxidból és vízgőzből áll, a 31 vezetéken át a 14 második kondenzációs zónába vezetjük, és ott egy vizes oldattal, például a folyamatban képződött kondenzátummal — amit a 41 vezetéken át vezetünk be — karbamát-oldattá kondenzáljuk. A kondenzációs hőt hűtővízzel vezetjük el. A 9 gáz-folyadék szeparátorban kapott folyadékot a 32 vezetéken és a 10 nyomáscsökkentő szelepen át — ahol az oldatot légköri vagy annál kisebb, például körülbelül 0,6* 105 Pa nyomásra expandáljuk — bevezetjük a 11 tartótartályba. Ebből a tartályból a kapott, például körülbelül 70 tömeg% karbamidot tartalmazó oldatot, mely még mindig tartalmaz ammóniát és szén-dioxidot is, a 34 vezetéken át az első bepárló fokozat 12 hőcserélőjébe vezetjük. Ezután a karbamid-oldatot, melyet már például 90 tömeg% fölötti koncentrációra pároltunk be, a 35 vezetéken át a 13 második bepárló fokozatba vezetjük. A találmány szerinti eljárás céljára e bepárlási fokozatok fűtőzónáit előnyösen függőleges csöves hőcserélők alakjában tervezzük. Elvileg vízszintes csöves hőcserélőt is alkalmazhatunk, ez azonban bonyolultabb szerkezetű berendezést igényel. A két bepárlási lépésben kapott vízgőzt, mely kis mennyiségű folyékony karbamidot, ammóniát és széndioxidot is tartalmaz, kondenzálás után a 39 vezetéken, illetve 40 vezetéken keresztül egy — a rajzon nem szereplő — berendezésbe vezetjük a kondenzátum továbbfeldolgozása céljából, a gázfázist pedig a 38 vezetéken át vezetjük el a 11 tárolótartályból. A 13 második bepárlóban szükséges hőt a kisnyomású gőz lecsapásával nyerjük. Az első bepárlási lépéshez szükséges hőt a 7 gáz-folyaldék-elválasztóból a 29 vezetéken át bevezetett gázkeverék kondenzálásával biztosítjuk. E célból ezt a gázkeveréket bevezetjük az első bepárlási lépcső csöves 12 hőcserélőjének köpenyébe, ahová ugyanakkor a 33 vezetéken át bevezetjük a 14 második kondenzációs zónából származó korbamát-oldatot. Így a kondenzálandó gázkeverék harmatpontja megemelkedik. A karbamát-oldat-egyidejűleg a kondenzálandó gázkeverék lecsapószereként és oldószereként funkcionál. A gázfolyadék keverékét és a bepárlandó karbamid-oldatot előnyösen ellenáramban vezetjük be a fűtőzónába. A kondenzációs folyamat során a köpenyben képződő 6 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
