JPS6023109B2 - 尿素合成装置におけるカルバミン酸塩の凝縮方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は尿素合成においてカルバミン酸塩を凝縮する方
法に関するものである。

尿素合成の各種の方法において、カルバミン酸塩の数段
階の分解より生成したＮＨ３、Ｃ抄および均○の混合蒸
気を凝縮するためおよびカルバミン酸塩を反応器に再循
環するため普通熱交換器が設られている。

ストリツピング操作では、ほとんどすべてのカルバミン
酸塩は反応器の圧力と実質的に同等の圧力で単一操作で
再循環できる。

また反応器と実質的に同等の圧力で操作される蒸留器（
ストリッパー）で得られるＮＨ３、Ｃｏ２および＆○の
混合蒸気は高温度でカルバミン酸塩凝縮器で凝縮する。
上記凝縮により発生した熱は水蒸気の発生のため高い熱
しベルで除去される。普通の方法では、カルバミン酸塩
は順次減少する圧力下で操作する数個の工程に再循環さ
れる。

これらの操作圧力は合成反応器の圧力から実質的に相異
している。カルバミン酸塩の凝縮熱の１部分のみがカル
バミン酸塩凝縮器で水蒸気を発生するに十分に高いレベ
ルで回収されるにすぎない。カルバミン酸塩凝縮器はよ
り高圧下で操作される。すべての場合、Ｎ比、Ｃｏ２、
および日２０の混合蒸気の凝縮はより高圧下で操作する
カルバミン酸塩の再循還の段階で遭遇するような水含量
の少ないＮＨ３、Ｃｏ２および比０の混合蒸気組成の場
合には重要な操作である。

凝縮するＮＨ３、Ｃｏ２および日２０の混合蒸気が特に
高圧蒸留工程から来る場合、この場合水舎量は少ない。

凝縮を可能にするためには、カルバミン酸塩凝縮液は蒸
気と共にまたより低圧で操作するカルバミン酸塩の凝縮
および再循環工程で普通に得られる水にとんだ炭酸塩溶
液と共に凝縮器に供給される。この場合高圧は１００な
し、し３０ぴ気圧、低圧は２ないし５悦気圧である。上
記溶液は吸収剤であり、ＮＨ３、Ｃ０２および比○の混
合蒸気と添加溶液との間で均一な分散がなされることが
非常に重要である。

この結果は蒸気と添加する炭酸塩とを混合および分散す
る適当な装置を用いて普通の技術でなされる。

公知の技術では、蒸気と吸収液とを均一に分散するため
、より高圧で操作するカルバミン酸塩凝縮器は一般に管
内部の処理流体に対して堅型である。

凝縮は第１図の凝縮器で実施される。ＮＨ３、Ｃ０２お
よび日２０の混合蒸気は導管３から供給され、混合器４
において導管２によって低圧工程からくる炭酸アンモニ
ウム溶液と混合される。混合物は導管５から堅型凝縮器
１に供給される。該凝縮器は導管６から供給され循環す
る水のジャケットを備えている。発生した水蒸気は導管
９を通って凝縮器１のジャケットから流出して水蒸気分
離器７に送られこ）から水６および発生した水蒸気８が
得られる。得られたカルバミン酸アンモニウムの溶液は
導管１０から取出される。

熱が水蒸気の発生によって除かれる場合、適当にカルバ
ミン酸塩凝縮器に連結されている生成水蒸気の分離装置
が設けられている。

凝縮器を正しく操作する目的および最高の水準でＮＨ３
、Ｃ０２および日２０の混合蒸気を凝縮するときに発生
する熱を回収するためには、熱交換器の入口に非常に高
価な分配装置を設けるのが普通である。

上記分配装置を正確に操作することおよび偏流を防止す
ることは厄介な問題である。

その理由はカルバ‐ミン酸塩の結晶化のため姿閉現象が
起こるためである。加えるに、支持構造のため堅型の熱
交換器を設けることは非常に費用がか）る。

特に大童生産の設備を設ける場合にはなお更である。ま
た分離器は熱除去で発生した水蒸気のためにも設ける必
要がある。更に装置がかなり大型の場合（高容量の装置
）には均一分散を達成することは非常に困難である。本
発明は、低圧工程から来る炭酸アンモニウム塩の溶液よ
り成りしかも高圧（５０なし、し３００気圧）における
カルバミン酸塩のの分解から来る。

Ｎ馬、Ｃ０２および日２０の混合蒸気によって構成され
る混合物が静“頭圧”△Ｐに維持された５０ないし３０
疎気圧の入口圧で水平の管型凝縮城に導入されるならば
上記すべての欠点は容易に除去することができることを
発見したことは驚くべきことである。△Ｐの値は０．５
ないし５気圧の範囲であるしかもこの値は従来公知のい
ずれの装置についても得ることができる。

これらのうちで減少した値、好ましくは出口における液
頭はＡＨである。本発明方法は水平管東と出口において
一定の液頭とを有する凝縮器で実施するのが有利である
。

水平管の管束の最も外側をとりまく円周蚤Ｄに対する液
頭△日の比は５なし、し３０、好ましくは１０であるも
のが有利である。２０％以上の液を含む蒸気が凝縮器に
入って凝縮し、凝縮器から溶液が排出される。

一方凝縮熱はうばわれ凝縮器のジャケット内で水蒸気が
発生する。本発明を第２図によって説明するがこれに限
定されない。

水平管型凝縮器１には低圧分解工程から釆る炭酸塩溶液
２がカルバミン酸塩の高圧分解によって得られる混合ガ
ス３と共に送られる。

水平型蒸発器には排出用管５が設けられておりのぞむ液
頭△日６に維持される。この液頭は炭酸塩とＮＨ３、Ｃ
０２および日２０の凝縮液との混合物に打勝ち、このと
き発生した水蒸気は管４により蒸発器１から出る。本発
明方法の利点は次の如くである。

【１｝ 投下資本を軽減できること。

すなわち蒸気の発生によって熱が除去されるとき分配装
置を省略できること、支持用構造体が省略できること、
および水蒸気分離器が省略できることである。【２｝
カルバミン酸塩の析出または偏流を作らないで最適条件
で安定した操作ができることである。

糊 凝縮が高圧下で起こるため高能率で熱の除去ができ
ること。

すなわち良品質の水蒸気が発生することである。次に実
施例を掲げて本発明を説明する。

例 第２図に示す湯沸し型、すなわち水平管東型熱交換器１
について本発明を説明する。

カルバミン酸塩分解域（図示せず）から釆る１５唯気圧
の蒸気３（温度１９０００、流速６０トン）が低圧城か
ら再循環ししかも前以て１５０気圧（溶液温度７０こ○
、流速２５トン）に昇圧して炭酸アンモニウムの水溶液
２と混合した後管東の管７の内部で凝縮される。

熱はジャケット側で液相を沸騰することによって除かれ
る。

その結果水蒸気４が作られる。△Ｈ／Ｄの比は１酪維持
され、かかる条件下では水平管東凝縮器の管は完全に液
体で満たされ凝縮は妨害されることなく行なわれる。発
生した水蒸気は１４７０の温度である。

一方従来の装置では１斑。０以上の温度の水蒸気を発生
させることはできない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の堅型凝縮器の系統図、第２図は本発明の
水平管東型凝縮器の系統図を示す。 １・…・・堅型凝縮器、２，３，５，６．９・・・・・
・導管、４・…・・混合器、７・・・・・・水蒸気分離
器、８・・・・・・発生水蒸気、１０・・・・・・出口
管。 Ｆｉ ．Ｉ Ｆｉ．２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低圧工程から来る炭酸アンモニウム塩溶液と高圧工
   程でカルバミン酸塩の分解によって得られるＮＨ＿３、
   Ｃｏ＿２およびはＨ＿２Ｏの蒸気との混合物を凝縮域に
   供給する工程を含む尿素合成装置においてカルバミン酸
   塩を凝縮する方法において、凝縮域は静頭（Δｐ）を有
   する水平管束凝縮器でしかも該凝縮器は０．５ないし５
   気圧の静頭に維持されることを特徴とする尿素合成装置
   におけるカルバミン酸塩の凝縮方法。 ２ 水平管束凝縮器は出口においてＮＨ＿３、Ｃｏ＿２
   およびＨ＿２Ｏの凝縮蒸気と炭酸塩溶液との混合物に打
   勝つ液頭（ΔＨ）を有する水平管束凝縮器である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３ 水平管の管束の最も外側管をとりまく円周径（Ｄ）
   に対する液頭（ΔＨ）の比は５ないし３０、好ましくは
   １０である前記第２項記載の方法。 ４ 管束に入る混合物中の液体含量は２０％以上である
   前記第２項および第３項のいずれかに記載の方法。 ５ 凝縮は水蒸気の発生と同時に行なわれる特許請求の
   範囲および前記各項のいずれかに記載の方法。