Производство карбамида (стр. 2 из 6)

3.5 Патентная документация, отобранная для последующего анализа

№	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный индекс	Заявитель с указанием страны, номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации	Сущность заявленного технического решения и цели его создания.(по описанию изобретения или опубликованной заявки
1	RU 2300416	Иванов Юрий Анисимович (RU), Кожевников Анатолий Осипович (RU) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "АГРОХИМРАЗВИТИЕ" (RU) 15.12.2004 Дата публикации 10.06.2007	Способ синтеза карбамида из аммиака и углекислоты в колонне синтеза с газожидкостным рециклом, при котором поток водного раствора углеаммонийных солей (УАС) из зоны дистилляции направляют сверху или снизу в середину колонны синтеза, содержащую вертикальный цилиндрический корпус, размещенную на внутренней поверхности футеровку из коррозионно-стойкого материала, смеситель и штуцеры ввода и вывода реагентов и имеющую расположенный внутри перфорированный трубопровод, отверстия которого размещены попарно по периметру трубопровода на уровне середины колонны под углом 20-60°С к центральной оси колонны. Технический результат заключается в интенсификации контактирования вводимых компонентов, увеличении службы слоя футеровки колонны и повышении конверсии за счет удаления избытка воды, образующегося в процессе синтеза. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
2	RU 2173212	Автор(ы): Зуев А.А., Воробьев В.С., Воробьев Ф.П., Андросов Д.И., Глашкин А.И., Ершов А.К. Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество Новомосковская акционерная компания "Азот"15.02.2001 Дата публикации 10.09.2001	Изобретение относится к аппаратурному оформлению проведения процессов в газожидкостной среде и может быть использовано для синтеза карбамида из аммиака и диоксида углерода при повышенных температурах и давлениях. Сущность изобретения заключается в том, что в колонне синтеза карбамида, содержащей вертикальный цилиндрический корпус, размещенную на внутренней поверхности футеровку из коррозионно-стойкого материала, массообразное устройство и штуцеры ввода и вывода реагентов, массообменное устройство выполнено в виде соединенных последовательно сопла, приемной и смешивающей камер, диффузора, установленных на штуцере ввода реагентов и заключенных в перфорированный кожух. В оптимальной степени результат достигается при соблюдении следующих условий: перфорированный кожух выполнен в виде опрокинутого цилиндрического стакана; перфорированный кожух соединен с корпусом фиксаторами. Техническим результатом изобретения является повышение производительнсоти колонны синтеза карбамида, увеличение степени конверсии двуокиси углерода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
3	RU 2356616	Автор(ы): ФИЛИППИ Эрманно (CH), РИЦЦИ Энрико (IT), ТАРОЦЦО Мирко (CH) Патентообладатель(и): МЕТАНОЛ КАСАЛЕ С.А. (CH) 10.12.2007 Дата публикации 27.05.2009	Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано, в частности, для получения мочевины при высоком давлении. Псевдоизотермический химический реактор имеет множество коробчатых теплообменников, по существу плоской прямоугольной формы. Теплообменники изготовлены из двух уложенных с зазором друг на друга и соединенных по периметру металлических листов, образующих внутреннюю полость, через которую в определенном направлении пропускается текучий теплоноситель. Между металлическими листами во внутренней полости теплообменника расположены промежуточные элементы, предотвращающие сплющивание или выпучивание металлических листов. Промежуточные элементы изготовлены в виде металлической сетки, вытянутой металлической пластины или решетки и приварены к листам теплообменника в заранее выбранных точках. Реактор выдерживает без деформации и коробления высокую разность давлений между зоной реакции и внутренней полостью теплообменника. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
4	RU 2142334	Заявитель(и): Уреа Касале С.А. (CH) Автор(ы): Федерико Царди (CH), Паоло Сильва (IT) Патентообладатель(и): Уреа Касале С.А. (CH) 15.02.1995 Дата публикации 10.12.1999	Изобретение относится к реактору для двухфазных реакций, в частности для синтеза мочевины при высоких давлении и температуре, а также к способу его модернизации. В реакторе происходит параллельное истечение газообразной фазы и жидкой фазы. Реактор включает практически цилиндрический вертикальный внешний корпус (2), в котором имеется множество установленных с интервалом друг над другом горизонтальных ситчатых тарелок (6а - 6е) и по меньшей мере одно отверстие (12а - 12е) для потока жидкости, размер которого определяется размером каждой из ситчатых тарелок. Отверстия (12а - 12е) для потока жидкости предпочтительно взаимно смещены для создания таким образом в реакторе предпочтительной по существу, зигзагообразной траектории потока жидкой фазы. Техническим результатом изобретения является 3%-ный прирост выхода продукта, который следует рассматривать как значительное улучшение, поскольку при синтезе мочевины такой прирост позволяет уменьшить количество возвращаемых в реактор непрореагировавших продуктов приблизительно на 7-9% в сравнении с обычным для известного уровня техники, что позволяет значительно повысить производительность синтезного реактора и снизить энергетические затраты установки для получения мочевины. 6 с. и 25 з.п. ф-лы, 9 ил.
5	RU 2042424	Заявитель(и): Уриа Казале С.А. (CH) Автор(ы): Джорджио Пагани[IT] Патентообладатель(и): Уриа Казале С.А. (CH) 25.11.1991 Дата публикации 27.08.1995	Изобретение относится к конструкции реактора для синтеза мочевины. Реактор содержит кожух, внутри которого с зазором установлена рубашка, закрытая сверху и открытая снизу. Патрубок для подачи аммиака расположен в верхней части кожуха вблизи места сварки его с куполообразной частью. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

В качестве прототипа своей конструкции выбираем патент RU 2142334. Ниже представлено описание колонны синтеза карбамида, которая наиболее близка к создаваемой конструкции.

4.Технология производства

Синтез карбамида из аммиака и двуокиси углерода протекает по суммарной реакции

2NH₃ + CO₂ → CO(NH₂)₂ + Н₂О

и состоит из стадии образования карбамата аммония:

2NH₃ + СО₂ → NH₄–COO–NH₂

и дегидратации карбамата аммония:

NH₄–COO–NH₂ → CO(NH₂)₂ + Н₂O

Согласно технологической схеме, рассмотренной в данном курсовом проекте, газообразный CO₂ сжимается в четырехступенчатом компрессоре 1 от 1 до 200 атм. при 35°C, а оттуда подается в смеситель 4. В смеситель также под давлением 200 атм. подается жидкий аммиак, а плунжерным насосом 14 – раствор УАС, в виде которого возвращаются в цикл не превращенные в карбамид NH₃ и CO₂. В смесителе образуется карбомат аммония при давлении 200атм. и температуре 175 °C. Из смесителя реакционная смесь поступает в колонну синтеза 5, в которой при 200 °C и 280 атм. протекает образование карбамида.

Образовавшийся в колонне синтеза плав, содержащий 30-31% карбамида, 21-22% карбамата аммония, 33-34% избыточного аммиака, 14-16% воды направляются на двухступенчатую дистилляцию. Агрегат дистилляции каждой ступени состоит из трех аппаратов: ректификационной колонны, подогревателя и сепаратора.

Плав карбамида, выходящий из колонны синтеза 5, дросселируется от 200 до 20 атм. и поступает в ректификационную колонну 7 агрегата дистилляции первой ступени. Здесь происходит выделение в газовую фазу избыточного аммиака. Затем в подогревателе 8 температура плава повышается до 165 °C. При этом почти полностью выделяется избыточный аммиак и разлагается большая часть карбамата аммония. Образовавшаяся парожидкостная смесь разделяется в сепараторе 9. Газовая фаза из него возвращается в ректификационную колонну 7, а жидкая фаза дросселируется до 3 атм. и направляется на дистилляцию второй ступени.

Газовая фаза из ректификационной колонны 7, содержащая 76% NH₃, 21-22% CO₂ и около 3% воды, направляется в промывную колонну 6. Здесь NH₃ и CO₂ поглощаются аммиачной водой с образованием раствора аммонийных солей, а газообразный аммиак очищается от двуокиси углерода и направляется в конденсатор первой ступени 13, где конденсируется и возвращается через танк 2 в цикл.

Жидкая фаза, представляющая собой концентрированный раствор аммонийных солей, с температурой 100 °C плунжерным насосом 14 подается под давлением 200 атм. в смеситель 4.

Раствор, поступающий на дистилляцию второй ступени содержит 60-61% карбамида, 4-5% карбамата аммония, 6-7% избыточного аммиака и 29-30% воды. Дистилляция второй ступени протекает также, как и в первой, т. е. вначале раствор проходит через ректификационную колонну 10, а затем в подогревателе 11 нагревается до 145 °C и поступает в сепаратор 12, где происходит разделение газообразной и жидкой фаз. Во второй ступени дистилляции происходит окончательное разложение карбамата аммония и завершается отгонка аммиака и двуокиси углерода.