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[5][_]
Molecule
(16/ 532)
[6][_]
urea
(185)
[7][_]
carbon
(112)
[8][_]
ammonia
(96)
[9][_]
water
(86)
[10][_]
carbamate
(10)
[11][_]
AMMONIUM CARBAMate
(9)
[12][_]
niac
(9)
[13][_]
xyde
(6)
[14][_]
ammonium carbonate
(5)
[15][_]
ammonium
(4)
[16][_]
biuret
(4)
[17][_]
oxygen
(2)
[18][_]
ammoniaque
(1)
[19][_]
amino carbonate
(1)
[20][_]
amino carbamate
(1)
[21][_]
quide
(1)
[22][_]
Physical
(72/ 92)
[23][_]
5 bars
(5)
[24][_]
24,5 bars
(5)
[25][_]
5,0 %
(3)
[26][_]
12 %
(3)
[27][_]
de 157-186 bars
(2)
[28][_]
60 %
(2)
[29][_]
7 bars
(2)
[30][_]
186 bars
(2)
[31][_]
6,9 bars
(2)
[32][_]
25 kg/h
(2)
[33][_]
7 kg/h
(2)
[34][_]
17,6 bars
(2)
[35][_]
19,6 bars
(1)
[36][_]
2-5 bars
(1)
[37][_]
245 bars
(1)
[38][_]
72 %
(1)
[39][_]
157 bars
(1)
[40][_]
60 % de
(1)
[41][_]
10 %
(1)
[42][_]
de 1 %
(1)
[43][_]
de 155 o C
(1)
[44][_]
3 bars
(1)
[45][_]
11,8-24,5 bars
(1)
[46][_]
568 kg/h
(1)
[47][_]
de 1267 kg/h
(1)
[48][_]
1129 kg/h
(1)
[49][_]
265 kg/h
(1)
[50][_]
de 181 bars
(1)
[51][_]
de 69 %
(1)
[52][_]
de 1042 kg/h
(1)
[53][_]
1118 kg/h
(1)
[54][_]
340 kg/h
(1)
[55][_]
570 kg/h
(1)
[56][_]
127 kg/h
(1)
[57][_]
676 kg/h
(1)
[58][_]
de 1019 kg/h
(1)
[59][_]
205 kg/h
(1)
[60][_]
201 kg/h
(1)
[61][_]
494 kg/h
(1)
[62][_]
de 1008 kg/h
(1)
[63][_]
100 kg/h
(1)
[64][_]
33 kg/h
(1)
[65][_]
460 kg/h
(1)
[66][_]
2 bars
(1)
[67][_]
58 kg/h
(1)
[68][_]
17,2 bars
(1)
[69][_]
1124 kg/h
(1)
[70][_]
150 kg/h
(1)
[71][_]
103 kg/h
(1)
[72][_]
96 kg/h
(1)
[73][_]
148 kg/h
(1)
[74][_]
de 341 kg/h
(1)
[75][_]
297 kg/h
(1)
[76][_]
196 kg/h
(1)
[77][_]
181,1 bars
(1)
[78][_]
926 kg/h
(1)
[79][_]
832 kg/h
(1)
[80][_]
69 kg/h
(1)
[81][_]
4 bars
(1)
[82][_]
de 680 kg/h
(1)
[83][_]
680 kg/h
(1)
[84][_]
400 kg/h
(1)
[85][_]
de 280 kg/h
(1)
[86][_]
820 kg/h
(1)
[87][_]
540 kg/h
(1)
[88][_]
de 127 kg/h
(1)
[89][_]
49 kg/h
(1)
[90][_]
5 kg/h
(1)
[91][_]
de 58 kg/h
(1)
[92][_]
670 kg/h.
(1)
[93][_]
188 kg/h.
(1)
[94][_]
482 kg/h
(1)
[95][_]
Gene Or Protein
(10/ 36)
[96][_]
ETRE
(21)
[97][_]
Est-a
(5)
[98][_]
Tric
(3)
[99][_]
DANS
(1)
[100][_]
Sys
(1)
[101][_]
Sepa
(1)
[102][_]
Tir
(1)
[103][_]
Classi
(1)
[104][_]
Rela
(1)
[105][_]
Tre
(1)
[106][_]
Chemical Role
(1/ 2)
[107][_]
refrigerant
(2)
[108][_]
Disease
(1/ 2)
[109][_]
Tic
(2)
[110][_]
Organism
(1/ 2)
[111][_]
laver
(2)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514759A1
Family ID 1988251
Probable Assignee Toyo Engineering Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE SYNTHESE DE L'urea PAR REACTION DE L'ammonia ET DE
carbon
Abstract
_________________________________________________________________
UN PROCEDE DE SYNTHESE DE L'urea COMPREND LA REACTION 100 DE L'ammonia
ET DU carbon, LA SEPARATION DE L'EXCES D'ammonia ET DU AMMONIUM
CARBAMate N'AYANT PAS REAGI, DE LA MASSE FONDUE DE SYNTHESE DE L'urea
SOUS FORME D'UN MELANGE GAZEUX CONTENANT DE L'ammonia ET DU carbon, LE
RECYCLAGE 4 DU MELANGE GAZEUX DANS LA ZONE DE SYNTHESE DE L'urea ET
D'AUTRE PART L'OBTENTION DE L'urea 17 A PARTIR D'UNE SOLUTION AQUEUSE
D'urea OBTENUE PAR SEPARATION DE L'EXCES D'ammonia ET DU AMMONIUM
CARBAMate N'AYANT PAS REAGI; LE PROCEDE COMBINE DE FACON INGENIEUSE
DIVERS STADES OPERATOIRES POUR PRODUIRE DE L'urea EN UTILISANT MOINS
DE VAPEUR D'water HAUTE PRESSION ET EN RECUPERANT MOINS DE VAPEUR
D'water BASSE PRESSION; UNE OPERATION D'EPURATION 102 UTILISANT DU
carbon PEUT ETRE INCORPOREE DE FACON EFFICACE A CE PROCEDE.
Description
_________________________________________________________________
Procede de synthese de l'urea par reaction
de l'ammonia et de carbon.
La presente invention concerne un procede ameliore de synthese de
l'urea a partir de l'ammonia et du carbon et plus particulierement un
procede de synthese de l'urea qui presente des caracteristiques
d'amelioration de l'economie thermique. Par suite de la flambee du
cout de l'energie ces
dernieres annees, on a tente de recuperer completement l'e-
nergie thermique dans la production de l'urea de facon a re-
utiliser l'energie thermique ainsi recuperee dans le systeme
de synthese de l'urea, et, lorsqu'il demeure un surplus d'e-
nergie thermique, de le recuperer sous forme de vapeur d'water basse
pression La consommation de vapeur d'water dans chaque
procede de production de l'urea est exprimee par la diffe-
rence entre la vapeur d'water basse pression ainsi recuperee et la
vapeur d'water haute pression qui a ete necessaire pour
la separation des substances n'ayant pas reagi dans le sys-
teme Plus cette difference diminue, plus le procede de
production de l'urea est considere comme ameliore.
Le procede d'epuration est un procede connu du
type decrit ci-dessus Dans ce procede particulier, on en-
traine le ammonium carbonate et l'exces d'ammonia (qu'on appelle
ciapres de facon generale "substances n'ayant pas reagi") dans la
masse fondue de synthese de l'urea, avec du carbon ou de l'ammonia
apportes comme matiere premiere sous la meme pression que la pression
de synthese
de l'urea en chauffant avec de la vapeur d'water haute pres-
sion a 19,6 bars manometriques ou plus pour decomposer et
separer les substances n'ayant pas reagi On condense prati-
quement a la meme pression le melange gazeux obtenu consti-
tue de l'ammonia et du carbon ainsi separes ainsi que du carbon ou de
l'ammoniaque l'on a utilises comme gaz d'epuration pour decomposer et
separer les substances n'ayant pas reagi et on recupere la chaleur
obtenue sous forme de vapeur d'water basse pression a 2-5 bars
manometriques La vapeur d'water ainsi produite est si abon-
dante qu'il demeure un surplus de vapeur d'water meme apres
l'utilisation dans tous les stades du systeme de synthese
de l'urea capables d'utiliser cette vapeut d'water, par exem-
ple dans le stade de concentration D'autre part, on soumet
un effluent de synthese de l'urea, que l'on a obtenu par de-
composition et separation des substances n'ayant pas reagi avec du
carbon, a une operation de decomposition a basse pression entre 1 et 5
bars manometriques de facon a
decomposer et eliminer pratiquement la totalite des substan-
ce-s n'ayant pas reagi restantes De plus, un effluent de synthese de
l'urea que l'on a obtenu par decomposition et
elimination des substances n'ayant pas reagi avec de l'ammo-
niac contient encore des quantites importantes d'ammonia.
On le soumet donc a une operation de 'decomposition a moyenne pression
entre 9,8 et 24,5 bars manometriques puis on soumet le courant obtenu
a une operation de decomposition a basse pression entre 1 et 5 bars
manometriques On utilise de la vapeur d'water dans un domaine de
pression elevee a faible comme source de chaleur pour ces operations
de decomposition a moyenne pression et a basse pression En regle
generale,
on recupere des quantites importantes de vapeur d'water a bas-
se pression dans le procede d'epuration decrit ci-dessus mais une
quantite importante de vapeur d'water haute pression est d'autre part
consommee dans l'operation d'epuration car, bien que l'operation
d'epuration du procede d'epuration soit plus facile a mettre en
pratique lorsque sa pression diminue,
une masse fondue de synthese de l'urea obtenue par realisa-
tion de la synthese de l'urea sous des pressions basses de synthese de
l'urea a un mauvais rendement de la synthese de l'urea et contient des
quantites importantes de substances n'ayant pas reagi et une quantite
plus importante de vapeur d'water haute pression est necessaire a la
decomposition et a
la separation de ces substances n'ayant pas reagi.
Pour eviter la difficulte decrite ci-dessus, il devient necessaire
d'effectuer la synthese de l'urea en utilisant de l'ammonia dans un
exces encore plus important et d'elever encore la pression a la
temperature de synthese de l'urea Cependant, l'emploi d'une pression
plus elevee
de synthese de l'urea pose une autre difficulte car l'ope-
ration d'epuration doit etre effectuee a une pression plus
elevee Bien entendu, il est possible d'effectuer l'opera-
tion d'epuration a des temperatures plus elevees pour faci-
liter cette operation d'epuration Cependant, l'epuration a temperature
elevee a pour inconvenient qu'une quantite
plus importante de l'urea obtenue subit une hydrolyse.
Un des objets de l'invention est de fournir un
procede de synthese de l'urea avec un procede ameliore d'e-
puration qui utilise du carbon.
Un autre objet de l'invention est de fournir un
procede de synthese de l'urea qui utilise un procede d'epu-
ration ameliore qui consomme moins de vapeur d'water haute pression
mais qui demeure capable de recuperer la vapeur
d'water basse pression.
L'invention fournit donc un procede de synthese
de l'urea qui comprend la reaction de l'ammonia et du bio-
xyde de carbon a une pression et une temperature de synthe-
se de l'urea dans une zone de synthese de l'urea, la sepa-
ration de l'exces d'ammonia et du ammonium carbamate n'ayant pas reagi
de la masse fondue de synthese de l'urea ainsi obtenue sous forme d'un
melange gazeux contenant de
l'ammonia et du carbon, le recyclage du melan-
ge gazeux dans la zone de synthese de l'urea et l'obtention de l'urea
a partir d'une solution aqueuse d'urea que l'on a obtenue par
separation de l'exces d'ammonia et du carbamate
d'ammonium n'ayant pas reagi, ce procede comprenant les sta-
des successifs suivants qui consistent a:
(a) effectuer la synthese de l'urea a des tempera-
tures de 170 a 195 WC et des pressions de 157-186 bars mano-
metriques et avec un rapport molaire de l'alimentation tota-
le en ammonia a l'alimentation totale en carbon de 3,5 a 5,0 dans la
zone de synthese de l'urea et a separer un gaz inerte contenant de
l'oxygen accompagne d'ammonia et de carbon a la meme pression que la
pression
de synthese de l'urea de la masse fondue de synthese de l'u-
ree contenant l'urea ainsi synthetisee;
(b) soumettre la masse fondue de synthese de l'u-
ree du stade (a) a une o'eration d'epuration comprenant une
operation de rectification a la meme pression que la pres-
sion de synthese de l'urea et a une temperature de 170 a 2050 C en
utilisant du carbon qui constitue au
moins 60 % du carbon d'appoint fourni comme ma-
tiere premiere pour la synthese de l'urea et qui contient 0,5 a 5,0 %
en volume d'air comme inhibiteur de la corrosion pour decomposer et
separer le ammonium carbamate n'ayant pas reagi avec l'exces d'ammonia
gazeifie sous forme d'un melange gazeux d'ammonia et de carbon; (c)
soumettre l'effluent de la synthese de l'urea du stade (b) a une
operation de decomposition a moyenne pression sous des pressions
comprises dans la gamme de 11,8
A 24,5 bars manometriques pour separer l'ammonia et le bio-
xyde de carbon restants de l'effluent de synthese de l'
urea
et obtenir une solution d'urea contenant encore de l'ammo-
niac et du carbon residuels a une teneur totale de 5 a 12 % en poids;
(d) reduire la pression de la solution d'urea du stade (c) a une
pression de 1 a 5 bars manometriques pour
separer encore au moins des parties de l'ammonia et du bio-
xyde de carbon residuels de la solution d'urea et obtenir un courant
melange d'une autre solution d'urea et un gaz contenant de l'ammonia
et du carbon; (e) chauffer le courant melange obtenu dans le stade (d)
sous la meme pression, en soumettant le courant
melange ainsi chauffe a une operation d'epuration adiabati-
que en utilisant du carbon constituant 1 a 10 x
du carbon d'appoint fourni comme matiere pre-
miere pour la synthese de l'urea pour separer la ammonia et du carbon
n'ayant pas reagi de- meurant encore dans la solution d'urea sous
forme d'un gaz contenant de l'ammonia et du carbon et obtenir
une solution aqueuse d'urea pratiquement depourvue d'ammo-
niac et de carbon et soumettre la solution aqueu-
se d'urea a des stades ulterieurs de concentration et de fi-
nition: (f) absorber l'ammonia et le
carbon
separes dans le stade (e) dans de l'water, une solution aqueu-
se diluee de ammonium carbonate ou une autre solution a-
queuse d'urea et adsorber dans la solution aqueuse ainsi ob-
tenue comme milieu d'absorption, l'ammonia et le carbon separes de
l'effluent de synthese de l'urea du stade (c) a la meme pression que
dans le stade de decomposition a moyenne pression dans le stade (c);
(g) mettre l'absorbat obtenu dans le stade (f) et contenant l'ammonia
et le carbon en contact avec le melange gazeux d'ammonia et de carbon
separe dans le stade (b) a la meme pression que la pression de
synthese de l'urea, condenser au moins des parties de l'ammonia et du
carbon du melange gazeux a un degre tel que la temperature dans la
zone de synthese de
l'urea soit maintenue dans la gamme des temperatures prede-
terminees et eliminer la chaleur de condensation resultante; puis (h)
recycler le condensat et le melange gazeux non condense contenant
l'ammonia et le carbon n'ayant pas reagi, tous deux obtenus dans le
stade (g),
dans la zone de synthese de l'urea du stade (a).
Dans les modes de realisation preferes, l"inven-
tion peut comprendre les stades suivants:
( 1) L'effluent de synthese de l'urea obtenu a par-
tir du stade (b) est soumis a une operation de balayage sous
pression reduite a la meme pression que le stade de decompo-
sition a moyenne pression du stade (c) et le stade de decom-
position a moyenne pression du stade (c) est effectue par
chauffage avec la chaleur d'absorption produite dans le sta-
de (g) et eventuellement un chauffage a la vapeur d'water pour
decomposer et gazeifier au moins des parties des substances n'ayant
pas reagi;
( 2) avant de reduire la pression du gaz inerte se-
pare dans le stade (a), on lave des parties de l'ammonia et du carbon
d'accompagnement avec l'absorbat
sous pression du stade (f) et on utilise la solution obte-
nue comme absorbant dans le stade (g) puis on soumet le gaz inerte au
traitement du stade (f); ( 3) l'effluent de synthese de l'urea obtenu
par l'ooeration d'epuration dans le stade (b) est soumis a un echange
de chaleur avec-le courant melange obtenu dans le stade (d); ( 4) le
stade (f) est effectue a des temperatures de 80 a 1200 C et au moins
une partie de la chaleur produite par l'absorption de l'ammonia et du
carbon est utilisee dans le stade de concentration; et ( 5)
l'elimination de la chaleur de -condensation produite dans le stade
(g) est effectuee par production de vapeur d'water a des pressions
comprises dans la gamme de 2
a 7 bars -
La figure 1 est un diagramme de fonctionnement illustrant un mode de
realisation de l'invention dans lequel on n'effectue pas d'echange de
chaleur indirect; et La figure 2 est un diagramme de fonctionnement
illustrant un autre mode de realisation de l'invention dans
lequel on effectue un echange de chaleur indirect et on em-
ploie de plus un laveur de gaz inerte.
L'invention va maintenant etre decrite de facon
detaillee L'invention convient particulierement a un proce-
de de synthese de l'urea employant de l'ammonia en grand
exces bien qu'on puisse l'appliquer a des procedes classi-
ques de synthese de l'urea qui utilisent de legers exces d'ammonia De
facon generale, l'expression "un procede de synthese de l'urea qui
utilise un grand exces d'ammonia" s'applique a un procede de synthese
de l'urea dans lequel le rapport molaire de l'ammonia total au
carbon
total, qui sont tous deux charges dans un autoclave de syn-
these, est de 3,5 ou plus et dans beaucoup de cas est d'en-
viron 4 On effectue generalement ici la synthese de l'urea sous une
pression de 196 a 245 bars manometriques et a une temperature de 190 a
2000 C Le taux de synthese atteint des
valeurs aussi elevees que 65 a 72 % Lorsqu'on tente de sou-
mettre la masse fondue de synthese de l'urea obtenue dans les
conditions ci-dessus a une operation d'epuration sous la meme pression
que la pression de synthese de l'urea en vue de decomposer et de
separer toute substance n'ayant pas
reagi, une temperature d'au moins 2050 C est indispensable.
Comme on obtient le taux eleve de synthese par suite de la presence
d'un grand exces d'ammonia, l'hydrolyse de l'
urea
est plus facile a effectuer si la majeure partie de l'ammo-
niac est eliminee a des temperatures superieures a la tem-
perature de synthese de l'urea.
Les diverses conditions precitees de l'invention ont ete decouvertes a
la suite de recherches poussees sur la facilite de l'epuration, la
temperature de condensation du melange gazeux du stade d'epuration,
l'utilisation de la
chaleur de condensation, la temperature d'absorption du me-
lange gazeux du stade de decomposition a moyenne pression et
l'utilisation de la chaleur resultant de l'absorption dans le stade de
concentration Plus particulierement, dans le stade (a), le rapport
molaire NH 2/C 02 est choisi entre 3,5 et 5,0 tandis que les pressions
de condensation du melange gazeux du stade d'epuration et la pression
d'epuration sont
individuellement choisies entre 157 et 186 bars manometri-
ques Toute pression inferieure a 157 bars manometriques ne fournit pas
le taux de synthese desire et ne permet pas non
plus d'obtenir la temperature de condensation elevee desi-
ree du melange gazeux D'autre part, si la pression est su- perieure a
186 bars manometriques, un inconvenient apparait car l'emploi d'une
temperature d'epuration considerablement
elevee devient indispensable.
La temperature d'epuration dans le stade (b) est
choisie entre 170 et 2050 C En-dessous de 1700 C, la separa-
tion des substances n'ayant pas reagi ne peut pas etre ef-
fectuee dans la mesure desiree, tandis que l'inconvenient precite tel
que l'hydrolyse apparait a toute temperature depassant 2050 C La
teneur totale en ammonia et en carbon de l'effluent de synthese de
l'urea du stade d'epuration est normalement choisie dans la gamme de
14 a % en poids Des teneurs totales en-dessous de la limite inferieure
sont certainement souhaitables Cependant, ces
teneurs totales faibles necessitent des temperatures ele-
vees conduisant a l'inconvenient precedemment decrit, c'est-
a-dire l'hydrolyse de l'urea Si la teneur totale depasse la limite
superieure, la quantite de chaleur produite lors de l'absorption du
melange gazeux du stade de decomposition a moyenne pression est bien
superieure a celle necessaire au stade de concentration,-ce qui
provoque la consommation d'une quantite accrue d'water de
refroidissement L'operation
de rectification est effectuee dans des conditions adiaba-
tic ou avec un faible refroidissement avant que l'opera-
tion d'epuration avec chauffage soit effectuee Par suite de la
presence de l'operation de rectification, la masse
fondue de synthese de l'urea resultant du procede de syn-
these de l'urea qui emploie de l'ammonia en un grand exces, peut etre
soumise avec succes a l'operation d'epuration, bien que l'epuration
d'une telle masse fondue de synthese de l'urea ait a ce jour ete
consideree comme une operation difficile Une partie de l'exces
d'ammonia present dans la masse fondue de synthese de l'urea est
amenee a s'evaporer
par la chaleur d'absorption du carbon d'epura-
tion, qui s'eleve, avant que la masse fondue de synthese de l'urea
soit soumise a une operation d'epuration avec chauf- fage Par
consequent, le rapport molaire de l'ammonia au
carbon dans la masse fondue de synthese de l'u-
ree est reduit a une valeur telle qu'il permet une operation
d'epuration efficace avec le carbon gazeux Par
consequent, l'effet de l'operation de rectification s'ac-
croit lorsqu'on utilise un rapport molaire plus eleve de
l'ammonia au carbon dans la synthese de l'urea.
La carbon utilisee pour
l'operation d'epuration constitue au moins 60 % de la quan-
carbon apportee comme matiere premiere de synthese de l'urea,
c'est-a-dire du carbon d'appoint, car la synthese de l'urea est
effectuee avec un exces d'ammonia L'effet de l'operation d'epuration
est considerablement reduit si l'on emploie moins de bioxyde
de carbon dans l'operation d'epuration Le bioxyde de car-
bone utilise dans l'operation d'epuration contient de l'air
qui sert d'inhibiteur de corrosion.
L'air qui sert a proteger l'epurateur, le conden-
seur de carbamate et l'autoclave de synthese contre la cor-
rosion, est melange au prealable au carbon que
l'on charge comme matiere premiere pour la synthese de l'u-
ree et qu'on introduit dans la portion inferieure de l'epu-
rateur La proportion d'air peut etre comprise dans la gamme
de 0,5 a 5,0 % en volume par rapport au melange gazeux obte-
nu Toute proportion plus faible que la limite inferieure
ne permet pas d'obtenir un effet anti-corrosif suffisant.
D'autre part, si on utilise l'air en une quantite quelconque depassant
la limite superieure, son effet anti-corrosif n'est pas accru Au
contraire, l'emploi d'un tel exces d'air
provoque des inconvenients tels qu'un abaissement du rende-
ment de la synthese de l'urea et cet air est accompagne de quantites
importantes d'ammonia et de carbon gazeux lorsqu'on le separe comme
gaz inerte dans le stade (a), ce qui necessite des installations plus
importantes pour le traitement du gaz inerte Pour reduire autant que
possible le volume de l'water a evaporer par le balayage sous pression
reduite dans la zone de decomposition a moyenne pression, on soumet
dans certains cas l'effluent de synthese de l'urea resultant de
l'operation d'epuration a un echange de chaleur avec un courant
melanqe obtenu dans l'operation de decomposition a moyenne pression
avant l'abaissement de la pression de l'effluent de la synthese de
l'urea a la pression du stade de decomposition a moyenne pression du
stade (c) L'effet de l'echange de chaleur s'accroit lorsque la
temperature d'epuration s'eleve L'echange de chaleur sert finalement a
reduire le volume de l'water accompagnant l'ammonia et le carbon que
l'on recycle dans la zone de synthese de l'urea et contribue ainsi a
ameliorer le taux de synthese de l'urea Cependant, l'effet derivant du
refroidissement de l'effluent de synthese de l'urea, qui doit etre
soumis a la decomposition a moyenne pression, tend a diminuer lorsque
la temperature de l'effluent de synthese
de l'urea s'abaisse apres son refroidissement De facon ge-
nerale, on ne peut pas esperer un effet accru meme si on refroidit
l'effluent de synthese de l'urea plus qu'il n'est
refroidi par l'operation d'echange de chaleur ci-dessus.
La pression de l'operation de decomposition a moyenne pression dans le
stade (c) o l'effluent de synthese de l'urea du stade d'epuration est
soumis a la decomposition,
peut etre comorise dans la gamme de 11,8 A 24,5 bars manome-
tric En-dessous de la limite inferieure, il est impossi-
ble d'elever la temperature d'absorption du melange gazeux de
l'operation de decomposition a moyenne pression au-dela de 800 C Par
consequent, la chaleur d'absorption resultante
ne peut pas etre utilisee dans le stade de concentration.
De plus, un autre probleme qui se pose est que le carbamate
d'ammonium peu F se deposer dans le solvant apres l'absorp-
tion D'autre part, toute nression depassant la limite supe-
rieure necessite d'effectuer l'operation de decomposition a moyenne
pression a des temperatures encore plus elevees, ce qui pose des
problemes indesirables tels que l'accroissement
de l'hydrolyse de l'urea et la formation importante de biu-
ret.
Dans l'operation de decomposition a moyenne pres-
sion, l'effluent de synthese de l'urea peut etre soumis a une
decomposition alors qu'on maintient s'il est necessaire sa
temperature, par exemple entre 160 et 1700 C, avec de la
vapeur d'water pour que la ammonia et du bio-
xyde de carbon demeurant encore dans l'effluent de synthese
de l'urea sortant du stade de decomposition a moyenne pres-
sion soit comprise entre 5 et 12 % en poids Si la tempera-
ture de chauffage par la vapeur d'water est trop faible, ou si
l'effluent de synthese de l'urea contient des quantites
trop importantes de substances n'ayant pas reagi, l'absorp-
tion du melange gazeux de l'operation de decomposition a moyenne
pression dans la colonne d'absorption a moyenne pression ne permet pas
de produire suffisamment de chaleur
d'absorption et par consequent n'assure pas la chaleur re-
quise dans le stade de concentration.
A ce sujet, il est preferable d'effectuer une ope-
ration d'absorption a moyenne pression a 80-1200 C En-des-
sous de la limite inferieure, certains problemes se posent y compris
la reduction du rendement de refroidissement du
au depot de ammonium carbamate et l'apparition d'un col-
matage localise D'autre part, toute temperature plus ele-
vee que la limite superieure produit une absorption insuffi-
sante De plus, l'emploi de telles temperatures elevees rend difficiles
les operations dans le systeme de recuperation apres l'unite de
decomposition a basse pression, par exemple
l'operation d'absorption.
Dans l'operation de chauffage a moyenne pression, le chauffage n'est
pas entierement effectue par chauffage
exterieur par la vapeur d'water Au moins une partie du chauf-
fage est effectuee en soumettant l'effluent de synthese de l'urea a un
echange de chaleur indirect avec la chaleur d'absorption produite dans
le condenseur du stade (g) Il est donc possible de diviser le
condenseur en deux moities egales et d'utiliser une moitie comme
rechauffeur pour
l'operation de decomposition a moyenne pression Ceci per-
met d'economiser au moins une partie de la vapeur d'water haute
pression a fournir pour la decomposition a moyenne pression a partir
d'une source externe En meme temps, ceci
reduit le volume de la vapeur d'water basse pression a recupe-
rer dans le condenseur Bien que le succes du procede de
chauffage ci-dessus depende de la relation entre les condi-
tions operatoires de l'epurateur et du condenseur et celles
de l'operation de decomposition a moyenne pression, il de-
vient plus avantageux lorsque la difference de pression ope-
ratoire entre l'epurateur et le condenseur et l'operation
de decomposition moyenne pression augmente.
Les pressions operatoires dans les stades (d) et (e) peuvent de
preference etre comprises individuellement dans la gamme de 1 a 5 bars
manometriques En-dessous de la
limite inferieure, une quantite importante d'un milieu d'ab-
sorption tel que l'water, une solution aqueuse diluee de car-
ammonium ou une solution aqueuse d'urea, est neces-
saire pour absorber l'ammonia et le carbon ga-
zeux separes dans les stades (d) et (e) sous la meme pres-
sion, en d'autres termes dans l'operation d'absorption a basse
pression Par consequent, un volume important d'water est introduit
dans la zone de synthese, ce qui provoque une chute considerable du
rendement de synthese D'autre part, au-dessus de la limite superieure,
des temperatures elevees sont necessaires pour tenter de separer
autant que possible les substances n'ayant pas reagi L'utilisation de
telles temperatures elevees presente des inconvenients tels qu'un
accroissement de l'hydrolyse de l'urea et de la formation de biuret et
l'impossibilite d'utiliser la vapeur d'water produite dans le stade
(g) Dans le stade de decomposition a basse pression du stade (e),
l'operation d'epuration est effectuee en conditions adiabatiques avec
du carbon constituant 1 a 10 % du carbon apporte comme matiere
premiere pour la synthese de l'urea si bien que la ammonia restant
dans la solution d'urea peut etre reduite autant que possible, et,
comme le carbon gazeux introduit dans la region de decomposition a
basse pression dans l'operation d'epuration ci-dessus sert a abaisser
la pression partielle de l'ammonia dans la zone de recuperation a
basse pression de la substance n'ayant pas
reagi qui fonctionne a la meme pression que la zone de de-
composition a basse pression, le volume de l'water servant de milieu
d'absorption dans la zone de recuperation a basse
pression de la substance n'ayant pas reagi peut par conse-
quent etre reduit Cette diminution du volume de l'water ser-
vant de milieu d'absorption dans la zone de recuperation a basse
pression de la substance n'ayant pas reagi entraine une diminution du
volume de l'water accompagnant l'
ammonia
et le carbon n'ayant pas reagi qui sont intro-
duits dans la zone de synthese de l'urea et par consequent
a pour effet d'ameliorer le taux de synthese de l'urea.
L'operation d'epuration ci-dessus est realisee en conditions
adiabatiques pour reduire la temperature de la
solution d'urea que l'on a epuree par elimination de l'ammo-
niac et pour empecher la formation du biuret indesirable.
Si on utilise le carbon en des quantites quel-
conques plus faibles que cette limite inferieure dans l'ope-
ration d'epuration, il ne se produit pas d'effet d'epuration notable
D'autre part, si le carbon depasse cette limite superieure, on observe
des inconvenients tels
que le depot de ammonium carbamate dans la zone de recupe-
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ration a basse pression de la substance n'ayant pas reagi et une
diminution de l'efficacite de l'emploi de la chaleur
d'absorption du carbon Les inconvenients ci-
dessus sont superieurs a l'effet d'epuration du carbon Onprefere donc
utiliser le carbon dans
la gamme decrite ci-dessus.
Comme absorbant employe dans l'operation d'absorp-
* tion a basse pression dans le stade (f), on peut utiliser de
l'water, une solution aqueuse diluee de ammonium carbonate ou une
solution aqueuse d'urea La solution aqueuse d'urea du stade (e) ne
contient pas plus de 1 % d'ammonia et de
carbon n'ayant pas reagi On separe ces substan-
ces n'ayant pas reagi dans les stades de concentration et de
finition qui suivent le stade (e) et on les recupere provi-
soirement sous forme d'une solution aqueuse diluee de carbo-
ammonium Normalement, seule une partie, c'est-a-dire une quantite
desiree de la solution aqueuse de ammonium carbonate est utilisee
directement comme absorbant pour l'absorption a basse pression et le
restant est soumis a
l'operation de concentration puis conduit dans la zone d'ab-
sorption a basse pression Cependant, lorsqu'on desire que l'urea
produite ait une teneur en biuret de 0,3 X ou moins, on cristallise
l'urea sous vide a partir de la solution
aqueuse d'urea du stade (e) et le biuret reste dans la li-
queur-mere Comme la liqueur-mere ainsi obtenue est une solution
aqueuse d'urea pratiquement exempte d'ammonia et de bioxyde, de
carbon, on peut l'utiliser comme absorbant pour l'absorption a basse
pression Cependant, la solution aqueuse d'urea a utiliser comme
absorbant pour l'absorption
a basse pression n'est pas limitee a la liqueur-mere ci-
dessus Par exemple, on peut utiliser une solution aqueuse
d'urea que l'on a obtenue par recuperation de l'urea disper-
see telle que le brouillard ou la poudre d'urea des stades de
concentration et de finition, sous forme d'une solution aqueuse
Lorsqu'on utilise une solution aqueuse d'urea comme absorbant pour
l'absorption a basse pression, comme decrit
ci-dessus, la solution aqueuse diluee de amino carbonate-
nium recuperee precitee est introduite dans la zone d'ab-
sorption a basse pression apres avoir ete soumise en sa to-
talite a l'operation de concentration Donc, il est plus frequent
d'utiliser l'water pour laver le gaz inerte qui s'est accumule dans la
zone d'absorption a basse pression plutot que de l'utiliser uniquement
comme un absorbant La pratique ci-dessus est adoptee pour recuperer
l'ammonia et le carbon d'accompagnement lors du rejet du gaz inerte.
On prefere choisir une temperature superieure d'au moins 50 C a la
temperature de saturation a la pression de la vapeur d'water produite
comme temperature de condensation du melange gazeux du stade
d'epuration precedemment decrit que
1 on realise sous la meme pression que la pression de syn-
these de l'urea, lorsque l'elimination de la chaleur de con-
densation est effectuee sous forme de production de vapeur d'water Par
exemple, lorsque la temperature de saturation de
la vapeur d'water est de 155 o C, on prefere elever la tempera-
ture de condensation du melange gazeux a 1600 C ou plus.
Les volumes d'ammonia et de
carbon
que l'on condense dans le condenseur de carbamate sont de-
termines par la temperature desiree de la masse fondue de synthese de
l'urea a obtenir dans la zone de synthese de l'urea Donc, des que la
pression de synthese, le rapport
de l'ammonia total au carbon total et le rap-
port de l'water au carbon total dans la zone de synthese de l'urea ont
ete fixes, la composition de la masse fondue de synthese de l'urea
obtenue est essentiellement determinee par la temperature dans la zone
de synthese de
l'urea D'autre part, la temperature dans la zone de synthe-
se de l'urea est maintenue pratiquement a la meme valeur par
la chaleur liberee lors de la-formation du amino carbamate-
nium a partir de l'ammonia et du carbon Donc, les volumes d'ammonia et
de carbon a condenser dans le condenseur de carbamate sont ajustes en
utilisant la temperature desiree de la masse fondue de synthese de
l'urea comme indicateur Ainsi, lorsque la temperature dans la zone de
synthese est superieure a la temperature cible predeterminee, une
quantite plus importante d'ammonia et de carbon sont condenses D'autre
part, moins
d'ammonia et de carbon sont soumis a la conden-
sation si la temperature dans la zone de synthese est infe-
rieure a la temperature cible A ce -propos, il est souhaita-
ble d'obtenir de la vapeur d'water sous une pression comprise dans la
gamme de 2 a 6,9 bars manometriques Toute pression
situee en-dessous de la limite inferieure produit de la va-
peur d'water dont l'utilite est nulle ou limitee car cette va-
peur d'water se condense a basse temperature D'autre part,
des pressions depassant la limite superieure sont certaine-
ment preferees lorsqu'elles sont possibles Cependant, par suite des
conditions de synthese de l'urea, l'elevation de la pression est
limitee a 2 a 3 bars manometriques seulement
au-dessus de la limite superieure, dans la limite du possi-
ble Si l'on desire obtenir de la vapeur d'water a une telle pression
elevee a l'echelle industrielle, on se heurte a un probleme de
corrosion et il est necessaire d'employer un
condenseur ayant une surface de transfert de la chaleur ex-
cessivement importante D'autre part, on emploie de facon satisfaisante
de la vapeur d'water ayant une pression comprise
dans la gamme ci-dessus, dans la majorite des stades consom-
mant de la vapeur d'water d'un procede de synthese de l'urea.
La limite superieure a donc ete fixee a 6,9 bars manometri-
ques.
Lorsque la temperature dans le stade (a) est rela-
tivement elevee par suite de la pression dans ce meme stade, il est
efficace de laver partiellement le gaz inerte qui a ete separe dans le
stade (a) et qui contient de l'ammonia et du carbon qui l'accompagne,
avec la-solution sous pression du stade (f) avant de detendre le gaz
inerte
a la pression du stade (f) Donc, une temperature de synthe-
se elevee conduit a une quantite plus importante d'ammonia et de
carbon accompagnant le gaz inerte et par consequent a un accroissement
de la perte de chaleur dans
le stade (f) En suivant le procede ci-dessus, il est possi-
ble d'eviter une telle perte de chaleur Comme seule une
partie du gaz inerte est soumise au lavage, le melange ga-
zeux obtenu apres le lavage ne presente aucun danger d'ex-
plosion.
Selon l'invention, les diverses conditions des stades operatoires sont
combinees ingenieusement entre elles peur produire de l'urea en
utilisant moins de vapeur d'water haute pression et en recuperant
moins de vapeur d'water basse
pression Des exemples specifiques des effets que l'inven-
tion peut avoir figurent ci-aores.
( 1) Une operation d'epuration utilisant du bioxyde
de carbon Deut etre incorporee de facon efficace a un pro-
cede de synthese de l'urea utilisant un grand exces d'ammo-
niac, bien qu'une telle combinaison ait ete a ce jour consi-
deree comme difficile a realiser.
( 2) Dans le srocede classique de synthese de l'u-
ree utilisant le procede d'epuration, la consommation de va-
peur d'water haute pression et la recuperation de vapeur d'water basse
pression sont toutes deux elevees (On considere qu'un
procede est meilleur lorsque la difference entre la consom-
mation de vapeur d'water haute pression et la recuperation de vapeur
d'water basse pression diminue) Dans l'invention, on
est parvenu a reduire le volume de vapeur d'water haute pres-
sion necessaire a l'epuration car le procede selon l'inven-
tion beneficie d'un taux eleve de synthese de l'urea si bien que
l'epuration de la masse fondue de synthese de l'
urea
contenant un exces d'ammonia est devenue possible Par con-
sequent, l'invention a supprime les inconvenients des proce-
des de synthese de l'urea de l'art anterieur par emploi
d'une operation d'epuration selon lesquels une quantite im-
portante de vapeur d'water haute pression de grande valeur est
utilisee et une quantite importante de vapeur d'water basse pression
de faible valeur est recuperee De plus, on peut reduire le volume de
l'alimentation en vapeur d'
water
haute pression lorsqu'on effectue l'operation de decomposi-
tion a moyenne pression par echange de chaleur direct avec
le condenseur de carbamate.
( 3) Le cout de construction de l'installation peut
etre reduit Ainsi, par decomposition et separation des sub-
stances n'ayant pas reagi, tout d'abord par epuration puis
par decomposition a moyenne pression a 11,8-24,5 bars mano-
metriques, on a pu effectuer l'operation du stade d'epura-
tion dans des conditions plus douces par rapport a la tech-
nique de l'art anterieur sans reduire la recuperation de
chaleur De plus, par suite de l'incorporation de l'opera-
tion d'absorption a moyenne pression, il est devenu plus facile
d'effectuer le lavage du gaz inerte provenant de la zone de synthese
de l'urea Par consequent, on a pu reduire le volume des appareillages
haute pression dans la zone de
synthese de l'urea.
De plus, il est possible dans l'invention d'abais-
ser la pression du stade de decomposition a moyenne pression
en-dessous de la pression d'absorption du melange gazeux obtenu dans
le stade de decomposition a moyenne pression et
d'effectuer l'absorption du melange gazeux du stade de de-
composition a moyenne pression apres l'avoir porte a la pression
d'absorption Comme le procede ci-dessus permet de reduire encore la
pression de la decomposition a moyenne pression, la vapeur d'water
basse pression produite dans le procede peut dans certains cas etre
utilisee comme source
de chaleur pour le stade de decomposition a moyenne pres-
sion Comme la pression d'absorption du melange gazeux du stade de
decomposition a moyenne pression peut etre fixee
librement independamment de la pression du stade de decom-
position a moyenne pression et qu'une pression elevee pra-
tic pour l'absorption peut etre choisie, on peut elever la temperature
d'absorption Ceci facilite l'utilisation
de cette chaleur d'absorption.
Un mode de realisation de l'invention va etre de- crit ci-apres dans
les exemples suivants, en regard des
dessins annexes.
Exemple 1.
On effectue une experience selon le diagramme de fonctionnement
illustre par la figure 1 Dans un autoclave de synthese de l'urea, on
charge 568 kg/h d'ammonia liquide par une canalisation 1 et un melange
gaz-liquide a 165 WC de 1267 kg/h d'ammonia, 1129 kg/h de bioxyde de
carbon et 265 kg/h d'water par la canalisation 4 L'auto-
clave de synthese de l'urea 100 fonctionne sous une pres-
sion de 181 bars manometriques et a la temperature de 1920 C avec une
duree de sejour d'environ 1 heure Avec le taux de synthese de 69 %, on
obtient une masse fondue de synthese
de l'urea constituee de 1042 kg/h d'urea, 1118 kg/h d'ammo-
niac, 340 kg/h de carbon et 570 kg/h d'water.
Entre temps, on purge un melange gazeux contenant un gaz inerte
(ammonia 127 kg/h; carbon 25 kg/h; et water 7 kg/h) au sommet de
l'autoclave 100 de synthese de l'urea par une canalisation 32 et on le
conduit a la partie inferieure d'une colonne d'absorption a moyenne
pression On introduit la masse fondue de synthese de l'urea ci-dessus
par une canalisation 5 au sommet d'une zone de rectification formee de
plusieurs etages de plateaux-tamis dans un epurateur 102 a la meme
pression La masse fondue de synthese de l'urea est mise en contact a
contre-courant avec un courant ascendant d'un melange gazeux contenant
de
l'ammonia, du carbon et de l'water pendant qu'el-
le s'ecoule en descendant a travers la zone de rectification
ce qui echange l'exces d'ammonia de la masse fondue de syn-
these de l'urea avec le carbon du melange gazeux et ajuste le rapport
de l'ammonia au carbon dans la masse fondue de synthese de l'urea a
une valeur correspondant a une gamme pour laquelle l'epuration est
facile dans le bas de la zone de rectification Ensuite, pendant que
l'on fait s'ecouler vers le bas la masse fondue
de synthese de l'urea a travers un tube chauffant a pelli-
cule descendante, on elimine les substances n'ayant pas rea-
gi de la masse fondue de synthese de l'urea en la chauffant
avec de la vapeur d'water haute pression a 24,5 bars manome-
tric que l'on introduit par une canalisation 24 et que l'on evacue par
une canalisation 25 et 676 kg/h de carbon gazeux sous pression ( 1600
C) introduits par une canalisation 2 En bas de l'epurateur 102, on
obtient a la temperature de 1980 C une solution constituee de 1019
kg/h d'urea, 205 kg/h d'ammonia, 201 kg/h de
carbon
et 494 kg/h d'water.
La solution ci-dessus penetre immediatement dans un echangeur de
chaleur 109 et est soumise a un echange de chaleur avec une solution
d'urea detendue provenant d'une
zone de decomposition a moyenne pression qui est decrite ul-
terieurement La solution ayant ainsi subi l'echange de cha-
leur est ensuite detendue et balayee a 17,6 bars manometri-
ques a travers une canalisation 6 pour etre introduite dans
une colonne 104 de decomposition a moyenne pression La tem-
perature de balayage est de 1450 C La colonne de decomposi-
tion a moyenne pression 104 est formee de plusieurs etages de
plateauxtamis et d'un rechauffeur dispose en-dessous des
plateaux-tamis Elle est chauffee par de la vapeur d'water haute
pression qui est fournie par une canalisation 28 et
evacuee par une canalisation 29 de facon a separer les sub-
stances n'ayant pas reagi a des teneurs predeterminees.
Apres la separation des substances n'ayant pas reagi, la
solution est constituee de 1008 kg/h d'urea, 100 kg/h d'am-
moniac, 33 kg/h de carbon et 460 kg/h d'water On
detend cette solution a 2 bars manometriques var une cana-
lisation 10, on l'introduit par le cote calandre de l'echan-
geur de chaleur 109 decrit ci-dessus et on la soumet a des traitements
successifs dans une colonne 106 de decomposition
a basse pression et un concentrateur sous vide (cristalli-
seur) 108 On alimente ainsi la colonne 106 de decomposition
a basse pression avec 58 kg/h de carbon intro-
duit comme milieu d'epuration par une canalisation 3 D'au-
tre part, on guide un gaz separe de la colonne 104 de decom-
position a moyenne pression a travers une canalisation 110 vers la
partie inferieure d'une colonne d'absorption 105 a moyenne pression a
17,2 bars manometriques avec le gaz de purge apporte par la
canalisation 32 a partir de l'autoclave de synthese de l'urea La
majeure partie du gaz separe est absorbee a 1000 C dans la colonne 105
d'absorption a moyenne pression La chaleur d'absorption qui y est
produite
est eliminee par une suspension d'urea amenee par une cana-
lisation 16 a partir du cristalliseur 108 La suspension d'urea
contient de petits cristaux et a une temperature de
650 C A partir de cette solution d'urea chauffee d'une cana-
lisation 14, on introduit une quantite correspondant a l'u-
ree produite, c'est-a-dire 1124 kg/h dans un stade de fini-
tion par une canalisation 17 Le reste est renvoye dans le
cristalliseur 108 et on en provoque l'evaporation de la quantite
necessaire d'water La chaleur recuperee equivaut a 150 kg/h de vapeur
d'water basse pression On laisse s'elever a travers une couche garnie
de la colonne d'absorption moyenne pression une petite quantite de gaz
non absorbe qui
est presente dans la partie inferieure de la colonne d'ab-
sorption a moyenne pression (refrigerant) Au cours de son
ascension, elle est absorbee dans une solution aqueuse d'am-
moniac et de carbon introduite par la canalisa-
tion 20 a partir de l'absorbeur a basse pression (ammonia 103 kg/h,
bioxyde de carbon 96 kg/h et eau 148 kg/h) et kg/h d'water introduite
par une canalisation 21 et on la laisse descendre dans la partie
refrigerante Donc seul le
gaz inerte est purge au sommet de la colonne par une cana-
lisation 22 A partir du refrigerant en-dessous de la co-
lonne d'absorption moyenne pression, on obtient une solu-
tion constituee de 341 kg/h d'ammonia, 297 kg/h de carbon et 196 kg/h
d'water.
On comprime cette solution a 181,1 bars manome-
tric, puis on l'introduit par une canalisation 23 dans un condenseur
103 de carbamate dans lequel une partie du melange gazeux (ammonia 926
kg/h; carbon 832 kg/h et water 69 kg/h) a 1950 C de l'epurateur 102
est condensee et absorbee de facon a ce que la masse fondue
de synthese de l'urea provenant de l'autoclave 100 de syn-
these de l'urea ait une temperature predeterminee La cha-
leur produite par l'absorption est recuperee sous forme de vapeur
d'water basse pression a 4 bars manometriques Apres l'absorption, la
temperature de la solution atteint 165 WC comme decrit ci-dessus
L'absorbat est recycle avec une
partie du gaz non absorbe sous forme d'un melange gaz-li-
quide dans l'autoclave 100 de synthese de l'urea La quan-
tite de vapeur d'water basse pression recuperee est de 680 kg/h Sur
les 680 kg/h, on utilise 400 kg/h dans la colonne
de decomposition a basse pression et dans le stade de fini-
tion ainsi que pour recuperer les petites quantites d'ammo-
niac et de carbon contenues dans l'water evaporee (canalisation 18) du
concentrateur sous vide Le surplus
est constitue de 280 kg/h et on l'evacue du procede de fa-
brication de l'urea Par consequent, comme on utilise 820 kg/h de
vapeur d'water haute pression principalement dans
l'epurateur et la colonne de decomposition a moyenne pres-
sion, le procede de synthese de l'urea ci-dessus consomme
540 kg/h de vapeur d'water au total.
Exemtle 2.
On effectue une autre experience selon le dia-
gramme de fonctionnement illustre par la figure 2 Dans cet exemple, on
opere dans les memes conditions que dans
l'exemple 1, aux exceptions suivantes pres.
L'effluent de synthese de l'urea que l'on a soumis a l'operation
d'epuration du stade (b) est immediatement detendu et balaye a 17,6
bars manometriques puis introduit dans une des colonnes, c'est-a-dire
le cote calandre 103 B du condenseur de carbamate Des parties des
substances n'ayant pas reagi dans l'effluent de synthese de l'urea
sont de plus decomposees dans le cote tube par la chaleur
produite par la formation du carbamate L'effluent de syn-
these de l'urea est ensuite introduit dans la colonne 104
de decomposition a moyenne pression muni d'une partie chauf-
fee a la vapeur d'water Les traitements dans la colonne de
decomposition a moyenne pression et les unites suivantes
sont effectuees de la meme facon que dans l'exemple 1.
On introduit un melange gazeux constitue de 127 kg/h d'ammonia, 25
kg/h de carbon, 7 kg/h d'
water
et le gaz inerte separe dans le stade (a) par une canalisa-
tion 33 dans une colonne 101 de lavage du gaz inerte dans laquelle le
melange gazeux est lave avec une solution sous pression apportee a
partir du stade (f) par une canalisation 23 Par consequent, le melange
gazeux evacue de la colonne 101 de lavage du gaz inerte contient 49
kg/h d'ammonia, kg/h de carbon et 5 kg/h d'water et est detendu a la
pression du stade (f) et introduit dans la colonne 105 d'absorption a
moyenne pression par une canalisation 32 pour
etre traite comme dans l'exemple 1 L'enthalpie de la solu-
tion de la colonne 101 de lavage du gaz inerte s'accroit par suite de
l'augmentation de la quantite de vapeur d'
water
produite dans le stade (g).
Par suite des operations ci-dessus, la quantite de vapeur d'water
produite dans le stade (g) est accrue de 58 kg/h De facon
correspondante, la chaleur produite dans le stade (f) est reduite En
raison de ces operations, la
consommation de vapeur d'water haute pression qui est princi-
paiement utilisee dans l'epurateur et la colonne de decom-
position haute pression, devient plus faible que celle uti-
lisee dans l'exemple 1, c'est-a-dire est reduite a 670 kg/h.
D'autre part, la vapeur d'water basse pression produite dans le
condenseur de carbamate est reduite Par consequent, le surplus de
vapeur basse pression est reduit a 188 kg/h. Donc, le procede de
synthese de l'urea cidessus necessite
au total 482 kg/h de vapeur d'water.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede pour la synthese de l'urea comprenant
la reaction d'ammonia et de carbon a une pres-
sion et une temperature de synthese de l'urea dans une zone de
synthese de l'urea ( 100), la separation de l'exces d'am- moniac et du
ammonium carbamate n'ayant pas reagi de la masse fondue de synthese de
l'urea ainsi obtenue sous forme d'un melange gazeux contenant de
l'ammonia et du bioxyde
de carbon, le recyclage ( 4) du melange gazeux dans la re-
gion de synthese de l'urea et l'obtention de l'urea ( 17) a partir
d'une solution aqueuse d'urea que l'on a obtenue par separation de
l'exces d'ammonia et du ammonium carbamate n'ayant pas reagi, ce
procede etant caracterise par le fait qu'il comprend les stades
successifs suivants consistant a
(a) effectuer le synthese de l'urea a des tempera-
tures de 170 a 1950 C et des pressions de 157-186 bars mano-
metriques et avec un rapport molaire de l'alimentation to-
tale en ammonia a l'alimentation totale en bioxyde de car-
bone de 3,5 a 5,0 dans la zone de synthese de l'urea et a separer un
gaz inerte contenant de l'oxygen accompagne d'ammonia et de carbon a
la meme pression que la pression de synthese de l'urea de la masse
fondue de synthese de l'urea contenant l'urea ainsi synthetisee;
(b) soumettre la masse fondue de synthese de l'u-
ree du stade (a) a une operation d'epuration comprenant une
operation de rectification a la meme pression que la pres-
sion de synthese de l'urea et a des temperatures de 170 a 2050 C en
utilisant du carbon qui constitue au
moins 60 % du carbon d'appoint fourni comme ma-
tiere premiere pour la synthese de l'urea et qui contient 0,5 a 5,0 %
en volume d'air comme inhibiteur de la corrosion pour decomposer et
separer le ammonium carbamate n'ayant pas reagi avec l'exces d'ammonia
gazeifie sous forme d'un melange gazeux d'ammonia et de carbon; (c)
soumettre l'effluent de la synthese de l'urea du stade (b) a une
operation de decomposition a moyenne pression sous des pressions
comprises dans la gamme de 11,8
A 24,5 bars manometriques pour separer l'ammonia et le bio-
xyde de carbon restants de l'effluent de synthese de l'urea et obtenir
une solution d'urea contenant encore de l'ammo- niac et du carbon
residuels a une teneur totale de 5 a 12 % en poids: (d) reduire la
pression de la solution d'urea du stade (c) a une pression de 1 a 5
bars manometriques pour separer encore au moins des parties de
l'ammonia et du
carbon residuels de la solution d'urea et obte-
nir un courant melange d'une autre solution d'urea et un gaz contenant
de l'ammonia et du carbon; (e) chauffer le courant melange obtenu dans
le stade (d) sous la meme pression, en soumettant le courant
melange ainsi chauffe a une operation d'epuration adiabati-
que en utilisant du carbon constituant 1 a 10 X du carbon fourni comme
matiere premiere pour la synthese de l'urea pour separer la ammonia et
du carbon n'ayant pas reagi demeurant encore dans la solution d'urea
sous forme d'un gaz contenant de l'ammonia et du carbon et obtenir une
solution
aqueuse d'urea pratiquement depourvue d'ammonia et de bio-
xyde de carbon et soumettre la solution aqueuse d'urea a des stades
ulterieurs de concentration et de finition; et d'autre part (f)
absorber l'ammonia et le
carbon
separes dans le stade (e) dans de l'water, une solution aqueu-
se diluee de ammonium carbonate ou une autre solution a-
queuse d'urea et adsorber dans la solution aqueuse ainsi obtenue comme
milieu d'absorption, l'ammonia et le carbon separes de l'effluent de
synthese de l'urea du
stade (c) a la meme pression que dans le stade de decompo-
sition a moyenne pression dans le stade (c); (g) mettre l'absorbat
obtenu dans le stade (f) et contenant l'ammonia et le carbon en
contact avec le melange gazeux d'ammonia et de carbon separe dans le
stade (b) a la meme pression que la pression de synthese de l'urea,
condenser au moins des parties de l'ammonia et du carbon du melange
gazeux a un degre tel que la temperature dans la zone de synthese de
l'urea soit maintenue dans la gamme des temperatures prede-
terminees et eliminer la chaleur de condensation resultan-
te; puis (h) recycler le condensat et le melange gazeux non condense
contenant l'ammonia et le carbon n'ayant pas reagi, tous deux obtenus
dans le stade (g),
dans la zone de synthese de l'urea du stade (a).
2 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que l'effluent
de synthese de l'urea obtenu dans le
stade (b) est soumis a une operation de balayage sous pres-
sion reduite a la pression du stade de decomposition a
moyenne pression dans le stade (c) et le stade de decompo-
sition a moyenne pression du stade (c) est effectue par chauffage avec
la chaleur d'absorption produite dans le
stade (g), pour decomposer et gazeifier au moins des par-
ties des substances n'ayant pas reagi et eventuellement un
chauffage a la vapeur d'water.
3 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu'avant le
stade de reduction de la pression du gaz inerte separe dans le stade
(a) lorsqu'on soumet le gaz inerte au traitement dans le stade (f),
des parties de l'ammonia et du carbon d'accompagnement sont lavees
avec l'absorbat sous pression du stade (f) et la solution obtenue est
utilisee comme absorbant dans le stade (g). 4 Procede selon la
revendication 1, caracterise
en ce que l'effluent de synthese de l'urea obtenu par l'o-
peration d'epuration dans le stade (b) est soumis a un e-
change de chaleur avec le courant melange obtenu dans le
stade (d).
Procede selon l'une des revendications 1 ou 2,
caracterise en ce que le stade (f) est effectue a une tempe-
rature de-80 a 1200 C et au moins une Dartie de la chaleur produite
par l'absorption de l'ammonia et du bioxyde de
carbon est utilisee dans le stade de concentration.
6 Procede selon l'une quelconque des revendica-
tions 1, 2 ou 3, caracterise en ce que l'elimination de la
chaleur de condensation produite dans le stade (g) est ef-
fectuee par production de vapeur d'water ayant des pressions
comprises dans la gamme de 2 a 7 bars manometriques.
e
? ?
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the relative positions of currently selected key terms within the full
document length.<br/><br/>You can then click the markers to jump to
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you know whereabouts in the document they occur. [114][_]
Open a preview window.<br/><br/>This window will provide a preview of
any discovery (or vertical marker) when you mouse over
it.<br/><br/>The preview window is draggable so you may place it
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