×
13.02.2018
218.016.22d1

Результат интеллектуальной деятельности: КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ РАСТВОРА МОЧЕВИНЫ В СПОСОБЕ СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Правообладатели

№ охранного документа
0002641911
Дата охранного документа
23.01.2018
Аннотация: Изобретение относится к способу синтеза мочевины. В секции (10) синтеза получают содержащий мочевину раствор (13), указанный раствор очищают в секции (14) извлечения и водный раствор (15), содержащий в основном мочевину и воду, который получают из упомянутой секции извлечения, подвергают процессу концентрирования. При этом процесс концентрирования включает стадию отделения посредством избирательной мембраны. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области синтеза мочевины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к стадии концентрирования водного раствора мочевины, который получают из секции извлечения на установке для синтеза мочевины.

Уровень техники

Известные способы синтеза мочевины включают в основном контур синтеза под высоким давлением, секцию извлечения, работающую под средним и (или) низким давлением, секцию концентрирования и секцию окончательной обработки. В контуре синтеза взаимодействуют исходные материалы - аммиак и диоксид углерода, образуя раствор мочевины, воду и карбамат аммония; этот раствор подвергают очистке в секции, работающей под средним или низким давлением, расположенной ниже по потоку, в основном для извлечения аммиака и диоксида углерода, образующихся при разложении карбамата.

Поток, выходящий из секции извлечения, обычно представляет собой водный раствор мочевины, содержащий примерно 50-90 мас. % мочевины, на современных установках - обычно 70-80 мас. %. Однако в некоторых случаях применения требуется гораздо более высокая концентрация. Например, способы окончательной обработки для гранулирования и получения гранул отверждением капелек распыленного раствора с целью превращения мочевины в твердый продукт требуют использования расплава мочевины, имеющего чистоту 95-99,8 мас. %. На известном уровне техники такую более высокую концентрацию получают или концентрированием под вакуумом, или кристаллизацией раствора мочевины.

Приведенное выше общее описание относится к большей части современных установок для получения мочевины, в частности, также к способам с самоотпаркой и способам с отпаркой диоксидом углерода и к конструкции новых установок для синтеза мочевины. Всестороннее рассмотрение этих способов и соответствующих установок для получения мочевины можно найти в литературе, например Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology (Энциклопедия химической технологии), 3-е изд., т. 23, стр. 548-562, или Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (Энциклопедия Ульмана по промышленной химии), изд-во Wiley-VCH Verlag.

Следует отметить, что постоянно возникающей проблемой в способах синтеза мочевины является удаление воды из потока, выходящего из контура высокого давления или секции извлечения, поскольку на каждую грамм-молекулу мочевины получают одну грамм-молекулу воды. Как сообщалось выше, потребность в концентрировании потока, выходящего из секции извлечения, в настоящее время реализуют, используя выпаривание или кристаллизацию.

Кристаллизация означает физическое разделение твердой фазы (кристаллизованной мочевины) и жидкой фазы (воды), а недостатком этого способа является использование крупногабаритных и сложных установок, требующих значительного объема работ по техобслуживанию с точки зрения потребности в рабочей силе и финансовых затрат. Вакуум-выпарные аппараты также имеют ряд недостатков. Во-первых, из-за их низкого давления (вакуум) для них нужны большие и дорогостоящие емкости. Кроме того, установки, работающие под вакуумом, создают проблему герметизации во избежание подсоса воздуха извне.

Еще одним недостатком является низкая энергоэффективность. Вакуум-выпарной аппарат требует подвода тепла, которое обычно доставляет горячий водяной пар, получаемый на установке где-то в другом месте; более того, вакуум создают посредством паровых эжекторов, которые не являются вполне эффективным оборудованием. Вместе с тем, поток газа, выходящий из выпарного аппарата, наряду с движущим (энергетическим) паром эжекторов нужно конденсировать, сбрасывая менее полезное тепло, которое больше нельзя повторно использовать в этом способе. Указанное тепло обычно отводят посредством воздушного или водяного охлаждения и рассеивают в атмосфере. Поэтому существует потребность обеспечить более подходящий процесс концентрирования раствора мочевины, поступающего из секции извлечения на известных установках для синтеза мочевины.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении предлагается отделять воду и, возможно, другие отличные от мочевины компоненты, содержащиеся в растворе мочевины, выходящем из секции извлечения на установке для синтеза мочевины, посредством избирательной мембраны.

Соответственно, первой особенностью изобретения является способ синтеза мочевины, в котором в секции синтеза мочевины получают водный раствор, содержащий мочевину с некоторым количеством остаточного аммиака и диоксида углерода, указанный раствор очищают в секции извлечения, а водный раствор, содержащий в основном мочевину и воду, который получают из упомянутой секции извлечения, подвергают процессу концентрирования, отличающемуся тем, что указанный процесс концентрирования включает по меньшей мере одну стадию отделения посредством избирательной мембраны.

Указанную стадию отделения посредством избирательной мембраны осуществляют с использованием одной или более мембран. Мембрана для осуществления настоящего изобретения, во-первых, обладает пропускающей способностью для переноса воды и (или) для переноса других загрязняющих примесей, а во-вторых, специальной пропускающей способностью для переноса мочевины. Указанную стадию предпочтительно осуществляют с использованием по меньшей мере водо-избирательной мембраны, приспособленной для отделения воды от мочевины и концентрирования раствора. Например, подходящая водо-избирательная мембрана является проницаемой для воды и по существу непроницаемой для других составляющих раствора, а именно мочевины. Это можно понимать так, что, например, при контакте водного раствора мочевины с водо-избирательной мембраной на стороне подачи воду собирают на стороне выхода, таким образом, повышая концентрацию раствора на стороне подачи.

Мембрана обеспечивает разделение первой стороны (сторона подачи) и второй стороны (сторона выхода). С этой целью указанная мембрана может представлять собой плоскую мембрану или иметь другую форму, например представлять собой мембрану, скрученную спиралью. В некоторых вариантах осуществления изобретения для улучшения этого способа давление на стороне подачи и на стороне выхода может быть разным.

Концентрирование на основе использования мембраны может быть не единственным способом концентрирования. До или после указанной стадии отделения посредством избирательной мембраны водный раствор можно концентрировать другим способом (например, выпариванием или кристаллизацией).

В соответствии с разными вариантами осуществления изобретения водный раствор, который подвергают разделению посредством избирательной мембраны, - это раствор, выходящий из секции извлечения, или раствор, концентрированный ранее обычным способом, таким как выпаривание или кристаллизация. Таким же образом, концентрированный раствор, выходящий при осуществлении способа отделения посредством мембраны, можно (по усмотрению) дополнительно концентрировать другим способом, если это необходимо или целесообразно.

В некоторых вариантах осуществления изобретения указанный способ концентрирования включает использование более одной избирательной мембраны и, возможно, нескольких мембран различной природы для отделения воды и других загрязняющих примесей из водного раствора мочевины. Упомянутые загрязняющие примеси могут включать аммиак или соли, например карбонаты, которые в малых количествах можно обнаружить в растворе.

Концентрация раствора, поступающего в мембрану, предпочтительно составляет 50-90 мас. % мочевины. После концентрирования раствор предпочтительно содержит более 85 мас. % мочевины, а более предпочтительно - 95-100 мас. %.

Второй особенностью изобретения является установка для синтеза мочевины, включающая секцию синтеза и секцию извлечения и отличающаяся секцией концентрирования для обработки водного раствора мочевины, причем указанная секция концентрирования включает по меньшей мере одну стадию концентрирования посредством мембраны, включающую избирательную мембрану. Указанная мембрана предпочтительно представляет собой водо-избирательную мембрану для отделения воды из водного раствора мочевины.

Еще одной особенностью изобретения является модернизация существующей установки для синтеза мочевины, при которой существующую секцию концентрирования переделывают, включая стадию концентрирования посредством мембраны.

Отделение посредством мембраны может полностью или частично заменить обычную секцию вакуумного выпаривания или кристаллизации. Можно обеспечить высокую концентрацию, например не ниже 95-99,5 мас. %, подходящую для осуществления способов окончательной обработки для гранулирования или получения гранул отверждением распыленных капелек без использования дорогостоящих и крупногабаритных работающих под вакуумом установок для обычных секций. Более того, концентрирование посредством мембран не требует значительных энергозатрат или подвода тепла, что повышает энергоэффективность этого способа в целом.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На чертеже показана блок-схема частного варианта осуществления изобретения. Ссылочным номером 10 обозначена секция синтеза под высоким давлением, в которой взаимодействуют аммиак 12 и диоксид углерода 11. В соответствии с известным уровнем техники в ряде вариантов осуществления изобретения указанная секция 10 может включать реактор, отпарной аппарат и конденсатор, образующие контур высокого давления.

Выходящий из секции 10 поток 13 обрабатывают в секции 14 извлечения в основном для выделения аммиака и диоксида углерода. Водный раствор 15 мочевины из секции 14 извлечения направляют в секцию 16 концентрирования, включающую водо-избирательную мембрану.

Например, к первой стороне мембраны подают раствор 15, а с другой стороны (стороны выхода) мембраны получают поток 17, состоящий в основном из воды. Для получения по существу чистой воды W указанный поток 17 предпочтительно очищают в секции 18. Концентрированный раствор 19, имеющий концентрацию, например, приблизительно не ниже 95-99,5 мас. %, пропускают в секцию 20 окончательной обработки для получения по существу чистой мочевины U.


КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ РАСТВОРА МОЧЕВИНЫ В СПОСОБЕ СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 61-70 из 74.
04.06.2020
№220.018.23f2

Реактор, предназначенный для окисления аммиака при получении азотной кислоты

Изобретение относится к области промышленного получения азотной кислоты, в частности к способу получения азотной кислоты, реактору, предназначенному для каталитического окисления аммиака, предназначенному для последующего получения азотной кислоты, и способу переоборудования реактора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722645
Дата охранного документа: 02.06.2020
09.06.2020
№220.018.25af

Способ очистки потока со2

Изобретение относится к способу очистки потока диоксида углерода от водорода и метанола и может использоваться для очистки СО, подаваемого в процесс синтеза мочевины. Способ заключается в том, что водород и метанол удаляют за счет контакта СО потока (12) с катализатором, окисляющим водород до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723017
Дата охранного документа: 08.06.2020
21.06.2020
№220.018.28b1

Способ модернизации установки синтеза аммиака

Изобретение относится к установке для синтеза аммиака и способу её модернизации. Способ содержит головную секцию для получения подпиточного газа (1), содержащего водород и азот, компрессор (3) для доведения подпиточного газа до давления синтеза, секцию (2) синтеза, работающую при давлении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724051
Дата охранного документа: 19.06.2020
04.07.2020
№220.018.2e4d

Способ производства комбинированных удобрений

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ производства комбинированного удобрения, изготовленного из жидкого сырья, включающего первое удобрение на основе азота и один или более дополнительных компонентов, выбираемых из одного или более вторых удобрений на основе азота, отличающихся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725536
Дата охранного документа: 02.07.2020
06.08.2020
№220.018.3d71

Комбинированное устройство для синтеза мочевины под высоким давлением

Изобретение относится к комбинированному устройству для синтеза мочевины из аммиака и диоксида углерода. Устройство имеет кожух и содержит зону реакции и зону конденсации, сообщающиеся друг с другом и заключенные внутри кожуха. При этом зона реакции или зона конденсации расположена коаксиально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002729068
Дата охранного документа: 04.08.2020
20.04.2023
№223.018.4ab4

Способ реконструкции установки для дистилляции метанола

Настоящее изобретение относится к способу реконструкции секции очистки установки дистилляции метанола, в которую подается поток метанола-сырца и которая включает очистную колонну (300) среднего давления (СД), выполненную с возможностью работы при первом давлении (p1) дистилляции, и очистную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002788870
Дата охранного документа: 25.01.2023
20.04.2023
№223.018.4b2b

Способ производства метанола

Настоящее изобретение относится к способу совместного синтеза метанола, аммиака и монооксида углерода, а также к установке для его осуществления. Предлагаемый способ включает следующие стадии: а) синтез метанола посредством каталитической конверсии первого синтез-газа (12), содержащего водород...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002774658
Дата охранного документа: 21.06.2022
20.04.2023
№223.018.4e18

Способ снижения содержания noи no в хвостовом газе процесса получения азотной кислоты

Группа изобретений относится к способу снижения содержания NO и NO в хвостовом газе процесса получения азотной кислоты. Способ снижения содержания NO и NO во входном хвостовом газе процесса получения азотной кислоты включает стадию сокращения выбросов, включающую по меньшей мере стадию deNO и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793239
Дата охранного документа: 30.03.2023
16.05.2023
№223.018.5eba

Производство твердого химического продукта

Изобретение относится к способу отверждения химического продукта в форме плава для получения твердого продукта в виде прилов или гранул. В частности, изобретение относится к сфере производства твердой мочевины. В заявке описан способ отверждения химического продукта, имеющего форму плава, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002754939
Дата охранного документа: 08.09.2021
20.05.2023
№223.018.675e

Способ синтеза мочевины

Изобретение относится к способу синтеза мочевины из СО и NH. При осуществлении способа: а) проводят реакцию СО и NH при давлении реакции для формирования водного раствора мочевины; б) проводят отпарку водного раствора мочевины при давлении отпарки с получением очищенного раствора и газовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794580
Дата охранного документа: 21.04.2023
Показаны записи 21-29 из 29.
25.08.2017
№217.015.cdc6

Способ удаления диоксида углерода из потока газа

Описаны способ и установка для удаления диоксида углерода из технологического газа (G) с помощью твердого адсорбента и адсорбции с изменением температуры, в котором диоксид углерода удаляют из технологического газа или в первом слое (В1), или во втором слое (В2) адсорбента, в то время как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619691
Дата охранного документа: 17.05.2017
26.08.2017
№217.015.da1c

Способ синтеза мочевины и соответствующая компоновка реакционной секции установки для получения мочевины

Изобретение относится к способу синтеза мочевины на основе реакции аммиака и диоксида углерода. Способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в жидкой фазе и в первой зоне (S1) реакции. Для ускорения образования карбамата аммония из вышеуказанной первой зоны реакции отводят теплоту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623733
Дата охранного документа: 29.06.2017
26.08.2017
№217.015.e676

Использование продувочного газа синтеза мочевины в способе синтеза аммиака и мочевины на одной установке и установка для осуществления этого способа

Изобретение относится к способу синтеза аммиака и мочевины. Способ включает секцию (AM) синтеза аммиака установки для синтеза аммиака и мочевины, в которой осуществляют синтез аммиака (2) путем реакции водорода с азотом, причем упомянутый водород получают путем риформинга источника (1)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626971
Дата охранного документа: 02.08.2017
19.01.2018
№218.016.072e

Способ и устройство для гранулирования жидкости, в частности для гранулирования мочевины

Предложены устройство и способ гранулирования жидкой фазы, в котором создают полидисперсный поток капелек указанной жидкой фазы с нисходящим движением в контакте с воздухом для отверждения вдоль в основном вертикального тракта процесса гранулирования и в котором маленькие капельки в упомянутом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631347
Дата охранного документа: 21.09.2017
29.05.2018
№218.016.5443

Применение нержавеющей стали, выплавленной дуплекс-процессом, при отпарке аммиаком на установках для синтеза мочевины

Изобретение относится к созданию или модернизации установок для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком и самоотпаркой. Установка для синтеза мочевины способом с отпаркой аммиаком или термической отпаркой, включающая контур высокого давления для синтеза, который включает реактор для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654018
Дата охранного документа: 15.05.2018
26.12.2018
№218.016.ab40

Способ окончательной обработки мочевины с использованием промывки кислотой

Изобретение относится к способу окончательной обработки мочевины. Способ включает: (а) удаление воды из водного раствора мочевины путем выпаривания и конденсации в первой секции выпаривания и конденсации до получения расплава мочевины; (б) окончательную обработку по меньшей мере первой части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675828
Дата охранного документа: 25.12.2018
26.12.2018
№218.016.aba0

Установка для синтеза мочевины

Изобретение относится к установке для синтеза мочевины. Установка содержит секцию синтеза, включающую по меньшей мере один реактор, компрессор для подачи СО в указанную секцию синтеза, газовую турбину для приведения в действие указанного СО-компрессора и парогенератор-утилизатор тепла....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675841
Дата охранного документа: 25.12.2018
06.08.2020
№220.018.3d71

Комбинированное устройство для синтеза мочевины под высоким давлением

Изобретение относится к комбинированному устройству для синтеза мочевины из аммиака и диоксида углерода. Устройство имеет кожух и содержит зону реакции и зону конденсации, сообщающиеся друг с другом и заключенные внутри кожуха. При этом зона реакции или зона конденсации расположена коаксиально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002729068
Дата охранного документа: 04.08.2020
16.05.2023
№223.018.5eba

Производство твердого химического продукта

Изобретение относится к способу отверждения химического продукта в форме плава для получения твердого продукта в виде прилов или гранул. В частности, изобретение относится к сфере производства твердой мочевины. В заявке описан способ отверждения химического продукта, имеющего форму плава, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002754939
Дата охранного документа: 08.09.2021
+ добавить свой РИД