Brevet FR2383923A1 — publié le 19781013

L'invention se rapporte à une installation pour la mise en oeuvre de la réaction de synthèse de l'urée à partir de l'ammoniac et du bioxyde de carbone à la température de 100-2500C, sous une pression de 100-300 kG/cm2, en présence des matières premières non réagies qui sont séparées du milieu réactionnel de synthèse et recyclées vers le réacteur de synthèse. la synthèse de l'urée s'effectue à une température élevée et sous une pression élevée selon les réactions NE3 +CO2 ----) NH4CO2NH2 (1) NH4CO2NH2 ----) CO(NH2)2 + H2O (2) La réaction (l) est fortement exothermique et se déroule très vite, par contre la réaction (2) est faiblement endothermique et nécessite du temps pour atteindre l'état d'équilibre. Pour cette raison, les réacteurs pour la synthèse de l'urée ont de grandes -capacités ce qui a de l'influence sur les coats construction de l'installation. Jusqu'à présent, on construit des réacteurs verticaux cylindriques ayant une petite vitesse linéaire d'écoulement de 1 cm/s environ. Cela favorise des circulations fortes à l'intérieur du réacteur,# qui sont engendrées par la grande vitesse des flux d'entrée, les effets thermiques des réactions chimiques et les différences considérables entre les densités du mélange réactif dans les parties inférieure et supérieure du réacteur. En effet, l'écoulement est d'un type éloigné de l'écoule- ment à noyau, bien que ce dernier type d'écoulement soit avantageux pour la réaction (2). On connais d'après la littérature, par exemple S.Yoshimura, Hydrocarbon Processing 19#70 (6)#, 49, pages 111-115, G.I. Nieupokojewa#et al. Chômé Prom. 19764 n0 6, pages 3 & 1, l'utilisation de cloisons en tôle perforée dans un réacteur pour éliminer des circulations. Ces cloisons réduisent un peu les vitesses linéaires maximum dans le réacteur mais, en raison de la possibilité d'un écoulement bidirectionnel, elles n'éliminent pas de circulations intérieures. L'essentiel de l'invention consiste dans la mise en place à l'intérieur du réacteur de plateaux sans transvasement ayant des orifices ronds, ovales, à fente et d'autres, et dans l'introduction, dans lesdits orifices, d'éléments qui provoquent un écoulement unidirectionnel du mélange réactif. Comme éléments, on peut utiliser par exemple de petites soupapes, globules, hémisphères, cônes, clapets, diaphragme mobiles et d'autres. Les éléments susmentionnés sont fixés aux plateaux d'une façon qui est connue dans le cas des plateaux avec transvasement utilisés dans les colonnes de rectification. Dans la solution selon l'invention les plateaux sont fixes ou démontables et montés sur les surfaces intérieures du réacteur et dans le cas de l'utiliZation d'un insert d'anticorrosion, sur les surfaces intérieures de cet insert. L'installation selon l'invention est décrite en référence à un exemple non limitatif de réalisation représentée sur la figure unique du dessin annexe. Le réacteur 1 est alimenté du bas par les flux de NE3 au moyen d'une tubulure 2, de C02 au moyen d'une tubulure 3 et par la solution de circulation qui est une solution aqueuse des matières premières non réagies, au moyen d'une tubulure 4.Le flux du mélange réactif s'achemine vers le haut étant soumis au branchement, ralentissement et mélange sur des plateaux 5 comportant, par exemple, de petites soupapes 7. La disposition des petites soupapes sur le plateau est quiconque, de préférence uniforme. Sur la figure, on a montré à titre d'exemple cinq plateaux sans transvasement 5, qui possèdent des éléments mobiles, par exemple en forme de sphère 8, champignon 7, hémisphère 9, cône 10 ou plaque 11. Ces éléments provoquent l'écoulement unidirectionnel du mélange réactif. Le mélange qui reste après la réaction, quitte l'installation au moyen d'une tubulure 6. Par suite du branchement des flux introduits dans le réacteur, les surfaces de contact des substances réagissantes s'accroissent dans la partie inférieure et, de ce fait, la durée de la synthèse du carbamate diminue. Le ralentissement du flux des substances réagissantes et l'élimination des circulations à contre-courant permettent d'obtenir un écoulement du type proche de l'écoulement à noyau; en conséquence, on s'approche bien mieux de l'état d'équilibre. Un plus haut degré de réaction du C02 vers l'urée ainsi obtenue donne des gains considérables d'énergie dans les installations pour la décomposition des matières premières non réagies ou rend possible l'augmentationd a charge et l'obtention d'une plus grande production d'urée à partir de 1 m3 de capacité du réacteur. L'installation selon l'invention n'est pas coûteuse étant d'un montage facile. En cas de corrosion, elle peut être périodiquement remplacée sans arrêter le réacteur pour longtemps. REVENDICATION Installation pour la mise en oeuvre de la réaction de synthèse de l'urée à partir de l'ammoniac et du bioxyde de carbone à la température de 100-25000, sous une pression de 100-300 kG/cm2, constituée par un réacteur vertical cylindrique équipé de plateaux transversaux sans transvasement avec des orifices ronds, ovales, à fente ou autres, caractérisée en ce que les orifices desdits plateaux sans transvasement 5 possèdent des éléments mobiles, par exemple en forme de sphère 8, champignon 7, hémisphère 9, cône 10 ou plaque 11 provoquant ltécoulement unidirectionnel du mélange réactif.