Brevet FR2489820A1 — publié le 19820312

La présente invention est relative à un procédé cycli- que perfectionné pour la synthèse de l'urée. Plus particu- lièrement, elle est relative à un procédé perfectionné consistant à soumettre un effluent de la synthèse de lurée, qui a été obtenu en faisant réagir de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique à une température et une pression de synthèse de l'urée et qui contient de l'urée, de l'eau, de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carboni- que n'ayant pas réagi, à un traitement d'épuration utili- sant de l'anhydride carbonique à une pression à peu près égale à la pression de synthèse de l'urée. Parmi les procédés classiques de séparation et de récupération de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhy- dride carbonique n'ayant pas réagi contenus dans un efflu- ent de synthèse de l'urée obtenu dans une opération de synthèse de l'urée, on connait un procédé suivant lequel l'effluent de la synthèse de l'urée est soumis à un trai- tement d'épuration dans lequel on utilise l'une des matiè- res premières, à savoir, l'anhydride carbonique, à une pression sensiblement égale à la pression de synthèse de l'urée, et un mélange gazeux d'ammoniac n'ayant pas réagi et d'anhydride carbonique n'ayant pas réagi ainsi séparé est ensuite condensé et renvoyé vers l'étape de synthèse de l'urée (cf, par exemple, le brevet japonais publié n0 19964/1963). Conformément à ce procédé, la séparation de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carboni- que n'ayant pas réagi est effectuée à une pression sensi- blement égale à la pression de synthèse de l'urée. C'est ainsi que ce procédé particulier est avantageux en ce que la chaleur de condensation dégagée lorsqu'on récupère l'ammoniac n'ayant pas réagi et l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi ainsi séparés, en les condensant, peut être récupérée à un niveau de température relativement élevé, sous la forme de vapeur d'eau, etc.. Toutefois, ce procédé s'accompagne d'inconvénients qui sont décrits ci-dessous. Tout d'abord, il a été rapporté que le procédé ci- dessus ne permet pas d'accroître le rapport molaire NH3/ Co2, dans une opération de synthèse de l'urée, de façon à réaliser un haut degré d'épuration par l'anhydride car- bonique. Conformément au brevet japonais 19961/1963 pré- cité, il est dit qu'il est nécessaire de choisir comme rapport molaire NH3/CO2, dans l'opération de synthèse de l'urée, une valeur ne s'écartant pas trop de 2,0, c'est-à- dire une valeur de 1,5 à 3,5. L'exemple 1, qui semble être le mode de réalisation très préférable, indique un rapport molaire NH3/CO2 de 2,5 environ. Toutefois, si on choisit une valeur voisine de 2 com- me rapport molaire NH3/C02 dans une opération de synthèse de l'urée, le taux de conversion de l'anhydride carbonique en urée décroît. Par exemple, lorsque les conditions de température et de rapport molaire H20/Co2 dans la synthèse de l'urée sont respectivement de 1850C et de 0,3, le taux de conversion de l'anhydride carbonique en urée à l'équili- bre est de 62,5% environ lorsque le rapport molaire NH3! C 2 est de 2,5 tandis qu'il passe à 76,9% lorsque le même rapport molaire est de 4,0. Il s'ensuit qu'il apparaît une très grande différence en ce que le premier rapport molai- re NH3/CO2 nécessite une décomposition et une séparation du carbamate d'ammonium n'ayant pas réagi dans une propor- tion de 0,78 tonne par tonne d'urée à produire, tandis que le second rapport molaire NH3/CO2 nécessite une décom- position et une séparation du carbamate d'ammonium n'ayant pas réagi dont la proportion ne représente que la moitié de celle du carbamate d'ammonium n'ayant pas réagi résul- tant de l'utilisation du premier rapport molaire NH3/CO2, c'est-à-dire, en d'autres termes, 0,39 tonne par tonne d'urée à produire. Il va sans dire que l'énergie thermique nécessaire pour la production d'urée n'est pas limitée à celle nécessaire à la décomposition et la séparation de ce carbamate d'ammonium n'ayant pas réagi, mais comprend celle nécessaire à la séparation de l'ammoniac libre n'ayant pas réagi. Toutefois, cette dernière énergie thermique est faible, comparée à la première. C'est ainsi que, dans une opération d'épuration à l'anhydride carbonique nécessitant d'effec- tuer la synthèse de l'urée à un rapport molaire NI3/CO2 aussi bas, l'énergie thermique nécessaire à la décomposition du car- bamate d'ammonium n'ayant pas réagi tend inévitablement à devenir élevée. Bien qu'une partie considérable de l'énergie thermique utilisée pour la décomposition et la séparation de ce carbamate d'ammonium n'ayant pas réagi puisse être récupérée sous la forme de vapeur d'eau basse pression au stade de condensation de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique séparés, le résultat est qu'on a affaire à une situation dans laquelle de la vapeur d'eau haute pression très précieuse est consommée en grande quantité et il y a production, à sa place, de vapeur d'eau basse pression de faible valeur. Deuxièmement, lorsqu'un effluent de synthèse de l'urée obtenu dans des conditions de rapport molaire NH3/CO2 aussi bas. est soumis à une épuration à l'aide d'anhy- dride carbonique, le rapport molaire de NH3 n'ayant pas réagi à CO2 n'ayant pas réagi restant dans la solution d'urée résultante est généralement très bas et, plus pré- cisément, représente une valeur voisine de, ou sensible- ment égale à, 2. La Demanderesse a découvert que, lorsque la concentra- tion d'anhydride carbonique n'ayant pas réagi restant dans une solution d'urée est tellement élevée,par comparaison avec celle de l'ammoniac n'ayant pas réagi restant égale- ment dans la même solution d'urée,que le rapport molaire NH3/CO2 tombe au-dessous de 2,5, l'exposition de la solu- tion d'urée à une température égale ou supérieure à 190'C aura pour résultat un incrément considérable de l'hydroly- se de l'urée, ce qui n'est pas avantageux pour le procédé, ainsi que la formation de biuret, qui sont indésira- bles du point de vue de la qualité de l'urée, par compa- raison avec une solution d'urée contenant une concentra- tion plus faible d'anhydride carbonique n'ayant pas réagi. Dans les techniques classiques, comme décrit dans la demande japonaise ouverte à l'inspection publique 90118/1979, on adopte, pour résoudre les inconvénients ci-dessus, un procédé suivant lequel une solution d'urée obtenue en sou- mettant un effluent de la synthèse de l'urée à une épura- tion à l'aide d'anhydride carbonique est rapidement refroi- die à une température de 155 à 1750C. Bien que ce procédé semble efficace pour empêcher l'hydrolyse de l'urée et la formation de biuret, il est recommandé, pour obtenir des effets remarquables, non seulement d'agrandir dans une certaine mesure -11 installation conçue pour effectuer 1' Épuration à l'aide d'anhydride carbonique, mais égale- ment d'ajuster à une valeur de 80 à 1250C la température de l'anhydride carbonique utilisé pour l'épuration. Comme la température du CO2 gazeux provenant d'un compresseur d'anhydride carbonique gazeux utilisé dans un procédé de synthèse de l'urée est généralement comprise entre 140 et 'C, il est nécessaire, pour se conformer à la recomman- dation ci-dessus, d'utiliser un dispositif de réfrigéra- tion de l'anhydride carbonique gazeux pouvant fonctionner sous une pression élevée (pression de synthèse de l'urée) ce qui a pour autre inconvénient de refroidir de l'anhy- dride carbonique gazeux à haute température et de perdre sa chaleur qui est éliminée du système. La présente invention a pour buts: - de fournir un. procédé permettant de réaliser la synthèse de l'urée avec un taux de conversion élevé d'anhydride carbonique en urée; - de fournir un procédé de synthèse de l'urée dans lequel l'hydrolyse de l'urée et la formation de biuret sont considérablement réduites après élimination de l'am- moniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi, à l'aide d'anhydride carbonique; - de fournir un procédé de synthèse de l'urée qui permette de réduire la consommation de vapeur d'eau haute pression. C'est ainsi que la présente invention a pour objet un procédé de synthèse de l'urée suivant lequel on fait réagir de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique en un rapport molaire de 3/1 à 5/1, à une pression de synthèse de l'urée de 150 à 250.105 Pa au manomètre, obtenant ainsi un efflu- ent de synthèse de l'urée contenant de l'urée, de l'eau, de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carboni- que n'ayant pas réagi, et on soumet l'effluent de la syn- thèse de l'urée à une épuration à l'aide d'anhydride carbo- nique, à une pression sensiblement égale à la pression de synthèse de l'urée et à une température de 195 à 210'C, afin de séparer l'ammoniac n'ayant pas réagi et l'anhydri- de carbonique n'ayant pas réagi, obtenant ainsi une solu- tion d'urée contenant de 10 à 15% en poids d'ammoniac n'ayant pas réagi. La solution d'urée provenant de l'opération d'épura- tion peut ensuite être soumise à une séparation, sous une pression manométrique de 10 à 30.10 Pa et à une températu- re de 150 à 1700C afin de réaliser une séparation plus poussée de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi et d'obtenir une solution d'urée contenant une proportion d'ammoniac n'ayant pas réagi égale ou inférieure à 8%. La solution d'urée ainsi obtenue peut ensuite être soumise à une opération de sépa- ration de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi, à une pression inférieure à celle utilisée dans l'opération de séparation ci-dessus, ce qui fournit une solution d'urée pratiquement exempte d'ammoniac n'ayant pas réagi et d'anhydride carbonique n'ayant pas réagi. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, la Fig. unique représente un schéma d'écoulement permettant de décrire un mode de mise en oeuvre de la présente inven- tion. La Demanderesse a découvert les quatre faits suivants, sur lesquels repose la présente invention. (1) Même si le rapport molaire NH3/CO2 dans la synthè- se de l'urée est relativement élevé, c'est-à-dire compris entre 3,5 et 5, 0, il peut être facile d'effectuer un autre traitement d'épuration par le C02 sur une solution d'urée qui a été obtenue en soumettant un effluent de la synthèse de l'urée à un traitement d'épuration utilisant de l'anhy-- dride carbonique à une pression de synthèse de l'urée afin de séparer l'ammoniac n'ayant pas réagi et l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi de l'effluent, tant que la concentration du NH3 n'ayant pas réagi restant dans la solution est de 10 à 15% en poids; (2) Dans une solution d'urée obtenue en soumettant un effluent de la synthèse de l'urée à un traitement d'épura- tion à l'aide d'anhydride carbonique, comme indiqué ci- dessus, le rapport molaire d'ammoniac n'ayant pas réagi à anhydride carbonique n'ayant pas réagi, restant tous deux dans la solution d'urée, est aussi élevé que 3 à 3,5. Dans ces conditions, même si le traitement d'épuration effectué à l'aide de Co2 est effectué à une température élevée de à 2100C qui est considérée comme trop élevée pour les épurations classiques, l'hydrolyse de l'urée et la formation de biuret sont considérablement limitées par comparaison avec des conditions réactionnelles dans les- quelles le rapport molaire ci-dessus n'est pas supérieur à 2,5, rendant ainsi inutile d'adopter des moyens particu- liers pour inhiber ou minimiser cette hydrolyse de l'urée et cette formation de biuret; (3) Si le traitement d'épuration à l'aide d'anhydride carbonique peut être effectué à une température aussi éle- vée, il devient possible d'adopter une pression élevée de à 250.10 Pa au manomètre comme pression d'épuration (en d'autres termes: la pression de synthèse de l'urée). Cette pression élevée accroît le taux de conversion de l'anhydride carbonique en urée dans une opération de syn- thèse de l'urée. En outre, elle permet de condenser à tem- pérature élevée l'ammoniac et l'anhydride carbonique gazeux séparés par le traitement d'épuration à l'aide d'anhydride carbonique, permettant ainsi de recueillir l'excès de cha- leur sous la forme de vapeur d'eau haute pression; et (4) Il est préférable de séparer l'ammoniac n'ayant pas réagi et l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi res- tant dans la solution d'urée ainsi obtenue qui contient de à 15% en poids d'ammoniac n'ayant pas réagi, dans une seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi, laquelle zone est maintenue à une pression manométrique de à 30.105 Pa et à une température de 150 à 170'C. Dans ces limites de pression, la totalité de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique à séparer peuvent aisément être condensés ou absorbés dans un absorbant à une température de 90 à' 1200C. La chaleur de condensation ou d'absorption dégagée est de 90 à 1200C et, ainsi, peut être efficace- ment utilisée pour condenser une solution d'urée sous vide ou préchauffer le NH3 liquéfié utilisé pour la synthèse de l'urée. Dans la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi, décrite ci-dessus, il est nécessaire de réduire à une valeur inférieure à 8% en poids la concentra- tion en NH3 n'ayant pas réagi restant dans la solution d'urée. Cela facilite la séparation de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi, dans une zone suivante de séparation des substances n'ayant pas réagi, laquelle zone fonctionne sous une faible pres- sion manométrique de 1 à 5.105 Pa, ainsi que la condensa- tion de l'ammoniac et de l'anhydride gazeux ainsi séparés à la même faible pression, ou l'absorption des mêmes gaz dans dé l'eau, une solution aqueuse d'urée ou une solution aqueuse diluée de carbonate d'ammonium. Cette faible con- centration de NH3 est également importante pour réduire en quantité l'eau qui accompagne l'ammoniac et l'anhydride carbonique à recycler vers l'opération de synthèse de l'urée après qu'ils ont été condensés ou absorbés. Lors de la mise en oeuvre de la présente invention, il est nécessaire de maintenir le rapport molaire NH3/CO2 au cours de l'opération de synthèse de l'urée à une valeur de 3,0 à 5,0. Plus le rapport molaire NE3/Co2 baisse, plus il y a tendance à ce que l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi dans la solution d'urée résultant de l'opération d'épuration et le taux de conversion de l'anhydride carbo- nique en urée baisse lors de la synthèse de l'urée, ce qui ne permet pas d'atteindre les buts précités visés par l'invention. La limite inférieure du rapport molaire NH3/CO2 est déterminée par la valeur qui permet de réali- ser nettement les effets devant être fournis par l'inven- tion. Cette valeur est -de 3,0-environ mais, de préférence, égale ou supérieure à 3,5. D'autre part, la limite supérieure du rapport molaire NH3/CO2 n'est pas particulièrement critique. Toutefois, si le rapport est supérieur à 5,0, il devient nécessaire d'élever la température de l'opération d'épuration jusqu'à au moins 2100C. Une température aussi élevée n'est pas corsidérée appropriée pour les matériaux utilisés dans la réalisation de l'installation d'épuration. On peut compen- ser cet inconvénient en réduisant la pression lors de l'opération d'épuration. Toutefois, cela signifie qu'une pression réduite doit être utilisée au stade de synthèse de l'urée, ce qui affecte défavorablement les caractéris- tiques économiques du procédé dans son ensemble. Pour les raisons précitées, le rapport molaire NH3/CO2 utilisé dans la zone de synthèse de l'urée servant à la mise en oeuvre de l'invention peut être compris entre 3,0 et 5,0 et, de préférence, entre 3,5 et 5,0. Il est nécessaire que la synthèse de l'urée soit ef- fectuée à une température d'au moins 180'C pour réaliser une vitesse de réaction industriellement intéressante dans ces conditions de rapport molaire NH3/CO2. D'un point de vue économique, une température égale ou supérieure à 185'C est préférable. La limite supérieure de la température de synthèse de l'urée peut être fixée à 2000C du fait des limites de température imposées par les matériaux consti- tituant l'installation, du fait que le taux de conversion de l'anhydride carbonique en urée décroît au-delà de 200'Q etc.. Dans la zone de synthèse, on utilise une pression supérieure à la pression d'équilibre de la synthèse de l'urée qui est déterminée d'après le rapport molaire NH3/CO2 et la température de réaction. Dans le procédé suivant l'invention, on utilise une pression de 150 à 250.105 Pa au manomètre. Lorsqu'on opère dans les conditions de pression de synthèse de l'urée précitées, il est nécessaire d'utiliser une température de 195 à 210'C pour obtenir par épuration une solution d'urée contenant de 10 à 15% en poids d'ammo- niac n'ayant pas réagi. Comme il y a corrélation très étroite, comme indiqué ci-dessus, entre le rapport molaire NH3/CO2, la températu- re de réaction, la pression de réaction (c'est-à-dire la pression du traitement d'épuration) et la température d'épuration, aucune des conditions réactionnelles ci-des- sus ne doit dépasser leurs limites respectives. Suivant l'invention,il est possible de réduire en quantité l'anhydride carbonique et l'eau contenus dans le mélange gazeux d'ammoniac et d'anhydride carbonique à sé- parer dans la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi, en ajustant tout d'abord à une valeur de 180 à 1950C la température de la solution d'urée ré- sultant du traitement d'épuration et contenant de 10 à 15% en poids d'ammoniac n'ayant pas réagi, puis en envoyant la solution d'urée dont la température a ainsi été ajustée vers la seconde zone de séparation. Cela permet d'obtenir des résultats préférables qui seront décrits ci-dessous. A savoir: la séparation de l'ammoniac s'effectue en priorité dans la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi et il s'ensuit que la séparation de l'anhydride carbonique et de l'eau y est réduite. Cela con- duit aux deux résultats favorables suivants. Premièrement, dans la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi, l'ammoniac, qui nécessite une faible quantité de chaleur pour la séparation, est séparé préférentiellement à une pression relativement éle- vée de 10 à 30.105 Pa au manomètre. L'anhydride carbonique qui nécessite une forte quantité de chaleur pour être séparé, reste en majeure partie dans la solution présente dans la seconde zone de séparation, mais est séparé dans une zone de séparation basse pression suivante des subs- tances n'ayant pas réagi. C'est ainsi qu'on obtient un résultat préférable du fait que, pour obtenir une solution d'urée contenant la même quantité d'ammoniac n'ayant pas réagi, la quantité de chaleur requise dans la seconde zone de séparation, qui requiert de la vapeur d'eau à une pres- sion élevée de 10.105 Pa au manomètre ou plus, peut être réduite bien que la quantité de chaleur requise dans une zone de séparation basse pression, qu'on peut faire fonc- tionner avec de la vapeur d'eau basse pression. égale ou inférieure à 5. 105 Pa au manomètre, doive être augmentée à la place. Comme cette vapeur d'eau basse pression (égale ou inférieure à 5.10 5Pa au manomètre) peut être obtenue lorsqu'on récupère la chaleur dégagée lors de la condensa- tion ou de l'absorption de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique gazeux qui ont été séparés lors du traitement d'épuration à l'anhydride carbonique, il y a réduction à la fois de la vapeur haute pression introduite et de la vapeur basse pression évacuée dans l'ensemble du systè- me de synthèse de l'urée. Deuxièmement, en réduisant la teneur en eau du mélan- ge gazeux séparé dans la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi, il est possible de réduire la quantité d'eau à renvoyer par recyclage vers la zone de synthèse de l'urée. C'est ainsi que l'eau, qui agit défa- vorablement sur le taux de conversion de l'anhydride car- bonique en urée dans une réaction de synthèse de l'urée,est réduite en quantité, ce qui permet de réaliser un taux de conversion élevé de l'anhydride carbonique en urée. Pour ajuster la température de la solution d'urée provenant du traitement d'épuration à l'anhydride carboni- que et contenant de 10 à 15% en poids d'ammoniac n'ayant pas réagi résiduel, il est préférable, avant d'envoyer la solution d'urée vers la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi, de mettre la solution d'urée en contact avec de l'anhydride carbonique gazeux (comme agent d'épuration) dans des conditions adiabatiques, ou de soumettre la solution d'urée à un échange thermique avec une solution d'urée à une température de 150 à 1700C pro- venant de la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi. Il est inutile d'éliminer de la chaleur du système lorsqu'on opère ainsi. Il n'y a donc pas de perte de chaleur dans l'ensemble du procédé de synthèse de l'urée et, par suite, les avantages économiques du procédé ne sont pas sacrifiés. L'effet du réglage de température précité peut être observé lorsqu'on ajuste la température à une valeur infé- rieure à la température d'épuration de 195 à 2100C. C'est ainsi qu'il est inutile de limiter la température ainsi réglée à des limites particulières d'après son effet. Toutefois, si on considère que, lorsqu'on envisage l'en- semble du procédé de synthèse de l'urée, la température ainsi ajustée peut être atteinte sans perte de chaleur, la chaleur à fournir dans la seconde zone de séparation ne doit pas être par trop accrue et que l'effet du réglage de la température doit être nettement observé, il est préfé- rable d'ajuster la température à une valeur de 175 à 2100.C et particulièrement de 180 à 1950C. En outre, l'effet du réglage de la température est encore plus net lorsqu'on utilise une colonne de rectifi- cation, comme décrit dans le brevet japonais 20380/1965. C'est-à-dire que lorsqu'on utilise une colonne de rectification, le réglage de température de la solution d'urée provenant d'un traitement d'épuration a pour résultat le réglage de température du Rélanae gazeux séparé dans la seconde zone de séparation des substances n'ayant pas réagi, ce qui permet d'atteindre les buts précités de l'invention. La présente invention permet de réaliser divers avan- tages qu'on résumera comme suit: (1) Du fait du taux de conversion élevé de l'anhy- dride carbonique en urée, il est possible de réduire en quantité la vapeur d'eau à une pression élevée de 10.105Pa ou plus (au manomètre) à introduire dans le processus de synthèse de l'urée; (2) L'hydrolyse de l'urée et la formation de biuret sont considérablement réduites lors du traitement d'épura- tion à l'anhydride carbonique; et (3) Il est possible de recueillir de la vapeur d'eau à une pression plus élevée dans le processus de synthèse de l'urée. On décrira maintenant un mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention en se référant au dessin. Au dessin, un réacteur pour urée 1-est alimenté en ammoniac par un conduit 12, en une partie de l'anhydride carbonique par des conduits 14 et 17, et en une solution contenant l'ammoniac n'ayant pas réagi et l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi récupérés par un éjecteur 11. Le réacteur 1 fonctionne à une pression manométrique de 150 à 250.10 5Pa, et à une température de 185 à 2000C, tandis que le rapport molaire NH3/CO2 est maintenu à une valeur de 3 à 5. L'effluent de synthèse de l'urée provenant du réac- teur 1 est envoyé vers un premier séparateur 2 aux fins d'élimination des substances n'ayant pas réagi par un conduit 13, et est mis en contact à contre-courants,sous la forme de pellicules tombantes,avec de l'anhydride car- bonique introduit comme agent d'épuration à la partie in- férieure du séparateur 2 par des conduits 14 et 20. Là, le premier séparateur 2 est porté à une température de 195 à 2100C par de la vapeur d'eau à une pression manométrique de 20.105Pa qui est introduite par un conduit 32. La va- peur, qui a été utilisée pour chauffer le premier sépara- teur 2, est évacuée par un conduit 33 sous la forme d'un condensat de vapeur d'eau. La solution résultante d'urée, contenant de 10 à 15% en poids d'ammoniac n'ayant pas réagi résiduel, est envoyée par un conduit 16 dans un échangeur thermique 8, dans lequel sa température est amenée à une valeur de 180 à 1950C. Elle est ensuite introduite dans un second séparateur 3 aux fins d'élimination des substances n'ayant pas réagi, par un réducteur de pression 18. D'autre part l'ammoniac n'ayant pas réagi et l'anhy- dride carbonique n'ayant pas réagi sont retirés du premier séparateur 2, à sa partie supérieure, par un conduit 15, sous la forme d'un mélange gazeux ainsi qu'une petite quantité d'eau et d'anhydride carbonique utilisé comme agent d'épuration. Le second séparateur 3 utilisé pour l'élimination des substances n'ayant pas réagi est une colonne de rectifica- tion comprenant un certain nombre d'étages prévus à sa partie supérieure ainsi qu'un dispositif de chauffage pré- sentant un conduit de vapeur d'eau 40 et un conduit d'éva- cuation 41 pour le condensat de vapeur, ces deux conduits étant disposés dans une partie inférieure de la colonne. Dans le second séparateur 3, la concentration de l'ammo- niac n'ayant pas réagi restant dans la solution d'urée introduite dans le réacteur 3 est réduite à une valeur égale ou inférieure à 8% en poids. Ensuite, la solution d'urée est renvoyée vers l'échangeur thermique 8 par un conduit 21. Un mélange gazeux d'ammoniac n'ayant pas réagi et d'anhydride carbonique n'ayant pas réagi séparés dans le séparateur 3 est retiré du séparateur 3, à sa partie supérieure, par un conduit 19. La température de la solu- tion d'urée qu'on fait passer par le réducteur de pression 18 tombe au fur et à mesure que des parties de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique qui y sont contenus sont dégagées. Lorsque la température de la solution d'urée est amenée à une valeur de 180 à 1950C à l'aide de l'échan- geur thermique 8, la solution d'urée passant par le réducteur de vressicn 18 *a une température de 120 à 140'C. La solu- tion d'urée ainsi obtenue est mise en contact avec le mé- lange gazeux séparé ascendant, et le refroidit tout en s'écoulant vers le bas, à travers la portion à étages du second séparateur 3, réduisant ainsi la teneur en eau du mélange gazeux retiré par le conduit 19. Comme étages dans le second séparateur 3, on utilisera avantageusement des plateaux perforés ou des cloches de barbotage. Toutefois, les étages ne sont pas nécessairement limités à ces pla- teaux ou cloches de barbotage particuliers. On peut utili- * ser tout dispositif approprié pour constituer ces étages, tant qu'il a un effet de rectification. On peut également utiliser une couche de remplissage. La solution d'urée introduite dans l'échangeur ther- mique 8 par le conduit 21 est ensuite introduite dans un séparateur basse pression 4 pour l'élimination des substan- ces n'ayant pas réagi, lequel séparateur 4 fonctionne à une pression manométrique de 1 à 5.105Pa et à une tempéra- ture de 120 à 160'C. L'ammoniac n'ayant pas réagi et l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi contenus dans la solution d'urée introduite dans le séparateur 4 sont séparés dans ce séparateur 4, et une solution d'urée pra- tiquement exempte d'ammoniac et d'anhydride carbonique n'ayant pas réagi est retirée par un conduit 24. Le mé- lange gazeux séparé est retiré du séparateur 4 par un conduit 23. Bien que le séparateur basse pression 4 ne soit pas limité à-un type particulier, le dessin représente un séparateur du même type que le second séparateur 3. Le séparateur 4 est pourvu à sa partie inférieure de con- duits 42 et 43 servant respectivement à l'introduction de vapeur d'eau et l'évacuation du condensat de vapeur. Le mélange gazeux provenant du conduit 23 est consti- tué par de l'ammoniac, de l'anhydride carbonique et une petite quantité d'eau, et est absorbé dans un absorbeur basse pression 5 pour les substances n'ayant pas réagi, par introduction dans l'absorbeur 5 d'une solution aqueuse d'urée ou d'une solution aqueuse diluée de carbonate d'am- monium. Il est ainsi retiré du séparateur 5 sous la forme d'une solution aqueuse, par un conduit 26, et envoyé dans un second absorbeur 6 pour les substances n'ayant pas réa- gi, par une pompe 9 et un conduit 27. Entre-temps, la cha- leur dégagée par l'absorption du mélange gazeux est sortie du système par des conduits 38 et 39 dans lesquels s'écoule de l'eau de réfrigération. Est également introduit dans le second absorbeur 6 le mélange gazeux d'ammoniac, d'anhydride carbonique et d'une petite quantité d'eau, par le conduit 19. Ce mélange gazezx est absorbé dans la solution aqueuse introduite par le conduit 27. La chaleur dégagée par cette absorption peut être retirée du second absorbeur 6 par exemple au moyen de la solution aqueuse d'urée introduite par un conduit 36, et évacuée par un conduit 37, et peut être efficacement utilisée pour la concentration de la solution aqueuse d'urée sous vide. La solution aqueuse résultante, qui contient de l'am- moniac, de l'anhydride carbonique et de l'eau, entre dans une pompe 10 par un conduit 28, et y est mise sous pres- sion. Une partie de la solution aqueuse ainsi pressurisée est introduite comme absorbant dans un premier absorbeur 7 pour l'élimination des substances n'ayant pas réagi, et le restant est introduit par un conduit 30 comme fluide d'en- trainement pour un éjecteur 11 qui sert à faire recycler la solution provenant du premier absorbeur 7 vers le réacteur d'urée 1. Lorsqu'un mélange gazeux d'ammoniac, d'anhydride car- bonique et d'eau est introduit dans le premier absorbeur 7 par un conduit 15 et y est absorbé, il y a dégagement de chaleur. Cette chaleur peut être efficacement récupérée, par exemple pour le chauffage de l'eau introduite dans une chaudière par des conduits 34 et 35 et produisant de la vapeur basse pression à une pression manométrique de 3 à 5.10 5Pa. L'exemple non limitatif suivant est donné à titre d'illustration de l'invention. Exemple Dans une installation de synthèse de l'urée schémati- sée au dessin, on introduit 28.340 kg/jour de NH3 liquifié par le conduit 12 et 36.670 kg/jour d'anhydride carbonique par le conduit 14. Par le conduit 24, on retire 71.630 kg/ jour d'une solution aqueuse d'urée à 69,8% en poids conte- nant une petite quantité de NH3, de CO2 et de biuret. Le tableau 1 ciaprès indique les divers débits, compositions Tableau 1 --.. Conduit _ -- _ __12 13 j 14 15 16 17 19 20 Composition ___--________ Urée (kg/jour) 51,271 50A502 amnoniac(kg/jour) 28,340 51,539 41,433 10, 525 4,920 Anhydride carmonique (kg/jour) 14,549 36,670 29,840 9,080 12, 835 5,538 23,836 Eau (kg/jour) 24,981. 2,988 21,774 256 Biuret (kg/jour) 128 162 Total 28,340 142,468 36,670' 74.261 92,043 12,835 1.0,714 23,836 Temperature ( C) 35 190 140 192 198(182) 140 136 140 3 5 5 5 5 5 51 Pression manométrique(Pa) 180.10 180.10, 180.10 180.10 180.10 180.10 20/10 180.105 Conduit. omos oCondui21 23 24 25 26 29 30 31 Composition. Urde (kcg/jour) 50249 49998 Ammoniac(kg/jour) 5,741 5,592 287 371 5,963 2, 721 8,162 44,154 carnonique (kg/jour) 3,716 3,677 215 367 4,044 2,396 7, 186 32,236 Eau (kg/.jour) 21447 430 20,945 5,881 6,311 1,642 4,925 4.630 Biuret (kg/jour) 176 185 ..... Total 81,329 9,699 71,630 6,619 16,318 6, 759 20,273 81,020 Temperature ( C) 165 102 110 35 46 100 100 165 Pression manométrique(Pa)20.105 2.105 2.105 2.105 2.105 20.105 20.105 180.105 0% G1- r'>- co %0 on o r'> températures et pressions de diverses étapes du procédé. La solution d'urée retirée du premier séparateur 3 est tout d'abord refroidie à 180 C dans le premier sé- parateur 3, puis envoyée vers le réducteur de pression 18. D'autre part, 26.200 kg/jour de vapeur d'eau à une pression manométrique de 18,8 xl05Pa et 10.800 kg/jour de vapeur d'eau à une pression manométrique de 10.105Pa sont respectivement introduits par les conduits 32 et 40, tandis que 3.700 kg/jour de vapeur d'eau à une pression manométrique de 3,5.105Pa sont introduits par le conduit 42. Par les conduits 34 et 35, on recueille 34.150 kg/jour de vapeur d'eau à une pression de 4.105Pa, par un tambour de génération de vapeur (non illustré). REVENDICATIONS 1. Procédé de synthèse de l'urée, caractérisé en ce au'on fait réagir de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique en un rapport molaire de 3/1 à 5/1 et à une pression de syn- thèse de l'urée de 150 à 250.105Pa au manomètre de façon à obtenir un effluent de synthèse de l'urée contenant de l'urée, de l'eau, de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi, et on soumet l'effluent de la synthèse de l'urée à une opération d'épu- ration à l'aide d'anhydride carbonique à une pression sen- siblement égale à la pression de synthèse de l'urée et à une température de 195 à 1200C de façon à séparer l'ammo- niac et l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi qu'il contient, obtenant ainsi une solution d'urée contenant de 10 à 15% en poids d'ammoniac n'ayant pas réagi. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'on soumet la solution d'urée contenant de à 15% en poids d'ammoniac n'ayant pas réagi à un trai- tement de séparation de l'ammoniac et de l'anhydride car- bonique n'ayant pas réagi, à une pression manométrique de à 30.105Pa et à une température de 150 à 1700C, obte- nant ainsi une solution d'urée contenant une proportion pondérale d'ammoniac n'ayant pas réagi égale ou inférieure à 8%, et on soumet cette dernière solution d'urée à un traitement de séparation de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi qui est effectué à une pres- sion inférieure à ladite pression manométrique de 10 à 30.105Pa. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la température de la première solution d'urée pro- venant du traitement d'épuration est tout d'abord ajustée à une valeur de 180 à 1950C, après quoi on procède à un traitement de séparation de l'ammoniac n'ayant pas réagi et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi, à une pression manométrique de 10 à 30.105Pa et à une tempéra- ture de 150 à 1700C. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajuste la température de la première solution d'urée en éliminant l'anhydride carbonique de la solution -dans des conditions adiabatiques, ou en soumettant la solution à un échange thermique avec la solution d'urée suivante obtenue lors du traitement de séparation de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi qui est effectué à une pression manométrique de 10 à 30.10 5Pa et à une température de-150 à 1700C. 5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce-que le-rapport molaire d'ammoniac à anhydride carboni- que à faire réagir est de 3,5/1 à 5,0/1. 6. Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caracté- risé en ce qu'on traite la première solution d'urée dans une colonne de rectification pourvue d'un dispositif de rectification à sa partie supérieure et d'un dispositif de chauffage à sa partie inférieure, afin d'éliminer l'ammoniac et l'anhydride carbonique n'ayant pas réagi.