BR102016016006B1 - processo para a produção de melamina, e, grupo dedicado à e ciclo para separação e recuperação de co2 de alta pureza e nh3 de alta pureza de correntes de gás residual - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE MELAMINA, E, GRUPO DEDICADO À E CICLO PARA SEPARAÇÃO E RECUPERAÇÃO DE CO2 DE ALTA PUREZA E NH 3 DE ALTA PUREZA DE CORRENTES DE GÁS RESIDUAL. A presente invenção se refere a um processo para a produção de melamina a partir de ureia, com a separação e recuperação de CO2 e NH3 de alta pureza, e a um grupo dedicado à separação e recuperação de CO2 de alta pureza e NH3 de alta pureza a partir de uma corrente de gás residual vinda de uma instalação para a produção de melamina.

Description

[001] A presente invenção se refere a um processo para a produção de melamina com separação e recuperação de CO2 e NH3 de alta pureza.

[002] Em particular, a presente invenção se refere a um processo para a produção de melamina de alta pureza de acordo com o processo de síntese com base na pirólise sob alta pressão de ureia, com a recuperação separada e completa contemporânea de NH3 e CO2 de alta pureza gerados nas várias fases do processo.

[003] A produção de melamina a partir de ureia é efetuada, na prática industrial, a uma temperatura alta, na presença de NH3, tanto a baixa pressão, na presença de um catalisador apropriado, como também a alta pressão, na ausência de catalisador. Em ambos os casos, a transformação de ureia em melamina acontece de acordo com a reação geral seguinte:

ureia melamina gás residual

[004] Além do produto principal (melamina), NH3 e CO2 também são formados com quantidades menores, mas não insignificantes de subprodutos bem conhecidos para os versados no campo, entre os quais oxi- amino-triazinas (OATs) e policondensados, produtos intermediários da pirólise e reações subsequentes de melamina, respectivamente.

[005] A partir da estequiometria da reação total (1), pode ser deduzido que 50% de moles de ureia alimentadas para o processo de síntese de melamina são transformadas teoricamente em NH3 e CO2. Consequentemente, uma quantidade de CO2 e NH3, igual a pelo menos 1,86 kg por 1 kg de melamina produzida, estão presentes no efluente deixando o reator de síntese, junto com melamina.

[006] Devido ao alto valor econômico de NH3, existe o problema da recuperação deste coproduto da reação em todos os processos de produção de melamina.

[007] Um dos processos mais amplamente usados para a produção de melamina é com base na reação de pirólise sob alta pressão de ureia, com a recuperação e purificação de melamina em uma solução de amônia aquosa. Neste processo, o efluente saindo do reator de síntese consiste em uma fase líquida, contendo a maior parte da melamina produzida, e uma fase gasosa contendo a maior parte dos coprodutos NH3 e CO2.

[008] O total do efluente saindo do reator (gás e líquido) é colocado em contato com uma corrente de amônia aquosa, contendo CO2, vindo das seções a jusante, em um aparelho específico chamado abaixo “Resfriador Brusco”. Uma corrente líquida contendo toda a melamina produzida sai do fundo do Resfriador brusco, que, após eliminar o CO2 presente, é tratada com amônia para remover os policondensados, subprodutos da reação, mantendo os OATs em solução. Melamina tendo um alto grau de pureza, com um título superior a 99,8%, é obtida a partir da solução purificada acima, por cristalização e secagem subsequente do sólido separado.

[009] Uma corrente gasosa saturada com água de NH3 e CO2 (gás residual úmido) é extraída do topo do Resfriador brusco. Esta corrente gasosa é normalmente reciclada para a instalação de síntese de ureia (Instalação de Ureia) para recuperar o NH3 e CO2 contido ali, permitindo desse modo que os mesmos sejam reusados imediatamente através de sua (re)transformação em ureia. Uma condição indispensável para assegurar que a recuperação e reuso dos gases acima é economicamente conveniente, é que a instalação de Melamina esteja localizada na proximidade imediata da instalação de Ureia.

[0010] A presença de água na corrente de gás residual úmido saindo do Resfriador brusco (normalmente superior a 20% em peso), no entanto, torna o reuso de NH3 e CO2 na instalação de Ureia oneroso, contribuindo para o aumento dos custos totais para a produção de melamina, acima de tudo quando a instalação de ureia é de tamanho pequeno em relação à instalação de Melamina.

[0011] O processo de produção acima de melamina de acordo com o estado da técnica é ilustrado abaixo com referência as Figuras 1 e 2 anexas que mostram um esquema em bloco simplificado das fases operacionais principais do processo.

[0012] Na Figura 1, a corrente de ureia em fusão 101 vinda da instalação de Ureia adjacente, é alimentada a uma temperatura de 135-140°C para um reator de pirólise (Reator) junto com a corrente gasosa de 114 NH3 anidro. O Reator opera no modo contínuo e é equipado com um sistema de aquecimento que fornece a mistura de reagente com o calor necessário para a síntese de melamina, mantendo o ambiente de reação a uma temperatura de 360-420°C. A pressão da reação é mantida a um valor superior a 7 MPa (70 bar). O Reator é um reator de uma única etapa e a mistura de reagente é mantida em alta circulação pelo gás formado durante a pirólise de ureia.

[0013] Sob as condições operacionais mencionadas acima, a reação de pirólise gera um efluente bifásico consistindo em uma fase líquida contendo melamina bruta em fusão, que contém quantidades reduzidas de ureia não convertida, e outros subprodutos da reação entre os quais os mais significantes são os policondensados e oxi-amino-triazinas (OATs) mencionados acima e uma fase gasosa consistindo essencialmente de NH3 e CO2. O efluente bifásico 102 é enviado para o Resfriador brusco, posicionado imediatamente a jusante do Reator, para a recuperação de melamina. No Resfriador brusco, a corrente bifásica 102 é colocada em contato com a corrente de amônia aquosa 103, contendo CO2, vinda de outras seções da instalação, e sua temperatura é diminuída para cerca de 160°C. Sob estas condições, toda da melamina, a ureia não reagida e as impurezas formadas durante o processo, passam dentro da solução aquosa ou permanecem em suspensão. A corrente aquosa 104 siando do Resfriador brusco é dirigida para as fases subsequentes do processo, enquanto o gás residual úmido 105 (a uma pressão de cerca de 2,5 MPa (25 bar)), consistindo substancialmente de uma corrente de NH3 e CO2, saturada com umidade, é reciclado para a instalação de Ureia adjacente.

[0014] A corrente aquosa 104 saindo do Resfriador brusco contém, além de melamina bruta, uma quantidade consistente de NH3 e CO2 dissolvidos, que são removidos na etapa subsequente do processo por meio de extração com vapor de água (Seção de Despojamento de CO2). A remoção de CO2 é necessária para ajudar a alcançar um alto grau de pureza da melamina na etapa de purificação subsequente.

[0015] Uma corrente gasosa 106 sai do topo do Removedor de CO2, que é enviada para uma coluna de absorção (Absorvedor de NH3-CO2) junto com as correntes de recuperação 113 e 124. O Absorvedor de NH3-CO2 permite a recuperação total das correntes acima em uma única corrente aquosa 103 que é reciclada para o Resfriador brusco.

[0016] Uma corrente aquosa 107, sem CO2 (e sem NH3), contendo melamina em solução a uma concentração na faixa de 6 a 12% em peso, sai do fundo do Removedor de CO2, junto com quantidades não significantes de OATs e policondensados. Devido a sua baixa solubilidade, os policondensados devem ser eliminados antes de submeter à corrente aquosa contendo melamina a fase de cristalização subsequente.

[0017] A eliminação dos policondensados acontece na Seção de Purificação onde a corrente 107 é aquecida para cerca de 170°C na presença de amônia que é adicionada (corrente 116) até que uma concentração de 1215% em peso foi alcançada. Sob as condições acima, os policondensados são quase completamente transformados em melamina.

[0018] A corrente de amônia aquosa 108 de melamina, substancialmente livre de policondensados, sai da Seção de Purificação e é alimentada para a Seção de Cristalização, onde a temperatura da corrente 108 é diminuída para 40-50°C, permitindo desse modo a cristalização da maior parte da melamina.

[0019] A presença de NH3 na corrente 108 mantém os OATs em solução, permitindo a precipitação de cristais de melamina de alta pureza. A corrente 109 contendo os cristais de melamina em suspensão, é enviada para a Seção de Separação de Sólido/Líquido em que uma torta úmida 110 de melamina e uma corrente 111 de licor-mãe da cristalização, são separadas. A corrente 111 é saturada com amônia e contém todos dos OATs, tanto aqueles saindo do Reator como também aqueles formados pela hidrólise de melamina nas etapas subsequentes do processo de produção. A formação de OATs é particularmente favorecida nas etapas do processo realizadas a uma alta temperatura, na presença de água.

[0020] A torta úmida 110 é finalmente seca com ar quente na Seção de Secagem, obtendo um produto de alta pureza tendo um título de melamina de acima de 99,8%. A corrente de ar de escape 112 usada para a secagem é purificada do NH3 presente ali, pela lavagem com água no Depurador de NH3. O ar purificado desse modo é descarregado no ambiente.

[0021] A corrente de lavagem aquosa 113, contendo amônia absorvida, é reciclada para o processo através do Absorvedor de NH3-CO2.

[0022] A corrente 111, consistindo do licor-mãe da cristalização, contendo melamina em uma concentração na ordem de 0,8-1,0% em peso, é enviada para a Seção de Separação de Amônia. Nesta seção, os seguintes produtos são separados através de destilação: uma corrente 115 de NH3 anidro que, com a adição de NH3 anidro adicional, é reciclada para a Seção de Purificação; uma corrente de purga 123 contendo CO2 possivelmente presente no licor-mãe 111; uma corrente aquosa 117, sem NH3, contendo substancialmente apenas melamina e OATs.

[0023] A corrente 117 é resfriada para uma temperatura de 60-70°C e neutralizada para pH 7, pela adição de CO2, a fim de causar a precipitação dos OATs. A corrente 118, contendo OATs em uma suspensão coloidal, é submetida a um processo de separação dos OATs por ultrafiltração em velas de cerâmica, de acordo com o que é descrito no pedido de patente WO 01/46159. Na seção de ultrafiltração de OAT, os OATs são separados como retidos (corrente 119) da corrente correspondente de permeado 120. A última corrente é praticamente livre de OATs e é reciclada para o Resfriador brusco para a recuperação da melamina residual contida ali.

[0024] A corrente de retido 119, contendo praticamente todos dos OATs, é submetida a tratamento térmico na seção do Decompositor- Removedor, na qual os OATs, a melamina residual e todas das outras substâncias orgânicas presentes são quase totalmente transformadas por hidrólise em NH3 e CO2 com a formação de: - uma corrente aquosa purificada (121) que pode ser descarregada no ambiente: - uma corrente úmida rica em NH3 e CO2 (122) reciclada para o Absorvedor de NH3-CO2.

[0025] O processo ilustrado acima, mesmo se aplicado correntemente nas numerosas instalações químicas, é caracterizado por um alto consumo de vapor e um rendimento de conversão de ureia em melamina que é muito inferior ao valor estequiométrico. Além disso, o processo é prejudicado por uma recuperação onerosa dos produtos da reação gasosa de NH3 e CO2, devido à quantidade considerável de água presente na corrente 105 do gás residual úmido.

[0026] A água presente no gás residual úmido reciclado para a Instalação de Ureia adjacente, de fato, causa um aumento nos custos de produção de ureia, que são obviamente sustentados pela administração da instalação de produção de melamina.

[0027] Este problema já foi enfrentado no passado, com tentativas para encontrar métodos de separação de NH3 e CO2, de misturas de gás residual e subprodutos vindos do processo de síntese de melamina, para obter gases puros que podem ser reciclados para a Instalação de Ureia, podem ser armazenados e/ou liberados no ambiente (CO2).

[0028] Contrário ao que é conhecido no estado da técnica, que também já descreve destilações de CO2 para obter correntes gasosas de CO2 de alta pureza (IT 1387832, cujo esquema de processo é mostrado na figura 2), observou-se agora, surpreendentemente, que condições operacionais particulares permitem que um processo seja obtido para a preparação de melamina a partir de ureia, com separação e recuperação de CO2 e NH3 de alta pureza, que é melhorada e otimizada, operando com quantidades reduzidas de água e com resultados surpreendentes em termos de consumo de energia.

[0029] O objetivo da presente invenção é, por esse motivo, superar as desvantagens reveladas pelo estado corrente da técnica.

[0030] Um objeto da presente invenção se refere, de fato, a um processo para a produção de melamina a partir de ureia, com separação e recuperação de CO2 e NH3 de alta pureza, compreendendo as etapas operacionais seguintes: a) sintetizar em um Reator Principal melamina por pirólise de uma corrente de ureia em fusão na presença de NH3, obtendo uma corrente de melamina bruta em fusão e uma corrente de gás residual contendo NH3 e CO2; b) opcionalmente, tratar a corrente de melamina bruta em fusão saindo do Reator Principal em um Pós-reator na presença de amônia gasosa, para o término da reação de pirólise de ureia, obtendo uma corrente de melamina bruta em fusão, substancialmente livre de ureia não convertida e CO2 e uma corrente de gás residual consistindo principalmente de NH3 e contendo todo o CO2 formado na reação; c) submeter a corrente de gás residual vinda da etapa a) e, se presente, a corrente de gás residual vinda da etapa b), a destilação na presença de um solvente de extração aquoso, obtendo uma corrente gasosa de CO2 de alta pureza e uma corrente de amônia aquosa contendo CO2; d) submeter a corrente de amônia aquosa vinda da etapa c) a extração para remover o CO2 ainda presente; e) resfriar e solubilizar a corrente de melamina bruta em fusão obtida na etapa a) ou na etapa b) quando presente, colocando a mesma em contato com a corrente de amônia aquosa vinda da etapa c), obtendo uma solução de amônia aquosa contendo melamina dissolvida, impurezas de policondensados e OATs; f) purificar a solução de amônia aquosa de melamina vinda da etapa e) permanecendo na presença de NH3, transformando os policondensados em melamina; g) cristalizar a melamina presente na solução aquosa purificada saindo da etapa f) e separar os cristais de melamina da referida solução, obtendo uma torta úmida de melamina e uma corrente de licor-mãe da cristalização contendo apenas OATs, resíduos de melamina dissolvidos e NH3; h) destilar o licor-mãe saindo da etapa g), obtendo uma corrente de NH3 de alta pureza e uma corrente aquosa livre de amônia, contendo OATs e resíduos de melamina, subsequentemente recuperada e/ou eliminada nas seções específicas a jusante do processo, por exemplo, em uma seção do Decompositor/Removedor; i) secar a torta de melamina úmida vinda da etapa g) com ar quente, obtendo cristais de melamina secos com um alto grau de pureza e uma corrente de ar de escape contendo amônia; o referido processo exigindo que a etapa c) para a destilação extrativa da corrente de gás residual vinda da etapa a) e, se presente, da corrente de gás residual vinda da etapa b), seja realizada na presença de um solvente de extração aquoso, a uma pressão na faixa de 5,5 a 25 MPa (55 a 250 bar), preferivelmente de 7 a 17 MPa (70 a 170 bar).

[0031] O solvente de extração aquoso é preferivelmente água ou uma solução livre de amônia aquosa, ainda mais preferivelmente uma solução livre de amônia aquosa reciclada.

[0032] O solvente de extração aquoso está presente em uma quantidade na faixa de 3 a 6, preferivelmente de 4 a 5 tons de solvente por 1 ton de melamina produzida.

[0033] Além disso, a etapa de destilação extrativa c) é realizada preferivelmente no equipamento de separação (coluna de destilação ou Distex), produzido com materiais apropriados para resistir as condições operacionais exigidas, tais como, por exemplo, uma liga consistindo substancialmente de uma combinação de níquel, cromo e molibdênio, ou metais tais como zircônio, titânio ou combinações apropriadas destes materiais.

[0034] O processo de acordo com a presente invenção consiste por esse motivo de um processo para a produção de melamina, intensificado e otimizado em relação ao estado da técnica, que, além de permitir a produção de melamina de alta pureza com um aumento considerável no rendimento e com custos reduzidos, também permite - a separação e recuperação contemporânea de CO2 e NH3 de alta pureza gerados/usados no ciclo de produção e purificação de melamina; - uma redução na quantidade total de água usada e sua reciclagem completa no processo de produção de melamina, com a eliminação consequente de descargas de líquido; - uma destilação extrativa de CO2 efetuada a altas pressões, em que o uso das referidas pressões permite a destilação direta de gás residual saindo do reator e possivelmente do pós-reator do processo de síntese de melamina em alta pressão, sem a necessidade de tratamento intermediário para trazer os mesmos para as pressões operacionais de uma coluna de extração que opera a pressões inferiores a 5 MPa (50 bar), como descritos nos processos do estado da técnica; - uma destilação extrativa de CO2 que, mesmo se realizada a alta pressão, tem consumos reduzidos de energia, que podem ser até reduzidos pela metade com relação à operação em baixas pressões.

[0035] Um aspecto essencial do processo de acordo com a presente invenção, além disso, é conceber um tratamento de gás residual contendo CO2 e NH3 para obter CO2 e NH3 de alta pureza, em que a corrente gasosa de CO2 de alta pureza é separada em uma primeira etapa, e uma corrente de NH3 de alta pureza é separada em uma etapa subsequente.

[0036] Além disso, as correntes de gás residual contendo CO2 e NH3 geradas/usadas no ciclo de produção e purificação de melamina que são tratadas de acordo com processo da presente invenção, podem ser geradas na mesma instalação em que a coluna de destilação extrativa está presente, ou elas podem vir de uma única ou múltiplas combinações de outras instalações de produção de melamina, convencionalmente chamadas instalações de alta ou baixa pressão, não equipadas com uma coluna extrativa ou Distex.

[0037] Um objeto adicional da presente invenção se refere a um grupo específico para a separação e recuperação de CO2 e NH3 de alta pureza a partir do gás residual vindo de uma instalação para a produção de melamina, o referido grupo compreendendo os elementos seguintes: uma primeira coluna de destilação para a extração de CO2, apropriada para operar com um solvente de extração aquoso, tal com água: uma segunda coluna de separação apropriada para recuperar, do topo, o CO2 e NH3 presente na corrente saindo do fundo da primeira coluna de destilação extrativa; uma terceira coluna de separação apropriada para recuperar do topo, o NH3 presente na corrente saindo do topo da segunda coluna, os referidos elementos sendo apropriados para efetuar as etapas de separação e recuperação das correntes de CO2 e NH3 do referido gás residual.

[0038] O referido grupo pode ser usado em casos de renovação de instalações para a produção de melamina já existentes e/ou para a integração das mesmas com instalações para a produção de ureia.

[0039] O grupo objeto da presente invenção, por exemplo, pode ser usado para a separação e recuperação de CO2 e NH3 de alta pureza, gerados a partir de um processo para a produção de melamina a partir de ureia, compreendendo as etapas operacionais previamente descritas a)-i).

[0040] O processo proposto com a presente invenção aplica modificações simples, mas substanciais com relação aos processos conhecidos no estado da técnica.

[0041] O processo de síntese de melamina a partir de ureia de acordo com a presente invenção, e as vantagens derivadas do mesmo, podem ser mais claramente entendidas a partir da descrição seguinte, que faz referência a Figura 3 que ilustra um esquema simplificado das principais etapas operacionais de uma modalidade preferida. A descrição e esquema de processo relativo devem ser considerados como sendo ilustrativos da presente invenção e de modo algum representam uma limitação do escopo das reivindicações anexas.

[0042] A característica distinta seguinte da presente invenção deve ser observada em primeiro lugar, e, sabendo que a proximidade da Instalação de Ureia com a unidade de produção de melamina não é mais obrigatória, à medida que o processo de acordo com a presente invenção não produz mais qualquer mistura de gás residual contendo NH3 e CO2 (nem gás residual úmido nem gás residual anidro), cuja recuperação e transporte para a instalação de Ureia é economicamente viável apenas graças a esta proximidade. Além disso, as condições específicas de pressão da etapa de destilação extrativa do processo de acordo com a presente invenção permitem que um processo otimizado seja obtido, que opera com quantidades reduzidas de água e com resultados surpreendentes em termos de consumos de energia.

[0043] Estas características específicas tornam o processo da presente invenção único com relação a todas as tecnologias de alta pressão usadas e/ou propostas até agora para a produção de melamina a partir de ureia.

[0044] Uma corrente de ureia em fusão 301 é alimentada para um primeiro reator (Reator Principal) onde o processo de pirólise sob alta pressão acontece sob condições padrão, isto é, na presença de amônia anidra (corrente 319), a uma temperatura na faixa de 360 a 420° e uma pressão superior a 7 MPa (70 bar). Ao contrário do processo de produção de melamina de acordo com o estado da técnica ilustrado na Figura 2, os dois componentes do efluente gerados pela reação de pirólise, isto é, a corrente de gás residual anidro 302 consistindo em NH3 e CO2 e a corrente líquida 303 consistindo em melamina bruta em fusão, são extraídas separadamente do Reator Principal, ou de um separador de fase apropriado situado a jusante, não mostrado na Figura 3, e tratadas separadamente.

[0045] Na modalidade da presente invenção representada na Figura 3, a corrente 303 é enviada para uma segunda etapa de reação (Pós-reator) em que, opera sob as mesmas condições de temperatura e pressão que o Reator Principal e na presença de um fluxo contínuo de amônia anidra (corrente 304), a conversão da ureia não reagida ainda presente na corrente 303 saindo do Reator Principal, é terminada, junto com as reações intermediárias que levam a formação de melamina. Ao mesmo tempo, as condições presentes no Pós-reator, no qual a pressão parcial de amônia é muito superior em relação à do Reator Principal, também leva a redução de policondensados e OATs, na melamina bruta em fusão produzida pelo Reator Principal.

[0046] Um efeito benéfico adicional da presença do Pós-reator é uma redução na quantidade de CO2 presente na fase líquida, isto é, na corrente de melamina bruta em fusão, devido também ao efeito de extração da corrente gasosa de NH3 entrando continuamente. A etapa b) do processo, no entanto, é opcional. O processo de acordo com a presente invenção, de fato, permite a produção de melamina de alta pureza com a recuperação separada de NH3 e CO2 também sem a ajuda do Pós-reator.

[0047] Duas correntes separadas também saem do Pós-reator, ambas livres de água: uma corrente de gás residual 305 consistindo principalmente de NH3 e uma corrente líquida 306 consistindo em melamina bruta em fusão, praticamente livre de ureia e CO2, contendo quantidades muito limitadas de subprodutos de alta ebulição tais como OATs e policondensados.

[0048] A corrente de gás residual 305 saindo do Pós-reator ou de um separador apropriado posicionado a jusante, não mostrado na Figura 3, é combinada com a corrente de gás residual 302 saindo do Reator Principal para ser tratada em uma coluna de destilação extrativa específica (nas partes que se seguem “Distex”) como ilustrado abaixo. A corrente de melamina bruta em fusão 306 saindo do Pós-reator é, por outro lado, enviada para a etapa de recuperação da melamina por dissolução em uma solução de amônia aquosa. Esta etapa é realizada em um aparelho específico (nas partes que se seguem “Resfriador brusco”), no interior do qual a corrente de melamina bruta em fusão 306 entra em contato, a uma temperatura na faixa de 110 a 180°C, preferivelmente de 150 a 170°C, com a corrente de amônia aquosa consistindo predominantemente da corrente de amônia aquosa saindo do despojador de CO2 (corrente 315a), contendo uma concentração significante de NH3, mas quase livre de CO2. Sob estas condições, uma destruição preliminar dos policondensados acontece no aparelho Resfriador brusco. A solução de melamina saindo do Resfriador brusco é então enviada para a Seção de Purificação (corrente 330) para a destruição completa dos policondensados.

[0049] A purificação da solução aquosa 330 contendo melamina, saindo do Resfriador brusco, é efetuada sob as condições de pressão e concentração conhecidas na técnica, mas a uma temperatura inferior. A solução de amônia aquosa de melamina purificada 307 saindo da Seção de Purificação é alimentada então para a Seção de Cristalização onde, analogamente ao processo do estado da técnica da Figura 2, a temperatura da solução é diminuída para 40-50°C, obtendo a separação de cristais de melamina extremamente puros. A corrente 308, contendo os cristais de melamina em suspensão, é enviada para a seção de Separação de Sólido/Líquido com a separação de uma torta úmida de melamina 309 e uma corrente aquosa 310 consistindo em licor-mãe da cristalização. A melamina anidra cristalizada com um alto grau de pureza (título superior a 99,8% em peso) é recuperada da Seção de Secagem.

[0050] A corrente de licor-mãe da cristalização 310, contendo amônia, é parcialmente reciclada diretamente para o Resfriador brusco (corrente 310a) e parcialmente alimentada para a Seção de Separação de Amônia (corrente 310b) cuja função principal é recuperar todo do NH3 tendo um alto grau de pureza. A separação de NH3 nesta seção é efetuada por meio de destilação, analogamente aos processos de produção de melamina do estado da técnica.

[0051] A corrente gasosa 312, derivada da combinação das duas correntes de gás residual anidro 302 e 305, vindas do Reator Principal e do Pós-reator respectivamente, e saturada com vapores de melamina, é submetida à destilação extrativa na coluna de destilação específica (Distex), na presença de um solvente de extração aquoso selecionado dentre água e uma solução aquosa livre de amônia, que avança do topo de modo descendente na coluna, em contracorrente em relação à corrente gasosa ascendente.

[0052] O solvente de extração aquoso é preferivelmente uma solução aquosa livre de amônia reciclada, vindo da seção a jusante da instalação (correntes 313 e 325) da seção do Decompositor/Removedor.

[0053] A corrente gasosa 314 consistindo em CO2 (teor de NH3 inferior a 10 ppm) é descarregada do topo da Distex, na pressão operacional da coluna, enquanto uma corrente de amônia aquosa 315, com um baixo teor de CO2, contendo a melamina presente na corrente 312, que é, desse modo recuperada, é descarregada do fundo da Distex. Toda a corrente aquosa 315 saindo da Distex é enviada para a coluna de extração de CO2 para a remoção completa de CO2 da solução do fundo, e a solução do fundo é enviada dali para o Resfriador brusco como solvente para a recuperação de melamina saindo do Pós-reator. A corrente 316, vinda do Depurador de NH3, contendo a amônia que se desenvolveu como um resultado da secagem da torta de melamina úmida é alimentada para o Resfriador brusco como solvente aquoso. A corrente de NH3 puro 320 é alimentada também para o Resfriador brusco para obter a concentração de NH3 necessária para a etapa de purificação. Consequentemente, a corrente de amônia aquosa 307 que flui a jusante da Seção de Purificação, contém todo o NH3 produzido pelo processo, isto é, que é derivado da pirólise de ureia (ver reação (1)) e que é derivado das reações de hidrólise (em particular da Seção do Decompositor/Removedor descrita abaixo). A quantidade total de amônia contida na corrente 310b é separada com uma alta pureza (317) por destilação na Seção de Separação de Amônia.

[0054] A corrente aquosa livre de amônia 322 contendo OATs e resíduos de melamina contida na solução é separada também da Seção de Separação de Amônia.

[0055] O processo objeto da invenção, por esse motivo também permite a recuperação completa, e a um alto grau de pureza, de toda a amônia gerada na seção de produção de melamina, após a recuperação completa e a um alto grau de pureza, de todo o CO2 gerado no processo de produção de melamina. O NH3 puro, no estado líquido, formando a corrente 317, é usado parcialmente em vários pontos do processo de produção, tais como, por exemplo, o Reator Principal (corrente 319), Pós-reator (corrente 304) e a Seção de Purificação (corrente 320), enquanto o excesso de NH3, que representa a porção mais relevante, é distribuído para o limite de bateria da instalação (corrente 321) e pode ser transferido para a Instalação de Ureia ou recuperado como um subproduto de alto valor comercial, que pode ser usado como um material bruto em outros processos industriais.

[0056] A corrente aquosa livre de amônia 322, descarregada como produto de fundo da Seção de Separação de Amônia, é enviada para a seção do Decompositor/Removedor, na qual os OATs e melamina residual, além de outras moléculas orgânicas presentes, são decompostos por meio de hidrólise térmica em alta temperatura, em amônia e dióxido de carbono. O NH3 e CO2 são separados, por extração, na mesma seção, como produto de topo e reciclados (corrente 318) para a Distex, enquanto uma corrente de água quase pura é recuperada do fundo e é ou reciclada para a Distex como solvente da destilação extrativa (325) ou enviada para o Depurador para lavagem do ar de escape vindo do secador (corrente 313) ou seção de secagem.

[0057] A etapa de secagem pode de fato ser realizada com ar quente ou outros meios conhecidos pelos versados no campo.

[0058] As pequenas quantidades de CO2 possivelmente presentes na corrente 310 (licor-mãe da cristalização) são separadas na Seção de Separação de Amônia na forma de uma mistura de amônia aquosa de CO2, como conhecido no estado da técnica, e transportadas (corrente de purga 329) para a Distex para sua recuperação. Todo do CO2 formado no ciclo de produção (por pirólise e hidrólise) é então separado com uma alta pureza na Distex, como produto de topo, e tornado disponível no limite de bateria da instalação, na pressão preferida na faixa de 7 a 17 MPa (70 a 170 bar) (corrente 314). Similarmente ao NH3, o CO2 também pode ser transferido para a Instalação de Ureia ou recuperado como material bruto para ser usado em outros processos industriais.

[0059] De acordo com a modalidade ilustrada aqui, o processo para a produção de melamina a partir de ureia com recuperação separada e com uma alta pureza dos coprodutos amônia e dióxido de carbono, compreende a etapa básica operacional seguinte: - submeter a corrente de gás residual saindo do reator de síntese de melamina, a destilação em uma coluna de destilação extrativa usando água como solvente de extração ou uma solução aquosa, e preferivelmente uma corrente aquosa de recuperação em uma quantidade na faixa de 3 a 6, preferivelmente de 4 a 5 tons de solvente por ton de melamina, e operando a uma pressão na faixa de 5,5 a 25 MPa (55 a 250 bar), preferivelmente de 7 a 17 MPa (70 a 170 bar), obtendo uma corrente gasosa de CO2 de alta pureza e uma corrente de amônia aquosa usada para a recuperação e purificação da melamina produzida na reação, particularmente com consumos reduzidos de energia.

[0060] A corrente de amônia aquosa resultante da etapa se Separação de Sólido/Líquido, a jusante da Cristalização, é então destilada, obtendo uma corrente de amônia de alta pureza e uma corrente aquosa livre de amônia contendo melamina residual, OATs e outras impurezas orgânicas menores a serem enviadas para a recuperação ou eliminação.

[0061] Em uma modalidade preferida do processo de acordo com a presente invenção, as correntes de NH3 e CO2 recuperadas, são apropriadamente alimentadas separadamente para Instalação de Ureia, com vantagens particulares com relação à corrente de alimentação destas substâncias contidas, não separadas, na corrente de gás residual.

[0062] Alternativamente, uma ou ambas das correntes mencionadas acima são usadas apropriadamente como materiais brutos em outros processos de produção industrial.

[0063] A presente invenção se refere por esse motivo a um ciclo inovador organizado a fim de obter a separação e recuperação de NH3 e CO2 de alta pureza em um processo de produção de melamina através de pirólise de ureia, o referido ciclo compreendendo: - uma área de reação consistindo em um Reator Principal e um Pós-reator em que a pirólise é efetuada com uma alta conversão de ureia em melamina com a separação de uma corrente de gás residual anidro consistindo em NH3, CO2 e vapores de melamina; - uma coluna de destilação extrativa (Distex) conectada à referida área de reação a partir da qual ela recebe a referida corrente de gás residual, a referida Distex separando um produto de topo consistindo em CO2 de alta pureza e uma corrente de fundo aquosa contendo NH3 e melamina residual, usando, como solvente de extração, preferivelmente soluções aquosas livres de amônia vindas do ciclo de recuperação e purificação de melamina; a corrente de CO2 de alta pureza é destilada na pressão preferida de 7-17 MPa (70-170 bar), isto é a mesma pressão em que ela deixa o reator, sem qualquer necessidade de tratamento intermediário; uma seção de extração para remover o CO2 residual da solução aquosa livre de amônia; - uma seção do Resfriador brusco e uma Seção de Purificação para a recuperação e purificação de melamina por meio de correntes de amônia aquosas vindas do ciclo de produção, possivelmente com a adição de NH3; - uma área de precipitação por cristalização da melamina purificada, associada com as seções de separação e secagem do produto; - uma Seção de Separação de Amônia do licor-mãe da cristalização com a produção, por destilação, de amônia de alta pureza usada para as exigências internas do ciclo, o excesso de NH3 sendo distribuído, com uma alta pureza, para o limite de bateria para transferência para uma Instalação de Ureia ou para venda no mercado; - uma Seção para o tratamento do licor-mãe livre de amônia saindo da Seção de Separação de Amônia, por meio do que, uma recuperação coerente da melamina contida ali é efetuada, e/ou por destruição térmica de todas as outras substâncias orgânicas presentes com a recuperação total do NH3 e CO2 resultante; a corrente aquosa derivada desta série de operações formando a maior parte das exigências do solvente de extração da Distex.

[0064] O processo de produção de melamina de alta pureza, por pirólise sob alta pressão de ureia, objeto da presente invenção, permite que as vantagens seguintes sejam obtidas com relação aos processos conhecidos no estado da técnica: 1) a recuperação completa, com uma alta pureza, e separadamente, dos coprodutos gasosos CO2 e NH3 gerados na reação de síntese de melamina (reação (1)) ou formados no ciclo de recuperação e purificação de melamina. O modo de recuperação inovador de CO2 e NH3, objeto da presente invenção, com relação as práticas de reciclagem de gás residual (úmido ou anidro) para a Instalação de Ureia, conhecido no estado da técnica, permite que todos os problemas com relação a esta última operação sejam superados.

[0065] A reciclagem separada de NH3 e CO2 de alta pureza para a Instalação de Ureia, como uma alternativa a reciclagem tradicional da corrente de gás residual, por sua vez leva a: a) um aumento considerável na conversão para cada passagem de CO2 em ureia, com um aumento consequente na capacidade de produção, com o mesmo investimento, e uma diminuição nos custos de produção de ureia; b) uma diminuição significante no consumo de energia, tal como vapor e/ou eletricidade, necessários para operar a Instalação de Ureia, além de um melhoramento considerável nos modos de recuperação de energia da mesma Instalação de Ureia; c) uma diminuição nos custos de compressão da corrente de alimentação para a Instalação de Ureia, em particular de CO2 que é tornado disponível no limite de bateria da Instalação de Melamina na pressão preferida de 7 a 17 MPa (70-170 bar); d) uma diminuição nos custos para o tratamento intermediário que traz o gás residual saindo do reator de melamina a pressões inferiores a 5 MPa (50 bar), no qual as colunas de destilação operam de acordo com o estado da técnica; e) menos problemas de corrosão do equipamento e linhas envolvidas na reciclagem; f) uma confiabilidade e disponibilidade operacional total melhorada do processo de síntese de ureia; 2) o processo de produção de melamina de acordo com a invenção não exige a alimentação de correntes adicionais de NH3 e CO2. A exigência do processo é, de fato, integralmente e exclusivamente satisfeita pelo reuso parcial/reciclagem do NH3 coproduzido e recuperado nas várias etapas do processo; 3) uma redução na formação de OATs por hidrólise da melamina, devido não apenas ao efeito da diminuição do número e volume do equipamento operando a alta temperatura, mas também como um resultado da redução na própria temperatura. A purificação, de fato, pode ser realizada a uma temperatura de menos do que 5 a 10 graus do que a do estado da técnica. Isto leva a um aumento adicional no rendimento total do processo, além do obtido como uma consequência da conversão superior de ureia favorecida pela inserção do Pós-reator; 4) a possibilidade de usar tanto NH3 como CO2 nos processos industriais diferentes daqueles para a produção de ureia; à medida que ambos os compostos são recuperados com uma alta pureza e separadamente, eles estão disponíveis para diferentes usos e com um valor superior possivelmente adicionado; 5) uma redução na quantidade total de água usada e sua completa reciclagem para o processo de produção de melamina, com a eliminação consequente das descargas de líquido; 6) uma destilação extrativa de CO2 que, embora realizada a alta pressão, tem consumos reduzidos de energia; 7) o processo de produção de melamina de acordo com a presente invenção pode ser acoplado com processos para a produção de ureia efetuados nas instalações de ureia existentes de qualquer tecnologia conhecida, reduzindo drasticamente os períodos de paralisação e modificações tecnológicas invasivas necessárias para a modernização e adaptação das referidas instalações.

[0066] Uma modalidade exemplo do processo de acordo com a presente invenção é provida abaixo para propósitos ilustrativos e não limitantes da presente invenção.

EXEMPLO 1

[0067] Em uma instalação para a produção de melamina de alta pureza construída de acordo com a presente invenção, como ilustrado na Figura 3, uma corrente de ureia em fusão 301 foi enviada para o Reator Principal com uma taxa de fluxo de 22,650 kg/h, junto com uma corrente de amônia anidra 319 em uma quantidade de 1,500 kg/h.

[0068] A corrente líquida 303 saindo do Reator Principal foi então enviada para o Pós-reator subsequente, onde as reações de síntese de melamina foram terminadas em um ambiente praticamente livre de CO2, graças também ao efeito de extração efetuado pela corrente 304 de 1,600 kg/h de NH3 gasoso, introduzida continuamente no fundo.

[0069] Um efluente líquido foi então obtido (corrente 306) do Pós- reator, igual a 7,600 kg/h de melamina bruta, contendo quantidades reduzidas de OATs e policondensados (0,6 e 1,0% em peso, respectivamente). Ambos os reatores foram operados a uma temperatura de 380°C e uma pressão de 8 MPa (80 bar).

[0070] As fases gasosas 302 e 305 consistindo em NH3 e CO2, saturadas com vapores de melamina, foram separadas dos dois reatores e foram unidas em uma única corrente 312 que foi enviada para a coluna de destilação extrativa (Distex) para a recuperação e separação de melamina do CO2 de alta pureza.

[0071] A Distex foi usada a uma pressão de 7,5 MPa (75 bar), adotando como solvente de extração, 30,000 kg/h da corrente aquosa 325 vinda das fases operacionais subsequentes.

[0072] Em particular, em relação a um processo idêntico, em que a destilação na Distex foi realizada a uma pressão de 3,5 MPa (35 bar), a quantidade de corrente aquosa usada como solvente de extração no processo de acordo com a presente invenção, é menor do que 280%.

[0073] 8,950 kg/h de CO2 extremamente puro e substancialmente anidro com um teor de NH3 inferior a 10 ppm, foram separados do topo da Distex, formando a corrente gasosa 314 que foi tornada disponível no limite de bateria, a uma pressão de 7,5 MPa (75 bar).

[0074] A corrente aquosa 315, descarregada do fundo da Distex, contém toda a amônia e melamina entrando no processo com as correntes 318, 325 e 329 e tem uma quantidade mínima de CO2 residual. A corrente aquosa 315 foi enviada para o Removedor de CO2 para a remoção total CO2 da corrente aquosa contendo amônia e melamina. A corrente no topo da coluna (315b), contendo todo o CO2 e parte da amônia da corrente 315, é enviada para a seção de separação de amônia; a corrente de fundo 315a é enviada para o Resfriador brusco para a recuperação da melamina bruta vinda (306 corrente) do Pós-reator.

[0075] Todo o produto saindo do Resfriador brusco (corrente 330) foi enviado para a Seção de Purificação que opera a uma pressão de 2,5 MPa (25 bar) e uma temperatura de 165°C. Uma quantidade adicional de amônia igual a 9,000 kg/h (corrente 320) foi adicionada na Seção de Purificação a fim de obter a transformação completa dos policondensados em melamina.

[0076] A corrente aquosa 307 de melamina purificada, contendo menos do que 100 ppm de policondensados, foi resfriada para 40-50°C e descomprimida a pressão atmosférica na seção de Cristalização na qual a precipitação de cristais de melamina foi obtida.

[0077] A suspensão dos cristais de melamina no licor-mãe (corrente 308) foi então enviada do cristalizador para um decantador com centrífuga, separando desse modo uma torta de cristais úmidos do licor-mãe da cristalização. A torta foi então seca na Seção de Secagem específica com uma produção de 7,500 kg/h de melamina anidra com um alto grau de pureza (título superior a 998% em peso e umidade inferior a 0,1% em peso).

[0078] A corrente 310 do licor-mãe da cristalização saindo do decantador com centrífuga foi então enviada para a Seção de Separação de Amônia onde, operando a uma pressão de 2 MPa (20 bar), 18,800 kg/h de amônia extremamente pura foram recuperados e parcialmente usados no mesmo processo de produção de melamina (correntes 304, 319 e 320) e para a maior parte tornada disponível no limite de bateria (corrente 321) como um coproduto da instalação (6,700 kg/h de NH3 no estado líquido).

[0079] A corrente 322, produzida no fundo da Seção de Separação de Amônia, consiste em 71,000 kg/h de licor-mãe livre de amônia. A corrente 322 contém todos os OATs produzidos nas seções a montante da instalação e é saturada com melamina sob as condições de cristalização (cerca de 0,8 - 1,0% em peso). A corrente 322 foi enviada para as seções finais da instalação (Decompositor/Removedor) para a destruição, através de hidrólise em alta temperatura dos OATs, da melamina residual e outros subprodutos orgânicos.

[0080] A corrente 322, de fato, foi aquecida primeiro para 280°C e então enviada para a seção do Decompositor/Removedor onde todo o material orgânico (OATs, melamina, outros subprodutos) foram destruídos por hidrólise e transformados em NH3 e CO2 saindo como um resíduo líquido, após a separação destes gases no Removedor, uma corrente aquosa quase pura (corrente 313) contendo menos do que 100 ppm de produtos sólidos totais e menos do que 10 ppm de NH3 livre, que foi usada para a lavagem da corrente de ar de escape no Depurador.

[0081] Os gases formados no Decompositor e aqueles separados no topo do Removedor da mesma seção (corrente 318) foram submetidos à destilação por extração na Distex para a recuperação de CO2 e então NH3.

[0082] Parte da corrente aquosa livre de amônia saindo do decompositor é usada como solvente de extração na Distex.

[0083] O rendimento total do processo de produção provou ser igual a 0,33 kg de melamina por 1 kg de ureia, correspondendo a um consumo específico de 3,02 kg de ureia por 1 kg de melamina de alta pureza produzida.

[0084] As correntes seguintes também foram obtidas a partir do processo: - uma corrente de CO2 tendo uma pureza superior a 99,9%, em uma base úmida, e a 7,5 MPa (75 bar) de pressão, em uma quantidade igual a 0,395 kg por 1 kg de ureia consumida; - uma corrente de NH3 anidro e líquido com um título de 99,9%, em uma quantidade de 0,296 kg por 1 kg de ureia consumida.

[0085] Além disso, o equilíbrio da energia do processo de acordo com a presente invenção, com relação a um processo idêntico, em que a destilação na Distex foi realizada a uma pressão de 3,5 MPa (35 bar) e com uma quantidade de solvente de extração igual a 85,000 kg/h, é o seguinte: pressão 35 75 bar (1 bar = 0,1 MPa) absorção de água 85,000 30,000 kg/h vapor da Distex 23,000 9,900 kg/h vapor do Removedor de CO2 12,000 10,700 kg/h vapor total 35,000 20,600 kg/h (-14,400)

EXEMPLO 2

[0086] O processo descrito no Exemplo 1 foi repetido com as seguintes pressões operacionais da Distex: - 5,5 MPa (55 bar) - 17 MPa (170 bar).

[0087] Na tabela 1 abaixo, os valores medidos nestas pressões são comparados também com os valores correspondentes medidos durante o teste realizado a 3,5 MPa (35 bar) de acordo com o ensinamento de WO 01/46159 e a 7,5 MPa (75 bar) de acordo com o Exemplo 1.

[0088] Os resultados indicados na tabela acima mostram as seguintes reduções no consumo total de vapor no caso do processo realizado com a Distex a 5,5 MPa (55 bar), 7,5 MPa (75 bar) e 17 MPa (170 bar), com relação à Distex realizado a 35 bar de acordo com o ensinamento de WO 01/46159: 5,5 MPa (55 bar) = - 4.000 kg/h 7,5 MPa (75 bar) = - 14,400 kg/h 17 MPa (170 bar) = - 17,300 kg/h

[0089] Além disso, a fim de levar em conta também, no equilíbrio de energia, o consumo de energia para a introdução do solvente e correntes recicladas dentro da coluna de destilação extrativa a uma pressão superior, os valores indicados na Tabela 2 foram medidos.

[0090] Os conteúdos da Tabela 2 mostram que mesmo considerando a energia consumida para alcançar uma pressão superior na coluna de destilação extrativa, reduções consideráveis no consumo total de vapor são obtidas no caso do processo realizado de acordo com a presente invenção, com a Distex operando a 5,5 MPa (55 bar), 7,5 MPa (75 bar) e 17 MPa (170 bar), com relação à Distex realizado a 3,5 MPa (35 bar) de acordo com o ensinamento de WO 01/46159.

Claims (18)

1. Processo para a produção de melamina a partir de ureia, com um ciclo de separação e recuperação de CO2 de alta pureza e NH3 de alta pureza, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas operacionais seguintes: a) sintetizar em um Reator Principal melamina por pirólise de uma corrente de ureia em fusão (301), na presença de NH3 (319), obtendo uma corrente de melamina bruta em fusão (303) e uma corrente de gás residual contendo NH3 e CO2 (302); b) tratar a corrente de melamina bruta em fusão (303) saindo do Reator Principal em um pós-reator na presença de amônia gasosa (304), para o término da reação de pirólise de ureia, obtendo uma corrente de melamina bruta em fusão (306), substancialmente livre de ureia não convertida e CO2 e uma corrente de gás residual (305) consistindo principalmente de NH3 e contendo todo CO2 formado na reação; c) submeter a corrente de gás residual (302) vinda da etapa a) e a corrente de gás residual (305) vinda da etapa b), a destilação na presença de um solvente extrativo aquoso (329, 318), obtendo uma corrente gasosa de CO2 de alta pureza (314) e uma corrente de amônia aquosa (315) contendo CO2; d) submeter a corrente de amônia aquosa vinda da etapa c) (315) a extração para remover CO2 ainda presente; e) resfriar e solubilizar a corrente de melamina bruta em fusão (303) obtida na etapa a) e (306) da etapa b) ao colocar em contato as mesmas com a corrente de amônia aquosa (315) vinda da etapa c), obtendo uma solução de amônia aquosa (330) contendo melamina dissolvida, impurezas de policondensados e oxi-amino-triazinas; f) purificar a solução de amônia aquosa de melamina (330) vinda da etapa e) permanecendo na presença de NH3, que transforma policondensados em melamina; g) cristalizar a melamina presente na solução aquosa purificada (307) vinda da etapa f) e separar os cristais de melamina da referida solução, obtendo uma torta úmida (309) de melamina e uma corrente de licor-mãe da cristalização (310) contendo apenas oxi-amino-triazinas, resíduos de melamina dissolvidos e NH3; h) destilar o licor-mãe saindo da etapa g), obtendo uma corrente de NH3 de alta pureza (317) e uma corrente aquosa desprovida de amônia (322), contendo oxi-amino-triazinase resíduos de melamina, subsequentemente recuperada ou eliminada nas seções do processo a jusante dedicadas; i) secar a torta úmida de melamina (309) vinda da etapa g) com ar quente, obtendo cristais de melamina secos com um alto grau de pureza e uma corrente de ar de escape contendo amônia; o referido processo exigindo que a etapa c) de destilação extrativa da corrente de gás residual (302) vinda da etapa a) e da corrente de gás residual (305) vinda da etapa b), seja realizada na presença de um solvente extrativo aquoso, a uma pressão na faixa de 55 a 250 bar.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão na etapa c) está em uma faixa de 70 a 170 bar.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as oxi-amino-triazinas e resíduos de melanina na etapa h) são direcionadas em uma seção de decomposição/remoção.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o solvente extrativo aquoso é água ou uma solução aquosa desprovida de amônia, mais preferivelmente uma solução aquosa reciclada desprovida de amônia (329, 318).

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o solvente extrativo aquoso está presente em uma quantidade na faixa de 3 a 6, preferivelmente de 4 a 5 tons de solvente per 1 ton de melamina produzida.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa c) de destilação extrativa é realizada em um aparelho de separação, preferivelmente em uma coluna de destilação ou Distex, feita com materiais apropriados para suportar as condições operacionais exigidas, tais como, por exemplo, uma liga consistindo substancialmente de uma combinação de níquel, cromo e molibdênio, ou metais tais como zircônio, titânio ou associações de tais materiais.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a corrente de NH3 de alta pureza (317) vinda da etapa h) é alimentada para o reator de síntese na etapa a) (319), para o pós-reator na etapa b) (304) e para a etapa de purificação e) (320).

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a corrente de NH3 de alta pureza (317) vinda da etapa h) e a corrente de CO2 de alta pureza (314) vinda da etapa c) são alimentadas para um processo de síntese de ureia.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a corrente de NH3 de alta pureza (317) vinda da etapa h) e a corrente de CO2 de alta pureza (314) vinda da etapa c) são recuperadas como materiais brutos para uso em outros processos de produção industrial.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma porção da corrente de CO2 gasoso de alta pureza (314) vinda da etapa c) é usada para neutralizar a corrente aquosa desprovida de amônia (322) vinda da etapa h).

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a etapa h) compreende adicionalmente a separação de uma corrente de purga (329) contendo CO2 da corrente de licor- mãe da cristalização, a referida corrente de purga sendo submetida a destilação extrativa na etapa c).

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a corrente de ar de escape contendo amônia vinda da etapa i) é colocada em contato com uma corrente de lavagem aquosa em um depurador, formando uma corrente aquosa de amônia (316) e uma corrente de ar purificado.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a corrente aquosa de amônia (316) vinda do depurador é alimentada para a seção de Resfriamento Brusco da etapa e) para resfriar e solubilizar a corrente de melamina bruta em fusão.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que CO2 possivelmente presente no licor-mãe da cristalização, é separado como uma mistura de amônia aquosa (329) de CO2 na Seção de Separação de Amônia e transportado para recuperação para a destilação extrativa da etapa c), junto com a corrente de gás residual (302) vinda da etapa a) e a corrente de gás residual (305) possivelmente vinda da etapa b).

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a destilação da etapa c) é alimentada com corrente de gases residuais vinda de processos para a produção de melamina realizados em outras instalações para a produção de melamina.

16. Grupo dedicado para realizar as etapas e), d) e h) do processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, grupo que é pretendido para separação e recuperação de CO2 de alta pureza e NH3 de alta pureza de correntes de gás residual vindas de uma instalação para a produção de melamina, o referido grupo sendo caracterizado pelo fato de que compreende os elementos seguintes: uma primeira coluna de destilação, para extração de CO2, apropriada para operar com um solvente extrativo aquoso, para extração com água; uma segunda coluna de separação para a separação, apropriada para a recuperação do topo, de CO2 e NH3 presentes na corrente deixando o fundo da primeira coluna de destilação extrativa; uma terceira coluna de separação, apropriada para recuperar do topo, o NH3 presente na corrente vinda do topo da segunda coluna, os referidos elementos sendo apropriados para realizar as etapas de separação e recuperação CO2 de alta pureza e NH3 de alta pureza das referidas correntes de gás residual.

17. Ciclo para separação e recuperação de CO2 de alta pureza e NH3 de alta pureza de correntes de gás residual vindas de uma instalação para a produção de melamina por pirólise de ureia, para realizar o processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, o referido ciclo caracterizado pelo fato de que compreende: - uma Seção de Reação consistindo em um reator principal e um pós-reator em que a pirólise com uma alta conversão de ureia em melamina ocorre com separação de uma corrente de gás residual anidro feito de NH3, CO2 e vapores de melamina; - uma Coluna de Destilação Extrativa, conectada a seção de reação e recebendo a referida corrente de gás residual anidro, a referida coluna separando um produto de topo consistindo em CO2 de alta pureza por destilação a uma pressão preferida na faixa de 7 a 17 MPa (70 a 170 bar), e uma corrente de água de fundo consistindo em NH3 e melamina residual, usando como solvente de extração preferivelmente soluções aquosas desprovidas de amônia vindas do ciclo de purificação e recuperação de melamina; uma seção de extração para a remoção de CO2 residual da solução aquosa desprovida de amônia; -uma Seção de Resfriamento Brusco e uma Seção de Purificação para a recuperação e purificação de melamina alimentada com correntes aquosas de amônia vindas do ciclo de produção, com NH3 adicionado; - uma Seção de Precipitação e cristalização de melamina purificada associada à separação e secagem do produto melamina; - uma Seção de Separação de Amônia para a produção de amônia de alta pureza por destilação dos licores-mãe da cristalização; - uma Seção para o tratamento de licores-mãe desprovidos de amônia, saindo da seção de separação de amônia.

18. Ciclo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a Coluna de Destilação Extrativa ou Distex é a primeira coluna do grupo como definido na reivindicação 17, dedicado à separação e recuperação de CO2 de alta pureza e NH3 de alta pureza de correntes de gás residual vindas de uma instalação para a produção de melamina.

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