BR112019017712A2 - Processo e planta integrados de amônia-ureia - Google Patents

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Abstract

um processo para a produção de amônia e ureia em uma planta integrada de amônia-ureia compreendendo uma seção de amônia e uma seção de ureia associada, onde um hidrocarboneto é reformado para produzir gás de síntese de reposição de amônia; o dito gás de síntese é purificado por conversão de substituição e remoção de dióxido de carbono; o dióxido de carbono é removido do gás de reposição por uma primeira e uma segunda seções de remoção de co2; a primeira seção remove co2 por absorção com um meio adequado e a segunda seção remove co2 por lavagem com uma solução de carbamato retirada da seção de ureia; o gás de reposição é reagido para produzir amônia; o co2 removido do gás de reposição e pelo menos parte da amônia são usados para produzir ureia.

Description

PROCESSO E PLANTA INTEGRADOS DE AMÔNIA-UREIA
DESCRIÇÃO
Campo de invenção [0001] A presente invenção refere-se ao campo da produção integrada de amônia e ureia.
Técnica Anterior [0002] Uma planta integrada de amônia/ureia compreende uma seção de amônia, onde a amônia é sintetizada, e uma seção de ureia, onde pelo menos parte da dita amônia é reagida com dióxido de carbono para produzir ureia.
[0003] Na seção de amônia, a amônia é sintetizada a partir de um gás de reposição de hidrogênio e nitrogênio. O dito gás de reposição é produzido pela reforma de uma alimentação de hidrocarboneto, tal como o gás natural.
[0004] A produção do gás de reposição de amônia compreende normalmente as etapas de reforma primária e secundária e purificação por conversão de substituição, remoção de dióxido de carbono e, opcionalmente, metanação. O dióxido de carbono removido do gás de reposição pode ser usado na seção de ureia associada para a produção de ureia.
[0005] O dióxido de carbono é tipicamente removido do gás de reposição de amônia por uma absorção fisico-quimica em um meio adequado, tal como solução aquosa de uma alcanolamina. A absorção produz uma solução rica em CO2 que é então regenerada com vaporização e/ou separação da solução. Por conseguinte, o processo requer pelo menos uma coluna de absorção e uma torre de regeneração, que são itens grandes e dispendiosos.
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2/16 [0006] Após a purificação, o gás de reposição é comprimido até a pressão de síntese de amônia em um compressor de múltiplos estágios, comumente referido como compressor principal do gás de síntese.
[0007] A pressão de síntese de amônia é consideravelmente maior do que a pressão do gás de reposição liberada pela extremidade inicial. Por exemplo, o gás de síntese é produzido em torno de 1470-2940 kPa (15-30 bar) e a pressão de síntese de amônia é 7840 a 29400 kPa (80 a 300 bar). Portanto, o compressor principal do gás de síntese também é um item caro e seus estágios são aerodinamicamente muito carregados, para reduzir seu número. O compressor de gás de síntese é normalmente acionado por uma turbina a gás ou a vapor, de preferência por um acoplamento direto.
[0008] A síntese de ureia normalmente inclui: a reação de amônia e dióxido de carbono em uma seção de síntese de ureia de alta pressão para formar uma solução aquosa de ureia e o tratamento subsequente da dita solução (efluente de reação) em pelo menos uma seção de recuperação de ureia em uma pressão mais baixa, para recuperar a matéria não convertida. A seção de recuperação de ureia produz uma solução contendo carbamato de amônio (solução de carbamato) que é reciclada para a seção de síntese de ureia.
[0009] A integração da produção de amônia e ureia é divulgada p.ex., na US 4.320.103.
[0010] Em tempos recentes, surgiu um incentivo para construir plantas de amônia de uma grande capacidade, ou para aumentar a capacidade das plantas existentes. A
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3/16 capacidade indica a quantidade de amônia que é ou pode ser sintetizada na seção de amônia.
[0011] Quando for buscado um aumento de capacidade, no entanto, o compressor principal do gás de síntese e a seção de remoção de CO2 são os principais gargalos .
[0012] A vazão maior requerida através do compressor de gás de síntese pode ser incompatível com a taxa de compressão apropriada e/ou com o acoplamento direto com a turbina. Por exemplo, o acoplamento direto não é possível quando a força de compressão necessária exigisse uma turbina tão grande que fosse incapaz de atingir a velocidade elevada do compressor. Um novo projeto completo ou a renovação do compressor principal do gás de síntese e da turbina é muito cara.
[0013] A seção de remoção de CO2, por outro lado, requer colunas de um grande diâmetro, cujo transporte e montagem são problemáticos.
[0014] Para resumir, a capacidade máxima é substancialmente limitada pela capacidade do conjunto de compressor de gás de síntese-turbina e pela remoção físicoquímica do CO2. Na maioria das plantas comerciais de amônia, a capacidade máxima é de cerca de 2.100 MTD (toneladas métricas por dia) de amônia.
[0015] Um gargalo adicional é o ciclo de síntese da amônia e o conversor.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0016] O objetivo da presente invenção é superar os obstáculos e as limitações anteriormente mencionados da técnica anterior relativamente às plantas de amônia/ureia.
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4/16
Em particular, a invenção visa atingir uma grande capacidade da seção de amônia superando os gargalos do compressor principal do gás de síntese de reposição e da seção de remoção de C02.
[0017] Estes objetivos são atingidos com um processo de acordo com a reivindicação 1. As modalidades preferidas são divulgadas nas reivindicações dependentes.
[0018] A invenção propõe que a purificação do gás de reposição de amônia inclua uma primeira etapa de remoção de CO2 e uma segunda etapa de remoção de CO2, as quais são realizadas em série ou em paralelo; uma das ditas primeira e segunda etapas de remoção de CO2 compreende a lavagem do gás de reposição contendo CO2 com uma solução de carbamato retirada da seção de recuperação de ureia da planta de ureia e, preferivelmente, também com amônia retirada da planta de amônia; a alimentação de dióxido de carbono para a síntese de ureia compreende pelo menos parte do dióxido de carbono separada das ditas etapas de remoção de CO2.
[0019] Uma solução de carbamato retirada da seção de recuperação de ureia é usada, de acordo com a invenção, como um meio para remover o dióxido de carbono do gás de reposição de amônia. Isto pode ser feito em um estágio de lavagem que está em paralelo ou em série com outro estágio que opera convencionalmente, p.ex., por absorção.
[0020] A capacidade da solução de carbamato de absorver o CO2 do gás de reposição contendo CO2 depende da tecnologia do processo de ureia. Em algumas modalidades, a capacidade de absorver CO2 é ainda aumentada alimentando a
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5/16 unidade de absorção de C02, além da solução de carbamato, com qualquer de: amônia líquida, amônia gasosa, água, solução de amônia e água. A amônia para este fim pode ser retirada diretamente do processo de amônia ou do processo de ureia. Por exemplo, a amônia pode ser retirada de um estágio de recuperação e reciclo do processo de ureia, se proporcionado.
[0021] O gás de reposição de amônia é obtido, por exemplo, por reforma de uma matéria-prima de hidrocarboneto. A dita reforma pode incluir, por exemplo: a reforma primária com vapor e a reforma secundária com um oxidante, p. ex., com ar, oxigênio ou ar enriquecido, ou a reforma autotérmica (ATR).
[0022] A remoção de CO2 pode ser precedida ou seguida por outras etapas de purificação. A remoção de CO2 é preferivelmente realizada após uma conversão de substituição de CO em CO2. Após a remoção de CO2, o gás de reposição pode ser ainda purificado, por exemplo, por meio de uma etapa de metanação. O gás lavado pode conter oxigênio, o qual pode precisar ser removido adequadamente. Em algumas modalidades, o gás é lavado com água para remover os vestígios de amônia, antes da metanação.
[0023] A disposição em série das etapas de remoção de CO2 significa que o efluente da primeira etapa de remoção de CO2 é subsequentemente tratado nas segundas etapas de remoção de CO2. Em algumas modalidades, uma parte do gás de reposição contendo CO2 desvia-se da primeira etapa e é enviada diretamente para a segunda etapa.
[0024] Quando as etapas de remoção de CO2 forem realizadas em série, a etapa de lavagem com a solução de
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6/16 carbamato é, de preferência, a primeira etapa da série, porque se beneficia de uma pressão parcial mais elevada de dióxido de carbono no gás.
[0025] Quando as etapas de remoção de CO2 estiverem em paralelo, a parte de gás de reposição contendo CO2 admitida na etapa de absorção é preferivelmente maior do que a parte admitida para a lavagem com a solução de carbamato. Em algumas modalidades, pelo menos 70% da quantidade total de gás são tratados por absorção.
[0026] Em algumas modalidades, as etapas de remoção de CO2 são realizadas após uma compressão preliminar do gás de reposição contendo CO2, que é então elevado em uma pressão intermediária entre a pressão de produção do gás de reposição de amônia (p.ex., a pressão de reforma) e a pressão muito maior da sintese de amônia. A maior pressão parcial de CO2 permite uma melhor separação do gás de sintese por reação com a solução de carbamato e com a amônia. Mais preferivelmente, a dita compressão preliminar é realizada em um estágio ou em alguns dos estágios do compressor principal do gás de sintese. De preferência, a compressão preliminar é tal que tenha uma pressão parcial do CO2 de pelo menos 980 kPa (10 bar) . De um modo preferido, a dita compressão é realizada a jusante da conversão de substituição, de um modo mais preferido, após o resfriamento.
[0027] Na etapa de lavagem com carbamato, a solução de carbamato pode ser utilizada como tal (como ela é obtida a partir da seção de recuperação de ureia) ou misturada com uma solução aquosa de amônia recuperada de um gás de purga do ciclo de amônia, de acordo com as
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7/16 diferentes modalidades. De preferência, a solução de carbamato é misturada com amônia liquida ou gasosa com o objetivo de aumentar a capacidade de absorção de C02 da solução. Em algumas modalidades, uma parte da solução de carbamato obtida na seção de recuperação é reciclada diretamente para a síntese de ureia e uma parte restante é utilizada na purificação do gás de síntese de amônia. Depois de entrar em contato com o gás de síntese, a solução de carbamato descarregada do estágio de lavagem pode ser enviada de volta à seção de síntese de ureia.
[0028] A solução de carbamato é retirada de uma seção de recuperação de ureia. Na seção de recuperação de ureia, uma solução aquosa de carbamato de amônio não convertido contendo ureia pode ser submetida à decomposição, p.ex., aquecendo a solução, obtendo vapores de amônia e dióxido de carbono e uma solução mais concentrada de ureia. Os vapores são então condensados para formar uma assim chamada solução de carbamato. Este carbamato pode ter uma composição diferente dependendo da tecnologia original do processo de ureia e, consequentemente, a solução terá uma capacidade de absorção diferente do CO2 no gás de reposição contendo CO2. Os detalhes adicionais da síntese de ureia e da recuperação podem ser encontrados, p. ex., em Meessen J.H., Urea, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag.
[0029] De acordo com uma modalidade preferida adicional, a conversão do gás de reposição purificado em amônia é realizada em pelo menos dois ciclos de síntese dispostos em série.
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8/16 [0030] O gás de reposição é parcialmente convertido em um primeiro ciclo de sintese (principal), obtendo-se uma primeira corrente de amônia e uma primeira corrente de gás de reposição não reagido. O dito gás de reposição não reagido é ainda convertido em um segundo ciclo de sintese, obtendo-se uma segunda corrente de amônia e uma segunda corrente de gás de reposição não reagido.
[0031] A reposição não reagida que deixa o segundo ciclo é de preferência dividida em duas partes. Uma primeira parte é reciclada de volta para o ciclo de sintese principal, para posterior reação, e a parte restante é enviada para uma unidade de recuperação de purga, produzindo pelo menos uma corrente contendo hidrogênio recuperado e pelo menos uma solução aquosa de amônia.
[0032] A dita pelo menos uma corrente contendo hidrogênio recuperado é preferivelmente unida ao efluente do metanador. A dita solução aquosa de amônia é preferivelmente utilizada como um agente de lavagem adicional para a remoção de CO2 da segunda parte de gás, como acima mencionado.
[0033] As vantagens da invenção são as que seguem.
[0034] A invenção aumenta a integração e a sinergia entre a sintese de amônia e a sintese de ureia na produção integrada de amônia-ureia, usando uma parte da solução de carbamato produzida na seção de ureia como um absorvente para remover o dióxido de carbono do gás de reposição para a sintese de amônia, e usando o dióxido de carbono assim liberado como um reagente para a ureia.
[0035] Deve notar-se que o CO2 capturado com a
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9/16 solução de carbamato não necessita de compressão até a pressão de síntese da ureia, pelo que acarretando economias significativas de energia e eliminação do gargalo do compressor de C02. A maioria ou todo o C02 capturado está, na verdade, na forma de carbamato líquido e só precisa ser bombeado na pressão de síntese de ureia, reduzindo drasticamente a energia necessária para a pressurização, se comparada à compressão do gás.
[0036] A invenção obtém este benefício sem a desvantagem de uma flexibilidade insatisfatória, o que é típico dos processos integrados de amônia-ureia da técnica anterior. Em particular, a seção de amônia pode operar durante a partida ou a parada temporárias da seção de ureia, p.ex., para manutenção.
[0037] A invenção também é atraente para a renovação das plantas. Por exemplo, quando a capacidade de uma planta de amônia-ureia for aumentada, a quantidade de gás de reposição de amônia pode exceder a capacidade da seção de remoção de CO2 disponível, normalmente uma seção de absorção de CO2. Nesse caso, a invenção possibilita que a quantidade adicional de gás de síntese possa ser tratada para a remoção de CO2 por lavagem com alguma solução de carbamato retirada da seção de recuperação de ureia. Um estágio de lavagem com carbamato também é menos caro do que uma seção de absorção convencional, uma vez que não precisa de uma seção de regeneração.
[0038] Outra vantagem no caso de uma renovação é que a seção de CDR convencional não precisa ser modificada ou renovada, uma vez que a capacidade adicional em termos de remoção de CO2 é dada pela adição de uma seção de
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10/16 lavagem com carbamato. Se a seção existente não puder lidar com a vazão volumétrica total do gás de reposição, a dita nova seção é instalada em paralelo.
[0039] Uma vantagem da compressão preliminar da remoção de CO2 pressurizado do gás contendo CO2 é o aumento da pressão parcial de CO2 na seção de CDR e, consequentemente, uma separação mais eficiente do dióxido de carbono e um tamanho reduzido do equipamento relacionado. A compressão preliminar também apresenta vantagens devido à maior pressão de sucção do estágio de baixa pressão do compressor principal do gás de síntese, que recebe o gás de síntese antes da remoção de CO2.
[0040] Em algumas modalidades, devido à dita compressão preliminar, pode ser aplicada uma absorção física de CO2 (em vez de química). Pode ser percebido que a dita compressão é sinérgica com a remoção paralela de CO2 acima mencionada por lavagem com solução de carbamato, uma vez que ambas as características contribuem para a eliminação do gargalo da seção de CDR convencional.
[0041] Uma vantagem da disposição acima descrita de dois ciclos de síntese de amônia é que a capacidade pode ser aumentada enquanto o tamanho dos reatores de amônia pode estar contido dentro dos limites de fabricação.
[0042] A invenção permite a obtenção de uma grande capacidade, mesmo além de 3.Ό00 MTD, de maneira econômica. Na realidade, a invenção supera os principais gargalos do compressor principal do gás de síntese, da seção de CDR e do ciclo de síntese.
[0043] Uma seção de amônia de uma planta integrada de amônia-ureia e um método para a renovação
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11/16 relacionado com uma seção de amônia relacionada de acordo com as reivindicações anexas são também objeto da presente invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0044] A Fig. 1 é um esquema de uma modalidade da invenção.
)0045] A Fig. 2 é um esquema de uma segunda
modalidade da invenção.
)0046] A Fig. 3 é um esquema de uma terceira
modalidade da invenção.
)0047] A Fig. 4 é um esquema de uma planta
integrada de amônia-ureia de acordo com uma modalidade da invenção.
Descrição detalhada das modalidades preferidas [0048] Com referência à Fig. 1, o gás de reposição de amônia MUG, p.ex., de um conversor de substituição de uma seção de reforma (não mostrada) é direcionado para uma seção de remoção de CO2 compreendendo os estágios de remoção de CO2 CDR1 e CDR2 . Os ditos estágios são dispostos em série, de modo que o efluente do estágio CDR1 alimente o estágio subsequente CDR2.
[0049] O gás de reposição que sai do segundo estágio CDR2 é ainda purificado por metanação MET e alimenta a sintese de amônia AS.
[0050] A amônia A alimenta diretamente uma seção de ureia US juntamente com dióxido de carbono CO2 removido do gás de sintese no estágio CDR2. Uma parte da amônia produzida na seção de amônia (corrente Al) é alimentada à seção de remoção de CO2 CDR1. A sintese de ureia US produz a ureia U.
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12/16 [0051] O primeiro estágio CDR1 opera lavando o gás de síntese com uma solução de carbamato CS retirada de uma seção de recuperação de ureia dentro da síntese de ureia US. Por exemplo, a solução CS é obtida após decomposição de uma solução aquosa de ureia produzida em um reator de ureia ou ciclo de síntese de ureia. A solução de carbamato CS é adicionada com a amônia Al na seção CDR1 para aumentar a capacidade de absorção de CO2.
[0052] A solução de carbamato CS mais o dióxido de carbono removido do gás de síntese são retirados do estágio CDR1 (i.e., após a lavagem do gás de síntese) e são enviados novamente para a seção de ureia US. De um modo preferido, todo o dióxido de carbono removido do gás de síntese no dito estágio CDR1 é reciclado para a seção de ureia.
[0053] O segundo estágio CDR2 opera, por exemplo, por absorção de dióxido de carbono em um meio adequado, o qual é então convenientemente regenerado para dessorver o dióxido de carbono gasoso.
[0054] A Fig. 2 mostra uma modalidade semelhante à Fig. 1, incluindo uma linha de desvio BP para permitir que certa quantidade do gás de reposição MUG desvie-se do primeiro estágio CDR1 e seja admitida diretamente no segundo estágio CDR2.
[0055] A Fig. 3 mostra uma modalidade onde os estágios de remoção de CO2 CDR1 e CDR2 estão em paralelo. Consequentemente, uma parte do gás de reposição MUG vai para o primeiro estágio CDR1 e uma parte restante vai para o segundo estágio CDR2.
[0056] A Fig. 4 ilustra uma modalidade paralela
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13/16 da invenção com um maior detalhe.
[0057] Com referência à Fig. 4, uma planta integrada de amônia-ureia 1 compreende uma seção de amônia 2 e uma seção de ureia 3. A seção de amônia 2 inclui uma extremidade inicial de reforma 4 e um ciclo de síntese 5.
[0058] A extremidade inicial de reforma 4 inclui: o reformador primário 7, o reformador secundário 8, o conversor de substituição 9, o estágio de compressão de baixa pressão (LP) do gás de síntese 10, a seção de remoção de dióxido de carbono 11, o metanador 12 e o estágio de compressão de alta pressão (HP) do gás de síntese 6. A seção de remoção de dióxido de carbono 11 inclui os estágios 11a e 11b em paralelo.
[0059] O gás natural 20 e o vapor 21 reagem cataliticamente no reformador primário 7 para proporcionar um gás parcialmente reformado 22 . O dito gás parcialmente reformado 22 reage ainda no reformador secundário 8 queimado por um oxidante (p.ex., o ar) 23. O gás totalmente reformado 24 que sai do reformador secundário 8 é tratado no conversor de substituição 9 onde o CO é convertido em CO2 .
[0060] O gás substituído 25 é comprimido no estágio de compressão de LP 10. O gás comprimido 26 liberado pelo dito estágio de compressão 10 é dividido em uma primeira parte 27 e uma segunda parte 28 que são tratadas, respectivamente, nos estágios de remoção de CO2 11a e 11b.
[0061] No primeiro estágio de remoção de CO2 11a, o dióxido de carbono é absorvido em uma solução de um absorvente adequado e então retirado dela para proporcionar
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14/16 um primeiro gás de reposição reduzido em C02 29 e uma corrente de C02 30. Aqui o termo corrente de CO2 indica uma corrente de gás composta predominantemente de CO2.
[0062] No segundo estágio de remoção de CO2 11b
(estágio de lavagem com carbamato), o gás de reposição 28 é
colocado em contato com uma solução de carbamato 61
retirada da seção de ureia associada 3 . Um agente de
passivação (p.ex., um transportador de oxigênio, tal como um gás contendo oxigênio ou solução de peróxido de hidrogênio) pode ser adicionado para a proteção e a prevenção contra a corrosão.
[0063] A Fig. 4 ilustra uma modalidade preferida onde a solução de carbamato 61 é misturada com uma solução aquosa de amônia 53 recolhida de uma seção de recuperação de purga 17 do ciclo de síntese de amônia 5. Consequentemente, ambas as correntes 61 e 53 proporcionam um meio de lavagem para remover o dióxido de carbono do gás de síntese.
[0064] Adicionalmente, uma corrente de amônia 62 é alimentada à seção 11b. Esta corrente de amônia 62 permite aumentar a capacidade de absorção do carbamato 61 e fornecer uma corrente de gás reduzido em CO2 31 contendo apenas uma quantidade insignificante de dióxido de carbono não recuperado.
[0065] O estágio de remoção de CO2 11b produz uma segunda corrente de gás reduzido em CO2 31 e descarrega uma solução de carbamato 32 que é enviada de volta para a seção de ureia 3, como adicionalmente explicado abaixo. De preferência, todo o CO2 removido do gás de reposição 28 no estágio 11b está contido na corrente 32.
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15/16 [0066] A segunda corrente de gás reduzido em CO2 31 é resfriada e enviada para uma coluna de lavagem 33, onde é lavada com água de modo a remover os vestígios de amônia, proporcionando assim uma corrente de gás lavada 34 que é unida à primeira parte de gás 29 acima mencionada que vem do estágio 11a.
[0067] O gás de síntese 35 assim obtido (compreendendo agora o efluente de gás de ambos os estádios 11a e 11b) é ainda tratado em um metanador 12 para a conversão das quantidades residuais de CO em metano.
[0068] O efluente de gás purificado 36 do dito metanador 12 é enviado para a seção de compressão de HP 6 para atingir a pressão de síntese de amônia, p.ex., 14700 kPa (150 bar) .
[0069 ] A solução de carbamato 32 a partir do
estágio 11b é enviada para a seção de ureia 3 j untamente
com a amônia 37 a partir do fundo da dita coluna 33,
através de um misturador 38. O fluxo misto resultante 39 é enviado para a seção de ureia 3, de preferência para a seção de síntese. A solução 32 é vantajosamente resfriada até uma temperatura acima da temperatura de cristalização do carbamato.
[0070] O ciclo de síntese 5 compreende essencialmente: um reator principal 13, um segundo reator 14, um separador de HP de ciclo principal 15, um segundo separador de ciclo 16 e uma unidade de recuperação de purga 17 .
[0071] O gás de síntese comprimido 40 suprido pelo estágio de compressão de HP 6 é unido a uma corrente de gás não reagido 50 e alimentado ao reator principal 13,
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16/16 onde ele reage parcialmente para dar a amônia. 0 gás de produto 41 é resfriado por um refrigerador de gás 42 e passado através do separador de ciclo principal 15, o qual separa a amônia líquida 43 do gás não reagido 44.
[0072] O dito gás não reagido 44 é alimentado ao segundo reator de amônia 14 para mais conversão. O gás de produto resultante 45 é resfriado em um segundo refrigerador de gás 46 e enviado para o separador de ciclo 16, que separa a amônia liquida 47 do gás de síntese não reagido 4 8.
[0073] As correntes líquidas 43 e 47 formam o produto de amônia. Pelo menos parte desse produto de amônia alimenta a seção de ureia 3 pela linha 49.
[0074] O gás não reagido 48 é dividido nas partes 50 e 51. A primeira parte do gás não reagido 50 é reciclada de volta para o reator principal 13 com a corrente de suprimento 40 do compressor 6, como acima mencionado. A segunda parte do gás não reagido 51 é enviada para a unidade de recuperação de purga 17, em particular para a recuperação de hidrogênio.
[0075] A dita unidade de recuperação 17 produz uma corrente 52 contendo hidrogênio recuperado, que é enviada para o lado de sucção do compressor 6 junto com o gás de reposição 36 e a solução aquosa de amônia 53.
[0076] A seção de ureia 3 recebe a amônia da linha 49 e o dióxido de carbono das linhas 30 e 39, para produzir a ureia 60. Uma parte da amônia para a síntese de ureia está contida na corrente 39 e é fornecida à seção de ureia 3 como a corrente 62 por meio da seção 11b.

Claims (5)

REIVINDICAÇÕES
1) Um processo para a produção de amônia e ureia em uma planta integrada de amônia-ureia compreendendo:
a reforma de uma fonte de hidrocarboneto obtendo um gás de reposição contendo hidrogênio e nitrogênio, onde o dito gás de reposição após a purificação é convertido em amônia, pelo menos parte da amônia sintetizada fornece a alimentação de amônia de um processo de sintese de ureia, o dito processo de sintese de ureia também recebendo uma alimentação de dióxido de carbono, o processo de sintese da ureia compreendendo a reação de amônia e dióxido de carbono em uma seção de sintese de ureia para formar uma solução aquosa de ureia, e o tratamento subsequente da dita solução em uma seção de recuperação de ureia, onde a purificação do gás de reposição compreende a remoção de C02 por meio de uma primeira etapa de remoção de C02 e uma segunda etapa de remoção de C02, que são realizados em séries ou em paralelo, uma das ditas primeira e segunda etapas de remoção de C02 compreende a lavagem do gás de reposição contendo C02 com uma solução de carbamato retirada da dita seção de recuperação de ureia,
e a dita alimentação de dióxido de carbono do processo de sintese de ureia compreende pelo menos parte do dióxido de carbono separado das ditas etapas de remoção de C02 .
2/5
de carbamato ela é também adicionada com a amônia liquida ou gasosa. 3) Um processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, onde a outra das ditas etapas de remoção de CO2
compreende a absorção de C02 em um meio absorvente.
2) Um processo de acordo com a reivindicação 1, onde na etapa de purificação do C02 realizada com solução
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3/5 pressão de sintese de amônia, onde as ditas etapas de remoção de C02 são realizadas sob a dita pressão intermediária.
10) Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, onde a remoção de CO2 por lavagem com a dita solução de carbamato (61) inclui ainda a lavagem com uma solução aquosa de amônia (53).
11) Um processo de acordo com a reivindicação 10, a dita solução aquosa de amônia (53) sendo obtida a partir do tratamento de um gás de purga retirado de uma seção de síntese de amônia da planta integrada de amônia-ureia.
12) Um processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde a conversão do gás de reposição purificado em amônia é realizada em pelo menos um primeiro ciclo de síntese (13) e um segundo ciclo de síntese (14), onde o dito primeiro ciclo de síntese produz uma primeira quantidade de amônia (43) e uma primeira corrente de gás de reposição não reagido (44), e o dito gás de reposição não reagido é convertido no dito segundo ciclo de síntese obtendo uma segunda quantidade de amônia (47) e uma segunda corrente de gás de reposição não reagido (48) e pelo menos uma parte (50) da dita segunda corrente de gás de reposição não reagido é reciclada para o dito primeiro ciclo de síntese (13).
13) Uma planta integrada de amônia-ureia compreendendo uma seção de amônia e uma seção de ureia, a seção de amônia compreendendo:
uma seção de reforma para a conversão de uma fonte de hidrocarboneto em um gás de reposição bruto compreendendo hidrogênio e monóxido de carbono,
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4/5 uma seção de purificação do dito gás de reposição bruto incluindo uma seção de remoção de C02, um ciclo de síntese de amônia de alta pressão para a conversão do gás de reposição purificado em amônia, uma seção de ureia compreendendo uma seção de síntese de ureia onde o dióxido de carbono e a amônia reagem para formar uma solução aquosa de ureia e uma seção de recuperação de ureia onde a dita solução aquosa de ureia é concentrada e é obtida uma solução de carbamato.
caracterizada pelo fato de que:
a dita seção de remoção de C02 compreende uma primeira unidade de remoção de C02 e uma segunda unidade de remoção de C02 dispostas em série ou em paralelo, a planta compreende uma linha que alimenta pelo menos parte da dita solução de carbamato a uma das ditas unidades de remoção de C02, onde a solução de carbamato atua como um meio de lavagem para remover o C02 do gás de reposição.
14) Uma planta de acordo com a reivindicação 13, onde as unidades de remoção de C02 estão dispostas em série, a primeira unidade da série operando com a dita solução de carbamato como um meio de lavagem e a planta compreendendo ainda uma linha de desvio para uma parte do gás de reposição desviar-se da dita primeira unidade.
15) Um método para renovar a seção de amônia de uma planta integrada de amônia-ureia, a dita seção de amônia compreendendo:
uma seção de reforma alimentada com uma fonte de hidrocarboneto, uma seção de purificação que compreende uma seção
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4) Um processo de acordo com a reivindicação 3, onde as ditas etapas de remoção de C02 são realizadas em série.
5) Um processo de acordo com a reivindicação 4, onde uma parte do gás de reposição contendo C02, admitida nas ditas etapas de remoção de C02, desvia-se da primeira etapa de remoção de C02 da série e é enviada diretamente para a etapa de remoção de C02 subsequente.
6) Um processo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, a lavagem com solução de carbamato sendo a primeira da série.
7) Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 3, onde as ditas etapas de remoção de C02 são realizadas em paralelo, a parte do gás de reposição contendo C02, admitida na etapa de absorção, sendo maior do que a parte admitida na lavagem com solução de carbamato,
8) Um processo de acordo com a reivindicação 7, onde a parte de gás de reposição contendo C02 admitida na etapa de adsorção é pelo menos 70% da quantidade total de gás.
9) Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, compreendendo uma etapa de compressão do gás de reposição contendo CO2 antes das ditas etapas de remoção de CO2, o dito gás de reposição sendo comprimido até uma pressão intermediária menor do que a
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5/5 de absorção de C02, o método sendo caracterizado por:
instalação de uma segunda seção de remoção de C02, além da seção de remoção de C02 existente, e operação por lavagem com uma solução de carbamato, fornecimento de uma linha de fluxo para alimentar a dita segunda seção de remoção de C02 com uma corrente de solução de carbamato retirada da seção de ureia, e de preferência de uma linha adicional para alimentar a dita segunda seção de remoção de C02 também com amônia gasosa ou liquida.
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