BR112019018450A2 - processo de ureia com excesso controlado de co2 e/ou nh3 - Google Patents

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Juul Dahl Per
E. Krøll Jensen Annette
Christian Schjødt Niels
Symreng Marcus
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Abstract

um processo para produção de ureia, o referido processo compreendendo as etapas de: - purificação de um gás de alimentação de hidrocarboneto que remove os componentes de enxofre e/ou cloreto, caso presentes; - reforma do gás de alimentação de hidrocarboneto em uma etapa de reforma onde a relação vapor/carbono seja menos de 2,6 obtendo, desse modo, um gás de síntese compreendendo ch4, co, co2, h2 e h2o; - opcionalmente, adição de h2o ao gás de síntese da etapa de reforma mantendo um vapor/carbono total de menos de 2,6; - deslocamento do gás de síntese em uma seção de deslocamento que compreende uma ou mais etapas de deslocamento, preferivelmente em série; - opcionalmente, lavagem do gás de síntese que deixa a seção de deslocamento com água; - remoção do co2 a partir do gás de síntese da seção de deslocamento em uma etapa de remoção do co2 para obter um gás de síntese com menos de 500 ppm de co2, preferivelmente menos de 20 ppm de co2, e um gás de produto de co2; - remoção da h2o residual e/ou co2 do gás de síntese, preferivelmente em uma etapa absorvente; - remoção de ch4, co, ar e/ou he, preferivelmente em uma unidade de lavagem com nitrogênio e adição de nitrogênio estequiométrico para produzir nh3 para o gás de síntese; - síntese do nh3 para obter um produto de nh3; - adição de, pelo menos, parte do produto de co2 e, pelo menos, parte do produto de nh3 para uma etapa de síntese de ureia para fazer um produto de ureia, onde a quantidade de excesso de co2 e/ou nh3 é controlada ajustando o vapor/carbono na etapa de reforma e/ou a adição de h2o a montante da etapa de deslocamento e/ou ajustando a temperatura da entrada para, pelo menos, uma de uma ou mais etapas de deslocamento.

Description

PROCESSO DE UREIA COM EXCESSO CONTROLADO DE CO2 E/OU NH3 [001] Seguindo a demanda e competitividade de hoje na produção de amônia e produção de UREIA relacionada, esforços significativos foram postos no desenvolvimento de produção otimizada, com o objetivo de melhorar a eficiência energética total, reduzir o impacto ambiental e reduzir o custo principal.
[002] Em um primeiro aspecto da presente invenção, é
fornecido um processo de UREIA que permite um controle
melhorado da saida de CO2.
[003] Em um segundo aspecto da presente invenção, é
fornecido um processo tendo por resultado uma produção de
UREIA economicamente rentável, a favor do meio ambiente e altamente confiável.
[004] Estas e adicionais vantagens são conseguidas por um processo para produzir UREIA, o referido processo compreendendo as etapas de:
- opcionalmente, purificação de um gás de alimentação de hidrocarboneto que remove os componentes de enxofre e/ou cloreto, caso presentes;
- reforma do gás de alimentação de hidrocarboneto em uma etapa de reforma onde a relação vapor/carbono é de menos do que 2,6 obtendo, desse modo, um gás de sintese compreendendo CH4, CO, CO2, H2 e H2O;
- opcionalmente, adição de H2O ao gás de sintese da etapa de reforma mantendo um vapor/carbono total de menos do que 2, 6;
- deslocamento do gás de sintese em uma seção de deslocamento compreendendo uma ou mais etapas de deslocamento, preferivelmente em série;
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- opcionalmente, lavagem do gás de síntese que deixa a seção com água;
- remoção do CO2 do gás de síntese em uma etapa de remoção e CO2 para obter um gás de síntese com menos de 500 ppm de CO2, preferivelmente menos do que 20 ppm de CO2, e um gás de produto de CO2;
- remoção de H2O e/ou CO2 residual do gás de síntese, preferivelmente em uma etapa absorvente;
- remoção de CH4, CO, Ar e/ou He, preferivelmente em uma unidade de lavagem com nitrogênio e adição de nitrogênio estequiométrico para produzir NH3 ao gás de síntese;
- síntese de NH3 para obter um produto de NH3;
- adição de, pelo menos, parte do CO2 de produto e, pelo menos, parte do produto de NH3 para uma etapa de síntese de UREIA para fazer um produto de UREIA;
em que, a quantidade de excesso de CO2 e/ou NH3 é controlada ajustando o vapor/carbono na etapa de reforma e/ou ajustando a adição de H2O a montante e/ou entre as etapas de deslocamento e/ou ajustando a temperatura da entrada para, pelo menos, uma de uma ou mais etapas de deslocamento.
[005] Uma relação vapor/carbono de menos de 2,6 tem diversas vantagens com relação à presente invenção. Por exemplo, reduzir a relação vapor/carbono em uma base geral conduz à alimentação reduzida, além de fluxo de vapor através da seção de reforma e das seções de refrigeração a jusante e preparação do gás de síntese.
[006] A baixa relação vapor/carbono na seção de reforma e na seção de deslocamento permite uma taxa de transferência mais alta do gás de síntese comparada à relação vapor/carbono
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3/25 alta. 0 nitrogênio adicionado através de uma lavagem com nitrogênio permite uma taxa de transferência mais alta do gás de síntese comparada a adição do nitrogênio na seção de reforma. Nenhuma seção de metanação remove o consumo do hidrogênio relativo a esta seção tendo por resultado a perda de produto de amônia, reduz o teor de metano inerte resultante no gás de síntese a ser removido na lavagem com nitrogênio e a utilização de um gás livre de inertes na seção de síntese de amônia permite uma taxa de transferência mais alta na seção da síntese de amônia.
[007] Fluxo de massa reduzida através destas seções significa menor equipamento e tubulação. O fluxo de massa reduzido conduz, igualmente, à produção reduzida de calorias de baixa temperatura, que não podem frequentemente ser utilizadas. Isto significa que, pela presente invenção, há um potencial para ambos CAPEX e OPEX mais baixos.
[008] A invenção do requerente dentro da tecnologia de produção de UREIA que pode ser aplicada junto com os catalisadores avançados da nova geração no estado da técnica assegura produção de amônia e UREIA economicamente rentável, a favor do meio ambiente e altamente confiável.
[009] As unidades conhecidas de amônia/UREIA dependem da reforma de vapor máxima com um vapor/carbono alto >2,6. Em tais instalações conhecidas, não é possível controlar e ajustar a relação CO2/NH3 que é assim definida pela composição do gás de alimentação que conduz, geralmente, a um excesso de CO2 que é ventilado ou à necessidade de utilizar parte do gás de síntese como combustível em vez de na produção da amônia.
[010] Ajustando o vapor/carbono total a um nível que
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4/25 seja mais baixo do que o vapor/carbono 2,6 é possível obter uma relação estequiométrica entre CO2 e NH3 para a produção de UREIA e, assim, evitar o excesso de CO2 ou NH3. A necessidade de produzir mais gás de síntese necessário para a produção da amônia ou ventilar CO2 pode assim ser evitada pelo presente método.
[011] O excesso de CO2 e excesso de NH3 são o CO2 e ο NH3 não utilizados na síntese da ureia.
[012] Uma relação vapor/carbono de menos de 2,6 pode, contudo, igualmente, ter desvantagens. A presente invenção endereça algumas destas. É conhecido que uma reação de deslocamento não pode ser executada sem a formação de subprodutos, os subprodutos principais sendo metanol e a um grau inferior formato metílico e álcoois mais altos. Em um processo da amônia de técnica conhecida, estes subprodutos estarão parcialmente condensados quando a água é condensada do gás de síntese antes de uma etapa de remoção do CO2. A parte do metanol que não é condensada será absorvida junto com o CO2 no absorvente de CO2 e termina acima no produto de CO2 · O teor de metanol típico no produto de CO2 é de 500 a 1000 ppm. Os subprodutos, incluindo o metanol, que entram na etapa de remoção do CO2 de processos conhecidos contaminam, assim, o produto de CO2 que pode dar problemas se o CO2 for utilizado em uma unidade a jusante do processo, tal como um processo de UREIA, ou se o CO2 é liberado à atmosfera como as contagens de subprodutos como VOCs. Um problema adicional das técnicas conhecidas é que o formato metílico é prejudicial a componentes importantes nos líquidos de absorção do CO2 utilizados em muitas etapas de remoção do CO2, tendo por resultado menos capacidade e alto custo de
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5/25 substituição .
[013] Além disso, a formação de subprodutos representa uma perda de eficiência total do processo. Para um fluxo fixo do gás da alimentação, menos produto será feito com formação crescente do subproduto. Pode ser importante reduzir a formação do subproduto, apenas por este motivo.
[014] A quantidade de subprodutos formados em uma etapa de reação de deslocamento aumenta com a diminuição da relação vapor/carbono. Adicionando o todo ou uma parte da corrente do vapor decapante de condensado de processo ao gás de sintese a jusante da etapa de reforma, por exemplo, antes da última etapa de deslocamento de uma ou mais etapas de deslocamento, a presente invenção utiliza que alguns subprodutos são formados em consequência do equilíbrio das reações, por exemplo o principal subproduto metanol, e que outros subprodutos são parcialmente convertidos em hidrocarbonetos, CO, CO2, H2 e H2O ao passar uma etapa de reação de deslocamento. Assim, a presente invenção fornece um processo onde os subprodutos formados na seção de deslocamento possam ser reciclados à entrada, ou entre duas etapas de deslocamento da seção de deslocamento. Para reações de equilíbrio, este conceito parará quase completamente uma formação adicional desse subproduto particular. As reações de subproduto de não-equilibrio remanescente serão parcialmente convertidas em hidrocarbonetos, CO, CO2, H2 e H2O, componentes os quais irão ou terminar como produto, reciclar o gás de sintese, gás de escape que pode ser utilizado como fonte de calor para o processo e água.
[015] O processo atual pode adicionalmente compreender
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- a um e mais etapas de deslocamento compreendem uma ou mais etapas de deslocamento de alta temperatura (AT) , utilizando um catalisador à base de óxido de zinco-alumínio promovido, com possibilidade para resfriamento e/ou adição de vapor no meio.
[016] Em muitos dos processos de amônia atuais o vapor é adicionado em várias etapas, especialmente na etapa de reforma e deslocamento. Isto pode confundir o que é entendido por relação vapor/carbono em uma dada posição em um processo. Na indústria e de acordo com o presente pedido, a relação vapor/carbono é compreendida tipicamente como a quantidade total de mol de água adicionado antes ou diretamente a uma etapa do processo dividida pelo mol do hidrocarboneto na corrente de alimentação. Compreende-se adicionalmente que correntes de reciclo internas, neste contexto, igualmente contam como correntes de alimentações. Como um exemplo, parte da água (vapor ou liquido) pode ser adicionada antes de uma etapa pré-reforma, antes da etapa de reforma e antes de uma etapa de deslocamento. O vapor/carbono (pela definição) é por exemplo assim aumentado em cada uma das etapas, por exemplo de 0,52 a 0,6 e posteriormente a 1,0. Contudo, é importante notar que a composição do gás de síntese depois que a primeira etapa do processo não pode ser utilizada para determinar a relação vapor/carbono (pela definição) uma vez que parte do hidrocarboneto pode ter sido convertido e/ou oxigênio pode ter sido adicionado. Quando o termo vapor/carbono é utilizado neste pedido, o significado é tipicamente a definição da indústria descrita acima.
[017] O deslocamento de alta temperatura é definido como uma etapa do processo onde um gás de síntese que contém CO,
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CÜ2, H2 e H2O se submeta à reação de deslocamento no intervalo de temperatura de 300°C a 600°. Uma e mais etapas de deslocamento podem compreender uma ou mais etapas de deslocamento de alta temperatura (AT), utilizando um catalisador à base de óxido de zinco-alumínio promovido, com possibilidade para resfriamento e/ou adição de vapor no meio.
[018] O deslocamento de temperatura média (MT) é definido como uma etapa do processo onde um gás de sintese que contém CO, CO2, H2 e H2O se submeta à reação de deslocamento no intervalo de temperatura de 190-360°C. Uma e mais etapas de deslocamento podem compreender uma ou mais etapas de deslocamento de temperatura média (MT), utilizando um catalisador à base de óxido de cobre-zinco-alumínio ou um catalisador à base de óxido de cobre-zinco-alumínio promovido, com possibilidade para resfriamento e/ou adição do vapor no meio.
[019] O deslocamento de baixa temperatura é definido como uma etapa do processo onde um gás de sintese que contém CO, CO2, H2 e H2O se submeta à reação de deslocamento no intervalo de temperatura de Tdew +15 - 290°C, tal como, 180 - 280 °C. Por exemplo, a temperatura da entrada do deslocamento de baixa temperatura é de Tdew +15 - 250°C, tal como 190 - 210°C. Uma e mais etapas de deslocamento podem compreender uma ou mais etapas de deslocamento de baixa temperatura (BT), utilizando um catalisador à base de óxido de cobre-zinco-alumínio ou um catalisador à base de óxido de cobre-zinco-alumínio promovido, com possibilidade para resfriamento e/ou adição de vapor no meio.
[020] Dependendo da quantidade pretendida de excesso de
CO2 e/ou NH3, uma ou mais etapas de deslocamento podem ser
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8/25 selecionadas para ser AT, MT, BT de acordo com a invenção.
Uma seção de reforma pode compreender uma ou mais etapas de reforma tal como uma etapa pré-reforma e RAT.
[021] Uma seção de deslocamento pode compreender uma ou mais etapas de deslocamento.
[022] Em uma planta de amônia convencional, a utilização padrão de catalisador de deslocamento de AT à base de ferro exige uma relação vapor/carbono de cerca de 3,0 para evitar a formação do carboneto de ferro.
(1) 5Fe3O4 + 32CO θ 3Fe5C2 + 26CO2 [023] A formação de carboneto de ferro enfraquecerá os pellets do catalisador e pode conduzir à desintegração do catalisador e ao aumento da queda de pressão.
[024] O carboneto de ferro catalisará a formação do subproduto de Fischer-Tropsch.
(2) nCO + (n+m/2)H2 θ CnHm + nH2O [025] As reações de Fischer-Tropsch consomem hidrogênio, por meio do qual a eficiência da seção de deslocamento é reduzida.
[026] Contudo, de acordo com algumas formas de realização da presente invenção, um catalisador sem ser de Fe pode ser utilizado, tal como um catalisador à base de óxido de zinco-aluminio promovido. Por exemplo, o catalisador de deslocamento de AT Topsoe SK-501 Flex™ que permite a operação da seção de reforma e da seção de deslocamento de AT em uma relação vapor/carbono de até 0,3.
[027] Assim, o presente processo que opera em uma relação vapor/carbono de até 0,3 está em contraste com as plantas tradicionais de amônia atuais que são baseadas nas seções de reforma e/ou de deslocamento de AT que operam em uma relação
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9/25 vapor/carbono de 2,6 ou mais altas. Em formas de realização vantajosas do processo, o catalisador à base de óxido de zinco-alumínio compreende uma mistura de espinélios de zinco-alumínio e óxido de zinco em combinação com um metal alcalino selecionado do grupo que consiste em Na, K, Rb, Cs e misturas dos mesmos, e opcionalmente em combinação com Cu. 0 catalisador pode ter uma relação molar de Zn/Al no intervalo de 0,5 a 1,0, um teor de metal alcalino no intervalo de 0,4 a 8,0% em peso e um teor de cobre no intervalo de 0-10%, baseado no peso do catalisador oxidado.
[028] O catalisador de deslocamento de AT utilizado de acordo com o presente processo não é limitado por exigências restritas às relações de vapor a carbono, o que torna possível reduzir a relação vapor/carbono na seção de deslocamento, bem como na seção de reforma.
[029] O presente processo pode adicionalmente compreender uma ou várias das seguintes etapas:
- a uma ou mais etapas de deslocamento em série são quaisquer combinações de deslocamento de AT, deslocamento de temperatura média (MT) e de temperatura baixa (BT) .
- opcionalmente, remoção do metanol do gás de saída do deslocamento em uma lavagem de água;
- remoção do CO2 do gás de saída do deslocamento/gás de saída da lavagem de água para um nível baixo de menos do que 500 ppm, preferivelmente para baixo de menos do que 20 ppm.
- remoção do CO2 residual e H2O do gás que deixa a seção
de remoção do CO2 em uma seção de secagem de peneira
molecular.
- remoção do CH4, CO e inertes , tais como AR e He, a
partir do gás que deixa a seção de secagem de peneira
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10/25 molecular em uma seção de lavagem com nitrogênio e ajuste da relação N2/H2 para aproximadamente 3, conforme necessário para a sintese de amônia.
- conversão do gás de saida ajustado da lavagem com nitrogênio para amônia em uma seção de sintese de amônia livre de inerte.
[030] Em formas de realização preferidas, a etapa de reforma compreende, pelo menos, um reformador autotérmico (RAT).
[031] Como as exigências à relação vapor/carbono na etapa de deslocamento de AT das etapas de deslocamento, por exemplo pelo presente processo é significativamente reduzida comparado às tecnologias conhecidas, é possivel pela presente invenção reduzir a relação vapor/carbono através da extremidade dianteira por exemplo a 0,6 ou tão baixo quanto possivel, dependendo das soluções de deslocamento possíveis. Uma vantagem de uma baixa relação vapor/carbono ao RAT e no processo total é que é exigido equipamento menor à principio devido ao fluxo de massa total mais baixo através da planta.
[032] A alimentação de carbono para o RAT é misturada com oxigênio e vapor adicional no RAT, e uma combinação de pelo menos dois tipos de reações ocorre. Estas duas reações são combustão e reforma de vapor.
[033] Zona da combustão: 2H2O + calor + calor
(3) (4) 2Ü2 + O2 «-» CH4 + 3/202
θ CO + 2H2O
[034] Zona térmica e cataliti ca :
(5) CH4 + H2O + calor θ CO + 3H2
(6) CO + H2O θ CO2 + H2 + calor
[035] A combustão do metano ao monóxido de carbono e
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11/25 água (4) é um processo altamente exotérmico. Excesso de metano pode estar presente na saída da zona de combustão após todo oxigênio ter sido convertido.
[036] A zona térmica é parte da câmara de combustão onde uma conversão adicional dos hidrocarbonetos ocorre por reações da fase gasosa homogêneas, na maior parte (5) e (6). A reforma de vapor endotérmica do metano (5) consome uma grande parte do calor desenvolvido na zona da combustão.
[037] Após a câmara de combustão, pode haver um leito de catalisador fixo, a zona catalítica, em que a conversão final do hidrocarboneto ocorre com as reações catalíticas heterogêneas. Na saída da zona catalítica, o gás de síntese está, preferivelmente, próximo ao equilíbrio no que diz respeito às reações (5) e (6).
[038] A relação vapor/carbono na seção de reforma pode ser 2,6-0,1, 2,4-0,1, 2-0,2, 1,5-0,3, 1,4-0,4, tal como 1,2, 1,0 ou 0,6.
[039] Em formas de realização vantajosas, a velocidade de espaço no RAT é baixa, como menos de 20,000 Nm3C/m3/h, preferivelmente menos de 12,000 Nm3C/m3/h e melhor menos de 7000 Nm3C/m3/h. A velocidade de espaço pode ser definida como o fluxo volumétrico de carbono pelo volume do catalisador e é, assim, independente da conversão na zona de catalisador.
[040] Em formas de realização preferidas a temperatura na etapa de deslocamento de AT está no intervalo de 300 600°C, tal como 320-470°C. Isto significa que, de acordo com o presente processo, é possível realizar uma reação de deslocamento de alta temperatura em uma alimentação com relação muito mais baixa de vapor/carbono do que possível por processos conhecidos. Por exemplo, a temperatura da
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12/25 entrada do deslocamento de alta temperatura pode ser 300 400°C, tal como 320-380°C.
[041] De preferência, um pré-reformador é fornecido como parte da seção de reforma a montante de, por exemplo, um RAT. No pré-reformador, todos os hidrocarbonetos mais altos podem ser convertidos aos óxidos de carbono e metano, mas também para hidrocarbonetos leves o pré-reformador é vantajoso. O fornecimento do pré-reformador pode ter diversas vantagens que incluem a diminuição do consumo exigido de O2 no RAT e permitir temperaturas de entrada mais altas ao RAT, uma vez que o risco de rachamento pelo préaquecimento é minimizado. Desse modo, as condições de ignição são alcançadas. Além disso, o pré-reformador pode fornecer um protetor eficiente de enxofre tendo por resultado um gás de alimentação praticamente livre de enxofre que entra no RAT e sistema a jusante. A etapa de pré-reforma pode ser realizada em temperaturas entre 300 - 650°C, preferivelmente 390-480°C.
[042] Em várias formas de realização, um aquecedor à fogo é utilizado para pré-aquecer a alimentação do gás natural, o pré-ref ormador e a alimentação do RAT e para superaquecer o vapor. O calor necessário pode ser gerado queimando uma mistura de gás natural, gás residual (da lavagem de N2) , gás (do separador de gás inerte do respiradouro) e gás instantâneo (da seção de remoção do CO2) .
[043] A baixa relação vapor/carbono pode conduzir a uma conversão de deslocamento mais baixa do que a ótima o que significa que em algumas formas de realização pode ser vantajoso fornecer uma ou mais etapas adicionais de deslocamento. Uma ou mais etapas adicionais de deslocamento
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13/25 podem incluir um deslocamento adicional de AT, um deslocamento de MT e/ou um deslocamento de BT. Em linhas gerais, quanto mais CO convertido nas etapas de deslocamento mais H2 obtido, e menor parte frontal exigida.
[044] Isto é visto igualmente a partir da reação de deslocamento exotérmica dada abaixo:
(7) CO + H2O θ CO2 + H2 + calor [045] O vapor pode opcionalmente ser adicionado a algumas das etapas de deslocamento como antes de uma ou várias etapas de deslocamento de AT, deslocamento de MT ou deslocamento de BT, a fim de maximizar o desempenho das referidas etapas de deslocamento seguintes de MT e/ou BT.
[046] Preferivelmente, as etapas de deslocamento de AT e BT podem ser realizadas sobre catalisadores de cobre/zinco/alumina promovidos. Por exemplo, o tipo do catalisador de deslocamento de baixa temperatura pode ser LK-821-2, que é caracterizado pela alta atividade, grande resistência e alta tolerância ao envenenamento por enxofre. Uma camada superior de um catalisador especial pode ser instalada para capturar possivel cloro no gás e para impedir que as gotas liquidas alcancem o catalisador de deslocamento.
[047] A etapa de deslocamento de AT pode ser realizada em temperaturas a 190-360°C.
[048] A etapa de deslocamento de BT pode ser realizada em temperaturas em Tdew+ 15-290°C, tal como, 200-280°C. Por exemplo, a temperatura da entrada de deslocamento de baixa temperatura é de Tdew+ 15-250°C, tal como, 190-210°C.
[049] Reduzir a relação vapor/carbono conduz ao ponto de condensação reduzido do gás de processo, o que significa que a temperatura da entrada das etapas de deslocamento de AT
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14/25 e/ou BT pode ser baixada. Uma temperatura da entrada mais baixa pode significar uma menor saída de quantidade do CO dos reatores de deslocamento.
[050] É bem conhecido que os catalisadores de deslocamento de AT/MT/BT são inclinados a produzir metanol como subproduto. Tal formação de subproduto pode ser reduzida aumentando o vapor/carbono. A lavagem do CO2 que segue os deslocamentos de AT/MT/BT exige calor para a regeneração da solução de absorção de CO2. Este calor é fornecido normalmente como o calor sensível do gás de processo, mas nem sempre é suficiente. Tipicamente, um refervedor a vapor adicional está fornecendo qualquer calor faltante. Opcionalmente, adicionar vapor ao gás de processo pode substituir ou reduzir o tamanho deste refervedor a vapor adicional e assegura, simultaneamente, redução da formação do subproduto na seção de deslocamento de AT/MT/BT.
[051] A formação de metanol nas etapas de deslocamento de AT/MT/BT é uma reação do equilíbrio. Isto significa que o metanol da entrada de uma etapa do deslocamento reduzirá a formação de metanol na referida etapa e adicionalmente significa que a última etapa de deslocamento tipicamente determinará o teor de metanol no gás de síntese que deixa a seção de deslocamento.
[052] Parte do metanol formado pelo catalisador de deslocamento de AT/MT/BT é dissolvida no condensado do processo quando o gás de processo é resfriado antes da etapa de remoção do CO2. Metanol adicional pode opcionalmente ser removido do gás de síntese em uma lavagem de água para ser colocado a jusante da seção de resfriamento, exatamente a montante da etapa de remoção do CO2. Se o teor de metanol no
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15/25 produto de CO2 é ainda demasiado alto, este pode ser lavado com água.
[053] O condensado do processo e a opcional água de lavagem podem ser enviados a um decapante condensado do processo, onde os subprodutos de deslocamento dissolvidos e outros gases dissolvidos são removidos utilizando vapor. Até mais de 99% do produto de deslocamento será removido do condensado do processo e deixará o decapante condensado do processo junto com o vapor. Se, pelo menos, parte deste assim chamado vapor decapante (corrente de vapor), agora contendo a parte principal do subproduto de deslocamento, é adicionada ao gás de síntese na seção de deslocamento antes da última etapa de deslocamento terá o efeito que a formação de subproduto líquida para reações de equilíbrio é reduzida especialmente em até 99%, tipicamente em 80%. Para evitar o acúmulo de álcoois mais altos na circulação de subprodutos de deslocamento em torno da seção de deslocamento pode ser necessário purgar parte do vapor decapante. Esta parte de purga pode ser utilizada como o vapor do processo para a seção de reforma. Os componentes do carbono na corrente são, assim, reciclados e utilizados como a alimentação.
[054] Em formas de realização preferidas, o vapor decapante é adicionado ao gás de síntese a jusante da seção de reforma na entrada de uma seção de deslocamento que contém duas etapas de deslocamento de alta temperatura (ou por exemplo etapas de DAT + DMT dependendo da quantidade desejada de excesso de CO2 e/ou NH3) em série com refrigeração no meio.
[055] Em muitas formas de realização vantajosas uma etapa de remoção do CO2 pode ser realizada após/a jusante de
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16/25 uma ou mais etapas de deslocamento. Na concepção padrão, o teor do CO2 é de 500 vppm no gás tratado.
[056] Em formas de realização preferidas, uma etapa de remoção do CO2 pode ser utilizada para trazer o teor de CO2 para menos do que 400 vppm de CO2, tal como abaixo de 100 vppm ou, em algumas formas de realização preferidas, para baixo de 20 vppm ou mais baixo.
[057] O processo pode adicionalmente compreender uma etapa de lavagem, preferivelmente uma lavagem com N2. A lavagem com N2 pode servir diversas finalidades tais como a purificação do gás de síntese bem como adicionar nitrogênio estequiométrico exigido para uma síntese de amônia a jusante.
[058] O nitrogênio para a unidade de lavagem com N2 (ULN) pode ser fornecido por uma unidade da separação do ar (USA) que separa o ar atmosférico em seus componentes preliminares, nitrogênio e oxigênio. O oxigênio é utilizado no RAT e o nitrogênio na ULN.
[059] Após a seção de deslocamento e unidade de remoção de CO2 o gás pode conter CO residual e CO2 junto com pequenas quantidades de CH4, Ar, He e H2O.
[060] O CO2 e H2O são removidos, preferivelmente, antes da lavagem com N2 porque de outra maneira se congelaria na baixa temperatura de funcionamento da lavagem com N2. Isto pode, por exemplo, ser feito por adsorção em um secador de peneira molecular que consiste em, pelo menos, dois recipientes; um em operação enquanto o outro for regenerado. O nitrogênio pode ser utilizado como gás seco para regeneração.
[061] Na ULN, o gás de síntese é lavado pelo nitrogênio líquido em uma coluna onde CH4, Ar, He e CO são removidos. O
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17/25 gás de síntese refinado contém, preferivelmente, somente níveis em ppm de Ar e CH4.
[062] O gás residual que contém as impurezas junto com algum nitrogênio perdido pode vantajosamente ser utilizado como o combustível no aquecedor de queima.
[063] Após a ULN, o gás nitrogênio pode ser adicionado à corrente do processo a fim de ajustar o teor de N2 a uma relação H2/N2 preferida de 3 na corrente da composição ao loop da síntese de amônia.
[064] Devido ao gás de síntese refinado agora conter somente H2 e N2 na relação estequiométrica correta para a síntese de amônia além de níveis em ppm de Ar e CH4, a seção de síntese de amônia pode ser considerada livre de inertes.
[065] Um loop de síntese de amônia é definido como livre de inertes quando não se exige purgar o gás do loop devido ao acúmulo de inertes ser insignificante sem tal purga.
[066] Assim, a presente invenção permite um controle em detalhes de um processo e uma planta de UREIA onde a quantidade de excesso de CO2 e/ou NH3 é ajustada ajustando o vapor/carbono nas etapas de reforma e/ou a adição de água com relação a uma ou mais etapas de deslocamento e/ou ajustando a temperatura da entrada das etapas de deslocamento. Ao selecionar a temperatura da entrada das etapas de deslocamento é possível escolher entre DAT, DMT e DBT para ajustar a produção de CO2. No entanto, é igualmente possível variar a temperatura da entrada dentro dos intervalos de temperatura para dadas etapas de deslocamento. Isto é, se um processo e planta são escolhidos tendo uma etapa de DAT seguido por uma etapa de DMT, a quantidade de excesso de CO2 e/ou NH3 pode ser ajustada variando a
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18/25 temperatura da entrada em uma ou ambas as etapas de deslocamento, enquanto ajustando adicionalmente a adição de vapor a uma ou ambas as etapas de deslocamento, se necessário, a fim de conseguir saida necessária de CO2, UREIA e NH3 desejados.
[067] Além disso, o presente pedido refere-se a uma planta disposta para realizar o processo aqui descrito. Uma planta pode compreender os meios para: purificação da alimentação, reforma, deslocamento, remoção do CO2, lavagem do gás de sintese, sintese de NH3, sintese de UREIA, bem como meios para controlar a adição de vapor/carbono e/ou vapor e/ou controle de temperatura de uma ou mais etapas de deslocamento.
[068] A invenção é adicionalmente explicada pelos exemplos 1 e 2, juntamente com as figuras anexas. Os exemplos e as figuras são fornecidos para exemplificar a invenção e não devem ser interpretados como limitação à invenção.
[069] A Figura 1 mostra um diagrama de fluxo esquemático de uma forma de realização da presente invenção. Os números dados na figura correspondem às posições dadas nas tabelas em relação aos dois exemplos.
[070] A figura 2 mostra detalhes de uma forma de realização de purificação da alimentação e etapas de SynCOR da figura 1. A alimentação 1, por exemplo, gás natural e hidrogênio, é aquecida em um aquecedor de queima 2 onde, logo após, é tratada 3 por hidrogenação e/ou remoção de enxofre. A corrente de hidrogenado/enxofre reduzido pode ser aquecida outra vez e adicionalmente ser processada pelo préreformador. A corrente obtida pelo pré-reformador é então reformada em uma etapa de SynCOR que compreende uma etapa de
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19/25 reforma autotérmica (RAT) 5. A etapa de SynCOR pode ser fornecida com o oxigênio de uma unidade da separação do ar (USA) 6. 0 nitrogênio pode ser conduzido do ASU por 7. 0 vapor pode ser adicionado através de 8 e o combustível pode ser fornecido para o aquecedor por 9.
EXEMPLO 1 - Produção de ureia completa [071] As posições abaixo referem-se às entradas das unidades.
Tabela 1: Condições de fluxo e operação para a Figura 1
Posição Pos.l Pos. 2 Pos. 3 Pos. 4 Pos. 5 Pos. 6 Pos. 7 Pos. 8 Pos. 9
Temp., °C 380 465 360 330 73 20 46 45 381
Pressão, kg/cm2 g 47, 9 42,4 37, 1 37, 1 34,3 33, 6 185 51, 5 45, 9
Fluxo, Nm3/h 137.123 211.944 465.894 608.589 471.813 356.204 440.547 139.546 89.309
Posição Pos.10 Pos.11 Pos.12 Pos.13 Pos.14 Pos.15 Pos.16
Temp., °C 256 380/172 50 -32 50 20
Pressão, kg/cm2 g 43, 8 45,9/4,6 0, 5 8, 2 0, 5 32,2
Fluxo, Nm3/h 97.924 9.731/ 26.591 0 0 119.576 219.658 109.675
Tabela 2: Composições das correntes, posições referentes à
Figura 1.
Composição, % em mol Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Pos. 4 Pos. 5 Pos. 6 Pos. 7 Pos. 8 Pos. 9
Ar 0, 07 0, 05 0,07 0,09
c2h6 0, 06 0,04
ch4 90,83 58, 76 1,25 0, 96 1,24 1,63
CO 21,41 16,39 1,35 1,75
C02 4, 10 3, 18 23, 78 2 0 ppm 0, 30
h2 3, 25 2,11 52,43 40,15 71,52 94,20 75,00 0, 03
n2 5, 86 3,79 1, 73 1,32 1,70 2,26 25,00
CH3OH 0, 12 0,02 0, 53
nh3
h2o 35, 30 19,00 37,83 0,32 0,07 99,14 100,00
Composição, % em mol Pos. 9 Pos. 10 Pos. 11 Pos. 12 Pos. 13 Pos. 14 Pos. 15 Pos. 16
Ar
C2H6
ch4 0,01 0, 01
CO 0,01 0, 01
C02 0,21 91, 72 91, 72
h2 0,05 0,18 0, 18 0, 08
n2 0, 06
CH3OH 0,76 0,06 0, 06
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20/25
nh3 99,81 99, 86
h2o 100,00 98, 98 100,00 8, 02 0, 19 8, 02
ch4n2o 100,00
EXEMPLO 2 - Produção de ureia reduzida [072] As posições abaixo referem-se às entradas das unidades.
Tabela 3: Condições de fluxo e operação para a Figura 1
Posição Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Pos. 4 Pos. 5 Pos. 6 Pos. 7 Pos. 8 Pos. 9
1emp., °C 380 465 340 325 68 20 46 45 381
Pressão, kg/cm2 g 47, 9 42, 4 37,1 37,1 34,3 33, 6 185 51,5 45, 9
Fluxo, Nm3/h 147.025 227.249 498.691 545.746 481.494 382.357 440.547 67.158 42.981
Posição Pos.10 Pos.11 Pos.12 Pos.13 Pos.14 Pos.15 Pos.16
1emp., °C 256 380 50 -32 50 20
Pressão, kg/cm2 g 43, 8 45, 9 0,5 8, 2 0, 5 32,2
lluxo, Nm3/h 47.055 82.715 0 31.119 102.655 188.554 94.145
Tabela 4: Composições das correntes, posições referentes à
Figura 1
Composição, % em mol Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Pos. 4 Pos. 5 Pos. 6 Pos. 7 Pos. 8 Pos. 9
Ar 0, 07 0, 07 0,07 0,09
C2H6 0, 06 0,04
ch4 90,83 58, 76 1,27 1, 16 1,31 1, 64
CO 21,46 19, 61 6,46 8,10
C02 4, 08 3, 75 19, 97 2 0 ppm 0, 22
h2 3, 25 2,11 52,49 47, 97 70, 10 87, 84 75,00 0, 03
n2 5, 86 3,79 1, 73 1,57 1,80 2,26 25,00
CH3OH 0, 06 0,01 0, 48
nh3
h2o 35, 30 18, 90 25,81 0,28 0,07 99,27 100,00
Composição, % em mol Pos. 9 Pos.10 Pos.11 Pos.12 Pos.13 Pos.14 Pos.15 Pos.16
Ar
C2H6
ch4 0, 01 0,01
CO 0, 01 0,01
C02 0,15 91, 71 91,71
h2 0,05 0, 20 0,20 0, 08
n2 0, 06
ch3oh 0, 68 0, 05 0,05
nh3 99,81 99, 86
h2o 100,00 99,12 100,00 8, 02 0,19 8,02
h4n2o 100,00
[073] Isto é, para o Exemplo 2 isto significa:
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21/25
Pré-reformador: Tentrada/Tsaída: 465/427°C (ΔΤ= -1°C)
Relação vapor/carbono, V/C = 0,6 entrada do préref ormador .
RAT:
[074] O gás de processo entra no RAT a 650°C e a temperatura do oxigênio é de cerca de 230°C.
[075] Relação vapor/carbono, V/C = 0,7 conforme a definição na descrição.
[07 6] O gás de processo deixa a seção de reforma a aproximadamente 1050°C através de uma seção de saida alinhada refratária e linha de transferência para às caldeiras de calor residual na seção de resfriamento do gás de processo.
[077] Seção de deslocamento:
O vapor que contém subprodutos da reação de deslocamento é adicionado à entrada do gás de síntese, o deslocamento de alta temperatura muda a relação vapor/carbono a 1,0 e o teor de metanol de 0 a 320 Nm3/h, posição 4.
[078] A seção de deslocamento consiste em duas etapas de deslocamento de alta temperatura.
AT(1): T entrada/T saída: 325/449°C (ΔΤ = 124°C)
AT(2): T entrada/T saída: 340/368°C (ΔΤ = 28°C) [079] Após a reforma, cerca de 26,5% em volume de CO estão presentes no gás (base seca). No primeiro conversor de deslocamento de alta temperatura o teor de CO é reduzido a aproximadamente 9,8% em volume, e a temperatura aumenta de 325°C para 449°C. O teor de calor do efluente do conversor de CO de alta temperatura é recuperado em uma caldeira de calor residual e em um pré-aquecedor da água de alimentação de caldeira.
[080] O gás de processo é, desse modo, resfriado a 340°C
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22/25 e passado sobre o segundo conversor de deslocamento de alta temperatura, em que o teor de CO é reduzido a aproximadamente
6,5% em volume, enquanto a temperatura aumenta para 368°C.
[081] O teor de metanol que deixa a seção de deslocamento é de 3 68 Nm3/h.
[082] Lavagem do gás de síntese:
Após a seção de deslocamento, o gás de síntese é resfriado e lavado com água. O teor de metanol no gás de síntese, posição 5, que deixa a lavagem do gás de síntese, é de 47,7 Nm3/h, após a separação do condensado do processo e água de lavagem.
[083] Decapante condensado do processo:
O condensado do processo e a água de lavagem são decapados com vapor, reduzindo o metanol no condensado do processo e água de lavagem de 320,5 Nm3/h, posição 8, para 0,7 Nm3/h, dentro do condensado do processo decapado que deixa o decapante de condensado do processo.
[084] O vapor decapante, posição 10, que deixa o decapante condensado contém 320 Nm3/h de metanol, que, neste exemplo, é todo adicionado à seção de deslocamento outra vez, conforme descrito acima.
[085] Seção da remoção do CO2:
O teor de CO2 na corrente de saída da seção de deslocamento é reduzido a 20 ppm. Todo o metanol no gás de síntese que vai para a seção de remoção do CO2 deixará esta seção com a corrente do produto de CO2, posição 14 e/ou 12.
[086] Seção de lavagem com N2:
A primeira etapa nesta seção é uma remoção quantitativa de CO2 e H2O em um secador de peneira molecular. O passo seguinte é uma lavagem líquida com N2 que remove os
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23/25 componentes diferentes de H2 e N2 reduzindo-os à um nível de ppm. A terceira etapa é ajustar a relação H2/N2 para aproximadamente 3 utilizando nitrogênio gasoso.
[087] Compressor de gás de síntese:
O gás de síntese é comprimido de 33,7 a 185,8 kg/cm2g no compressor de gás da síntese de invólucro duplo do tipo centrífugo. Parte do último invólucro forma o compressor de recirculação no loop de síntese.
[088] Loop livre de inerte: O loop pode ser definido como inerte quando nenhum sistema de purga de gás é exigido.
[089] Pequenas quantidades de gases inertes que entram no loop com o gás de síntese da composição acumularão no loop até a quantidade de gases inertes dissolvidos na amônia líquida que sai do vaso descendente (let-down vessel) iguala a quantidade que incorpora o loop. Gás de escape do vaso descendente (let-down vessel) é reciclado de volta ao compressor de gás de síntese.
[090] O nível de inerte reciclado é dependente do nível de inertes dissolvidos na amônia líquida que deixa o separador de amônia e do vaso descendente (let-down vessel).
[091] Caso necessário, o nível de gás inerte no loop pode ser reduzido por uma purga intermitente de uma pequena corrente de gás.
[092] Neste exemplo o nível de inerte no gás refinado que deixa a lavagem com N2 é de 17 ppm de Ar, no gás da composição 53 ppm de Ar (após a adição da corrente de reciclo do gás de escape do vaso descendente (let-down vessel)) e 0,30% de Ar na entrada do conversor.
[093] O exemplo mostra que o processo descrito na presente invenção reduz a formação de subproduto de metanol
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24/25 por 320/(320 + 48,4)*100 = 86, 9%. Além disso, o processo apresentado assegura um teor de metanol na corrente do CO2, posição 12 e/ou 14, de menos do que o que é obtido em processos conhecidos tipicos na operação de hoje e permite a redução a niveis inferiores, se este for exigido.
[094] No exemplo 1, 109.675 Nm3/h de CO2 reagem com
219.350 Nm3/h de NH3 para produzir 109.675 Nm3/h de CH4N2O2 correspondente à produção de ureia completa.
(1) 2NH3 + CO2 θ NH2CONH2 + H2O + calor [095] No exemplo 2, com produção de ureia reduzida, 94.145 Nm3/h de CO2 são produzidos e reagem com 188.290 Nm3/h de NH3 para produzir 94.145 Nm3/h de CH4N2O2. Neste caso, excesso de 31.0 60 Nm3/h de NH3 são enviados para armazenamento.
[096] Os dois exemplos mostram a opção do ajuste e, assim, costuram a concepção da produção de CO2 pela adição de vapor e ajuste da temperatura da entrada do deslocamento. Se a produção de ureia reduzida é solicitada, menos vapor pode ser adicionado e a combinação de deslocamento 2 x DAT pode ser utilizada. Se a produção de ureia completa é solicitada, vapor adicional é adicionado e a configuração de deslocamento DAT + DMT pode ser utilizada. Mesmo uma quantidade acima da estequiométrica de CO2 pode ser produzida, caso solicitada, através da adição de mais vapor e ajustando as temperaturas da entrada do deslocamento às etapas de deslocamento apropriadamente.
[097] Em plantas de amônia/ureia convencionais, a relação CO2/NH3 é definida pela composição do gás de alimentação. Isto significa que o excesso de CO2 é, tipicamente, ventilado se produção de ureia reduzida é
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25/25 solicitada. Se a produção de ureia completa é solicitada em instalações de amônia/ureia convencionais, parte do gás de sintese é utilizado como combustível em vez da produção da amônia para ajustar a relação CO2/NH3. Isto significa que uma extremidade frontal maior é exigida.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo para produção de ureia, caracterizado por o referido processo compreender as etapas de:
    - opcionalmente, purificação de um gás de alimentação de hidrocarboneto removendo os componentes de enxofre e/ou cloreto, caso presentes;
    - reforma do gás de alimentação de hidrocarboneto em uma etapa de reforma onde a relação vapor/carbono seja menos de 2,6 obtendo, desse modo, um gás de sintese compreendendo CH4, CO, C02, H2 e H20;
    - opcionalmente, adição de H2O ao gás de síntese da etapa de reforma mantendo um vapor/carbono total de menos de 2, 6;
    - deslocamento do gás de síntese em uma seção de
    deslocamento compreendendo uma ou mais etapas de deslocamento, preferivelmente em série; - opcionalmente, lavagem do gás de síntese que deixa a seção de deslocamento com água - remoção do CO2 a partir do gás de síntese da seção de
    deslocamento em uma etapa de remoção de CO2 para obter um gás de síntese com menos de 500 ppm de CO2, preferivelmente menos de 20 ppm de CO2, e um gás de produto de CO2;
    - remoção da H2O residual e/ou CO2 do gás de síntese, preferivelmente em uma etapa absorvente;
    - remoção de CH4, CO, Ar e/ou He, preferivelmente em uma unidade de lavagem com nitrogênio e adição de nitrogênio estequiométrico ao gás de síntese para produzir NH3;
    - síntese de NH3 para obter um produto de NH3;
    - adição de, pelo menos, parte do produto de CO2 e, pelo menos, parte do produto de NH3 para uma etapa de síntese de
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  2. 2/4 ureia para fazer um produto de ureia;
    em que, a quantidade de excesso de CO2 e/ou NH3 é controlada ajustando o vapor/carbono na etapa de reforma e/ou adição de H2O a montante da etapa de deslocamento e/ou ajustando a temperatura de entrada para, pelo menos, uma de uma ou mais etapas de deslocamento.
    2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um condensado do processo que origina do resfriamento e lavagem do gás de síntese que deixa o deslocamento e/ou a seção de lavagem ser enviado a um decapante de condensado do processo, em que os subprodutos do deslocamento dissolvidos e os gases dissolvidos são removidos para fora do condensado do processo utilizando vapor, tendo por resultado uma corrente de vapor e onde, pelo menos, parte desta corrente do vapor é utilizada como H2O adicionada a montante da seção de deslocamento e/ou entre etapas de deslocamento na seção de deslocamento.
  3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por uma ou mais etapas de deslocamento serem uma ou mais etapas de deslocamento de alta temperatura (AT), utilizando um catalisador à base de óxido de zinco-alumínio promovido, com possibilidade para resfriamento e/ou adição de vapor no meio.
  4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a temperatura nas etapas de deslocamento de alta temperatura ser de 300 - 600°C, tal como 320 - 550°C.
  5. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado por o catalisador de deslocamento de AT à base de óxido de zinco-alumínio promovido compreender Zn e Al em uma relação molar de Zn/Al no intervalo de 0,5 a 1,0 e um
    Petição 870190087294, de 05/09/2019, pág. 39/45
    3/4 teor de metal alcalino no intervalo de 0,4 a 8,0% em peso e um teor de cobre no intervalo de 0 - 10%, baseado no peso do catalisador oxidado.
  6. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a relação vapor/carbono na etapa de reforma ser de 2,6-0,1, 2,4-0,1, 2-0,2, 1,5-0,3 ou 1,4-0,4, tal como 1,2 ou 1 ou 0,6.
  7. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a reforma ocorrer em um reformador autotérmico (RAT).
  8. 8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a velocidade de espaço no RAT ser de menos do que 20,000 Nm3C/m3/h, preferivelmente menos de 12,000 Nm3C/m3/h e melhor de menos do que 7000 Nm3C/m3/h.
  9. 9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender ainda uma etapa de pré-reforma.
  10. 10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a relação vapor/carbono na etapa de reforma ser ajustada obtendo, desse modo, um teor de CO2 selecionado na corrente de gás de sintese que entra a etapa de remoção do CO2.
  11. 11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a seção de deslocamento compreender uma ou mais etapas de deslocamento de alta temperatura, uma e mais etapas de deslocamento de média temperatura e/ou uma ou mais etapas de deslocamento de baixa temperatura, obtendo, desse modo, um teor de CO2 selecionado na corrente de gás de síntese que entra a etapa
    Petição 870190087294, de 05/09/2019, pág. 40/45
    4/4 de remoção do CO2.
  12. 12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o vapor adicionado ao gás de síntese antes de uma ou mais das etapas de deslocamento na seção de deslocamento ser ajustado obtendo, desse modo, um índice de CO2 selecionado na corrente de gás de síntese que entra a etapa de remoção do CO2.
  13. 13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a temperatura de entrada para uma ou mais de uma ou mais etapas de deslocamento ser ajustada obtendo, desse modo, um índice de CO2 selecionado na corrente de gás de síntese que entra a etapa de remoção do CO2.
  14. 14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a corrente de vapor conter mais do que 90% de metanol dissolvido no condensado do processo, tal como mais de 95% de metanol dissolvido no condensado do processo, tal como mais de 99% de metanol dissolvido no condensado do processo.
  15. 15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o loop do processo de amônia ser um loop livre de inertes.
  16. 16. Planta caracterizada por ser preparada para realizar os processos, conforme definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 15.
    Petição 870190087294, de 05/09/2019, pág. 41/45
    2/2
    Petição 870190087294, de 05/09/2019, pág. 43/45
    Figure BR112019018450A2_C0001
    Figura 2
    1/2
    Figure BR112019018450A2_C0002
    Petição 870190087294, de 05/09/2019, pág. 42/45
    1/2
    RESUMO
    PROCESSO DE UREIA COM EXCESSO CONTROLADO DE CO2 E/OU NH3
    Um processo para produção de ureia, o referido processo compreendendo as etapas de:
    - purificação de um gás de alimentação de hidrocarboneto que remove os componentes de enxofre e/ou cloreto, caso presentes;
    - reforma do gás de alimentação de hidrocarboneto em uma etapa de reforma onde a relação vapor/carbono seja menos de
    2,6 obtendo, desse modo, um gás de sintese compreendendo CH4, CO, C02, H2 e H20;
    - opcionalmente, adição de H2O ao gás de síntese da etapa de reforma mantendo um vapor/carbono total de menos de 2,6;
    - deslocamento do gás de síntese em uma seção de deslocamento que compreende uma ou mais etapas de deslocamento, preferivelmente em série;
    - opcionalmente, lavagem do gás de síntese que deixa a seção de deslocamento com água;
    - remoção do CO2 a partir do gás de síntese da seção de deslocamento em uma etapa de remoção do CO2 para obter um gás de síntese com menos de 500 ppm de CO2, preferivelmente menos de 20 ppm de CO2, e um gás de produto de CO2;
    - remoção da H2O residual e/ou CO2 do gás de síntese, preferivelmente em uma etapa absorvente;
    - remoção de CH4, CO, Ar e/ou He, preferivelmente em uma unidade de lavagem com nitrogênio e adição de nitrogênio estequiométrico para produzir NH3 para o gás de síntese;
    - síntese do NH3 para obter um produto de NH3;
    - adição de, pelo menos, parte do produto de CO2 e, pelo menos, parte do produto de NH3 para uma etapa de síntese de
    Petição 870190087294, de 05/09/2019, pág. 44/45
    2/2 ureia para fazer um produto de ureia, onde a quantidade de excesso de CO2 e/ou NH3 é controlada ajustando ο vapor/carbono na etapa de reforma e/ou a adição de H2O a montante da etapa de deslocamento e/ou ajustando a temperatura da entrada para, pelo menos, uma de uma ou mais etapas de deslocamento.
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Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 07/03/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS