BR112020008222B1

BR112020008222B1 - Condensador de carbamato de alta pressão

Info

Publication number: BR112020008222B1
Application number: BR112020008222-8A
Authority: BR
Inventors: Dorin Popa
Original assignee: Stamicarbon B.V.
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2022-05-17
Also published as: CA3080306A1; US20210187412A1; US20200306663A1; KR102220177B1; CN111278804B; MX2020004382A; HRP20220027T1; ES2903181T3; KR20200096222A; HUE059433T2; CN113476880B; CN113457196B; GEP20227358B; KR20210022143A; KR102564759B1; JP2021119323A; JP7343539B2; US11766627B2; AU2018354985A1; JP2021500385A

Abstract

A presente invenção se refere a um condensador de carbamato de alta pressão, uma planta de ureia e um processo de produção de ureia. O condensador de carbamato de alta pressão, conforme descrito, é do tipo trocador de calor de casco e tubo com um feixe de tubos e tem uma câmara de redistribuição conectada aos tubos do feixe de tubos e a um duto. O duto se estende entre a câmara de redistribuição e o casco.

Description

[0001] A invenção se refere a um condensador de carbamato de alta pressão. O condensador compreende um trocador de calor de casco e tubo que compreende um feixe de tubos montado em um casco. O condensador de carbamato de alta pressão pode ser usado, em particular, para a condensação de carbamato em plantas de produção de ureia por separação ("stripping"). Em algumas modalidades, as soluções corrosivas que compreendem carbamato estão presentes em operação tanto no lado do casco quanto no lado do tubo, em particular, dentro de ao menos alguns tubos do feixe de tubos e no espaço entre os tubos.

INTRODUÇÃO

[0002] Um tipo comumente usado de condensador de carbamato é o condensador do tipo piscina descrito em "A lower cost design for urea", Nitrogen n° 222, July-August 1996, página 29-31. Esse tipo de condensador do tipo piscina compreende uma folha de tubo. As folhas de tubo são mais geralmente uma parte típica dos condensadores de carbamato de alta pressão do tipo trocador de calor de casco e tubo. A folha de tubo é tipicamente uma placa de metal plana que delimita o espaço do casco no condensador de um cabeçote. A folha de tubo, além disso, veda uma extremidade do casco tipicamente cilíndrico. A folha de tubo é dotada de vários orifícios. Os tubos são inseridos através dos orifícios ou são unidos à folha de tubo alinhados com os orifícios, de modo que o fluido possa fluir entre um cabeçote e os tubos. O feixe de tubos com frequência tem um número muito grande de tubos, por exemplo, mais de 100 tubos ou mesmo mais de 1.000 tubos. O cabeçote é usado para distribuir o fluido de uma entrada até uma pluralidade de tubos ou para coletar fluido de uma pluralidade de tubos até uma saída.

[0003] Em condensadores de carbamato conhecidos, a folha de tubo geralmente precisa ser capaz de suportar a alta pressão. Além disso, evitar a corrosão é um desafio porque o carbamato é altamente corrosivo, especificamente nas altas temperaturas de condensação do carbamato de alta pressão. Para obter alta resistência mecânica e alta resistência à corrosão, as folhas de tubo conhecidas são frequentemente produzidas a partir de aço carbono revestido com uma camada de aço altamente resistente à corrosão, como ligas de aço inoxidável dúplex no lado (ou lados) exposto ao meio corrosivo. Isso aumenta os custos de construção, por exemplo, devido à difícil soldagem dos tubos à folha de tubo.

[0004] Uma folha de tubo conhecida de um condensador de carbamato do tipo chaleira em uma planta de ureia é ilustrada nos documentos EP 0464307 e US 4082797.

[0005] A construção da folha de tubo é geralmente desafiadora e dispendiosa. A presente invenção aborda, de modo geral, as desvantagens dos condensadores de carbamato de alta pressão conhecidos com folhas de tubo, como o alto custo de construção associado à folha de tubo.

SUMÁRIO

[0006] Consequentemente, a invenção se refere, em um primeiro aspecto, a um condensador de carbamato de alta pressão que compreende um trocador de calor de casco e tubo que compreende um recipiente que compreende um casco e pelo menos um feixe de tubos, sendo que o casco envolve um espaço do recipiente, sendo que o feixe de tubos compreende tubos tendo extremidades e sendo que um espaço do casco é fornecido entre os tubos e o casco, sendo que o trocador de calor compreende adicionalmente uma câmara de redistribuição situada no dito espaço do recipiente, sendo que a dita câmara de redistribuição compreende uma parede para separar um primeiro fluido no espaço do casco de um segundo fluido no interior da câmara de redistribuição, sendo que uma pluralidade dos ditos tubos é conectada a uma única câmara de redistribuição de modo que o dito segundo fluido possa fluir entre os ditos tubos e a dita câmara de redistribuição, sendo que o condensador compreende adicionalmente um duto que se estende a partir de uma abertura para o segundo fluido no dito casco através do dito espaço do recipiente até a dita câmara de redistribuição, de modo que o segundo fluido possa fluir entre uma extremidade do tubo e a dita abertura para o segundo fluido no dito casco através da dita câmara de redistribuição e o dito duto.

[0007] A invenção também se refere a uma planta de produção de ureia que compreende uma seção de síntese de ureia de alta pressão que compreende um reator, um separador e um condensador de carbamato de alta pressão, sendo que o condensador de carbamato de alta pressão é conforme descrito, e sendo que opcionalmente o reator e o condensador de carbamato de alta pressão são combinados em um único recipiente que tem uma saída de líquido conectada ao separador.

[0008] A invenção refere-se, ainda, a um processo de produção de ureia no qual a ureia é formada em um reator para produzir uma solução de síntese de ureia, sendo que pelo menos uma parte da dita solução de síntese de ureia é separada em um separador para produzir solução de ureia separada e sendo que o gás do separador é condensado em um condensador de carbamato de alta pressão, sendo que o processo é executado em uma planta conforme descrito e/ou sendo que o condensador de carbamato de alta pressão é conforme descrito.

[0009] De modo mais genérico, a invenção também se refere a um trocador de calor de casco e tubo que compreende tal recipiente e que compreende tal casco, feixe de tubos, câmara de redistribuição e duto. O trocador de calor de casco e tubo é, por exemplo, configurado para condensação de outros compostos além de carbamato e/ou para funcionamento a pressões abaixo de 100 bars e/ou outros processos de troca de calor além de condensação. O trocador de calor pode ser usado na produção de ureia e em outras plantas e processos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A Figura 1 ilustra um condensador de carbamato de referência não de acordo com a invenção com uma folha de tubo.

[0011] A Figura 2 ilustra um exemplo de um condensador de carbamato de alta pressão de acordo com a invenção.

[0012] A Figura 3 ilustra esquematicamente um exemplo de uma planta de ureia de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0013] Neste pedido, para fluxos de processo (ou seja, não para linhas de vapor d’água), a alta pressão (HP) está acima de 100 bars, por exemplo entre 120 e 300 bars, tipicamente, entre 150 e 200 bars. Média pressão (MP) é, por exemplo, de 10 a 70 bars (incluindo a pressão intermediária de 30 a 70 bars), em particular de 15 a 25 bars, e a baixa pressão (LP) é, por exemplo, de 0 a 10 bars, em particular de 1 a 8 bars ou de 2 a 5 bars. Para uso na presente invenção, "carbamato" se refere a carbamato de amônio.

[0014] O condensador de carbamato de alta pressão é de preferência um condensador submerso, ao contrário de um condensador de película descendente. No funcionamento de um condensador submerso, a condensação é realizada em um espaço com líquido como a fase contínua e com o gás a ser condensado disperso no líquido. Um nível do líquido está, portanto, presente no espaço de condensação. Por exemplo, os tubos são cobertos pelo líquido condensado em funcionamento (no interior ou no exterior dos tubos) e, de preferência, os tubos são submersos no líquido condensado. O condensador submerso que compreende um trocador de calor de casco e tubo é configurado para condensação dentro dos tubos ou no espaço do casco. Adequadamente, a condensação é realizada no espaço do casco. O espaço do casco é o espaço vazio ao qual a superfície externa dos tubos está exposta. O espaço do casco é confinado pelo casco. A condensação no espaço do casco é uma opção para fornecer uma construção relativamente simples na qual o condensado tem tempo de residência suficiente no condensador. Isso possibilita vantajosamente que uma parte da ureia seja formada já no condensador. Um tempo de residência mais longo também pode ser fornecido em caso de condensação nos tubos mediante o uso de mais tubos e/ou tubos com um diâmetro maior.

[0015] O condensador é, por exemplo, um condensador de carbamato de alta pressão configurado como um condensador submerso com condensação realizada no espaço do casco, por exemplo, com base no desenho do condensador do tipo piscina, mas modificado para ter uma ou mais das ditas câmaras e dutos de redistribuição. Um exemplo de condensador do tipo piscina é ilustrado em Nitrogen n° 222, July-August 1996, páginas 29-31. De preferência, o fluido de resfriamento é fornecido nos tubos. Na presente invenção, o fluido de resfriamento é, por exemplo, uma corrente de processo, como uma solução que compreende ureia e carbamato, sendo que a solução é aquecida quando passa através dos tubos, e água (condensado do processo) opcionalmente é usada também como fluido de resfriamento.

[0016] O condensador de carbamato de alta pressão tem, por exemplo, uma configuração vertical, com (a parte reta de) os tubos em disposição vertical em relação à gravidade, quando instalado na planta de ureia. De modo geral, o condensador de carbamato vertical é configurado para condensação do espaço do casco ou nos tubos, de preferência, no espaço do casco. O condensador tem, por exemplo, um feixe de tubos em formato de U ou reto, de preferência, um feixe de tubos em formato de U. Por exemplo, um condensador de carbamato vertical que é do tipo descrito no documento US 6518457 e/ou que tem um feixe de tubos com extremidades do tubo no fundo pode ser modificado com câmaras e dutos de redistribuição de acordo com a presente invenção. Além disso, um condensador vertical com um feixe de tubos com extremidades do tubo no topo pode ser dotado de câmaras e dutos de redistribuição de acordo com a invenção, que são, por exemplo, colocados no topo do condensador.

[0017] O condensador de carbamato de alta pressão tem, de preferência, uma configuração horizontal, com (a parte reta de) os tubos em disposição horizontal em relação à gravidade, quando instalado na planta de ureia. Por exemplo, o condensador de carbamato de alta pressão com orientação horizontal pode ser configurado para condensação nos tubos e para receber fluido de resfriamento no espaço do casco. Por exemplo, um condensador de carbamato do tipo chaleira, por exemplo, conforme descrito no documento EP 0464307 ou US 4899813, pode ser modificado com uma câmara de redistribuição e duto, conforme descrito aqui.

[0018] Em uma modalidade, o condensador é configurado como um condensador submerso horizontal. Isso possibilita vantajosamente uma altura inferior da planta. Em uma modalidade preferencial, o condensador é configurado como um condensador submerso horizontal operado com a condensação no lado do casco (ou seja, no espaço do casco). Isso fornece a vantagem adicional de que o volume do condensador possa ser facilmente projetado para um tempo de residência mais longo do condensado. Isso também pode ser usado para criar um reator do tipo piscina. A condensação no lado do casco também resulta em um meio de alta pressão no lado do casco que facilita a fabricação do condensador e, em particular, possibilita um desenho mais simples da câmara de redistribuição.

[0019] Portanto, em uma modalidade preferencial, o recipiente compreende uma entrada de gás para o espaço do casco, para que o gás seja condensado. A entrada de gás compreende uma abertura no casco. A entrada de gás possibilita a operação com condensação no espaço do casco e fluido(s) de resfriamento nos tubos. O recipiente compreende adicionalmente uma saída para líquido a partir do espaço do casco, como para uma corrente de líquido contendo carbamato. A saída compreende uma abertura no casco. O recipiente compreende, de preferência, um distribuidor de gás conectado à entrada de gás. O distribuidor de gás compreende, de preferência, uma pluralidade de passagens para o gás da entrada de gás para o espaço do casco. O distribuidor de gás pode ser usado para distribuir gás a ser condensado sobre e para dentro do espaço do casco, em particular, para o líquido em operação. O distribuidor de gás é, de preferência, disposto abaixo do nível de líquido em funcionamento. O distribuidor de gás compreende, por exemplo, um aspersor com um ou mais tubos que se estendem ao longo do comprimento do recipiente, o dito tubo forma braços que se estendem na direção da largura do recipiente em ambos os lados dos ditos tubos, sendo que os braços têm várias aberturas para o gás (por exemplo, mais de 50 aberturas por braço) no lado superior dos braços. O gás a ser condensado é, por exemplo, uma mistura que compreende CO2 e NH3 de um separador de alta pressão. O recipiente, compreende, de preferência, adicionalmente, uma entrada de líquido no espaço do casco, para introduzir no espaço do casco uma corrente líquida que compreende amônia e/ou corrente de reciclo de carbamato. Em uma modalidade exemplificadora, uma corrente de reciclo de carbamato, por exemplo, a partir de uma seção de média pressão de uma planta de ureia, é introduzida no espaço do casco através de uma abertura no casco no topo do casco. Isso pode proporcionar uma mistura aprimorada uma vez que o líquido de reciclo de carbamato tem uma densidade mais alta do que a mistura de condensação no espaço do casco. A abertura no casco para reciclo de carbamato é, de preferência, na direção do comprimento espaçado a menos de 1 m de uma câmara de redistribuição. Isso fornece uma boa mistura de fluidos no espaço do casco próximo à câmara de redistribuição.

[0020] O condensador de carbamato tem, por exemplo, uma disposição horizontal ou vertical. No caso de um condensador de carbamato horizontal com um distribuidor de gás, o distribuidor de gás se estende horizontal e em paralelo com (as partes retas de) os tubos, de modo a introduzir o gás a ser condensado no espaço do casco em várias saídas do distribuidor de gás que são espaçadas entre si na direção horizontal. Nesta modalidade, a direção de comprimento também é horizontal. Os tubos são, de preferência, em formato de U.

[0021] O condensador compreende, de preferência, um distribuidor de líquido para distribuir líquido no espaço do casco em uma pluralidade de aberturas. Essas aberturas são, de preferência, espaçadas entre si na direção de comprimento do condensador. O distribuidor de líquido é, por exemplo, conectado a um membro de suprimento de amônia, como com uma conexão de fluxo de líquido a um compressor para alimentação de amônia. Tipicamente, o distribuidor de líquido (por exemplo, distribuidor de amônia) é conectado a uma abertura no casco e está em funcionamento, por exemplo, submerso no líquido presente no espaço do casco.

[0022] O feixe de tubos compreende, de modo geral, uma pluralidade de tubos, sendo que os tubos compreendem ou consistem em peças de tubo retas. Tipicamente, as partes retas dos tubos estão dispostas em paralelo e são espaçadas mas das outras. Conforme usado neste pedido, se a condensação for realizada no casco, os tubos de um único feixe de tubos compreendem o mesmo fluido de resfriamento. Consequentemente, uma câmara de redistribuição é, de preferência, conectada aos tubos de um único feixe de tubos. Em uma outra modalidade, dois ou mais fluidos de resfriamento são usados nos tubos (com membros de suprimento separados), e o condensador contém uma pluralidade de feixes de tubo. Os feixes de tubos podem ser combinados em um feixe de tubos combinado. As partes retas de todos os tubos em um feixe de tubos combinado são de preferência paralelas umas às outras.

[0023] A fim de ter superfície suficiente para troca de calor, o condensador de carbamato de alta pressão tem um ou mais feixes de tubos com, por exemplo, ao menos 300 tubos nos feixes no total, tipicamente de 1.000 a 4.000, como de 1.500 a 3.000 tubos no total, com por exemplo pelo menos 100 tubos em cada feixe de tubos. Os tubos têm, por exemplo, um diâmetro interno constante ao longo de seu comprimento. De preferência, cada câmara de redistribuição é conectada apenas a extremidades de entrada ou extremidade de saída de um único feixe de tubos.

[0024] Em algumas modalidades, o feixe de tubos compreende tubos retos com extremidades do tubo em lados opostos do feixe de tubos na direção de comprimento. Câmaras de redistribuição podem ser fornecidas em cada extremidade do feixe de tubos. Em princípio, uma folha de tubo também pode ser usada em uma extremidade e uma câmara de redistribuição, em uma extremidade oposta. O feixe de tubos pode estar situado em qualquer posição no comprimento do recipiente, por exemplo, em uma extremidade ou no centro do recipiente. A parte reta dos tubos tem, por exemplo, um comprimento de 20 a 90% do comprimento do recipiente, por exemplo, de preferência ao menos 30%, ao menos 40%, ao menos 50% ou ao menos 60%, e/ou por exemplo até 90%, até 80% ou até 70% do comprimento do recipiente. Em algumas modalidades, as partes retas dos tubos têm um comprimento de 60 a 90% do comprimento do recipiente e de preferência o condensado obtido pela condensação no condensador é fornecido para um reator de alta pressão. Em algumas modalidades, as partes retas dos tubos têm um comprimento de 20 a 60% do comprimento do recipiente e de preferência o condensado obtido pela condensação no condensador é fornecido para um separador de alta pressão. Por exemplo, o condensado é fornecido diretamente ao separador de modo que o separador de alta pressão receba o condensado que tem a composição igual à do líquido na saída do condensador. Em uma planta de ureia, de acordo com tal modalidade, o reator e o condensador são combinados em um único recipiente.

[0025] Em algumas modalidades, câmaras de redistribuição são fornecidas em ambas as extremidades dos tubos (de preferência, de um feixe de tubos retos) e a(s) câmara(s) de redistribuição é(são) espaçada(s) a partir do recipiente a uma distância, na direção de comprimento, ao menos 1% de, ao menos 5%, ao menos 10% ou ao menos 20% no comprimento do recipiente, em uma ou ambas as extremidades do feixe de tubos. Um espaçamento maior entre a câmara de redistribuição e o recipiente, em uma ou ambas as extremidades do feixe de tubos, proporciona um espaço do casco relativamente maior para condensação e pode contribuir para um tempo de residência maior do condensado no espaço do casco. Isso pode possibilitar a formação de ureia e, por exemplo, a operação como reator do tipo piscina. O carbamato condensado é tipicamente enviado a um reator de ureia e, em algumas modalidades, é enviado diretamente para o separador em funcionamento. Especialmente para comprimentos maiores de tubo (com base na parte reta do tubo), como acima de 5 metros, acima de 10 metros, acima de 20 metros ou acima de 30 metros, a fabricação de tubos retos pode ser mais simples do que para tubos em formato de U.

[0026] Em modalidades adicionais, o feixe de tubos é um feixe de tubos em formato de U, sendo que cada tubo compreende uma curva e duas pernas, as pernas sendo partes retas do tubo. O condensador de carbamato compreende opcionalmente uma parte de reator entre a curva do feixe de tubos em formato de U e o casco (oposto às pernas do tubo), por exemplo, mas não exclusivamente no casco de um reator do tipo piscina. Um exemplo de reator do tipo piscina é descrito em US 5767313. As partes retas dos tubos do feixe de tubos em formato de U são dispostas na direção de comprimento do casco. Em algumas modalidades, o casco compreende uma parte intermediária essencialmente cilíndrica, tendo um diâmetro e um comprimento, e com partes de tampa em ambas as extremidades. No caso de um feixe de tubos em formato de U, por exemplo, uma tampa substancialmente hemisférica (opcionalmente com uma abertura) é unida à extremidade da parte intermediária que é próxima à curva do feixe de tubos do feixe de tubos bem como à outra extremidade da parte intermediária. Na técnica anterior, por exemplo, US 5767313, uma folha de tubo é fornecida na extremidade distante da curva do feixe de tubos em formato de U, para conectar as extremidades do tubo com as linhas de alimentação e drenagem através de um cabeçote.

[0027] A invenção é amplamente baseada no discernimento criterioso para colocar uma câmara de redistribuição dentro do casco e para conectar tubos do feixe de tubos à câmara de redistribuição e para fornecer um duto que conecta a câmara de redistribuição com uma linha de alimentação ou de drenagem através de uma abertura no casco. O duto é disposto dentro do casco e permite que a câmara de redistribuição seja distanciada do casco. O duto está em funcionamento em um lado em contato com um fluido de resfriamento e no outro lado com o gás a ser condensado e/ou o condensado formado no condensador. O mesmo se aplica para a parede da câmara de redistribuição. Em modalidades com condensação no lado do casco (fora dos tubos), o casco é a parte do equipamento que contém o meio de condensação de alta pressão e que está no interior em contato com esse meio. No exterior, o casco é tipicamente exposto ao ambiente.

[0028] Em uma modalidade típica, cada tubo do feixe de tubos tem duas extremidades de tubo e, para cada tubo, uma extremidade de tubo é conectado a uma câmara de redistribuição de entrada (para distribuir fluido a uma pluralidade de tubos) e a outra extremidade do tubo, a uma câmara de redistribuição de saída (para coleta de fluidos a partir de uma pluralidade de tubos).

[0029] Em uma modalidade preferencial, o recipiente compreende dois feixes de tubo, por exemplo, para dois fluidos de resfriamento diferentes, cada feixe de tubos com uma câmara de redistribuição de entrada e uma câmara de redistribuição de saída, de modo que o recipiente contenha quatro câmaras de redistribuição.

[0030] A câmara de redistribuição compreende uma parede. A parede inclui uma parte da parede com furos de orifício. Em funcionamento, o fluido flui entre a câmara de redistribuição e os tubos conectados a ela através dos furos de orifício. No entanto, ao contrário de uma folha de tubo convencional, essa parte da parede, e mais particularmente toda a câmara de redistribuição, é espaçada do casco. Portanto, tipicamente nenhuma parte da câmara de redistribuição está em contato direto com (a superfície interna de) o casco.

[0031] A câmara de redistribuição é conectada às extremidades do tubo. Em particular, a parte da parede com furos de orifício está conectada às extremidades do tubo, por exemplo, com juntas isentas de fendas.

[0032] Consequentemente, pelo menos algumas extremidades do tubo estão situadas dentro do espaço encerrado pelo casco (o espaço do recipiente) e estão conectadas (para o fluxo de fluidos) a uma abertura no casco através de uma câmara de redistribuição e um duto que se estende entre a câmara de redistribuição e o casco. A câmara de redistribuição é espaçada da abertura do casco, por exemplo por pelo menos 5 cm, pelo menos 10 cm ou pelo menos 40 cm. A câmara de redistribuição é também espaçada, de preferência totalmente, do casco, de preferência por pelo menos 5 cm, pelo menos 10 cm ou pelo menos 40 cm. Esses espaçamentos são de preferência fornecidos pelo espaço vazio que, em funcionamento, pode ser preenchido com fluido de resfriamento ou meio de condensação. Elementos de suporte podem estar presentes entre a câmara de redistribuição e o casco, bem como os dutos.

[0033] Vantajosamente, em uma modalidade preferencial com fluido(s) de resfriamento nos tubos, a alta pressão é do lado de fora da câmara de redistribuição, não no interior.

[0034] Vantajosamente, as paredes da câmara de redistribuição podem ser menos espessas que as folhas do tubo conhecidas, por causa das dimensões menores da câmara de redistribuição em comparação com uma folha de tubo. Em particular, a câmara de redistribuição tem uma área superficial menor na seção transversal perpendicular ao comprimento do receptáculo em comparação com o casco e a uma folha de tubo vedando o casco. Isso resulta em forças (tensões) significativamente menores para as quais as paredes da câmara de redistribuição precisam ser projetadas.

[0035] Em uma modalidade preferencial, um elemento (placa) com furos de orifício da câmara de redistribuição (ou comum a uma pilha de câmaras de redistribuição) tem, por exemplo, apenas um flange relativamente pequeno ao redor dos feixes de tubos, como menor que 40 cm, menor que 20 ou menor que 10 cm em torno de cada feixe de tubos em cada lado, a partir dos tubos externos de cada feixe de tubos.

[0036] A câmara de redistribuição pode ser, por exemplo, fornecida com uma estrutura interna de suporte de carga, como um espaçador. As paredes da câmara de redistribuição podem ser feitas de, ou consistir em, uma única folha de material resistente à corrosão, como aço inoxidável dúplex. As conexões de solda dos tubos para a câmara de redistribuição são mais fáceis de fabricar para a modalidade preferencial com uma parede de folha única, especialmente, porque não há risco de exposição do aço carbono.

[0037] Além disso, vantajosamente, as paredes das câmaras de redistribuição também contribuem para a superfície de troca de calor uma vez que, em operação, elas podem estar em um lado em contato com fluido de resfriamento e no outro lado com o meio de condensação.

[0038] A invenção também se refere a uma planta de produção de ureia que compreende uma seção de síntese de ureia de alta pressão que compreende o condensador de carbamato de alta pressão conforme descrito, um reator e um separador. Cada um dentre o reator, o condensador e o separador opera em alta pressão. O separador tem uma linha de fluxo de gás para o condensador, o condensador tem uma linha de fluxo de líquido para o reator, e o reator tem uma linha de fluxo de líquido para o separador para pelo menos uma parte da solução de ureia. O reator e um condensador são opcionalmente combinados em um único recipiente, que é, por exemplo, posicionado horizontalmente e a partir do qual é fornecido condensado diretamente para um separador. Esse recipiente único, por exemplo, compreende uma parte de condensador e uma parte de reator. Também no caso de um condensador e um reator fornecidos como recipientes separados (tipicamente com um recipiente de reator vertical) opcionalmente alguma ureia já é formada no condensador. A planta compreende, por exemplo, uma linha de fluxo de gás do separador até o espaço do casco e uma linha de fluxo de líquido do separador até o feixe de tubos do condensador de carbamato; ou a planta compreende, por exemplo, uma linha de fluxo de gás do separador até o feixe de tubos e uma linha de fluxo de líquido do separador até o espaço do casco condensador de carbamato; sendo que a dita linha de fluxo para o feixe de tubos é através de um duto e uma câmara de redistribuição conforme descrito.

[0039] Em funcionamento, a corrente de síntese de ureia do reator que compreende ureia, água e CO2 e NH3 (em parte como carbamato) é fornecido ao menos em parte ao separador. O carbamato é dissociado em CO2 e NH3 no separador e uma parte dos componentes não reagidos é removida da solução como gás. No separador, a dissociação do carbamato é promovida pelo aquecimento e pelo contato de contra-corrente com um gás de separação para promover a dissociação. O separador utiliza aquecimento e, por exemplo, um suprimento de CO2 de alta pressão como agente de separação, a assim chamada separação térmica também é possível. O aquecimento no separador é tipicamente uma troca de calor indireta com vapor, tipicamente com vapor no lado do casco e na corrente de síntese de ureia nos tubos de um trocador de calor de casco e tubo usado como separador. A solução de ureia separada, ainda contendo algum carbamato e NH3, é tipicamente expandida para uma pressão mais baixa e fornecida a uma seção de recuperação na qual mais carbamato é removido da solução de ureia; a seção de recuperação inclui, por exemplo, com recuperação de MP com seção de recuperação de LP a jusante em série, ou apenas recuperação de LP. A corrente de gás misturada do separador contendo grupos NH3 e CO2 é fornecida ao condensador de alta pressão ou aos tubos ou ao espaço do casco.

[0040] Em uma modalidade preferencial, a corrente de gás misturada é fornecida ao espaço do casco, através de uma abertura no casco. Um ou mais fluidos de resfriamento são fornecidos aos tubos, através de um duto e uma câmara de redistribuição conforme descrito (com dutos e câmaras de redistribuição separados para diferentes fluidos de resfriamento). O condensado líquido é formado e está, nesta modalidade preferencial, presente no espaço do casco, opcionalmente com gás na parte de topo do espaço do casco. O líquido condensado está em contato com os tubos de modo que o condensado é tipicamente sub-resfriado.

[0041] Nessa modalidade preferencial, um distribuidor de gás, como um aspersor, é usado para distribuir o gás a ser condensado no espaço do casco, em particular, para distribuição na direção de comprimento do condensador. O aspersor é, por exemplo, um tubo tendo uma entrada conectada a uma abertura de entrada do casco, opcionalmente com braços e tendo uma pluralidade de aberturas de saída para gás, sendo que as aberturas de saída são espaçadas entre si na direção de comprimento. Os braços se estendem na largura do recipiente e têm aberturas para gás. Um condensador de carbamato preferencial compreende tal aspersor. Para condensadores horizontais, tanto o distribuidor de gás quanto as partes retas dos tubos se estendem em paralelo na direção de comprimento; de preferência, ao menos uma parte do distribuidor de gás é disposta abaixo das partes retas. Isso proporciona vantajosamente uma distribuição aprimorada de calor de condensação no casco.

[0042] Em algumas modalidades, a amônia também é introduzida no espaço do casco, por exemplo, com o uso de um distribuidor de líquido, especialmente, se um separador de CO2 for usado.

[0043] Em algumas modalidades, o calor de condensação é ao menos em parte removido mediante a produção de vapor (vaporização de água) em pelo menos alguns dos tubos no caso de condensação no espaço do casco, e no espaço do casco, no caso de condensação nos tubos, o vapor é, por exemplo, formado a partir do condensado do processo.

[0044] As partes do condensador de carbamato que estão em contato com o meio do processo, especialmente a temperaturas mais altas (por exemplo o meio de processo condensando a alta pressão no condensador), são normalmente feitas de materiais resistentes à corrosão, em particular de aço de grau de ureia, como um aço inoxidável dúplex de austenítica-ferrítica (aço dúplex). Por exemplo, o casco está no interior tipicamente fornecido com a soldagem de sobreposição (isto é, uma sobreposição de solda) ou o revestimento interno produzido a partir de aço de grau de ureia ou outro metal resistente à corrosão, por exemplo, aço inoxidável dúplex austenítica-ferrítica, aço AISI 316L ou aço de Cr/Ni/Mo INOX 25/22/2. Tal revestimento interno é típico para o casco de um condensador de carbamato de alta pressão. O casco externo é, por exemplo, um casco de aço carbono e tem, por exemplo, pelo menos 30 mm ou pelo menos 40 mm de espessura.

[0045] Em algumas modalidades, o condensador de carbamato de HP compreende dois feixes de tubos. Isso pode ser usado para implementar um processo no qual dois fluidos de resfriamento diferentes são usados, por exemplo, um primeiro feixe de tubos para produzir vapor d' água e um segundo feixe de tubos em que uma solução aquosa que compreende ureia e carbamato é aquecida para causar a dissociação do carbamato.

[0046] Tal condensador pode, por exemplo, ser utilizado em uma planta e o processo, conforme descrito em US 2015/0119603.

[0047] Em uma modalidade, o condensador de HP com dois feixes de tubo é usado em um processo de produção de ureia em que em um primeiro feixe de tubos é produzido vapor d’água a partir de água (também chamado de condensado). Em um segundo feixe de tubos, uma solução que contém carbamato (e tipicamente também ureia) é aquecida pelo calor de condensação recebido do meio do processo de alta pressão no lado do casco, de modo que ao menos parte do carbamato na solução no segundo feixe de tubos se dissocie nos grupos NH3 e CO2. A solução é, por exemplo, obtida como a solução de ureia separada do separador de HP, ou como parte da solução de síntese de ureia do reator que não é separada no separador de HP. Por exemplo, uma solução de ureia que é parte do líquido do reator (opcionalmente, do recipiente de combinação que compreende o condensador e o reator) e/ou a solução de ureia que é ao menos uma parte do líquido do separador, é alimentada ao segundo feixe de tubos, em particular, através da câmara de redistribuição de entrada e do duto de entrada para o segundo feixe de tubos, opcionalmente, com etapas intermediárias como a expansão e separação de gás/líquido (chamejamento). Por exemplo, a totalidade ou uma parte da solução de ureia que sai o separador é expandida, opcionalmente chamejada e opcionalmente adicionalmente expandida e fornecida a média pressão (por exemplo, 10 a 35 bars) ao segundo feixe de tubos.

[0048] Em algumas modalidades, o segundo feixe de tubos recebe uma solução contendo carbamato, por exemplo, em processos de produção de ureia que envolvem fornecer uma solução de ureia ao segundo feixe de tubos direta ou indiretamente a partir do reator (ou parte do reator), por exemplo, a partir do reator, do separador ou de uma seção de recuperação, de preferência através de um duto de entrada e uma câmara de redistribuição de entrada. Em tais modalidades, a dissociação térmica de carbamato (para gás CO2 e NH3) pode ocorrer no segundo feixe de tubos.

[0049] O condensador de alta pressão pode ser usado, por exemplo, em um processo de produção de ureia do tipo separação, em que uma parte da solução de ureia do reator é enviada para um separador de alta pressão e outra parte da solução se desvia do separador e é enviada para uma etapa de tratamento de média pressão envolvendo a dissociação de carbamato por aquecimento da solução em média pressão. A invenção também se refere a tal processo. Um exemplo de um tal processo, usando um tipo diferente de condensador de alta pressão, é descrito em US 2004/0116743. Na operação do condensador de carbamato de alta pressão da presente invenção e em um processo preferencial da invenção, a etapa de tratamento de média pressão é, por exemplo, executada mediante a passagem da solução de ureia através do (segundo) feixe de tubos do condensador de carbamato de alta pressão em troca de calor indireta com os gases de condensação no condensador que são recebidos do separador. Em uma outra modalidade, o condensador de carbamato é usado para produzir vapor d’água (por exemplo, em um feixe de tubos), sendo que o vapor é usado para fornecer calor a uma etapa de dissociação de pressão média da solução de ureia obtida a partir da solução de ureia separada ou não separada do reator.

[0050] Para os condensadores de carbamato de HP convencionais, um desafio no caso de ter carbamato em funcionamento que contém líquido(s) em ao menos alguns dos tubos bem como no espaço do casco, é o risco de corrosão e a maneira da conexão do tubo à folha de tubo, por exemplo, para o condensador do tipo piscina com uma folha de tubo, conforme ilustrado em US 2015/0119603. A presente invenção fornece a vantagem importante de que a câmara de redistribuição, em particular, a parte da parede com os furos de orifício, que está exposta, em ambos os lados, à solução contendo carbamato corrosivo, pode em uma modalidade pode ser feita de (e consistir em) um aço resistente à corrosão de folha única, como um aço inoxidável dúplex de folha única. Esse é particularmente o caso quando a condensação está no lado do casco. Paredes em multicamada da câmara também são possíveis, especialmente, se todas as camadas forem de material resistente à corrosão. Em algumas modalidades, a espessura da parte da parede com furos de orifício para os tubos é de 0,5 a 2 vezes a espessura de qualquer outra parte da parede da câmara de redistribuição, a parte de parede com furos de orifício sendo uma placa plana. Por exemplo, se as outras partes da câmara de redistribuição têm paredes de 1 a 2 cm de espessura, a parte da parede com os furos de orifício para os tubos tem uma espessura de 0,5 a 4 cm. Em algumas modalidades, a espessura da parte da parede com furos de orifício para os tubos é de 0,9 a 1,1 vez a espessura das outras partes da parede da câmara de redistribuição. Uma vantagem da invenção é que a parte da parede com os furos de orifício para os tubos não precisa ser uma placa muito espessa como no caso de uma folha de tubo.

[0051] Em uma modalidade exemplificadora, o condensador compreende dois feixes de tubos em formato de U dispostos em, na direção vertical, ABBA, sendo que A é uma parte reta do primeiro feixe de tubos e B é uma parte reta do segundo feixe de tubos, ou sendo que A é uma parte reta do segundo feixe de tubos (em funcionamento usada, por exemplo, para dissociação do carbamato) e B é uma parte reta do primeiro feixe de tubos (em funcionamento usada, por exemplo, para produzir vapor) e, de preferência, com uma pilha vertical de quatro câmaras de redistribuição conectada aos dois feixes de tubo. Em tal modalidade, as curvas do feixe de tubos em formato de U podem ser dispostas de modo concêntrico (em particular em seção transversal no plano de comprimento-altura). Alternativamente, a disposição pode ser AABB que formaria, por exemplo, dois conjuntos de curvas, dentro de cada feixe de tubos concêntricos e os dois conjuntos dispostos um acima do outro.

[0052] Em uma modalidade preferencial da planta de produção de ureia da invenção, o condensador de carbamato de alta pressão compreende um feixe de tubos que é conectado através de uma câmara de redistribuição e um duto para uma linha de alimentação. A linha de alimentação é usada para alimentar a solução de ureia, que também contém carbamato, nos tubos do feixe de tubos. A linha de alimentação é conectada ao separador para receber a solução de ureia separada do separador e/ou é conectada ao reator para receber uma parte da solução de ureia do reator. Em uma modalidade preferencial, a linha de alimentação compreende um dispositivo de expansão e, de preferência, um separador de gás/líquido para separação de gás da solução de ureia expandida. De preferência, a linha de alimentação é configurada para fornecer ao menos uma parte da solução de ureia expandida ao duto.

[0053] Em uma modalidade preferencial, o feixe de tubos (recebendo a solução de ureia que também compreende carbamato) é conectada através de uma câmara de redistribuição de saída e um duto a um separador de gás/líquido. O separador de gás/líquido tem, de preferência, uma conexão de fluxo de líquido com uma seção de recuperação e uma conexão de fluxo de gás com um segundo condensador. A amônia e o CO2 obtidos por dissociação térmica de carbamato nos tubos é condensado ao menos parcialmente no segundo condensador. De preferência, o segundo condensador opera em média pressão. De preferência, a condensação é realizada em contato de troca de calor com uma seção de evaporação da planta de ureia, de modo que o calor de condensação é usado para evaporação da água a partir de uma solução de ureia. De preferência, o segundo condensador tem uma conexão de fluxo de líquido para uma corrente de reciclo de carbamato até o condensador de carbamato de alta pressão e, com mais preferência, até o espaço do casco.

[0054] O condensador de HP pode compreender, adicionalmente, um segundo feixe de tubos conectado a uma linha de alimentação para condensado do processo (ou seja, água) e conectado a uma linha de drenagem para vapor.

[0055] Em uma modalidade preferencial, o condensador compreende um ou mais pares dos dutos, cada par incluindo um duto de entrada e um duto de saída. O condensador compreende, de preferência, um ou mais pares de câmaras de redistribuição, cada par incluindo uma câmara de redistribuição de entrada para distribuir o fluido de resfriamento do duto de entrada até uma pluralidade de tubos e uma câmara de redistribuição de saída para combinar fluido de resfriamento aquecido de uma pluralidade de tubos até o duto de saída. Para cada par, as câmaras de redistribuição são tipicamente dispostas no mesmo lado das partes do tubo reto, no caso de um feixe de tubos em formato de U ou em lados opostos (na direção do comprimento) dos tubos no caso de feixe de tubos retos.

[0056] Em uma modalidade preferencial, a câmara de redistribuição compreende uma pluralidade de elementos (como elementos de placa) e, portanto, não é completamente unitária. Esses elementos juntos formam a parede da câmara de redistribuição. Ao menos um dos elementos é dotado de furos de orifícios para o tubo, e o mesmo ou outro elemento (por exemplo, outra placa) é dotado de um orifício para um duto. De preferência, ao menos um outro elemento pode ser aberto e fechado, por exemplo é removível, fornecendo assim acesso ao interior da câmara de redistribuição. O elemento é, por exemplo, uma placa de cobertura. Esse elemento pode ser usado para fabricar o interior da câmara de redistribuição acessível, por exemplo, para humanos e/ou para dispositivos. Dessa forma, o interior da câmara de redistribuição, ou seja, o espaço para receber o fluido, é acessível para manutenção e inspeção da câmara de redistribuição interna e dos tubos, em particular, para inspeção do interior dos tubos e para fechar os tubos. O fechamento dos tubos pode envolver colocar um tampão em um tubo em uma extremidade do tubo conectado a uma câmara de redistribuição. Em uma modalidade preferencial, a câmara de redistribuição compreende prendedores para fixar o elemento que pode ser aberto a pelo menos um outro elemento, como parafusos. Por exemplo, uma câmara de redistribuição em formato de caixa tendo uma placa frontal que pode ser aberto pode compreender uma placa frontal que tem aberturas e placas laterais com reentrâncias (por exemplo, um orifício rosqueado) alinhadas com as aberturas. As aberturas e reentrâncias podem receber um prendedor como um parafuso.

[0057] A câmara de redistribuição pode compreender adicionalmente espaçadores para espaçamento das partes de parede (por exemplo, elementos de placa) umas das outras, por exemplo, para fornecer resistência contra as forças de compressão.

[0058] O vaso compreende, de preferência, suportes para a câmara de redistribuição, por exemplo, dispostos abaixo da câmara de redistribuição e sobre o casco. Por exemplo, os elementos de suporte podem ser fornecidos abaixo (e, por exemplo, na mesma posição na direção de comprimento do recipiente como) a parte da parede dotada de furos de orifício. O suporte pode compreender uma reentrância para receber um pino de uma câmara de redistribuição para travar a câmara de redistribuição no lugar. A câmara de redistribuição ou, por exemplo, uma pilha de câmaras de redistribuição é, por exemplo, dotada de meios de fixação para segurar as câmaras no lugar no casco.

[0059] De preferência, a área superficial da seção transversal de uma câmara de redistribuição (seção transversal perpendicular ao eixo de comprimento do recipiente) é menor que 90% ou menor que 80% ou menor que 40% da área superficial da seção transversal do recipiente (em particular, da área superficial encerrada pelo casco naquela seção transversal).

[0060] No caso de uma pilha (vertical) de câmaras de redistribuição, a área superficial da seção transversal da pilha no plano de largura-altura (perpendicular ao eixo geométrico de comprimento central do recipiente) é, por exemplo, menor que 90% ou menor que 80% ou menor que 70% da área superficial da seção transversal do recipiente (em particular, da área superficial encerrada pelo casco naquela seção transversal).

[0061] De preferência, o espaço do casco é um espaço único não dividido em que todas as partes do espaço estão em comunicação fluida uma com a outra; também, em tais modalidades, o espaço do casco pode incluir defletores para dividir o espaço do casco em compartimentos que não são completamente vedados um do outro. De preferência, o casco está em contato com o espaço do casco e, de preferência, toda a superfície interna do casco está em contato com o espaço do casco. De preferência, cada duto se estende através do espaço do casco. De preferência, cada duto compreende um segmento de comprimento em que toda a parede externa do duto é exposta ao espaço do casco. De preferência, a placa frontal de uma (ou cada) câmara de redistribuição em formato de caixa (com orifícios para conectar aos tubos em uma parte traseira oposta) situa-se no lado externo exposto ao espaço do casco.

[0062] Em algumas modalidades, pelo menos uma câmara de redistribuição está em funcionamento ao menos parcialmente submersa em líquido condensado, de preferência cada câmara de redistribuição está ao menos parcialmente submersa em líquido condensado e de preferência ao menos uma câmara de redistribuição está totalmente submersa em líquido condensado, sendo que o líquido condensado é condensado no espaço do casco.

[0063] Em uma modalidade preferencial, o casco compreende uma parte intermediária essencialmente cilíndrica e duas partes de tampa. Cada parte da tampa pode compreender uma pluralidade de partes do casco. Uma parte da tampa é, por exemplo, uma parte substancialmente hemisférica, opcionalmente com uma abertura e uma placa. As duas partes da tampa próximas da parte intermediária em extremidades opostas, em particular em extremidades opostas na direção de comprimento. De preferência o espaço do casco é um único espaço do casco definido pela parte intermediária e pelas partes da tampa. De preferência o espaço do casco não é dividido, por exemplo, por paredes de divisão; ainda pode incluir defletores. De preferência, o fluido pode fluir do distribuidor de gás para ambas as partes da tampa.

[0064] Condensadores de carbamato de alta pressão são diferentes de outros tipos de trocadores de calor, em particular, caixas térmicas de gás quente, por uma série de características, que são preferenciais para o condensador de carbamato da invenção. O condensador de carbamato horizontal configurado para condensação no casco pode incluir, por exemplo, defletores (ou partições), que dividem o espaço do casco em compartimentos na direção de comprimento e que se estendem a partir do fundo do recipiente, mas não inteiramente até o topo, deixando, assim, uma área de descarga de gás no topo do casco; o topo dos defletores define o nível de líquido do condensado em funcionamento. Alguns dos defletores podem ter aberturas, por exemplo, na altura vertical do feixe de tubos. Tipicamente, o defletor mais a jusante não tem nenhuma abertura nele, de modo que o condensado líquido flui sobre o topo do defletor até a saída de líquido no casco. Portanto, a seção do casco compreende uma barreira. Isso permite controlar o nível do condensado no condensador, especialmente, para submergir completamente o feixe de tubos. Além disso, tipicamente, o feixe de tubos, especialmente, o feixe de tubos em formato de U, tem um uma configuração de passagem única para cada fluido de resfriamento (solução de ureia e/ou condensado do processo).

[0065] Um condensador de carbamato com condensação nos tubos, por exemplo, do tipo chaleira horizontal, compreende, por exemplo, um ejetor na entrada da solução de carbamato e compreende, por exemplo, compreende uma zona de misturação para entrada de gás a ser condensado e solução de carbamato. O condensador de carbamato tem, por exemplo, um conduto para reciclar a solução de carbamato a partir de uma extremidade de saída de um tubo para uma entrada para gás a ser condensado.

[0066] No caso de um condensador de carbamato vertical que é configurado para condensação no espaço do casco, o condensador compreende, por exemplo, um parte compactada no topo, por exemplo, uma parte com uma gaxeta para remover o gás exalado com uma solução fornecida através de uma entrada do casco acima da parte compactada, em particular, uma entrada para a solução de carbamato, e uma tubulação disposta abaixo da parte compactada mas acima da curva do U do feixe de tubos para uma parte do condensador abaixo da dita curva. O condensador de carbamato vertical tem, de preferência, uma saída para líquido do casco, opcionalmente, com uma tubulação para baixo, de modo que, em funcionamento, um nível de líquido é mantido acima da curva do U dos feixes de tubos, sendo que as extremidades do tubo estão no fundo do recipiente.

[0067] Os dutos compreendem, de preferência, ou são feitos de, um aço resistente à corrosão, como aço inoxidável dúplex. Por exemplo, os dutos são totalmente feitos de tal aço. Todas as partes da parede das câmaras de redistribuição e quaisquer estruturas internas, como espaçadores, que estão em funcionamento em contato com o carbamato, são de preferência feitos de aço resistente à corrosão, como aço inoxidável dúplex. Os tubos e o revestimento interno preferencial do casco são, de preferência, feitos de aço resistente à corrosão, como aço inoxidável dúplex.

[0068] O aço inoxidável dúplex adequado para as ditas partes do condensador de carbamato incluem, por exemplo, o aço disponível como aço Safurex ® e tendo a composição 29Cr-6.5Ni-2Mo-N, que também é designada pelo código ASME 2295-3 e por UNS S32906, ou por exemplo aço disponível como DP28W (TM) e tendo a composição 27Cr-7.6Ni-1 Mo-2.3W-N, que também é designada pelo código ASME 2496-1 e por UNS S32808. O aço Safurex (R) tem por exemplo a composição (% em massa): C: máx. 0,05, Si: máx. 0,8, Mn: 0,3 - 4,0, Cr: 28 - 35, Ni: 3 - 10, Mo: 1,0 - 4,0, N: 0,2 - 0,6, Cu: máx. 1,0 W: máx. 2,0 S: máx. 0,01 Ce: 0 - 0,2, equilíbrio de Fe e impurezas (inevitáveis). De preferência, o teor de ferrita é de 30 a 70% por volume e com mais preferência de 30 a 55%. Com mais preferência, o aço contém (% em peso): C máx. 0,02, máx. 0,5 Si, Cr 29 a 33, Mo 1,0 a 2,0, N 0,36 a 0,55, Mn 0,3 a 1,0, equilíbrio de Fe e impurezas. É também adequado um aço inoxidável dúplex que tem porcentagem em peso (% em peso) da composição: C máx 0,030; Si máx 0,8; Mn máx 2,0; Cr 29,0 a 31,0; Ni 5,0 a 9,0; Mo menor que 4,0; W menor que 4,0; N 0,25 a 0,45; Cu máx 2,0; S máx 0,02; P máx 0,03; saldo de Fe e ocorrência inevitável de impurezas; e sendo que o teor de Mo + W é maior que 3,0 mas menor que 5,0 (% em peso), além disso, de preferência, com uma composição de aço conforme descrita em WO 2017/014632, aqui incorporada a título de referência. Em algumas modalidades, o casco compreende um revestimento interno produzido a partir de tais aços.

[0069] Cada duto tem uma primeira extremidade do duto conectada a uma parede da câmara de redistribuição e uma segunda extremidade conectada ao casco. A primeira extremidade do duto está alinhada com uma abertura na parede e a segunda extremidade do duto está alinhada com uma abertura no casco, de modo que o fluido possa fluir de fora do casco para a câmara de redistribuição através do duto. O duto está, ao menos em parte, situado no recipiente. A primeira extremidade do duto está situada no recipiente. O duto se estende através do espaço do recipiente. Além disso, a superfície externa do duto é exposta ao espaço do casco.

[0070] O duto pode consistir em uma ou mais partes do duto, por exemplo, as partes do duto dispostas em série e conectadas uma à outra.

[0071] A primeira extremidade do duto é conectada a uma câmara de redistribuição, por exemplo, com uma solda. A primeira extremidade do duto é, por exemplo, disposta radialmente para fora das extremidades do tubo conectadas a essa câmara de redistribuição, ou seja, adicionalmente removida do eixo de comprimento central do recipiente em uma direção perpendicular ao comprimento. Em uma modalidade exemplificadora com uma câmara de redistribuição em formato de caixa com um fundo, topo, parte frontal, parte posterior e duas placas laterais, a extremidade do duto é, por exemplo, fixada a um lado, placa de topo ou de fundo, e as extremidades do tubo são fixadas à placa traseira e a placa frontal é uma placa de cobertura que pode ser aberta para manutenção e inspeção. Em princípio, o duto pode também ser conectado à placa traseira ou à placa frontal. Em uma modalidade exemplificadora com uma câmara de redistribuição em formato de caixa, um duto é conectado à placa frontal e uma placa lateral pode ser aberta.

[0072] Em uma modalidade preferencial, uma pluralidade de câmaras de redistribuição são empilhadas umas sobre as outras, para produzir uma pilha, de preferência, de câmaras de redistribuição em formato de caixa e, de preferência, uma pilha vertical. De preferência, um elemento de placa é comum às câmaras de redistribuição empilhadas, de preferência, a um elemento de placa com furos de orifício.

[0073] De preferência, o feixe de tubos contém tubos em formato de U sendo que cada tubo tem uma curva e duas pernas. De preferência, a pilha de câmaras de redistribuição inclui uma câmara de redistribuição de entrada e uma câmara de redistribuição de saída conectada ao mesmo feixe de tubos em formato de U.

[0074] No caso de uma pilha (vertical) de preferência de câmaras de redistribuição em formato de caixa, várias placas podem ser comuns às câmaras de redistribuição da pilha, esse pode ser o caso, por exemplo, de uma placa traseira (por exemplo, com furos de orifício para conexão com um feixe de tubos) e de uma placa lateral. Uma placa horizontal pode ser comum a duas câmaras adjacentes, formando uma placa superior e uma placa inferior, em particular, quando as câmaras recebem fluido com a mesma pressão em funcionamento. No caso de uma pilha vertical de quatro ou mais câmaras de redistribuição, para a câmara de redistribuição de topo, um duto pode ser conectado a uma placa de topo, para uma câmara de redistribuição de fundo, um duto pode ser conectado a uma placa de fundo e, para as câmaras de redistribuição intermediárias, dutos podem ser conectados a uma placa lateral. Em uma modalidade preferencial, uma câmara de redistribuição é dotada de dutos em duas placas laterais opostas, e estas estão em funcionamento, por exemplo, usadas tanto como entrada ou como saída. Isso pode contribuir vantajosamente para uma boa distribuição de fluido ao longo dos tubos e remoção eficiente de fluido dos tubos. Em particular, como em algumas modalidades, uma câmara de redistribuição em formato de caixa tem uma Petição 870200051216, de 24/04/2020, pág. 46/67 largura (de lado a lado) que é mais longa que a altura da câmara de redistribuição e sendo que o mesmo é válido para a área da placa traseira que é dotada de orifícios.

[0075] Em uma modalidade exemplificadora com uma pilha de câmaras de redistribuição, todos os dutos conectados a essa pilha se estendem até o topo do casco. Em combinação com, por exemplo, estruturas de suporte para o feixe de tubos no recipiente entre a casco inferior e o feixe de tubos, isso pode possibilitar a adaptação para expansão e/ou contração do equipamento. No caso de uma pilha de câmaras de redistribuição, as câmaras podem ter, por exemplo, uma placa traseira compartilhada comum e, para uma pilha vertical, também placas laterais compartilhadas comuns.

[0076] Em algumas modalidades exemplificadoras, o espaçamento na direção de comprimento entre uma primeira e uma segunda extremidade de um duto é para um ou mais dutos (ou mesmo para todos os dutos) menor que 20% ou menor que 10% do comprimento do recipiente, ou menor que 20% ou menor que 10% do comprimento das partes retas dos tubos.

[0077] Em uma outra modalidade, um ou mais dutos se estendem na direção de comprimento, por exemplo, com os dutos dispostos substancialmente paralelos (por exemplo, desvio de menos de 5°) com as (partes retas) dos tubos. Em algumas modalidades exemplificadoras, o espaçamento na direção de comprimento entre uma primeira e segunda extremidades de um duto tem, para um ou mais ou mesmo todos os dutos, mais de 10% ou 20% do comprimento das partes retas dos tubos.

[0078] De modo geral, para uma câmara de distribuição, o número de tubos conectados a essa câmara de redistribuição é ao menos 10 vezes maior que o número de dutos conectados a essa câmara de redistribuição, por exemplo, ao menos 50 vezes ou ao menos 100 vezes maior. Consequentemente, os dutos geralmente têm uma área superficial em seção transversal (perpendicular à direção de fluxo) do espaço de fluxo interno do duto que é ao menos 10 ou ao menos 20 vezes maior que o de um tubo.

[0079] Cada duto tem ao menos duas extremidades do duto, sendo que as extremidades do duto se referem a partes de extremidade e não apenas à borda lateral. Um duto pode também ter, por exemplo, três extremidades de dutos em caso de um duto em formato de Y. Uma extremidade do duto é conectada à câmara de redistribuição. Por exemplo, uma borda do duto pode ser contígua a um lado (plano) de uma parede da câmara de redistribuição com uma junta isenta de fendas. Uma extremidade do duto pode também ser inserida através de uma abertura em uma parede da câmara de redistribuição, por exemplo, com a fenda entre a parede e a parte do duto sendo vedado por uma solda.

[0080] Da mesma forma, uma extremidade do duto (parte da extremidade) é conectada ao casco, por exemplo, uma extremidade do duto pode ser contígua ao casco, por exemplo, com uma junta isenta de fendas. Caso a parede do casco inclua um elemento de aço carbono e o fluido a ser transportado através do duto inclua carbamato, a extremidade do duto ou uma parte do duto pode ser inserida através de uma abertura no casco. Uma fenda entre a parte inserida do duto e a superfície do orifício do casco (incluindo qualquer aço carbono exposto) pode ser fechada por soldagem também no lado interno do casco uma vez que o local será acessível. Opcionalmente, uma parte do duto como uma luva (por exemplo, de aço inoxidável dúplex) é primeiro inserida através de um orifício, a fenda é vedada, por exemplo, por soldagem, e a parte inserida do duto (por exemplo, luva) é conectada a uma outra parte do duto, por exemplo, por soldagem interna do orifício. Por exemplo, o condensador compreende uma parte da extremidade do duto inserida através de uma abertura no casco e tendo uma fenda vedada entre a parte inserida do duto e o casco.

[0081] Em uma modalidade em que uma câmara de redistribuição é dotada de uma pluralidade de dutos, esses dutos são opcionalmente conectados a um cabeçote (ou segmento de junta) que pode ser colocado dentro ou fora do recipiente. Em algumas modalidades, o duto compreende um segmento de junção (por exemplo, junta em T) que conecta ao menos três segmentos do duto. Com tal duto, duas extremidades do duto podem ser conectadas à câmara de redistribuição e a uma extremidade do duto, ao casco. Em uma modalidade exemplificadora, um duto de entrada é conectado a uma placa de fundo de uma câmara de redistribuição de fundo de uma pilha vertical de câmaras de distribuição por dois ou mais segmentos do duto, cada um conectado à placa de fundo, pelo menos, um segmento do duto conectado ao casco e um segmento de junção localizado dentro do espaço do recipiente unindo os segmentos do duto. Pelo menos, dois segmentos do duto conectados à câmara de redistribuição podem ser espaçados uns dos outros para distribuir fluidos idealmente ao longo dos tubos.

[0082] O condensador pode ser construído, por exemplo, com um método que compreende a montagem de um feixe de tubos no casco (tendo pelo menos uma extremidade aberta), como nos defletores de suporte. A invenção também se refere a um tal método de construção. O método pode compreender conectar as câmaras de redistribuição às extremidades do tubo antes ou após a montagem do feixe de tubos, por exemplo, com o uso de soldas de orifício interno. Por exemplo, um feixe de tubos conectado a uma pilha de câmaras de redistribuição é montado no casco. O método pode envolver conectar os dutos à câmara de redistribuição após a montagem do feixe de tubos. Os dutos podem ser inseridos através do casco antes ou após a montagem. O método pode envolver fechar o recipiente mediante, por exemplo, a união da tampa de fechamento (por exemplo, uma meia cabeça) a uma parte intermediária do recipiente essencialmente cilíndrica que tem pelo menos uma extremidade aberta, por exemplo, na extremidade da parte intermediária na qual a câmara de redistribuição está localizada.

[0083] Modalidades exemplificadoras da invenção são ilustradas e discutidas em conexão com os desenhos, esses desenhos não limitam a invenção ou as reivindicações.

[0084] A Figura 1 mostra um condensador de carbamato de alta pressão de referência não de acordo com a invenção. O condensador (100) é fornecido como um trocador de calor de casco e tubo (101) e é configurado como um condensador submerso horizontal com um feixe de tubos em formato de U (103) para o fluido de resfriamento e que tem em funcionamento o gás a ser condensado no espaço do casco (105). Uma parte da metade inferior do condensador (100) é mostrada na Figura 1. O trocador de calor (101) compreende um recipiente (102), o recipiente compreende um casco (1) e um feixe de tubos (103). O casco é projetado para suportar alta pressão e envolve um espaço do recipiente (104). O recipiente (102) compreende também um cabeçote (107). O cabeçote (107) não está encerrado pelo casco (1) e está fora do espaço do recipiente (104). Os tubos (2) do feixe de tubos (103) são fornecidos no espaço do recipiente (104). O espaço entre os tubos (2) e o casco (1) é o espaço do casco (105) para receber gás a ser condensado. Consequentemente, o recipiente compreende uma entrada de gás (4) para o espaço do casco (105) e uma saída (5) para líquido do espaço do casco (104) e respectivas aberturas para o meio de processo no casco (1). O recipiente compreende adicionalmente uma entrada de reciclo de carbamato (13) que compreende uma abertura no casco (1). O recipiente compreende, ainda, um distribuidor de gás (6) que é conectado à entrada de gás (4). O distribuidor de gás (6) é configurado para distribuir o gás a ser condensado (por exemplo, gás misturado de um separador de alta pressão de uma planta de ureia) no espaço do casco (105).

[0085] O recipiente (102) compreende também uma folha de tubo (108). A folha de tubo lâmina separa o espaço do casco (105) do cabeçote (107) e, portanto, precisa suportar grandes diferenças de pressão. Uma extremidade aberta do casco essencialmente cilíndrico (1) é vedada pela folha de tubo (108). A folha de tubo contém furos de orifício (110) para resfriamento do fluido. As extremidades (3) dos tubos (2) são conectadas à folha de tubo (108), de modo que o fluido possa fluir entre os tubos e o cabeçote (107). O cabeçote é dotado de uma abertura (109) que é usada como entrada ou saída, de modo que o fluido de resfriamento flua entre a abertura (109) até um grande número de tubos (2), por exemplo, mais de 100 tubos. A folha de tubo (108) é, por exemplo, uma placa de metal essencialmente circular e é tipicamente uma placa de aço carbono espessa (por exemplo, de cerca de 30 a 60 cm de aço carbono) revestida com aço resistente à corrosão sobre o lado exposto ao espaço do casco (105), como com um revestimento de liga de aço inoxidável dúplex (que inclui por exemplo uma sobreposição de solda).

[0086] Para o condensador de carbamato de referência da Figura 1 (não de acordo com a invenção), a construção do tubo (108) é desafiadora e dispendiosa, em vista da necessidade de suportar a alta pressão, a exposição de pelo menos um lado para o meio do processo muito corrosivo e o número muito grande de tubos. Além disso, quaisquer fendas entre os tubos e a folha de tubo introduzem um alto risco de corrosão da fenda porque estão em contato com o meio contendo carbamato. As fendas estão presentes, por exemplo, no caso de pernas de tubo que se estendem através dos furos de orifício, por exemplo, com diâmetros de orifício (ligeiramente) maiores que o diâmetro externo do tubo. A corrosão da fenda é particularmente grave para partes metálicas em contato com carbamato. A corrosão da fenda pode se referir à dificuldade de manter uma camada de passivação sobre o aço com agentes de passivação (como oxigênio) em fendas devido ao fluxo restrito em fendas. A corrosão também ocorre em fendas se o aço carbono é exposto em a tais fendas. Portanto em condensadores do tipo piscina conhecidos, os tubos não são frequentemente inseridos nos orifícios, mas são unidos à folha de tubo de modo isento de fenda usando, por exemplo, uma solda de orifício interna. A exposição da parte de aço carbono da folha de tubo para processar condensado e vapor d’água nos orifícios não é problemática.

[0087] No caso em que uma solução de ureia que também contém carbamato é fornecida como fluido de resfriamento (107) para dentro do cabeçote, como quando usada por um processo conforme descrito em US 2015/0119603, uma camada protetora de corrosão também é necessária no lado da folha de tubo (108) exposto ao cabeçote (107), e a superfície de aço carbono dos orifícios (110) não deve ser exposta ao fluido de resfriamento. A alternativa de uma folha de tubo de liga de aço inoxidável dúplex de folha única não é viável na prática, porque a fabricação de placas de aço inoxidável dúplex homogêneas tendo uma espessura (por exemplo, de 30 a 60 cm) suficiente para conter o meio de alta pressão é impraticável, ao menos de uma maneira praticamente aceitável.

[0088] Em US 2015/0086440 é descrito um método de construção em que as luvas são inseridas nos furos de orifício através da folha de tubo de modo que as luvas se estendem através da folha de tubo. As luvas são muito menores do que os tubos. As luvas podem ser (externamente) soldadas em ambos os lados da folha de tubo, de modo que a camada de aço carbono de proteção do tubo é isolada do fluido no espaço do casco (105) e do fluido no cabeçote (107). Em um lado da folha de tubo, as luvas são subsequentemente conectadas às pernas do feixe de tubos em formato de U com uma solda de orifício interna. Portanto, após a soldagem das luvas à folha de tubo, as extremidades do tubo são conectadas às luvas por soldagem a partir de seu interior através da inserção da ponta de solda nas luvas do lado de baixa pressão (lado do cabeçote) e formação de uma solda de orifício interna.

[0089] Consequentemente, a soldagem externa das luvas à folha de tubo é executada antes da conexão das luvas ao feixe de tubos, pois, de outro modo, o feixe de tubos (com um grande número de tubos com espaçamento estreito) impede o acesso em um lado da folha de tubo. Entretanto, uma desvantagem é que, para cada tubo, três soldas são necessárias, causando altos custos de construção.

[0090] Se no método de US 2015/0086440 a luva fosse omitida e os tubos fossem diretamente conectados à folha de tubo com soldagem de orifício interna, a placa de aço carbono dentro da folha de tubo seria exposta nos furos de orifício ao carbamato presente na solução de ureia usada como fluido de resfriamento no interior dos tubos. Isso induziria à corrosão. Se os tubos fossem inseridos no interior dos furos de orifício, uma fenda estaria presente entre as extremidades do tubo inserido nos furos de orifício e a folha de tubo, ou seja, um vão entre o exterior do tubo e o interior do orifício da folha de tubo, possibilitando que o meio de processo entrasse em contato com a parte de aço carbono da folha de tubo. Na presente invenção, a parede da câmara de redistribuição (incluindo a parte da parede com furos de orifícios como em uma folha de tubo convencional) pode ser vantajosamente produzida a partir de aço inoxidável dúplex de folha única, de modo que uma solução de ureia contendo carbamato que é usada como fluido de resfriamento pode ser colocada em contato com a superfície dos furos de orifícios sem induzir um risco excessivo de corrosão.

[0091] A fim de ter um tempo de residência mais longo do condensado no espaço do casco no condensador da Figura 1, uma opção é aumentar o diâmetro do casco, de modo que o casco tenha uma área superficial muito maior em seção transversal do que o feixe de tubos, por exemplo, conforme ilustrado em US 5767313. A desvantagem é que o diâmetro da folha de tubo também aumenta, porque a folha de tubo é usada para vedar uma extremidade do casco e, portanto, a tensão induzida pelas diferenças de pressão também aumenta.

[0092] A Figura 2A ilustra um exemplo de um condensador de carbamato (100) de acordo com a invenção. A Figura 2B mostra uma parte ampliada. Em vez de um cabeçote (107) e uma folha de tubo (108) como na Figura 1, o condensador de carbamato (100) contém uma câmara de redistribuição (7) com uma parede (8). A parede (8) é configurada para separar o fluido presente na câmara de redistribuição (7) do fluido presente no espaço do casco (105). Esses dois fluidos geralmente têm uma composição diferente em operação. A câmara de redistribuição (7) é fornecida dentro do espaço do recipiente (104) e é, portanto, encerrado pelo casco (1). O casco (1) é configurado para reter fluido que está em contato fluido com a superfície externa dos tubos (2). Uma pluralidade de tubos (2a, 2b) são conectados a cada câmara de redistribuição (7), de modo que o fluido possa fluir entre os tubos (2) e a câmara de redistribuição (7), através das aberturas (12) (por exemplo orifícios) na parede (8) que são fornecidas em uma parte (11) da parede (8). As extremidades (3) dos tubos (2) são fixadas à parede (8) de modo que uma abertura da extremidade do tubo seja alinhada com uma abertura (12) da parede (8). Isso é esquematicamente ilustrado na Figura 2C, com o diâmetro dos tubos (2a, 2b) aumentados em comparação com a câmara de redistribuição (7). A fixação da extremidade do tubo (3) é, por exemplo, com uma solda de orifício interna. A câmara de redistribuição (7) é conectada a uma abertura (10) no casco (1) para o fluido (de resfriamento) por um duto (9). O duto (9) é colocado no espaço do recipiente (104) e é, de preferência, exposto ao espaço do casco (105). O duto (9) se estende entre a abertura (10) do casco (1) e a câmara de redistribuição (7), mais em particular para uma abertura (14) da câmara de redistribuição (7). Dessa maneira, o fluido de resfriamento pode ser transportado entre a abertura (10) no casco (1) e os tubos (2) através da câmara de redistribuição (7) e o duto (9) enquanto o fluido de resfriamento é separado do fluido do meio de processo no espaço do casco (105). Em funcionamento, o duto (9) está no interior em contato com fluido de resfriamento e no exterior em contato com meio de processo no espaço do casco (105). Conforme ilustrado nas Figuras 2A e 2B, o condensador de carbamato (100) também contém uma abertura (106) e defletores (15).

[0093] A Figura 2D ilustra esquematicamente uma vista em seção transversal perpendicular ao comprimento de uma modalidade exemplificadora. O condensador de carbamato (100) compreende uma pilha vertical de 4 câmaras de redistribuição em formato de caixa (7), cada uma tendo um duto (9), a parte (11) com furos de orifícios é indicada em cada câmara de redistribuição (7). A disposição dos dutos (9) na Figura 2D é uma vista esquemática, numerosas variações são possíveis. Os dutos (9) se estendem, de modo geral, a partir das câmaras de redistribuição para fora de uma abertura (1) no casco (1). Os números de referência que são os mesmos para as Figuras 1 e 2, de preferência, têm as mesmas características na Figura 2 conforme descrito em conexão com a Figura 1.

[0094] A Figura 3 ilustra um exemplo de planta de ureia de acordo com a invenção. A planta compreende uma seção de síntese de alta pressão que compreende um reator de ureia R, um separador S e um condensador de carbamato de HP HPCC. O reator R tem uma conexão de fluxo de líquido para solução de síntese de ureia USS ao separador S que usa alimentação de CO2 para separação, além de aquecimento por troca de calor indireta com vapor. Opcionalmente, o reator R é combinado com o condensador HPCC em um único recipiente que tem uma conexão de fluxo de líquido com o separador S. A solução de síntese de ureia USS contém também carbamato, amônia e água, que devem ser removidos (pelo menos em parte) do produto final de ureia com o uso do separador S e uma seção de recuperação REC que compreende uma seção de baixa pressão e, por exemplo, consiste em uma seção de baixa pressão sem seção de média pressão. A jusante da REC, opcionalmente, uma seção de evaporação EVAP é fornecida para remoção de água para produzir um material fundido de ureia UM que é opcionalmente solidificado em uma seção de acabamento FINISH para fornecer um produto de ureia sólida SU. O separador S tem uma conexão de gás para mistura de gás SG com o condensador HPCC. O condensador HPCC compreende dois feixes de tubos em formato de U T1 e T2. Cada feixe de tubos (T1, T2) compreende vários tubos (por exemplo, mais de 100 tubos). Cada tubo é conectado em uma extremidade a uma câmara de redistribuição de entrada RC1A, RC2A e em outra extremidade uma câmara de redistribuição de saída RC1B, RC2B. A câmara de redistribuição de entrada (RC1A, RC2A) é conectada a um duto de entrada D1a, D2a. A câmara de redistribuição de saída (RC1B, RC2B) é conectada a um duto de saída (D1b, D2b).

[0095] A condensação é realizada no lado do casco da HPCC, ao qual também é fornecida alimentação de NH3. O separador S tem uma conexão de fluxo de líquidos para a solução de ureia separada SUSS através de um dispositivo de expansão (por exemplo, válvula de expansão) V1 a um recipiente de separação instantânea F1 para a separação de gás/líquido. O recipiente de separação instantânea F1 tem uma conexão líquida para a solução de ureia de média pressão MPUS que ainda contém carbamato para o feixe de tubos T2. No feixe de tubos T2, a solução MPUS é aquecida e o carbamato em MPUS se decompõe consequentemente. A partir da saída do feixe de tubos T2, a solução MPUS é enviada para um separador de gás/líquido, por exemplo, um recipiente de separação instantânea (F2). O gás G1 é enviado para um condensador MPC operando tipicamente em média pressão (MP) e em troca de calor, por exemplo, com a seção de evaporação EVAP. O líquido US1 do separador F2 é enviado para, por exemplo, uma seção de recuperação (REC) de baixa pressão para remoção adicional de carbamato e água, e então como solução de ureia US2 à seção de evaporação EVAP. Na seção de recuperação REC, a solução de ureia é submetida à dissociação de carbamato por aquecimento tipicamente em baixa pressão, os gases removidos são condensados na corrente de reciclo de carbamato líquido CR2. O condensador MPC pode também receber o gás G2 do recipiente de separação instantânea F1 e os gases não condensados G3 do HPCC (não mostrado) e gases exalados de R. O condensado de MPC é enviado com o uso de uma bomba (não mostrada) como reciclo de carbamato líquido CR1 para a seção de síntese, em particular, para o espaço do casco do condensador HPCC, geralmente combinado com um reciclo de carbamato líquido (CR2) de uma seção de recuperação REC. O condensador HPCC tem uma conexão para fluxo de líquidos para o condensado C com o reator. Alternativamente ou em adição, uma parte do USS pode ser enviada a de R para o feixe de tubos T2, por exemplo, para F, se desviando do separador S. No feixe de tubos T1, a água (tipicamente condensada) é transformada em vapor (não mostrado).

[0096] Para uso na presente invenção "um" e "uma" incluem um (uma) ou mais. O termo "que compreende" possibilita a presença de outros elementos além dos mencionados. Várias modalidades ilustrativas foram descritas acima, em parte com referência aos desenhos em anexo, mas a presente invenção não se limita a essas modalidades. Características das modalidades descritas separadamente podem ser combinadas, de modo geral, umas com as outras, conforme ficará claro para o versado na técnica. As etapas dos processos de produção podem ser implementadas com unidades correspondentes e conexões de fluxo de fluido da planta da invenção. O processo da invenção é preferencialmente executado em uma planta, conforme descrito, e usando o condensador de carbamato de alta pressão, conforme descrito, com todos os recursos de dispositivo preferenciais aplicados igualmente para o processo. Os sinais de referência nas reivindicações para os desenhos fornecem ilustrações de exemplo apenas e não limitam as reivindicações.

Claims

1. Condensador de carbamato de alta pressão (100) caracterizado por compreender um trocador de calor de casco e tubo (101) que compreende um recipiente (102) que compreende um casco (1) e ao menos um feixe de tubos (103), sendo que o casco (1) envolve um espaço do recipiente (104), sendo que o feixe de tubos (103) compreende tubos (2) que têm extremidades (3) e sendo que um espaço do casco (105) é fornecido entre os tubos (2) e o casco (1), sendo que o trocador de calor compreende adicionalmente uma câmara de redistribuição (7) localizada no dito espaço do recipiente (104), sendo que a dita câmara de redistribuição compreende uma parede (8) para separar um primeiro fluido no espaço do casco (105) a partir de um segundo fluido no interior da câmara de redistribuição (7), sendo que uma pluralidade dos ditos tubos (2a, 2b) são conectados a uma única câmara de redistribuição (7) de modo que o dito segundo fluido pode fluir entre os ditos tubos (2a, 2b) e a dita câmara de redistribuição (7), sendo que o condensador (100) compreende adicionalmente um duto (9) que se estende a partir de uma abertura (10) para o segundo fluido no dito casco (1) através do dito espaço do recipiente (104) à dita câmara de redistribuição (7), de modo que o segundo fluido possa fluir entre uma extremidade do tubo (3) e a dita abertura (10) para o segundo fluido no dito casco através da dita câmara de redistribuição (7) e do dito duto (9).

2. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser configurado para a condensação de carbamato no espaço do casco (105), sendo que o recipiente compreende uma entrada de gás (4) para o espaço do casco (105) e uma saída (5) para o líquido do espaço do casco (105), sendo que o recipiente compreende adicionalmente um distribuidor de gás (6) conectado à dita entrada de gás (4) para distribuir o gás a ser condensado no espaço do casco.

3. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo condensador compreender ao menos dois dos ditos dutos, incluindo um duto de entrada e um duto de saída, e compreender ao menos duas das ditas câmaras de redistribuição, incluindo uma câmara de redistribuição de entrada para distribuir o fluido de resfriamento do dito duto de entrada até uma pluralidade de tubos e uma câmara de redistribuição de saída para combinar o fluido de resfriamento aquecido de uma pluralidade de tubos para o dito duto de saída.

4. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo condensador ser configurado para ser posicionado horizontalmente em funcionamento, sendo que o dito tubo compreende ou consiste em partes de tubo retas e sendo que o dito distribuidor de gás e as ditas partes de tubo retas são dispostas paralelamente

5. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo feixe de tubos conter tubos em formato de U, sendo que cada tubo tem uma curva e duas pernas.

6. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender uma parte do reator entre a curva do feixe de tubos em formato de U e o casco.

7. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo casco compreender uma parte intermediária essencialmente cilíndrica e duas partes de tampa fechando a dita parte intermediária em extremidades opostas, e sendo que o dito espaço do casco é um espaço de casco único definido pela dita parte intermediária e pelas partes de tampa de modo que o fluido possa fluir a partir do dito distribuidor de gás para ambas as ditas partes de tampa.

8. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela câmara de redistribuição compreender uma pluralidade de elementos que formam a parede da câmara de redistribuição e sendo que pelo menos um dos ditos elementos pode ser aberto e fechado, para fornecer acesso ao interior da câmara de redistribuição.

9. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma pluralidade de câmaras de redistribuição serem empilhadas umas sobre as outras, - e sendo que um elemento de placa com orifícios é comum à dita pluralidade de câmaras de redistribuição.

10. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo feixe de tubos conter tubos em formato de U, sendo que cada tubo tem uma curva e duas pernas e sendo que a dita pluralidade de câmaras de redistribuição inclui uma câmara de redistribuição de entrada e uma câmara de redistribuição de saída do mesmo feixe de tubos em formato de U, dispostos na mesma pilha das câmaras de redistribuição.

11. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada duto ter uma primeira extremidade do duto conectada com uma parede da câmara de redistribuição e uma segunda extremidade conectada com o casco.

12. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela primeira extremidade do duto estar alinhada com uma abertura na parede e a segunda extremidade do duto estar alinhada com uma abertura no casco, de modo que o fluido possa fluir de fora do casco para a câmara de redistribuição através do duto; em que o duto está, ao menos em parte, localizado no recipiente; em que a primeira extremidade do duto está localizada no recipiente; em que o duto se estende através do espaço do recipiente, e em que a superfície externa do duto está exposta ao espaço do casco.

13. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela primeira extremidade do duto estar conectada à dita câmara de redistribuição, por exemplo, com uma solda.

14. Condensador de carbamato de alta pressão, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela primeira extremidade de duto estar posicionada radialmente para fora das extremidades do tubo conectadas à câmara de redistribuição.

15. Planta de produção de ureia caracterizada por compreender uma seção de síntese de ureia de alta pressão que compreende um reator, um separador e um condensador de carbamato de alta pressão, sendo que o condensador de carbamato de alta pressão é conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, e sendo que opcionalmente o reator e o condensador de carbamato de alta pressão são combinados em um único recipiente que tem uma saída de líquido conectada ao separador.

16. Planta de produção de ureia, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo condensador de carbamato de alta pressão compreender um feixe de tubos que é conectado através de uma câmara de redistribuição e um duto a uma linha de alimentação para a solução de ureia que também contém carbamato, sendo que a dita linha de alimentação é conectada ao separador para receber uma solução de ureia separada do separador e/ou sendo que a dita linha de alimentação é conectada ao reator para receber uma parte da solução de ureia do reator sendo que o condensador de carbamato de alta pressão está configurado para condensação de carbamato no espaço do casco, sendo que o recipiente compreende uma entrada de gás para o espaço de casco e uma saída para líquido a partir do espaço de casco, em que o recipiente compreende adicionalmente um distribuidor de gás conectado a dita entrada de gás para distribuir gás a ser condensado no espaço do casco.

17. Planta de produção de ureia, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pela linha de alimentação compreender um dispositivo de expansão e um separador de gás/líquido para separar gás da solução de ureia expandida e sendo que a linha de alimentação é configurada para fornecer pelo menos uma parte da dita solução de ureia expandida para o dito duto.

18. Planta de produção de ureia, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo dito feixe de tubos ser conectado através de uma câmara de redistribuição e um duto a um separador de gás/líquido tendo uma conexão de fluxo de líquidos com uma seção de recuperação e uma conexão de fluxo de gás com um segundo condensador.

19. Planta de produção de ureia, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo dito segundo condensador operar em média pressão e pelo segundo condensador estar em contato de troca de calor com uma seção de evaporação da planta de ureia e sendo que o dito segundo condensador tem uma conexão de fluxo de líquidos para o reciclo de carbamato ao condensador de carbamato de alta pressão.

20. Planta de produção de ureia, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo reator e o condensador de carbamato de alta pressão serem combinados em um único recipiente, recipiente esse que possui uma saída de líquido conectada ao separador.

21. Processo de produção de ureia, caracterizado por a ureia ser formada em um reator para produzir uma solução de síntese de ureia, sendo que pelo menos uma parte da dita solução de síntese de ureia é separada em um separador para produzir solução de ureia separada e sendo que o gás do separador é condensado em um condensador de carbamato de alta pressão, sendo que o processo é executado em uma planta conforme definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 20, e/ou sendo que o condensador de carbamato de alta pressão é conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

22. Processo de produção de ureia, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por ao menos um dos ditos dutos estar tanto no interior quanto no exterior do duto em contato com uma solução contendo carbamato, e sendo que os tubos de ao menos um feixe de tubos estão tanto no interior quanto no exterior em contato com uma solução contendo carbamato.

23. Processo de produção de ureia, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo gás do separador ser fornecido ao espaço do casco do condensador, sendo que ao menos uma parte da solução de ureia separada e/ou uma parte da solução de síntese de ureia que não é enviada ao separador, é expandida ao mesmo tempo que compreende carbamato, e sendo que ao menos uma parte da solução de ureia expandida é, opcionalmente após a separação de gás/líquido, fornecida a um feixe de tubos do condensador de carbamato de alta pressão através de um duto e uma câmara de redistribuição, conforme definido na reivindicação 1, e é aquecida no feixe de tubos por troca de calor com o meio de processo de condensação no espaço do casco, de modo que na dita solução de ureia, o carbamato se decomponha no feixe de tubos.