BR112021016383A2 - Processo e aparelho para produção de ureia - Google Patents
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Abstract
processo e aparelho para produção de ureia. a presente invenção refere-se a um novo método e dispositivo de produção de ureia que permitem recuperação de calor de um fluido em uma temperatura relativamente baixa. este método de produção de ureia inclui uma etapa de síntese, uma etapa de decomposição de alta pressão, e uma etapa de condensação, e ainda inclui uma etapa a) para trocar de calor entre um condensado de vapor em uma temperatura mais alta do que 90°c e outro fluido de modo a ser resfriado para não mais do que 90°c, uma etapa b) para aquecer o condensado de vapor da etapa a trocando calor entre o condensado de vapor da etapa a e ainda um outro fluido em uma temperatura mais baixa do que a temperatura de um vapor de baixa pressão, e uma etapa c) para suprir o condensado de vapor da etapa b como um condensado de vapor para gerar o vapor de baixa pressão na etapa de condensação. a presente invenção refere-se também a um dispositivo para executar o dito método.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PRO- CESSO E APARELHO PARA PRODUÇÃO DE UREIA".
[001] A presente invenção refere-se a um processo e um apare- lho para produzir ureia de amônia e dióxido de carbono.
[002] Um processo para produção de ureia tipicamente inclui uma etapa de síntese, uma etapa de decomposição de alta pressão, e uma etapa de condensação. O processo para produção de ureia ainda in- clui uma etapa de purificação e uma etapa de concentração. Na etapa de síntese, a ureia é gerada de amônia (NH3) e dióxido de carbono (CO2). Especificamente, como indicado pela Fórmula (1), carbamato de amônio (NH2COONH4) é gerado pela reação de amônia (NH3) e dióxido de carbono (CO2). Mais ainda, como indicado pela Fórmula (2), ureia (NH2CONH2) e água (H2O) são geradas por uma reação de desi- dratação de carbamato de amônio. 2NH3 + CO2 → NH2COONH4 (1) NH2COONH4 → NH2CONH2 + H2O (2)
[003] Ambas as reações são reações de equilíbrio, e a reação da Fórmula (2) é determinante de taxa já que esta é mais lenta do que a reação da Fórmula (1).
[004] Na etapa de decomposição de alta pressão, uma solução de síntese de ureia obtida na etapa de síntese é aquecida para de- compor o carbamato de amônio contido na solução de síntese de ureia em amônia e dióxido de carbono, de modo a obter uma mistura gaso- sa que contém amônia e dióxido de carbono e uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia mais alta. Na etapa de condensação, a mistura gasosa obtida na etapa de decomposição de alta pressão é condensada.
[005] Na etapa de purificação, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão é aquecida em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de decompo- sição de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida. Uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia aumentada é obtida sepa- rando esta fase gasosa.
[006] Na etapa de concentração, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de purificação é aquecida em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de purificação e igual a ou mais baixa do que a pressão atmosférica para gerar uma fase ga- sosa e uma fase líquida. Uma solução de síntese de ureia com uma concentração de ureia adicionalmente aumentada é obtida separando esta fase gasosa.
[007] A WO 2017/043391 descreve um método no qual um con- densado de vapor o qual é gerado na etapa de purificação e/ou na etapa de concentração, é utilizado como uma fonte de calor para aquecer a amônia de material bruto para ser suprida na etapa de sín- tese.
[008] Em E. Dooyeweerd, et al., "Comparison of the energy con- sumptions of low-energy urea technologies", Nitrogen No. 143, May- June 1983, pp 32 to 38, o condensado de vapor, o qual é gerado quando vapor de baixa pressão é utilizado como uma fonte de calor na etapa de purificação e na etapa de concentração, é reduzido em pres- são para uma pressão substancialmente atmosférica (1,2 bar) e poste- riormente lavado. O vapor que tem a pressão substancialmente atmos- férica gerado por meio disto é utilizado para aquecer a amônia.
[009] [PTL 1]
[0010] WO 2017/043391
[0011] [NPL 1]
[0012] E. Dooyeweerd, et al., "Comparison of the energy consump- tions of low-energy ureia technologies", Nitrogen No. 143, May-June 1983, pp 32 to 38
[0013] As literaturas acima descritas ensinam que um fluido do qual calor deve ser recuperado é trocado por calor com A amônia de material bruto, por meio de que o calor é recuperado do fluido.
[0014] No entanto, existem limitações em uma taxa de fluxo e uma temperatura da amônia de material bruto. Portanto, quando somente a técnica acima, isto é, a troca de calor entre o fluido do qual o calor de- ve ser recuperado e a amônia de material bruto, é utilizada para recu- perar calor, o grau de flexibilidade de projetar um aparelho para produ- ção de ureia é baixo. O calor de recuperação de um fluido de tempera- tura relativamente baixa pode ser praticamente difícil ou pode requerer um aparelho complicado.
[0015] Um objetivo da presente invenção é prover um novo pro- cesso para produção de ureia e um novo aparelho para produção de ureia capazes de executar recuperação de calor de um fluido de tem- peratura relativamente baixa.
[0016] De acordo com um aspecto da presente invenção, é provi- do um processo para produção de ureia, que inclui: uma etapa de síntese de sintetizar ureia de amônia e dióxi- do de carbono para gerar uma solução de síntese de ureia; uma etapa de decomposição de alta pressão de, aquecen- do a solução de síntese de ureia gerada na etapa de síntese, decom- por carbamato de amônio e separar uma mistura gasosa que contém amônia e dióxido de carbono da solução de síntese de ureia; e uma etapa de condensação de absorver e condensar pelo menos uma parte da mistura gasosa obtida na etapa de decomposição de alta pressão em um meio de absorção e gerar vapor de baixa pres- são de condensado de vapor com a utilização de calor gerado durante a condensação, o processo para produção de ureia ainda incluindo: a) uma etapa de troca de calor de condensado de vapor cu- ja temperatura é mais alta do que 90°C com outro fluido para resfriar este condensado de vapor para 90°C ou menos; b) uma etapa de, por troca de calor do condensado de va- por obtido da etapa a com um fluido adicional que tem uma temperatu- ra mais baixa do que uma temperatura do vapor de baixa pressão, aquecendo o condensado de vapor obtido da etapa a; e c) uma etapa de suprir o condensado de vapor obtido da etapa b para a etapa de condensação como o condensado de vapor para gerar o vapor de baixa pressão.
[0017] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é pro- vido um aparelho para produção de ureia, que inclui: um reator de síntese configurado para sintetizar ureia de amônia e dióxido de carbono para gerar uma solução de síntese de ureia; um decompositor de alta pressão configurado para, aque- cendo a solução de síntese de ureia gerada pelo reator de síntese, de- compor o carbamato de amônio e separar uma mistura gasosa que contém amônia e dióxido de carbono da solução de síntese de ureia; e um condensador configurado para absorver e condensar pelo menos uma parte da mistura gasosa obtida pelo decompositor de alta pressão em um meio de absorção e gerar vapor de baixa pressão do condensado de vapor com a utilização de calor gerado durante a condensação, o aparelho para produção de ureia ainda incluindo: uma primeira estrutura de troca de calor configurada para trocar calor de condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C com outro fluido para resfriar este condensado de vapor para 90°C ou menos; uma segunda estrutura de troca de calor configurada para, trocando calor do condensado de vapor obtido da primeira estrutura de troca de calor com um fluido adicional que tem uma temperatura mais baixa do que uma temperatura do vapor de baixa pressão, aquecer o condensado de vapor obtido da primeira estrutura de troca de calor; e uma linha para suprir o condensado de vapor obtido da se- gunda estrutura de troca de calor para o condensador como o conden- sado de vapor para gerar o vapor de baixa pressão.
[0018] De acordo com a presente invenção, é provido um novo processo para produção de ureia e um novo aparelho para produção de ureia capazes de executar recuperação de calor de um fluido de temperatura relativamente baixa.
[0019] Figura 1 é um diagrama esquemático para explicar um exemplo de processo de um sistema de vapor / condensado de vapor de acordo com a presente invenção.
[0020] Figura 2 é um diagrama esquemático para explicar outro exemplo de processo do sistema de vapor / condensado de vapor de acordo com a presente invenção.
[0021] Figura 3 é um diagrama esquemático para explicar um exemplo de processo adicional do sistema de vapor / condensado de vapor de acordo com a presente invenção.
[0022] Figura 4 é um diagrama esquemático para explicar mais ainda um exemplo de processo do sistema de vapor / condensado de vapor de acordo com a presente invenção.
[0023] Figura 5 é um fluxograma de processo que mostra um exemplo de uma configuração esquemática de um aparelho de produ- ção de ureia.
[0024] Figura 6 é um fluxograma de processo que mostra um exemplo de uma configuração esquemática de um aparelho de recu- peração.
[0025] Um processo para produção de ureia de acordo com a pre- sente invenção inclui uma etapa de síntese, uma etapa de decomposi- ção de alta pressão, e uma etapa de condensação. O processo para produção de ureia de acordo com a presente invenção pode ainda in- cluir uma ou mais de uma etapa de purificação, uma etapa de concen- tração, uma etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão, uma etapa de recuperação, uma etapa de geração de vapor de média-baixa pressão e uma etapa de granulação. Amônia e o dióxido de carbono como materiais brutos podem ser supridos para uma ou mais da etapa de síntese, da etapa de decomposição de alta pressão, da etapa de condensação, da etapa de purificação, e da etapa de recuperação do exterior.
[0026] Um aparelho para produção de ureia para executar tal pro- cesso para produção de ureia inclui um reator de síntese, um decom- positor de alta pressão e um condensador para respectivamente exe- cutar a etapa de síntese, a etapa de decomposição de alta pressão e a etapa de condensação. O aparelho para produção de ureia pode ainda incluir um ou mais de um aparelho de purificação, um aparelho de concentração, um aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pres- são, um aparelho de recuperação, um aparelho de geração de vapor de média-baixa pressão e um aparelho de granulação para respecti-
vamente executar a etapa de purificação, a etapa de concentração, a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão, a etapa de recupe- ração, a etapa de geração de vapor de média-baixa pressão e a etapa de granulação.
[0027] Condensado de vapor significa água obtida condensando vapor no aparelho para produção de ureia. No entanto, água de com- posição pode ser adicionada ao condensado de vapor do exterior. Quando água quente é utilizada como um meio de resfriamento em troca de calor, a água quente é água que tem uma temperatura mais alta do que a temperatura de água de resfriamento de concessionária quando a água quente é suprida para a troca de calor e permanece como líquida mesmo após a troca de calor (isto é, não ferve). A água quente pode ser pressurizada para impedir a fervura conforme neces- sário. A temperatura da água quente será abaixo explicada referindo à etapa de recuperação. Etapa de Síntese
[0028] Na etapa de síntese, a ureia é sintetizada de amônia e dió- xido de carbono para gerar uma solução de síntese de ureia. Na etapa de síntese, ureia é também sintetizada de carbamato de amônio conti- do em um líquido reciclado da etapa de condensação que será poste- riormente descrita.
[0029] A pressão de operação na etapa de síntese é tipicamente 130 bar (pressão absoluta, o que também se aplica à descrição se- guinte) a 250 bar, de preferência 140 bar a 200 bar. A temperatura de operação na etapa de síntese é tipicamente 160°C a 200°C, de prefe- rência 170°C a 190°C. Etapa de Decomposição de Alta Pressão
[0030] Na etapa de decomposição de alta pressão, a solução de síntese de ureia gerada na etapa de síntese é aquecida, tipicamente com a utilização de vapor de média pressão como uma fonte de calor.
Aquecendo a solução de síntese de ureia, o carbamato de amônio contido na solução de síntese de ureia obtida na etapa de síntese é decomposto de uma mistura gasosa, que contém amônia, e dióxido de carbono é separado da solução de síntese de ureia. A mistura gasosa obtida na etapa de decomposição de alta pressão pode ser daqui em diante referida como "gás de saída de decomposição de alta pressão". Pela condensação do vapor de média pressão utilizado como a fonte de calor, o condensado de vapor de média pressão é gerado.
[0031] O aquecimento na etapa de decomposição de alta pressão requer um meio de aquecimento de alta temperatura. Tipicamente, va- por de baixa pressão gerado na etapa de condensação, a qual será posteriormente descrita, não tem uma temperatura suficientemente alta para o aquecimento. Portanto, o vapor de média pressão que tem uma pressão mais alta do que a pressão do vapor de baixa pressão é utilizado no aquecimento.
[0032] A pressão do vapor de média pressão é tipicamente 12 bar a 40 bar, de preferência 14 bar a 25 bar. O vapor de média pressão é frequentemente apropriadamente gerado como vapor de contrapres- são de uma turbina a vapor em um aparelho para produção de ureia. O vapor superaquecido obtido como o vapor de contrapressão é fre- quentemente apropriadamente trazido em contato com o condensado de vapor a ser convertido para vapor saturado, e então utilizado para o aquecimento. Portanto, tipicamente, a temperatura do vapor de média pressão é uma temperatura de saturação de água na pressão do va- por de média pressão. A pressão e a temperatura do condensado de vapor de média pressão são aproximadamente as mesmas que a pressão e a temperatura do vapor de média pressão. Alternativamen- te, o vapor de média pressão pode ser suprido do exterior do aparelho para produção de ureia.
[0033] A temperatura de operação na etapa de decomposição de alta pressão é tipicamente 150°C a 220°C, de preferência 160°C a 200°C.
[0034] Especificamente, a solução de síntese de ureia obtida na etapa de síntese contém ureia, amônia, dióxido de carbono, carbamato de amônio, e água. A solução de síntese de ureia é tipicamente aque- cida sob uma pressão substancialmente igual à pressão na etapa de síntese. Consequentemente, a amônia, dióxido de carbono, carbamato de amônio, e água são separados como uma mistura gasosa que con- tém amônia, dióxido de carbono, e água (vapor).
[0035] Na etapa de decomposição de alta pressão, é possível utili- zar um método de decomposição no qual somente aquecimento é executado. No entanto, de modo a promover a decomposição, é pos- sível utilizar um processo de extração no qual, além do aquecimento, o gás de dióxido de carbono é trazido em contato com uma solução de síntese de ureia. Etapa de Condensação
[0036] Na etapa de condensação, pelo menos uma parte da mistu- ra gasosa (gás de saída de decomposição de alta pressão) obtida na etapa de decomposição de alta pressão é absorvida e condensada em um meio de absorção. O vapor de baixa pressão é gerado do conden- sado de vapor com a utilização de calor gerado durante a condensa- ção. Quando o vapor de baixa pressão é utilizado como uma fonte de calor para aquecer outro fluido, o condensado de vapor de baixa pres- são é gerado pela condensação do vapor de baixa pressão.
[0037] O vapor de baixa pressão deve ter uma pressão sob a qual a temperatura de saturação de água é mais baixa do que a temperatu- ra do fluido de processo na etapa de condensação. Por outro lado, em consideração de utilizar o vapor de baixa pressão gerado em outra etapa do processo para produção de ureia, a pressão do vapor de bai- xa pressão é de preferência alta a um certo grau. De tais pontos de vista, a pressão do vapor de baixa pressão é tipicamente 3 bar a 9 bar, de preferência 4 bar a 7 bar. Tipicamente, a temperatura do vapor de baixa pressão é uma temperatura de saturação de água na pressão do vapor de baixa pressão. A pressão e a temperatura do condensado de vapor de baixa pressão são aproximadamente as mesmas que a pres- são e a temperatura do vapor de baixa pressão.
[0038] Como o meio de absorção utilizado na etapa de condensa- ção, um meio de absorção publicamente conhecido no campo do pro- cesso para produção de ureia, tal como água (a qual pode conter ureia, amônia, dióxido de carbono e carbamato de amônio), pode ser apropriadamente utilizado.
[0039] A temperatura de líquido (fluido de processo) obtida na eta- pa de condensação é tipicamente 100°C a 210°C, de preferência 160°C a 190°C, especificamente, quando um equilíbrio de reação e condensação é considerado. Como o processo de alta pressão (que inclui a etapa de síntese, a etapa de decomposição de alta pressão e a etapa de condensação) na produção de ureia não tem nada que resul- te em redução de pressão exceto perda de pressão, a etapa de sínte- se, a etapa de decomposição de alta pressão e a etapa de condensa- ção são operadas substancialmente na mesma pressão. Deve ser no- tado que a pressurização por um ejetor é executada para reciclagem o que será posteriormente descrito.
[0040] Especificamente, a mistura gasosa (o gás de saída de de- composição de alta pressão) separada na etapa de decomposição de alta pressão é introduzida na etapa de condensação, onde a mistura gasosa entra em contato com o meio de absorção que contém água sob resfriamento, e onde a mistura gasosa condensa. Durante a con- densação, uma parte de amônia e uma parte de dióxido de carbono se transformam em carbamato de amônio (ver Fórmula (1)), e, a reação de síntese de ureia (ver Fórmula (2)) também progride mantendo a temperatura de condensação alta.
[0041] Quando a mistura gasosa condensa na etapa de conden- sação, uma grande quantidade de calor é gerada. A recuperação de calor é executada de modo a efetivamente utilizar o calor. Como um método para a recuperação de calor, existe um método no qual o calor é trocado entre a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão e um fluido interno (fluido de processo) do condensador. Alternativamente, existe um método de executar troca de calor entre o fluido interno (fluido de processo) do condensador e água quente (água pressurizada é frequentemente uti- lizada) para obter água quente que tem uma temperatura mais alta. Em muitos casos, no entanto, um método de executar troca de calor entre o fluido interno (fluido de processo) do condensador e o conden- sado de vapor (especificamente, condensado de vapor de baixa pres- são) para gerar vapor de baixa pressão é utilizado. Este método pode ser utilizado em combinação com pelo menos um dos dois métodos acima descritos.
[0042] Como acima descrito, na etapa de condensação, o supri- mento do condensado de vapor é necessário de modo a gerar o vapor de baixa pressão através da recuperação de calor. Por exemplo, quando um recipiente para armazenar condensado de vapor de baixa pressão é utilizado separadamente do condensador na etapa de con- densação, o condensado de vapor de baixa pressão pode ser suprido para o recipiente e transferido do recipiente para o condensador. Na presente especificação, o condensado de vapor suprido para a etapa de condensação (o condensador) de modo a gerar o vapor de baixa pressão pode ser referido como "condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação".
[0043] O condensado de vapor de média pressão gerado na etapa de decomposição de alta pressão é frequentemente reduzido em pres-
são e utilizado como o condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação. Neste caso, o condensado de vapor de média pres- são é algumas vezes utilizado como o condensado de vapor de supri- mento de etapa de condensação após o condensado de vapor de mé- dia pressão ser utilizado como uma fonte de calor em outra etapa e sua temperatura é diminuída. Em qualquer caso, como a quantidade do vapor de baixa pressão gerada na etapa de condensação é grande, a quantidade do condensado de vapor de média pressão gerada na etapa de decomposição de alta pressão é geralmente insuficiente para uma quantidade necessária do condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação. Portanto, o condensado de vapor gerado após o vapor de baixa pressão ser utilizado como uma fonte de calor no aparelho para produção de ureia pode ser pressurizado por uma bom- ba e utilizado como o condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação para gerar vapor de baixa pressão na etapa de conden- sação.
[0044] Para a troca de calor entre o fluido interno (fluido de pro- cesso) do condensador e o condensado de vapor, um trocador de ca- lor de envoltório & tubos vertical ou horizontal, pode ser utilizado. A mistura gasosa pode ser condensada no lado de tubo, ou a mistura gasosa pode ser condensada no lado de envoltório de modo que o tempo de residência na etapa de condensação possa ser longo para o propósito da condensação e reação.
[0045] O gás que permanece não condensado na etapa de con- densação (lado do processo do condensador) pode, após ser apropri- adamente reduzido em pressão, ser absorvido e condensado em um meio de absorção (líquido) e o meio de absorção, o qual absorveu o gás, pode ser simultaneamente resfriado. Consequentemente, o líqui- do recuperado que contém amônia e dióxido de carbono pode ser ob- tido (etapa de recuperação).
Reciclagem
[0046] O líquido condensado (o meio de absorção o qual absorveu pelo menos uma parte do gás de saída de decomposição de alta pres- são) obtido na etapa de condensação pode ser enviado para a etapa de síntese novamente. Consequentemente, é possível adotar um mé- todo de reciclar, entre a etapa de síntese, a etapa de decomposição de alta pressão e a etapa de condensação, a amônia não reagida e o dió- xido de carbono não reagido os quais não foram convertidos em ureia. Como o método para reciclar o líquido condensado obtida na etapa de condensação, existe um método no qual um reator de síntese (para executar a etapa de síntese) está disposto abaixo, e um condensador (para executar a etapa de condensação) está disposto acima do reator de síntese de modo a reciclar o líquido condensado utilizando a gravi- dade. Como outro método de reciclar, existe um método no qual, com a utilização de amônia de material bruto a ser suprido para um reator de síntese como um fluido de acionamento de um ejetor, um líquido condensado obtido na etapa de condensação é pressurizado pelo eje- tor para reciclar o líquido condensado. O método de reciclar que utiliza gravidade e o método de reciclar que utiliza um ejetor podem ser utili- zados em combinação. Etapa de Purificação e Etapa de Condensação
[0047] A solução de síntese de ureia após ser processada na eta- pa de decomposição de alta pressão é sujeita a um processamento por redução de pressão e aquecimento. Por este processamento, a amônia, dióxido de carbono e carbamato de amônio, os quais não fo- ram separados, e água são separados como uma mistura gasosa (uma fase gasosa) que contém amônia, dióxido de carbono e água (vapor). Consequentemente, a solução de síntese de ureia (uma fase líquida) que tem uma concentração de ureia aumentada pode ser obti- da.
[0048] A mistura gasosa pode ser recuperada para obter um líqui- do recuperado, quando a mistura gasosa é absorvida e condensada em um meio de absorção (líquido) e o meio de absorção, o qual ab- sorveu o gás, é simultaneamente resfriado (uma etapa de recupera- ção).
[0049] Em tal processamento pela redução de pressão e o aque- cimento, é mais fácil separar a amônia, dióxido de carbono e carbama- to de amônio, os quais não foram separados, e água como uma mistu- ra gasosa pelo aquecimento, quando a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão é re- duzida em pressão tanto quanto possível. Por outro lado, de modo a fazer com que a mistura gasosa separada seja absorvida em um meio de absorção e de modo a retornar o líquido recuperado obtido para o processo de alta pressão, é vantajoso que a pressão da solução de síntese de ureia seja tão alta quanto possível no processamento pela redução de pressão e aquecimento. Portanto, é possível dividir o pro- cessamento pela redução de pressão e o aquecimento em uma plura- lidade de estágios nos quais as pressões são diferentes umas das ou- tras, e sujeitar a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão à dita pluralidade de estágios. Consequentemente, é possível eficientemente separar e recuperar amônia, dióxido de carbono, carbamato de amônio e água para obter uma solução de síntese de ureia de alta pureza. Para este fim, a etapa de purificação e a etapa de concentração são executadas.
[0050] Tanto na etapa de purificação quanto na etapa de concen- tração, o vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação pode ser utilizado como uma fonte de calor. O vapor de baixa pressão tem uma temperatura mais baixa comparada com aquela do vapor de média pressão o qual é utilizado como a fonte de calor na etapa de decomposição de alta pressão.
[0051] Tanto na etapa de purificação quanto na etapa de concen- tração, o condensado de vapor de média pressão pode ser utilizado, e/ou vapor o qual é gerado reduzindo em pressão o condensado de vapor de média pressão pode ser utilizado, como a fonte de calor além do vapor de baixa pressão. O condensado de vapor de média pressão é um condensado de vapor gerado quando o vapor de média pressão é utilizado como uma fonte de calor. É possível obter vapor e conden- sado de vapor os quais têm uma pressão mais baixa do que a pressão do vapor de média pressão reduzindo em pressão o condensado de vapor de média pressão. Etapa de Purificação
[0052] Na etapa de purificação, uma fase gasosa e uma fase líqui- da são geradas aquecendo a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão em uma pres- são mais baixa do que a pressão na etapa de decomposição de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica com a utilização de, como a fonte de calor, uma parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação. Neste tempo, o carbamato de amônio contido na solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de de- composição de alta pressão pode ser decomposto. Uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia aumentada é ob- tida separando a fase gasosa da fase líquida. Um condensado de va- por de baixa pressão é gerado do vapor de baixa pressão o qual foi utilizado como a fonte de calor.
[0053] Portanto, na etapa de purificação, a operação de redução de pressão é executada pelo menos uma vez e a operação de aque- cimento é executada pelo menos uma vez. A etapa de purificação po- de ser executada em um estágio ou pode ser executada em uma plu- ralidade de estágios. Por exemplo, a etapa de purificação pode ser executada em dois estágios que consistem em uma etapa de decom-
posição de média pressão e uma etapa de decomposição de baixa pressão.
[0054] A etapa de decomposição de média pressão é uma etapa de reduzir em pressão a solução de síntese de ureia diretamente após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão para uma pressão mais alta do que a pressão atmosférica, aquecendo a solução de síntese de ureia como necessário, gerando uma fase gasosa (uma mistura gasosa) e uma fase líquida, e separando a fase gasosa. No entanto, como acima explicado, a recuperação de calor é algumas ve- zes executada na etapa de condensação por troca de calor entre a so- lução de síntese de ureia diretamente após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão e o fluido interno (fluido de proces- so) do condensador. Neste caso, a etapa de decomposição de média pressão significa uma etapa de aquecer, em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de decomposição de alta pressão, a solu- ção de síntese de ureia após ser aquecida por esta recuperação de calor para separar uma mistura gasosa.
[0055] Na etapa de decomposição de média pressão, o vapor de baixa pressão pode ser utilizado como a fonte de calor. Na etapa de decomposição de média pressão, o carbamato de amônio contido na solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decom- posição de alta pressão, é decomposto. Uma mistura gasosa que con- tém amônia e dióxido de carbono (esta mistura gasosa pode ser daqui em diante referida como "gás de saída de decomposição de média pressão") e uma solução de síntese de ureia que tem uma concentra- ção de carbamato de amônio diminuída são obtidas etapa de decom- posição de média pressão.
[0056] A pressão de operação na etapa de decomposição de mé- dia pressão depende do número de estágios do processamento pela redução de pressão e o aquecimento. Por exemplo, no caso de dois estágios (a etapa de decomposição de média pressão e a etapa de decomposição de baixa pressão), a pressão de operação é tipicamen- te 3 bar a 130 bar, de preferência de 6 bar a 70 bar, e mais de prefe- rência 10 bar a 20 bar. A temperatura de operação da etapa de de- composição de média pressão depende da pressão de operação, mas é tipicamente 100°C a 180°C, de preferência na ordem de 130°C a 170°C.
[0057] Na etapa de decomposição de baixa pressão, após a etapa de decomposição de média pressão, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de média pressão pode ser reduzida em pressão e/ou aquecida em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de decomposição de média pressão (e igual a ou mais alta do que a pressão atmosférica). Uma mistura gasosa que contém amônia e dióxido de carbono (esta mistura gasosa pode ser daqui em diante referida como "gás de saída de decomposi- ção de baixa pressão") e uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de carbamato de amônio adicionalmente reduzida são obtidas da etapa de decomposição de baixa pressão.
[0058] A pressão de operação na etapa de decomposição de baixa pressão é tipicamente de 1,5 bar a 6 bar, de preferência de 2 bar a 4 bar. A temperatura de operação na etapa de decomposição de baixa pressão depende da pressão de operação mas é tipicamente 90°C a 170°C, de preferência na ordem de 110°C a 150°C.
[0059] Um aparelho de purificação que executa a etapa de purifi- cação pode incluir uma válvula de redução de pressão para executar a redução de pressão, uma estrutura de troca de calor para executar o aquecimento e uma estrutura de separação de gás-líquido. Por exem- plo, um decompositor de média pressão ou para executar a etapa de decomposição de média pressão pode incluir uma estrutura para troca de calor entre o vapor o qual funciona como uma fonte de calor e um fluido de processo (solução de síntese de ureia). Uma válvula de redu- ção de pressão para executar a redução de pressão pode estar dis- posta a montante do decompositor de média pressão em relação à di- reção de fluxo do fluido de processo (solução de síntese de ureia). Etapa de Concentração
[0060] Na etapa de concentração, a fase gasosa e a fase líquida são geradas aquecendo a solução de síntese de ureia após ser pro- cessada na etapa de purificação em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de purificação (pressão após a última operação de redução de pressão na etapa de purificação) e igual a ou mais baixa do que a pressão atmosférica com a utilização de, como a fonte de calor, outra parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de con- densação. A solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia adicionalmente aumentada é obtida separando a fase gasosa da fase líquida. Um condensado de vapor de baixa pressão é gerado do vapor de baixa pressão o qual foi utilizado como a fonte de calor. Na etapa de concentração, o conteúdo de água contido na solução de síntese de ureia é reduzido executando aquecimento sob a pressão atmosférica ou sob vácuo.
[0061] Portanto, na etapa de concentração, a operação de redu- ção de pressão é executada pelo menos uma vez e operação de aquecimento é executada pelo menos uma vez. A etapa de concentra- ção pode ser executada em um estágio ou pode ser executada em uma pluralidade de estágios. Por exemplo, a etapa de concentração pode ser executada em dois estágios.
[0062] As condições para a etapa de concentração dependem de um método de granulação. Por exemplo, a concentração em dois es- tágios pode ser executada sob condições abaixo descritas para fabri- car ureia sólida na forma de prill: - Primeiro estágio concentração de ureia: 80 a 98 massa%, pressão: 100 mmHg (0,13 bar) a 500 mmHg (0,67 bar), de preferência 150 mmHg (0,20 bar) a 350 mmHg (0,47 bar), temperatura: 125 a 140°C. - Segundo estágio concentração de ureia: 94 a 99,9 massa%, pressão: 10 mmHg (0,013 bar) a 100 mmHg (0,13 bar), de preferência 15 mmHg (0,020 bar) a 50 mmHg (0,067 bar), temperatura: 130 a 145°C.
[0063] Um aparelho de concentração que executa a etapa de con- centração pode incluir uma válvula de redução de pressão para execu- tar a redução de pressão, uma estrutura de troca de calor para execu- tar o aquecimento, e uma estrutura de separação de gás-líquido. A so- lução de síntese de ureia obtida da etapa de concentração pode ser obtida como produto de ureia, ou uma etapa de granulação pode ser executada após a etapa de concentração para obter produto de ureia granular. Etapa de Geração de Fluido de Baixa-Baixa Pressão
[0064] Na etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão, um condensado de vapor de baixa-baixa pressão e vapor de baixa-baixa pressão são gerados reduzindo em pressão pelo menos uma parte do condensado de vapor de baixa pressão obtido de uma ou ambas a etapa de purificação e a etapa de concentração para uma pressão igual a ou mais alta do que a pressão atmosférica. O condensado de vapor de baixa-baixa pressão e o vapor de baixa-baixa pressão têm uma pressão igual a ou mais alta do que a pressão atmosférica e mais baixa do que a pressão do condensado de vapor de baixa pressão ob- tido de uma ou ambas a etapa de purificação e a etapa de concentra- ção. Portanto, o condensado de vapor de baixa-baixa pressão e o va- por de baixa-baixa pressão têm uma pressão mais baixa do que a pressão do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação. O condensado de vapor de baixa-baixa pressão e o vapor de baixa- baixa pressão que têm uma pressão mais alta do que a pressão at- mosférica respectivamente têm uma utilidade mais alta comparado com o condensado de vapor e o vapor que têm a pressão atmosférica.
[0065] Um aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão utilizado para executar a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão pode incluir uma válvula de redução de pressão e pode ainda incluir um separador de gás-líquido (recipiente).
[0066] Do ponto de vista de ajustar a temperatura do vapor de bai- xa-baixa pressão e do condensado de vapor de baixa-baixa pressão relativamente alta, a pressão do vapor de baixa-baixa pressão e do condensado de vapor de baixa-baixa pressão é de preferência 2 bar ou mais, mais de preferência 3 bar ou mais. Uma diferença de pressão entre a pressão do vapor de baixa-baixa pressão e do condensado de vapor de baixa-baixa pressão e a pressão do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação é de preferência 1 bar ou mais, mais de preferência 2 bar ou mais. Quando a diferença de pressão está dentro da faixa acima mencionada, é fácil fazer com que o condensa- do de vapor de baixa pressão flua para dentro do aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão e gerar o fluido de baixa-baixa pres- são. Tipicamente, a temperatura do vapor de baixa-baixa pressão e do condensado de vapor de baixa-baixa pressão na etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão é uma temperatura de saturação de água na pressão do vapor de baixa-baixa pressão e do condensado de vapor de baixa-baixa pressão. A temperatura do vapor de baixa-baixa pressão e o condensado de vapor de baixa-baixa pressão pode ser mudada por troca de calor que é executada após a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão. Etapa de Recuperação
[0067] Na etapa de recuperação, pelo menos um de gás I e gás II abaixo descritos é absorvido e condensado em um meio de absorção (líquido) e o meio de absorção, o qual absorveu o pelo menos um gás, é simultaneamente resfriado. Consequentemente, o líquido recuperado que contém amônia e dióxido de carbono é obtido.
[0068] Gás I) Gás que permanece não condensado na etapa de condensação.
[0069] Gás II) Gás obtido como a fase gasosa separada na etapa de purificação quando o processo para produção de ureia inclui a eta- pa de purificação.
[0070] O gás I pode ser apropriadamente reduzido em pressão antes da absorção e da condensação. Quando a etapa de purificação é executada em dois estágios (uma etapa de decomposição de média pressão e uma etapa de decomposição de baixa pressão), especifica- mente, uma fase gasosa separada na etapa de decomposição de mé- dia pressão pode ser utilizada como um gás II.
[0071] Retornando o líquido recuperado, após ser apropriadamen- te pressurizado, para o processo de alta pressão (que inclui a etapa de síntese, a etapa de decomposição de alta pressão e a etapa de con- densação), tipicamente para a etapa de condensação, a amônia não reagida e o dióxido de carbono não reagido podem ser recuperados. Como o meio de absorção, um meio de absorção publicamente co- nhecido no campo do processo para produção de ureia, tal como água (a qual pode conter ureia, amônia, dióxido de carbono, e carbamato de amônio) pode ser apropriadamente utilizado.
[0072] Quando uma pluralidade de gases é utilizada como a gás I e/ou o gás II, dois ou mais gases entre estes gases podem ser apro- priadamente misturados e supridos para a etapa de recuperação.
[0073] Ainda, pelo menos uma parte do gás I e/ou do gás II pode ser trazida em contato de gás-líquido com um meio de absorção a montante da etapa de recuperação, e o calor gerado durante conden- sação neste tempo pode ser utilizado para aquecer a solução de sín- tese de ureia na etapa de concentração. Neste caso, geralmente, um trocador de calor é utilizado para a troca de calor. O meio de absorção utilizado neste caso pode ser o mesmo que o meio de absorção utili- zado na etapa de recuperação.
[0074] Água quente pode ser utilizada como um meio de resfria- mento para o resfriamento (resfriamento de líquido que absorveu pelo menos um do gás I e do gás II) na etapa de recuperação. A temperatu- ra do meio de resfriamento (a água quente) suprido para a etapa de recuperação é, por exemplo, aproximadamente 50 a 110°C, tipicamen- te, aproximadamente 90 a 100°C. A água quente de, por exemplo, aproximadamente 70 a 120°C, tipicamente, aproximadamente 90 a 110°C é descarregada da etapa de recuperação. A pressão do meio de resfriamento (a água quente) utilizado na etapa de recuperação é, por exemplo, aproximadamente 2 a 6 bar.
[0075] Uma temperatura de suprimento do meio de absorção para a etapa de recuperação é, por exemplo, aproximadamente 40 a 100°C. Uma temperatura de descarga do meio de absorção da etapa de recu- peração é, por exemplo, aproximadamente 90 a 120°C. A pressão do meio de absorção utilizado na etapa de recuperação pode ser aproxi- madamente a mesma que a pressão do gás resfriado na etapa de re- cuperação. Etapa de Geração de Vapor de Média-Baixa Pressão
[0076] Quando um condensado de vapor de média pressão é obti- do da etapa de decomposição de alta pressão, o condensado de vapor de média pressão pode ser reduzido em pressão para uma pressão média-baixa para gerar vapor de média-baixa pressão e condensado de vapor de média-baixa pressão (a etapa de geração de vapor de média-baixa pressão). Um aparelho de geração de vapor de média-
baixa pressão utilizado para este propósito pode incluir uma válvula de redução de pressão apropriada para redução de pressão e pode incluir um separador de gás-líquido para separar o vapor de média-baixa pressão e o condensado de vapor de média-baixa pressão gerados.
[0077] A pressão média-baixa significa uma pressão mais baixa do que a pressão do vapor de média pressão e mais alta do que a pres- são do vapor de baixa pressão. A pressão do vapor de média-baixa pressão e do condensado de vapor de média-baixa pressão é, por exemplo, 7 bar a 18 bar, de preferência, 8 bar a 12 bar. Tipicamente, a temperatura do vapor de média-baixa pressão e do condensado de vapor de média-baixa pressão é uma temperatura de saturação de água na pressão do vapor de média-baixa pressão e do condensado de vapor de média-baixa pressão.
[0078] Pressurizando o vapor de baixa pressão com um ejetor uti- lizando o vapor de média pressão como um fluido de acionamento, o vapor de média-baixa pressão que tem uma pressão mais baixa do que a pressão do vapor de média pressão e mais alta do que a pres- são do vapor de baixa pressão pode ser gerado. O vapor de média- baixa pressão pode ser gerado pressurizando o vapor de baixa pres- são com um ejetor utilizando vapor de alta pressão, o qual tem uma pressão mais alta do que o vapor de média pressão, como um fluido de acionamento. O ejetor que utiliza o vapor de média pressão como o fluido de acionamento e o ejetor que utiliza o vapor de alta pressão como o fluido de acionamento podem ser utilizados juntos. O vapor de alta pressão é, por exemplo, vapor suprido para uma turbina a vapor. Por esta etapa, é possível aumentas as fontes de calor que têm uma temperatura mais alta do que a temperatura do vapor de baixa pressão enquanto efetivamente utilizando o vapor de baixa pressão. Etapa de Granulação
[0079] O método para produção de ureia pode incluir uma etapa de granulação de produzir ureia sólida granular, com a utilização de ar, da solução de síntese de ureia a qual foi processada na etapa de con- centração. A etapa de granulação por incluir uma etapa de aquecer o ar. O aquecimento do ar é executado para, por exemplo, aumentar a temperatura do ar do exterior e reduzir a umidade relativa do ar. De modo a executar a etapa de granulação, é possível utilizar um apare- lho no qual uma estrutura de troca de calor apropriada está provida em um granulador o qual é publicamente conhecido no campo de produ- ção de ureia. Recuperação de Calor de um Fluido que tem uma Temperatura Relativamente Baixa (Etapas a até c)
[0080] O processo para produção de ureia da presente invenção inclui as etapas a até c. a) etapa de troca de calor de condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C com outro fluido para resfriar o condensado de vapor a 90°C ou menos, b) uma etapa de aquecer o condensado de vapor obtido da etapa a trocando calor do condensado de vapor obtido da etapa a com um fluido adicional (isto pode ser daqui em diante referida como "fluido alvo de recuperação de calor") que tem uma temperatura mais baixa do que a temperatura do vapor de baixa pressão (o vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação), e c) uma etapa de suprir o condensado de vapor obtido da etapa b para a etapa de condensação como o condensado de vapor para gerar o vapor de baixa pressão.
[0081] Na etapa a, a temperatura do condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C é diminuída. Na etapa b, o calor é recuperado do fluido alvo de recuperação de calor utilizando o con- densado de vapor após a diminuição da temperatura. O condensado de vapor após ser utilizado para a recuperação de calor, isto é, o con-
densado de vapor aquecido na etapa b é suprido para a etapa de con- densação. Com essas etapas, a recuperação de calor pode ser facil- mente executada de um fluido que tem uma temperatura relativamente baixa. Isto é efetivo para reduzir uma quantidade de vapor utilizada como uma fonte de calor no aparelho para produção de ureia.
[0082] Uma parte do condensado de vapor diminuído em tempera- tura na etapa a pode ser descarregada para o exterior do aparelho pa- ra produção de ureia (para, por exemplo, um aparelho de ajuste de suprimento de água de caldeira) e a parte restante pode ser suprida para a etapa b. Neste caso, Como a temperatura do condensado de vapor descarregado para o exterior é baixa, o calor o qual é retirado do aparelho para produção de ureia pelo condensado de vapor descarre- gado para o exterior é menor. Além disso, por exemplo, se a tempera- tura do condensado de vapor suprido para a aparelho de ajuste de su- primento de água de caldeira for baixa, isto é algumas vezes vantajoso do ponto de vista de uma temperatura resistente ao calor do aparelho de ajuste de suprimento de água de caldeira.
[0083] De modo a executar as etapas a até c, uma estrutura de troca de calor, um dispositivo de pressurização, tubulação, e similares podem ser utilizados em combinação, conforme apropriado. Etapa a
[0084] Na etapa a, o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C tem o calor trocado por outro fluido e resfriado a 90°C ou menos.
[0085] Como o condensado de vapor suprido para a etapa a, é possível utilizar, conforme apropriado, um condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C entre os condensados de vapor os quais estão presentes no aparelho para produção de ureia. A tem- peratura do condensado de vapor suprido para a etapa a é, por exem- plo, aproximadamente 100 a 220°C, tipicamente, aproximadamente
100 a 170°C. A temperatura do condensado de vapor descarregado da etapa a é 90°C ou menos, por exemplo, aproximadamente 30 a 70°C, tipicamente, aproximadamente 50°C. A pressão do condensado de vapor utilizado na etapa a é, por exemplo, a pressão atmosférica até aproximadamente 25 bar.
[0086] Como o "outro fluido" utilizado na etapa a, é possível utili- zar, conforme apropriado, um fluido que tem uma temperatura igual a ou mais baixa do que 90°C, por exemplo, uma temperatura de aproxi- madamente 30 a 50°C entre os fluidos os quais estão presentes no aparelho para produção de ureia. A temperatura do "outro fluido" des- carregado da etapa a é mais baixa do que a temperatura do conden- sado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C suprido na etapa a.
[0087] De modo a executar a etapa a, uma estrutura de troca de calor apropriada (esta pode ser daqui em diante referida como "primei- ra estrutura de troca de calor") pode ser utilizada. Na primeira estrutura de troca de calor, o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C é suprido para um lado de alta temperatura e a "outro flu- ido" é suprido para um lado de baixa temperatura. Etapa b
[0088] Na etapa b, o condensado de vapor obtido da etapa a é aquecido trocando calor do condensado de vapor obtido da etapa a com o fluido alvo de recuperação de calor. Em outras palavras, o calor é recuperado do fluido alvo de recuperação de calor. O condensado de vapor obtido na etapa a pode ser suprido para a etapa b. A etapa b pode ser executada em somente um estágio, ou pode ser executada em uma pluralidade de estágios. Por exemplo, quando a etapa b é executada em dois estágios, o condensado de vapor obtido na etapa a pode ser suprido para o primeiro estágio da etapa b e aquecido. Então o condensado de vapor obtido do primeiro estágio da etapa b pode ser suprido para o segundo estágio da etapa b e adicionalmente aquecido.
[0089] A temperatura do condensado de vapor suprido para a eta- pa b é, por exemplo, aproximadamente 30 a 70°C. A temperatura do condensado de vapor descarregado da etapa b é mais baixa do que a temperatura do vapor de baixa pressão.
[0090] Como o fluido alvo de recuperação de calor, é possível utili- zar, conforme apropriado, um fluido que tem uma temperatura mais baixa do que a temperatura do vapor de baixa pressão entre os fluidos os quais estão presentes no aparelho para produção de ureia.
[0091] De modo a executar a etapa b, uma estrutura de troca de calor apropriada (esta pode ser daqui em diante referida como "segun- da estrutura de troca de calor") pode ser utilizada. Na estrutura de tro- ca de calor, o condensado de vapor obtido da etapa a é suprido para um lado de baixa temperatura e o fluido adicional (o fluido alvo de re- cuperação de calor) é suprido para um lado de alta temperatura. Etapa c
[0092] Na etapa c, o condensado de vapor obtido da etapa b é su- prido para a etapa de condensação como o condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação. De modo a executar a etapa c, uma linha para suprir condensado de vapor, o qual é obtido da segun- da estrutura de troca de calor, para o condensador como o condensa- do de vapor de suprimento de etapa de condensação pode ser utiliza- do. Isto é, uma linha que conecta uma saída de lado de baixa tempera- tura da segunda estrutura de troca de calor e uma entrada do conden- sado de vapor de suprimento de etapa de condensação (uma entrada de lado de resfriamento) do condensador pode ser utilizada.
[0093] As modalidades do condensado de vapor suprido na etapa a, o "outro fluido" suprido na etapa a, e o fluido alvo de recuperação de calor do qual o calor é recuperado na etapa b são abaixo explicadas. As modalidades abaixo explicadas podem ser utilizadas em combina-
ção, conforme apropriado. Modalidade 1.1: Uma Primeira Modalidade do Condensado de Va- por Suprido Para a Etapa a
[0094] Nesta modalidade, o processo para produção de ureia inclui a etapa de purificação, a etapa de concentração e a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão. Como o condensado de vapor (que excede 90°C) suprido para a etapa a, o condensado de vapor de bai- xa-baixa pressão gerado na etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão é inteiramente ou parcialmente utilizado. Nesta modalidade, a pressão do condensado de vapor suprido para a etapa a é relativa- mente baixa. Portanto, uma pressão de projeto do aparelho para exe- cutar as etapas a e b pode ser ajustada mais baixa.
[0095] A temperatura do condensado de vapor de baixa-baixa pressão suprido para a etapa a é tipicamente o ponto de ebulição de água na pressão acima mencionada do condensado de vapor de bai- xa-baixa pressão (uma pressão igual a ou mais alta do que a pressão atmosférica). Por exemplo, reduzindo a pressão de pelo menos uma parte do condensado de vapor de baixa pressão obtido de uma ou ambas a etapa de purificação e a etapa de concentração para uma pressão da pressão atmosférica ou mais, de preferência, para 2 bar ou mais, o condensado de vapor que tem uma pressão da pressão at- mosférica ou mais e o vapor que tem uma pressão da pressão atmos- férica ou mais podem ser gerados. Este condensado de vapor pode ser utilizado como o condensado de vapor de baixa-baixa pressão pa- ra ser suprido para a etapa a. A temperatura do condensado de vapor que tem a pressão atmosférica é aproximadamente 100°C. A tempera- tura do condensado de vapor que tem 2 bar ou mais é 120°C ou mais. Modalidade 1.2: Uma Segunda Modalidade do Condensado de Va- por Suprido Para a Etapa a
[0096] Nesta modalidade, uma quantidade do condensado de va-
por de suprimento de etapa de condensação é ajustada maior do que uma quantidade do vapor de baixa pressão gerado na etapa de con- densação. Um fluido que contém o vapor de baixa pressão e o con- densado de vapor é obtido da etapa de condensação. Em outras pala- vras, um fluido de saída de lado de resfriamento do condensador inclui o vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação e o con- densado de vapor o qual não foi vaporizado na etapa de condensação.
[0097] Além disso, a seguinte etapa d é executada.
[0098] d) Uma etapa de separar o fluido que contém o vapor de baixa pressão e o condensado de vapor (o fluido de saída de lado de resfriamento do condensador) obtido da etapa de condensação no va- por de baixa pressão e no condensado de vapor.
[0099] De modo a executar a etapa d, um separador de gás- líquido apropriado pode ser utilizado. O condensado de vapor separa- do na etapa d é inteiramente ou parcialmente utilizado como o con- densado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C para ser suprido para a etapa a. Antes do condensado de vapor separado na etapa d ser tornado para o condensador como o condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação na etapa c, água de compo- sição pode ser adicionada ao condensado de vapor separado na etapa d. Nota-se que o vapor de baixa pressão separado na etapa d pode ser apropriadamente utilizado como uma fonte de calor.
[00100] A temperatura e a pressão do vapor de baixa pressão e do condensado de vapor separados na etapa d podem ser as mesmas que a temperatura e a pressão acima explicada sobre o vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação. Portanto, a temperatura do condensado de vapor suprido para a etapa a (o condensado de vapor separado na etapa d) é tipicamente a temperatura de saturação de água na pressão acima mencionada do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação.
Modalidade 1.3: Uma Terceira Modalidade do Condensado de Va- por Cuja Temperatura é Mais Alta do que 90°C
[00101] Nesta modalidade, na etapa de decomposição de alta pres- são, a solução de síntese de ureia gerada na etapa de síntese é aque- cida utilizando o vapor de média pressão como uma fonte de calor e condensado de vapor de média pressão é obtido. Este condensado de vapor de média pressão é inteiramente ou parcialmente utilizado como o condensado de vapor para ser suprido para a etapa a. O condensa- do de vapor de média pressão obtido na etapa de decomposição de alta pressão pode ser utilizado como, por exemplo, uma fonte de calor na etapa de purificação, e posteriormente pode ser suprido para a eta- pa a como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C.
[00102] Alternativamente, ao invés do condensado de vapor de mé- dia pressão, um condensado de vapor de média-baixa pressão pode ser utilizado como o condensado de vapor para ser suprido para a etapa a.
[00103] A temperatura do condensado de vapor (o condensado de vapor de média pressão ou o condensado de vapor de média-baixa pressão) para ser suprido para a etapa a é tipicamente uma tempera- tura de saturação de água na pressão acima mencionada do conden- sado de vapor de média pressão ou do condensado de vapor de mé- dia-baixa pressão. Após ser apropriadamente resfriado por troca de calor com outro fluido para, por exemplo, aproximadamente 160°C, o condensado de vapor de média pressão ou o condensado de vapor de média-baixa pressão pode ser suprido para a etapa a. Consequente- mente, o calor pode ser recuperado do condensado de vapor de média pressão ou do condensado de vapor de média-baixa pressão. Modalidade 2.1: Uma Primeira Modalidade de Outro Fluido Para Ser Suprido Para A Etapa a
[00104] Nesta modalidade, como o "outro fluido" o qual tem calor trocado com o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a, amônia de material bruto a ser suprida para pelo menos uma etapa selecionada dentre a etapa de síntese, a etapa de decomposição de alta pressão e a etapa de condensação é inteira- mente ou parcialmente utilizada. Em outras palavras, a amônia de ma- terial bruto é pré-aquecida pela troca de calor com o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C. A temperatura da amônia de material bruto é, por exemplo, aproximadamente 40°C. Modalidade 2.2: Uma Segunda Modalidade de Outro Fluido Para Ser Suprido Para A Etapa a
[00105] Nesta modalidade, a etapa de purificação, a etapa de con- centração e a etapa de granulação são executadas. Como o "outro fluido" o qual tem calor trocado com o condensado de vapor cuja tem- peratura é mais alta do que 90°C na etapa a, ar a ser suprido para a etapa de granulação é inteiramente ou parcialmente utilizado. Em ou- tras palavras, o ar (tipicamente tendo a temperatura atmosférica) para ser suprido para a etapa de granulação é aquecido pela troca de calor com o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C. Modalidade 3.1: Uma Primeira Modalidade do Fluido Alvo de Re- cuperação de Calor
[00106] Nesta modalidade, a etapa de recuperação é executada. Na etapa b, um meio de absorção, o qual absorveu pelo menos um gás do gás I e do gás II, é inteiramente ou parcialmente utilizado como o fluido alvo de recuperação de calor. Este fluido alvo de recuperação de calor e o condensado de vapor obtido da etapa a têm o calor troca- do. Consequentemente, o resfriamento na etapa de recuperação (res- friamento de pelo menos um do gás I e do gás II) é executado junta- mente com o aquecimento na etapa b (o aquecimento do condensado de vapor suprido para a etapa b). Modalidade 3.2: Uma Segunda Modalidade do Fluido Alvo de Re- cuperação de Calor
[00107] Nesta modalidade, a etapa de recuperação é executada. O resfriamento (resfriamento de um meio de absorção que absorveu pelo menos um gás do gás I e do gás II) na etapa de recuperação é execu- tada por roca de calor com água quente. Na etapa b, a água quente após ser utilizada como uma fonte de resfriamento para o resfriamento na etapa de recuperação é inteiramente ou parcialmente utilizada co- mo o fluido alvo de recuperação de calor. Esta água quente e o con- densado de vapor obtido da etapa a têm o calor trocado. Consequen- temente, o aquecimento na etapa b (aquecimento do condensado de vapor suprido para a etapa b) é executada. O calor é recuperado da água quente após ser utilizada como a fonte de resfriamento para o resfriamento na etapa de recuperação. Modalidade 3.3: Uma Terceira Modalidade do Fluido Alvo de Re- cuperação de Calor
[00108] Nesta modalidade, a etapa de purificação, a etapa de con- centração, a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão e a etapa seguinte são executadas.
[00109] e) Uma etapa de, resfriando a totalidade ou uma parte do vapor de baixa-baixa pressão, o qual é gerado na etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão, condensar este vapor de baixa-baixa pressão e obter condensado de vapor.
[00110] O resfriamento na etapa e é executado juntamente com o aquecimento na etapa b por troca de calor, na etapa b, da totalidade ou uma parte do vapor de baixa-baixa pressão, o qual é gerado na etapa de geração de baixa-baixa pressão, com o condensado de vapor obtido da etapa a.
[00111] Portanto, na segunda estrutura de troca de calor, o vapor de baixa-baixa pressão pode ter o calor trocado com o condensado de vapor obtido da primeira estrutura de troca de calor. Consequentemen- te, é possível executar aquecimento na segunda estrutura de troca de calor (aquecimento do condensado de vapor obtido da primeira estru- tura de troca de calor) e condensar o vapor de baixa-baixa pressão resfriando o vapor de baixa-baixa pressão e obter o condensado de vapor.
[00112] Por exemplo, a temperatura do vapor de baixa-baixa pres- são suprido para a etapa e é aproximadamente 100 a 150°C (uma temperatura de saturação na pressão do vapor de baixa-baixa pres- são). Quando um subrresfriamento não é executado na etapa e, a temperatura do condensado de vapor descarregado da etapa e é tam- bém a temperatura de saturação. Se o subrresfriamento for executado na etapa e, a temperatura do condensado de vapor torna-se mais bai- xa do que a temperatura de saturação.
[00113] Nesta modalidade, é preferível executar a seguinte etapa f.
[00114] f) Uma etapa de retornar o condensado de vapor obtido da etapa e para a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão, em que o condensado de vapor obtido da etapa e é transferido para a eta- pa de geração de fluido de baixa-baixa pressão pelo próprio peso des- te condensado de vapor.
[00115] De modo a executar a etapa f, uma linha para retornar o condensado de vapor obtido por condensação do vapor de baixa-baixa pressão na segunda estrutura de troca de calor para o aparelho de ge- ração de fluido de baixa-baixa pressão (isto é, uma linha que conecta a saída de lado de alta temperatura da segunda estrutura de troca de calor e a entrada do aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão) pode ser utilizada. É possível transferir, através desta linha, o condensado de vapor obtido condensando o vapor de baixa-baixa pressão na segunda estrutura de troca de calor para o aparelho de ge-
ração de fluido de baixa-baixa pressão pelo próprio peso deste con- densado de vapor.
[00116] A transferência pode ser executada como segue. O con- densado de vapor de baixa-baixa pressão gerado na etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão é recebido em um contentor ou um tubo. Uma superfície de líquido do condensado de vapor de baixa- baixa pressão é formada no contentor ou no tubo. Na etapa e, o vapor de baixa-baixa pressão é condensado em uma posição mais alta do que o nível desta superfície de líquido. Assim o condensado de vapor condensado é direcionado para o contentor ou o tubo utilizado na eta- pa de geração de fluido de baixa-baixa pressão.
[00117] Quando a pressão do condensado de vapor obtido da etapa e é mais alta do que a pressão atmosférica (por exemplo, uma pressão de operação na etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão é 2 bar ou mais), ao invés da etapa f, o condensado de vapor obtido da etapa e pode ser enviado para um tanque, o qual armazena o conden- sado de vapor que tem a pressão atmosférica, por uma diferença de pressão. Quando a pressão do condensado de vapor obtido da etapa e é a pressão atmosférica, ao invés da etapa f, o condensado de vapor obtido da etapa e pode ser pressurizado por uma bomba e retornado para a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão ou pode ser descarregado para o exterior do aparelho para produção de ureia. Outros
[00118] O processo para produção de ureia por incluir a seguinte etapa g.
[00119] g) Uma etapa de troca de calor do condensado de vapor aquecido na etapa b com o vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação para aquecer este condensado de vapor antes de ser suprido para a etapa de condensação como o condensado de vapor de suprimento de etapa de concentração.
[00120] De modo a executar a etapa g, uma estrutura de troca de calor apropriada pode ser utilizada. Um lado de baixa temperatura da estrutura de troca de calor que executa a etapa g pode estar disposto em uma linha que conecta a saída de lado de baixa temperatura da segunda estrutura de troca de calor e uma entrada de condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação (uma entrada de lado de resfriamento) do condensador. O vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação pode ser suprido para um lado de alta tempera- tura da estrutura de troca de calor que executa a etapa g.
[00121] Quando a temperatura do condensado de vapor de supri- mento de etapa de condensação é mais baixa, uma quantidade do condensado de vapor necessária para gerar o vapor de baixa pressão na etapa de condensação diminui. Neste caso, uma quantidade do condensado de vapor resfriado na etapa a e aquecido na etapa b pode diminuir e uma quantidade de calor de recuperação de calor pela eta- pa b pode diminuir. De modo a evitar tal diminuição na quantidade de recuperação de calor, o condensado de vapor aquecido na etapa b pode ser suprido para a etapa de condensação após ser aquecido na etapa g.
[00122] Como a reação de síntese de ureia também progride na etapa de condensação, a etapa de condensação e a etapa de síntese podem ser executadas em um único recipiente de pressão. Portanto, é possível utilizar um único recipiente de pressão no qual um condensa- dor e um reator de síntese estão integrados. Exemplo de Processo
[00123] A presente invenção será abaixo descrita em detalhes com referência aos desenhos, mas a presente invenção não está limitada isto. Nos desenhos, "MP STM" significa vapor de média pressão, "LP STM" significa vapor de baixa pressão, "LLP STM" significa vapor de baixa-baixa pressão, "MP SC" significa condensado de vapor de média pressão, "LP SC" significa condensado de vapor de baixa pressão, e "LLP SC" significa condensado de vapor de baixa-baixa pressão. Nas Figuras 1-4, linhas cheias representam vapor e linhas tracejadas re- presentam condensado de vapor. Estritamente falando, quando o con- densado de vapor que tem uma alta pressão é reduzido em pressão, o condensado de vapor muda para um fluxo de duas fases de vapor e condensado de vapor. Aqui, no entanto, tal fluxo de duas fases é indi- cado por linhas tracejadas também. Um Exemplo de Processo da Modalidade 1.1
[00124] Um exemplo de um processo (um sistema de vapor / con- densado de vapor) da modalidade 1.1 está explicado com referência à Figura 1. Neste exemplo, condensado de vapor de baixa-baixa pres- são é utilizado como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a. Neste exemplo, um pré-aquecedor de amônia E é utilizado como o aparelho (a primeira estrutura de troca de calor) que executa a etapa a. Em outras palavras, este exemplo está em conformidade com a modalidade 2.1 também.
[00125] O condensado de vapor de baixa pressão na linha 1 deriva do condensado de vapor de média pressão obtido condensando o va- por de média pressão em um decompositor de alta pressão. Especifi- camente, o condensado de vapor de média pressão do decompositor de alta pressão é reduzido em pressão por, por exemplo, uma válvula de redução de pressão (não mostrada) para tornar-se vapor de baixa pressão e condensado de vapor de baixa pressão. O vapor de baixa pressão e o condensado de vapor de baixa pressão são sujeitos a uma separação de gás-líquido em um recipiente (não mostrado) e condensado de vapor de baixa pressão é obtido.
[00126] O condensado de vapor de baixa pressão na linha 1 é aquecido por um fluido de processo no condensador A (utilizado para recuperação de calor de condensação) para tornar-se vapor de baixa pressão.
[00127] Uma parte do vapor de baixa pressão retirada do conden- sador A para a linha 2 é enviada para o aparelho de purificação B através da linha 3 e utilizada como uma fonte de calor. Outra parte do vapor de baixa pressão na linha 2 é enviada para o aparelho de con- centração C através da linha 4 e utilizada como uma fonte de calor. A parte restante do vapor de baixa pressão na linha 2 pode ser utilizada conforme apropriado como uma fonte de calor outra que as fontes de aquecimento acima mencionadas. No entanto, esta fonte de calor não é mostrada na Figura 1.
[00128] Condensados de vapor de baixa pressão obtidos por con- densação do vapor de baixa pressão são retirados do aparelho de pu- rificação B e do aparelho de concentração C respectivamente para a linha 5 e linha 6. Os condensados de vapor de baixa pressão se jun- tam e são enviados para o aparelho de geração de fluido de baixa- baixa pressão D através da linha 7.
[00129] O aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão D reduz em pressão o condensado de vapor de baixa pressão para gerar um condensado de vapor de baixa-baixa pressão e vapor de baixa- baixa pressão, executa separação de gás-líquido do condensado de vapor de baixa-baixa pressão e do vapor de baixa-baixa pressão em um recipiente, obtém vapor de baixa-baixa pressão na linha 8, e obtém condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 9 (tanto o vapor de baixa-baixa pressão quanto o condensado de vapor de baixa-baixa pressão estão, por exemplo, a 140°C).
[00130] O vapor de baixa-baixa pressão na linha 8 é apropriada- mente utilizado. Por exemplo, o vapor de baixa-baixa pressão na linha 8 é enviado para um pré-aquecedor de amônia (não mostrado na Figu- ra 1, mas mostrado na Figura 5 com uma referência "N") e aquece a amônia de material bruto.
[00131] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 9 é enviado para o pré-aquecedor de amônia E como o "condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C" na etapa a e resfriado a 90°C ou menos (por exemplo, 50°C) por troca de calor com a amônia de material bruto (a etapa a). O condensado de vapor de baixa-baixa pressão resfriado é retirado para a linha 10. O pré-aquecedor de amô- nia E pode estar disposto a montante do pré-aquecedor de amônia N em relação à direção de fluxo da amônia de material bruto.
[00132] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 10 é dividido nas linhas 12 e 13. O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 12 é descarregado para fora do aparelho para produ- ção de ureia (por exemplo, na direção do aparelho de ajuste de supri- mento de água de caldeira). O condensado de vapor de baixa-baixa pressão pode ser adicionalmente resfriado por água de resfriamento (concessionária) antes de ser descarregado para o exterior do apare- lho para produção de ureia. Quando a pressão do condensado de va- por de baixa-baixa pressão é mais alta do que a pressão atmosférica a um certo grau, o condensado de vapor de baixa-baixa pressão pode ser adicionalmente reduzido em pressão antes de ser descarregado para o exterior do aparelho para produção de ureia e armazenado uma vez em um tanque sob a pressão atmosférica e então descarregado para o exterior do aparelho para produção de ureia. O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 13 é suprido para o trocador de calor F (a segunda estrutura de troca de calor) que executa a etapa b.
[00133] No trocador de calor F que executa a etapa b, o condensa- do de vapor de baixa-baixa pressão suprido da linha 13 (isto é, o con- densado de vapor obtido da etapa a) é aquecido por troca de calor com o fluido alvo de recuperação de calor. O fluido alvo de recupera- ção de calor, por exemplo, está em conformidade com pelo menos uma das modalidades 3.1 a 3.3.
[00134] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão aquecido pelo trocador de calor F é descarregado para a linha 11 do trocador de calor F. O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 11 é enviado para o condensador A como o condensado de vapor de su- primento de etapa de condensação. Note que, no entanto, o conden- sado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 11 é suprido para um recipiente (não mostrado) e é enviado do recipiente para o condensa- dor A. Deve ser compreendido que, na Figura 1, o recipiente está in- cluído em um bloco que indica condensador A. Apesar de não mostra- do na Figura 1, deve ser compreendido que um dispositivo de pressu- rização para pressurizar o condensado de vapor é provido na linha 9, 10, 13 ou 11. Mesmo se o condensado de vapor pressurizado pelo dispositivo de pressurização tiver uma pressão equivalente à pressão do condensado de vapor de baixa pressão, a temperatura do conden- sado de vapor não muda substancialmente antes e após o dispositivo de pressurização. De modo a distinguir o condensado de vapor pres- surizado pelo dispositivo de pressurização do condensado de vapor de baixa pressão gerado pela condensação do vapor de baixa pressão, o condensado de vapor pressurizado pelo dispositivo de pressurização é também indicado como "condensado de vapor de baixa-baixa pres- são". Por exemplo, o condensado de vapor de baixa-baixa pressão (linha 11) pode ser pressurizado para a mesma pressão que a pressão do condensado de vapor de baixa pressão (linha 1). Então, estes con- densados de vapor (linhas 1 e 11) podem ser unidos e supridos para o condensador A como o condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação. Exemplo de Processo da Modalidade 1.2
[00135] Um exemplo de um processo (um sistema de vapor / con- densado de vapor) da modalidade 1.2 está explicado com referência à Figura 2. Uma explicação é omitida sobre pontos os quais são comuns ao exemplo mostrado na Figura 1. Neste exemplo, um fluido que con- tém vapor de baixa pressão e condensado de vapor é gerado da etapa de condensação como um fluido de saída de lado de resfriamento do condensador A. O fluido de saída de lado de resfriamento de conden- sador é separado no vapor de baixa pressão e no condensado de va- por (a etapa d). O condensado de vapor separado na etapa d é utiliza- do como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a.
[00136] O fluido de saída de lado de resfriamento do condensador A é separado por um separador de gás-líquido (um recipiente não mostrado na Figura 2), o vapor de baixa pressão é retirado para a li- nha 2, e o condensado de vapor de baixa pressão é retirado para a linha 20 (tanto o vapor de baixa pressão quanto o condensado de va- por de baixa pressão estão, por exemplo, a 160°C).
[00137] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão gerado no aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão D é suprido para o condensador A como o condensado de vapor de suprimento de eta- pa de condensação através da linha 29. Um dispositivo de pressuriza- ção não mostrado é provido na linha 29 para pressurizar este conden- sado de vapor.
[00138] O condensado de vapor de baixa pressão na linha 20 é en- viado para o pré-aquecedor de amônia E como o condensado de va- por cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a e resfriado a 90°C ou menos (por exemplo, 50°C) por troca de calor com a amônia de material bruto (a etapa a). O condensado de vapor de baixa pres- são resfriado é retirado para a linha 24.
[00139] O condensado de vapor de baixa pressão na linha 24 é di- vidido nas linhas 22 e 23. O condensado de vapor de baixa pressão na linha 22 é descarregado para o exterior do aparelho para produção de ureia (por exemplo, na direção de uma fábrica de amônia). O conden-
sado de vapor de baixa pressão na linha 23 é suprido para o trocador de calor F que executa a etapa b.
[00140] No trocador de calor F que executa a etapa b, o condensa- do de vapor de baixa pressão suprido da linha 23, isto é, o condensa- do de vapor obtido da etapa a é aquecido por troca de calor com o flu- ido alvo de recuperação de calor. O fluido alvo de recuperação de ca- lor é, por exemplo, um fluido em conformidade com pelo menos uma das modalidades 3.1 a 3.3.
[00141] O condensado de vapor de baixa pressão aquecido pelo trocador de calor F é descarregado para a linha 21 do trocador de ca- lor F. O condensado de vapor de baixa pressão na linha 21 é enviado para o condensador A como o condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação. Apesar de não mostrado na Figura 2, deve ser compreendido que um dispositivo de pressurização para pressurizar condensado de vapor é provido na linha 20, 24, 23 ou 21. Um Exemplo de Processo da Modalidade 1.3
[00142] Um exemplo de um processo (um sistema de vapor / con- densado de vapor) da modalidade 1.3 está explicado com referência à Figura 3. Uma explicação é omitida sobre pontos os quais são comuns ao exemplo mostrado na Figura 2. Neste exemplo, na etapa de de- composição de alta pressão, o vapor de média pressão é utilizado co- mo uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia ge- rada na etapa de síntese e obter o condensado de vapor de média pressão. O condensado de vapor de média pressão é utilizado como o "condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C" na etapa a.
[00143] O condensado de vapor de média pressão (linha 35) obtido do decompositor de alta pressão é dividido na linha 1 e linha 36. O condensado de vapor de média pressão na linha 1 é reduzido em pressão por, por exemplo, uma válvula de redução de pressão (não mostrada) para tornar-se vapor de baixa pressão e condensado de va- por de baixa pressão. O vapor de baixa pressão e o condensado de vapor de baixa pressão são sujeitos à separação de gás-líquido por um recipiente (não mostrado). O condensado de vapor de baixa pres- são é suprido para o condensador A.
[00144] O condensado de vapor de média pressão na linha 36 é enviado para o pré-aquecedor de amônia E como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a e resfriado a 90°C ou menos (por exemplo, 50°C) por troca de calor com a amônia de material bruto (a etapa a).
[00145] O pré-aquecedor de amônia E, trocador de calor F e linhas 31 a 34 são as mesmas que pré-aquecedor de amônia E, trocador de calor F e linhas 21 a 24 na modalidade mostrada na Figura 2 exceto que o condensado de vapor que flui através dos mesmos não é o con- densado de vapor de baixa pressão mas é o condensado de vapor de média pressão. No entanto, quando o condensado de vapor de média pressão na linha 31 é suprido para o condensador A como o conden- sado de vapor de suprimento de etapa de condensação, o condensado de vapor de média pressão é sujeito a uma operação tal como redução de pressão e separação de gás-líquido conforme necessário. Um Exemplo de Processo no qual a Modalidade 3.2 e a Modalida- de 3.3 São Combinadas
[00146] Um exemplo de outro processo (sistema de vapor / con- densado de vapor) é explicado com referência à Figura 4. Este exem- plo é um exemplo no qual aparelhos para a etapa b (trocador de calor F e aparelho associado com o trocador de calor F) no exemplo de pro- cesso mostrado na Figura 1 são explicados em mais detalhes. Uma explicação é omitida sobre pontos os quais são comuns ao exemplo mostrado na Figura 1. Neste exemplo, como o trocador de calor (a se- gunda estrutura de troca de calor) que executa a etapa b, o trocador de calor F1 (ver a modalidade 3.2) e trocador de calor F2 (ver a moda- lidade 3.3) são utilizados. Neste modo, uma pluralidade de segundas estruturas de troca de calor pode estar presente ou somente uma se- gunda estrutura de troca de calor pode estar presente. O mesmo se aplica à primeira estrutura de troca de calor.
[00147] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão (por exem- plo, 50°C) na linha 13 é aquecido pelo trocador de calor F1 e descar- regado para a linha 40 (por exemplo, 100°C). Por outro lado, a água quente (por exemplo, 100°C) após ser utilizada como a fonte de resfri- amento na etapa de recuperação é descarregada para a linha 41 do aparelho de recuperação G que executa a etapa de recuperação. Sub- sequentemente, a água quente na linha 41 é dividida na linha 42 e li- nha 43. A água quente na linha 42 é suprida para o trocador de calor F1 como o fluido alvo de recuperação de calor, resfriada (sujeita à re- cuperação de calor), e descarregada para a linha 44. Neste modo, o condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 13 e a água quente na linha 42 têm o calor trocado no trocador de calor F1 (a eta- pa b).
[00148] A água quente na linha 43 é resfriada por troca de calor com a água de resfriamento (concessionária) no resfriador H e descar- regada para a linha 45. Uma linha para esta água de resfriamento não está mostrada na Figura 4. A água quente na linha 44 e a água quente na linha 45 se juntam na linha 46, são retornadas para o aparelho de recuperação G, e utilizadas para resfriar o fluido de processo na etapa de recuperação. A temperatura da água quente retornada para o apa- relho de recuperação G é, por exemplo, 90°C. A pressão desta água quente é, por exemplo, 15 bar. A água de resfriamento (concessioná- ria) após ser utilizada para o resfriamento no resfriador H é geralmente apropriadamente resfriada novamente no exterior do resfriador H.
[00149] É possível ajustar uma quantidade de troca de calor no tro-
cador de calor F1 dividindo a água quente na linha 41 nas linhas 42 e
43.
[00150] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 40 (o condensado de vapor obtido da etapa a) é adicionalmente aquecido no trocador de calor F2 e descarregado para a linha 11 (por exemplo, 120°C). Por outro lado, o vapor de baixa-baixa pressão (por exemplo, 140°C) na linha 8 é suprido para o trocador de calor F2 como o fluido alvo de recuperação de calor, resfriado (sujeito à recuperação de ca- lor), e condensado (a etapa e). O condensado de vapor de baixa-baixa pressão obtido por esta condensação é descarregado para a linha 47. Neste modo, o condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 40 e o vapor de baixa-baixa pressão na linha 8 têm o calor trocado.
[00151] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 11 é retornado para o condensador A como o condensado de vapor de suprimento de etapa de condensação.
[00152] O condensado de vapor de baixa-baixa pressão na linha 47 é transferido para o aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão D pelo próprio peso deste condensado de vapor de baixa- baixa pressão. Portanto, uma posição onde o vapor de baixa-baixa pressão na linha 8 é condensado na etapa e no trocador de calor F2 é ajustada mais alta do que (isto é, acima na direção vertical) uma su- perfície de líquido no aparelho D (uma superfície de líquido do con- densado de vapor de baixa-baixa pressão gerado reduzindo o conden- sado de vapor de baixa pressão na linha 7 em pressão).
[00153] Um dispositivo de pressurização pode ser apropriadamente utilizado nesta modalidade também. Exemplo de Processo do Processo para Produção de Ureia
[00154] Como mostrado na Figura 5, a amônia de material bruto apropriadamente pressurizado por uma bomba (não mostrada) é su- prida para o reator de síntese M através das linhas 101, 102, 103 e
104. Dióxido de carbono de material bruto é suprido para o reator de síntese M através das linhas 105 e 106. A amônia de material bruto (linha 101) é aquecida por troca de calor com o condensado de vapor de baixa-baixa pressão no trocador de calor (pré-aquecedor de amô- nia) E. A amônia de material bruto aquecida (linha 102) é então aque- cida por troca de calor com vapor de baixa-baixa pressão no trocador de calor (pré-aquecedor de amônia) N. O vapor de baixa-baixa pres- são é condensado pelo trocador de calor N para tornar-se condensado de vapor de baixa-baixa pressão. Posteriormente, a amônia de materi- al bruto aquecida (linha 103) pode ser utilizada como um fluido de aci- onamento para o ejetor I. Apesar de não mostrado na Figura 5, um trocador de calor pode ser adicionado à linha 103 para adicionalmente aquecer a amônia de material bruto através de troca de calor com va- por de baixa pressão.
[00155] Uma solução de síntese de ureia é enviada do reator de síntese M para o decompositor de alta pressão L através da linha 110. No decompositor de alta pressão L, a solução de síntese de ureia é aquecida em uma seção de aquecimento (uma estrutura de troca de calor) a qual executa aquecimento utilizando vapor de média pressão. O vapor de média pressão torna-se condensado de vapor de média pressão e é retirado desta seção de aquecimento. O dióxido de carbo- no é suprido para o fundo do decompositor de alta pressão L como um gás de extração através das linhas 105 e 107.
[00156] Um gás de saída de decomposição de alta pressão é intro- duzido no condensador A do decompositor de alta pressão L através da linha 112. Ainda, a solução de síntese de ureia, da qual o gás de saída de decomposição de alta pressão foi separado, é enviada para o aparelho de purificação B através da linha 111.
[00157] O gás de saída de decomposição de alta pressão introduzi- do no condensador A é absorvido pelo líquido de absorção (um meio de absorção) introduzido da linha 120, e condensa. O líquido conden- sado obtido é pressurizado pelo ejetor I após fluir através da linha 121, e reciclado para o reator de síntese M da linha 104. O gás que perma- nece não condensado (gás de saída de condensador) é retirado da linha 122 e reduzido em pressão pela válvula de redução de pressão J. Condensado de vapor de baixa pressão é introduzido no condensa- dor A como uma fonte de resfriamento. O condensado de vapor de baixa pressão é aquecido pelo fluido interno (fluido de processo) do condensador A para gerar vapor de baixa pressão.
[00158] Aparelho de purificação B inclui uma válvula de redução de pressão B1, decompositor de média pressão B2, válvula de redução de pressão B3, e decompositor de baixa pressão B4. A solução de sín- tese de ureia da linha 111 é reduzida em pressão pela válvula de re- dução de pressão B1 e enviada para o decompositor de média pres- são B2, o qual executa uma etapa de decomposição de média pres- são, através da linha 113. A solução de síntese de ureia (a qual pode ser um fluxo de duas fases de gás-líquido) introduzida no decomposi- tor de média pressão B2 da linha 113 é aquecida em uma seção de aquecimento (uma estrutura de troca de calor), a qual executa aque- cimento utilizando vapor de baixa pressão, do decompositor de média pressão B2. O vapor de baixa pressão torna-se condensado de vapor de baixa pressão e é retirado desta seção de aquecimento.
[00159] O gás de saída de decomposição de média pressão é reti- rado da linha 132. Uma solução de síntese de ureia, da qual o gás de saída de decomposição de média pressão foi separado, é retirada da linha 131, reduzida em pressão pela válvula de redução de pressão B3, e introduzida da linha 134 no decompositor de baixa pressão B4 o qual executa uma etapa de decomposição de baixa pressão. O dióxido de carbono é suprido da linha 144 para o decompositor de baixa pres- são B4 de modo a promover a decomposição de carbamato.
[00160] A solução de síntese de ureia (a qual pode ser um fluxo de duas fases de gás-líquido) introduzida no decompositor de baixa pres- são B4 da linha 134 é aquecida em uma seção de aquecimento (uma estrutura de troca de calor), a qual executa aquecimento utilizando va- por de baixa pressão, do decompositor de baixa pressão B4. O gás de saída de decomposição de baixa pressão é retirado da linha 142. Uma solução de síntese de ureia, da qual o gás de saída de decomposição de baixa pressão foi separado, é retirada da linha 141 e enviada para o aparelho de concentração C.
[00161] O aparelho de concentração C inclui uma válvula de redu- ção de pressão C1, aquecedor C2, separador de gás-líquido C3, aquecedor C4, e separador de gás-líquido C5. A solução de síntese de ureia da linha 141 é reduzida em pressão pela válvula de redução de pressão C1 e introduzida no aquecedor C2 da linha 145. Neste aque- cedor (especificamente, uma estrutura de troca de calor do aquece- dor), a solução de síntese de ureia é aquecida pelo vapor de baixa pressão, e condensado de vapor de baixa pressão é gerado. A solu- ção de síntese de ureia aquecida torna-se um fluxo de duas fases de gás-líquido e é introduzida no separador de gás-líquido C3 da linha
151. A fase gasosa é retirada para a linha 153 e a fase líquida (uma solução de síntese de ureia na qual a ureia foi adicionalmente concen- trada) é retirada para a linha 152.
[00162] A solução de síntese de ureia na linha 152 é introduzida no aquecedor C4. Neste aquecedor (especificamente, uma estrutura de troca de calor do aquecedor), a solução de síntese de ureia é aquecida por vapor de baixa pressão, e condensado de vapor de baixa pressão é gerado. A solução de síntese de ureia aquecida torna-se a fluxo de duas fases de gás-líquido e é introduzida no separador de gás-líquido C5 da linha 161. A fase gasosa é retirada para a linha 163 e a fase lí- quida (uma solução de síntese de ureia na qual a ureia foi adicional-
mente concentrada) é retirada para a linha 162. A fase líquida é envia- da para uma etapa de granulação.
[00163] O gás de saída de condensador (linha 122; após redução de pressão, linha 123) retirado do condensador A é o gás I acima mencionado. O gás de saída de decomposição de média pressão (li- nha 132) e o gás de saída de decomposição de baixa pressão (linha 142) respectivamente retirados do decompositor de média pressão B2 e do decompositor de baixa pressão B4 são o gás II acima menciona- do. Na etapa de recuperação, amônia, dióxido de carbono e água con- tidos nestes gases podem ser recuperados. Em tal processamento de recuperação, o gás pode ser absorvido e condensado em um meio de absorção e o meio de absorção, o qual absorveu o gás, pode ser si- multaneamente resfriado. Como o meio de absorção, um meio de ab- sorção publicamente conhecido no campo do processo para produção de ureia, tal como água (a qual pode conter ureia, amônia, dióxido de carbono e carbamato de amônio) pode ser apropriadamente utilizado. Além disso, água (vapor) contida nos gases retirados do separador de gás-líquido C3 e do separador de gás-líquido C5 pode ser recuperada.
[00164] Um exemplo de tal processamento está abaixo explicado. Como mostrado na Figura 5, uma mistura gasosa (linha 133) é obtida misturando o gás de saída de decomposição de média pressão (linha 132) e o gás de saída de condensador (linha 123) após serem reduzi- dos em pressão pela válvula de redução de pressão J. Como mostra- do na Figura 6, o aparelho de recuperação G inclui um absorsor de média pressão G1, absorsor de baixa pressão G2 e bombas G3 e G4. No absorsor de média pressão G1, a mistura gasosa (linha 133) é ab- sorvida e condensada em líquido suprido da linha 173 e este líquido é simultaneamente resfriado utilizando água quente para obter o líquido recuperado na linha 171. O líquido recuperado é pressurizado pela bomba G3 e suprido da linha 120 para o condensador A como um meio de absorção.
[00165] No absorsor de baixa pressão G2, o gás de saída de de- composição de baixa pressão (linha 142) é absorvido e condensado em líquido suprido da linha 175 e este líquido é simultaneamente res- friado utilizando água quente para obter líquido recuperado na linha
172. O líquido recuperado é pressurizado pela bomba G4 e enviado da linha 173 para o absorsor de média pressão G1 como um meio de ab- sorção.
[00166] O gás na linha 153 retirado do separador de gás-líquido C3 é enviado para o trocador de calor K1. O gás na linha 163 retirado do separador de gás-líquido C5 é enviado para o trocador de calor K2. Estes gases são respectivamente resfriados e condensados nestes trocadores de calor. Água condensada (linha 174) é pressurizada pela bomba K3 e enviada da linha 175 para o absorsor de baixa pressão G2 como um meio de absorção. Um meio de resfriamento apropriado, tal como água de resfriamento (concessionária), pode ser utilizado pa- ra o resfriamento nos trocadores de calor K1 e K2.
[00167] Exemplos nos quais as modalidades acima mencionadas são aplicadas no aparelho para produção de ureia que tem a configu- ração mostrada nas Figuras 5 e 6 são abaixo explicados. - Modalidade 1.1
[00168] Na etapa de geração de baixa-baixa pressão, pelo menos uma parte do condensado de vapor de baixa pressão obtida de um ou mais aparelho entre o aparelho de purificação B e o aparelho de con- centração C (especificamente, decompositor de média pressão B2, decompositor de baixa pressão B4, aquecedor C2 e aquecedor C4) é reduzida em pressão por uma válvula de redução de pressão (não mostrada) e separada por um separador de gás-líquido (não mostrado) para gerar condensado de vapor de baixa-baixa pressão e vapor de baixa-baixa pressão. Na modalidade 1.1, este condensado de vapor de baixa-baixa pressão é utilizado como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a. - Modalidade 1.2
[00169] Na modalidade 1.2, ajustando uma taxa de fluxo do con- densado de vapor de suprimento de etapa de condensação maior do que uma quantidade, em uma base de taxa de fluxo de massa, do va- por de baixa pressão gerado no condensador A, um fluido que contém vapor de baixa pressão e condensado de vapor de baixa pressão é obtido do condensador A como o fluido de saída de lado de resfria- mento do condensador A. Este fluido é separado no vapor de baixa pressão e no condensado de vapor utilizando o separador de gás- líquido (não mostrado) (a etapa d). O condensado de vapor separado na etapa d é utilizado como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a. - Modalidade 1.3
[00170] Na Modalidade 1.3, o vapor de média pressão é utilizado como uma fonte de calor no decompositor de alta pressão L para obter condensado de vapor de média pressão condensando este vapor de média pressão. Este condensado de vapor de média pressão é utiliza- do como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a. - Modalidade 2.1
[00171] Na modalidade 2.1, amônia de material bruto 101 é utiliza- da como um fluido a ter o calor trocado com o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a. A troca de calor na etapa a é executada no pré-aquecedor de amônia E. - Modalidade 2.2
[00172] Na etapa de granulação, ureia sólida granular é produzida da solução de síntese de ureia na linha 162 utilizando ar aquecido. Na modalidade 2.2, o ar para ser suprido para a etapa de granulação é utilizado como o fluido o qual tem calor trocado com o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C na etapa a. O ar é aquecido pela troca de calor na etapa a. O aparelho de granulação in- clui um trocador de calor (não mostrado) utilizada para esta troca de calor. - Modalidade 3.1
[00173] Na modalidade 3.1, um meio de absorção, o qual absorveu o gás suprido para a etapa de recuperação (o gás nas linhas 133 e 142), é utilizado como o fluido alvo de recuperação de calor. O con- densado de vapor obtido da etapa a é utilizado como a água quente utilizada para o resfriamento no absorsor de média pressão G1 e no absorsor de baixa pressão G2. Neste modo, no absorsor de média pressão G1 e no absorsor de baixa pressão G2, os gases nas linhas 133 e 142 têm respectivamente calor trocado com o condensado de vapor obtido da etapa a (a etapa b). O resfriamento na etapa de recu- peração (o resfriamento do gás suprido para a etapa de recuperação) é executado por esta troca de calor simultaneamente com o aqueci- mento na etapa b (o aquecimento do condensado de vapor obtido da etapa a).
[00174] Quando uma temperatura de condensação no absorsor de baixa pressão G2, para o qual o gás na linha 142 é suprido, é baixa e não é fácil trocar calor com este gás com o condensado de vapor obti- do da etapa a, a etapa b é executada no absorsor de média pressão G1 mas pode não ser executada no absorsor de baixa pressão G2. Quando a etapa b não é executada no absorsor de baixa pressão G2, por exemplo, água de resfriamento (concessionária) pode ser utilizada ao invés da água quente como o meio de resfriamento utilizado para o resfriamento no absorsor de baixa pressão G2. - Modalidade 3.2
[00175] Na modalidade 3.2, a água quente após ser utilizada como a fonte de resfriamento para o resfriamento na etapa de recuperação, isto é, a água quente descarregada de pelo menos um do absorsor de média pressão G1 e do absorsor de baixa pressão G2 tem calor troca- do com o condensado de vapor obtido da etapa a. - Sobre a Etapa g
[00176] Na etapa g, é possível trocar calor do condensado de vapor para ser suprido para o condensador A com o vapor de baixa pressão gerado no condensador A em um trocador de calor (não mostrado) pa- ra aquecer este condensado de vapor antes de suprido para o con- densador A.
B APARELHO DE PURIFICAÇÃO B1, B3 VÁLVULA DE REDUÇÃO DE PRESSÃO B2 DECOMPOSITOR DE MÉDIA PRESSÃO B4 DECOMPOSITOR DE BAIXA PRESSÃO
C APARELHO DE CONCENTRAÇÃO C1 VÁLVULA DE REDUÇÃO DE PRESSÃO C2 AQUECEDOR C3 SEPARADOR DE GÁS-LÍQUIDO C4 AQUECEDOR C5 SEPARADOR DE GÁS-LÍQUIDO D APARELHO DE GERAÇÃO DE FLUIDO DE BAIXA-BAIXA
F TROCADOR DE CALOR QUE EXECUTA A ETAPA B F1 TROCADOR DE CALOR QUE EXECUTA A ETAPA B (PRIMEIRO ESTÁGIO) F2 TROCADOR DE CALOR QUE EXECUTA A ETAPA B (SEGUNDO ESTÁGIO)
G APARELHO DE RECUPERAÇÃO G1 ABSORSOR DE MÉDIA PRESSÃO G2 ABSORSOR DE BAIXA PRESSÃO G3, G4 BOMBA
J VÁLVULA DE REDUÇÃO DE PRESSÃO K1, K2 TROCADOR DE CALOR K3 BOMBA
Claims (24)
1. Processo para produção de ureia, caracterizado pelo fato de compreender: uma etapa de síntese de sintetizar ureia de amônia e dióxi- do de carbono para gerar uma solução de síntese de ureia; uma etapa de decomposição de alta pressão de, aquecen- do a solução de síntese de ureia gerada na etapa de síntese, decom- por carbamato de amônio e separar uma mistura gasosa que contém amônia e dióxido de carbono da solução de síntese de ureia; e uma etapa de condensação de absorver e condensar pelo menos uma parte da mistura gasosa obtida na etapa de decomposição de alta pressão em um meio de absorção e gerar vapor de baixa pres- são de condensado de vapor com a utilização de calor gerado durante a condensação, o processo para produção de ureia ainda compreendendo: a) uma etapa de troca de calor de condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C com outro fluido para resfriar este condensado de vapor para 90°C ou menos; b) uma etapa de, trocando calor do condensado de vapor obtido da dita etapa a com um fluido adicional que tem uma temperatu- ra mais baixa do que uma temperatura do vapor de baixa pressão, aquecer o condensado de vapor obtido da dita etapa a; e c) uma etapa de suprir o condensado de vapor obtido da dita etapa b para a etapa de condensação como o condensado de va- por para gerar o vapor de baixa pressão.
2. Processo para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: uma etapa de purificação de, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que uma pressão na etapa de decomposição de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica, da solução de sín-
tese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aque- cer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão; uma etapa de concentração de, aquecendo, em uma pres- são mais baixa do que a pressão na etapa de purificação e igual a, ou mais baixa do que, a pressão atmosférica, da solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de purificação para gerar uma fa- se gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia adicionalmente aumentada e gerando condensado de vapor de baixa pressão, outra parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de purifica- ção; e uma etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão de, reduzindo em pressão pelo menos uma parte do condensado de vapor de baixa pressão obtido de uma ou ambas a etapa de purificação e a etapa de concentração para uma pressão igual a, ou mais alta do que, a pressão atmosférica, gerar condensado de vapor de baixa-baixa pressão e vapor de baixa-baixa pressão, em que na dita etapa a, o condensado de vapor de baixa-baixa pressão é utilizado como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C.
3. Processo para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pressão igual a, ou mais alta do que, a pressão atmosférica na etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão é 2 bar ou mais.
4. Processo para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma quantidade do condensado de vapor suprida para a etapa de condensação é maior do que uma quantidade do vapor de baixa pressão gerada na etapa de condensação, e um fluido que con- tém o vapor de baixa pressão e condensado de vapor é obtido da eta- pa de condensação, o processo para produção de ureia compreende d) uma etapa de separar o fluido que contém o vapor de baixa pressão e o condensado de vapor obtidos da etapa de conden- sação no vapor de baixa pressão e no condensado de vapor, e em que na dita etapa a, o condensado de vapor separado na dita etapa d é utilizado como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C.
5. Processo para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa de decomposição de alta pressão, a solução de síntese de ureia gerada na etapa de síntese é aquecida com a utiliza- ção de vapor de média pressão como uma fonte de calor, e um con- densado de vapor de média pressão é obtido, e na dita etapa a, como o condensado de vapor cuja tempe- ratura é mais alta do que 90°C, condensado de vapor de média pressão obtida na etapa de decomposição de alta pressão, ou condensado de vapor de média pressão obtido por resfria- mento, através de troca de calor, o condensado de vapor de média pressão obtido na etapa de decomposição de alta pressão, ou condensado de vapor de média-baixa pressão obtido em uma etapa de geração de vapor de média-baixa pressão de, reduzindo em pressão o condensado de vapor de média pressão obtido na etapa de decomposição de alta pressão para uma pressão média-baixa, ge- rar vapor de média-baixa pressão e condensado de vapor de média- baixa pressão, ou condensado de vapor de média-baixa pressão obtido por resfriamento, através de troca de calor, do condensado de vapor de média-baixa pressão obtido na etapa de geração de vapor de média- baixa pressão é utilizado.
6. Processo para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, na dita etapa a, amônia de material bruto para ser suprida para pelo me- nos uma etapa selecionada dentre a etapa de síntese, a etapa de de- composição de alta pressão e a etapa de condensação é utilizada co- mo o dito outro fluido.
7. Processo para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compre- ender: uma etapa de purificação de, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de decomposição de alta pres- são e mais alta do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão para gerar uma fase gasosa e um fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concen- tração de ureia aumentada e gerando condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decom- posição de alta pressão; uma etapa de concentração de, aquecendo, em uma pres-
são mais baixa do que a pressão na etapa de purificação e igual a ou mais baixa do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de purificação para gerar uma fa- se gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia adicionalmente aumentada e gerando condensado de vapor de baixa pressão, outra parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de purifica- ção; e uma etapa de granulação de produzir ureia sólida granular, com a utilização de ar, da solução de síntese de ureia após ser pro- cessada na etapa de concentração, em que na dita etapa a, o ar a ser suprido para a etapa de granula- ção é utilizado com o dito outro fluido.
8. Processo para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de compre- ender uma etapa de recuperação de absorver e condensar, em um meio de absorção, pelo menos um gás dos seguintes gás I e gás II, gás I) gás que permanece não condensado na etapa de condensação, e gás II) gás obtido como uma fase gasosa separada em uma etapa de purificação quando o processo para produção de ureia com- preende a etapa de purificação, e simultaneamente resfriar o meio de absorção, o qual absor- veu o pelo menos um gás, para obter líquido recuperado que contém amônio e dióxido de carbono, em que a etapa de purificação é uma etapa de, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de decomposição de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e se- parando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia aumentada e gerando condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão, e na dita etapa b, o resfriamento na etapa de recuperação é executado juntamente com o aquecimento na dita etapa b trocando calor do meio de absorção, o qual absorveu o pelo menos um gás, com o condensado de vapor obtido da dita etapa a.
9. Processo para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de compre- ender uma etapa de recuperação de absorver e condensar, em um meio de absorção, pelo menos um gás dos seguintes gás I e gás II, gás I) gás que permanece não condensado na etapa de condensação, e gás II) gás obtido como uma fase gasosa separada em uma etapa de purificação quando o processo para produção de ureia com- preende a etapa de purificação, e simultaneamente resfriar o meio de absorção, o qual absor- veu o pelo menos um gás, para obter líquido recuperado que contém amônia e dióxido de carbono, em que a etapa de purificação é uma etapa de, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que a pressão na etapa de decomposição de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e se- parando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia aumentada e gerando condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão, o resfriamento na etapa de recuperação é executado por troca de calor com água quente, e na dita etapa b, o aquecimento na dita etapa b é executada trocando calor da água quente após ser utilizada para o resfriamento na etapa de recuperação com o condensado de vapor obtido da dita etapa a.
10. Processo para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de compre- ender: uma etapa de purificação de, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que uma pressão na etapa de decomposição de alta pressão e mais alta do que pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pres- são para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma con- centração de ureia aumentada e gerando condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aque- cer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de decomposição de alta pressão; uma etapa de concentração de, aquecendo, em uma pres- são mais baixa do que a pressão na etapa de purificação e igual a, ou mais baixa do que, a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de purificação para gerar uma fa- se gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia adicionalmente aumentada e gerando condensado de vapor de baixa pressão, outra parte do vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada na etapa de purifica- ção; uma etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão de, reduzindo em pressão pelo menos uma parte do condensado de vapor de baixa pressão obtido de uma ou ambas da etapa de purificação e da etapa de concentração para uma pressão igual a, ou mais alta do que, a pressão atmosférica, gerando condensado de vapor de baixa- baixa pressão e vapor de baixa-baixa pressão; e e) uma etapa de condensar o vapor de baixa-baixa pressão resfriando o vapor de baixa-baixa pressão para obter condensado de vapor, em que na dita etapa b, o resfriamento na dita etapa e é executado juntamente com o aquecimento na dita etapa b trocando calor do va- por de baixa-baixa pressão com o condensado de vapor obtido da dita etapa a.
11. Processo para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender f) uma etapa de retornar o condensado de vapor obtido da dita etapa e para a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pressão, em que na dita etapa f, o condensado de vapor obtido da dita etapa e é transferido para a etapa de geração de fluido de baixa-baixa pres- são pelo próprio peso deste condensado de vapor.
12. Processo para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de com- preender g) uma etapa de troca de calor do condensado de vapor aquecido na dita etapa b com o vapor de baixa pressão gerado na etapa de condensação para aquecer este condensado de vapor antes de suprir este condensado de vapor para a etapa de condensação como o condensado de vapor para gerar o vapor de baixa pressão.
13. Aparelho para produção de ureia, caracterizado pelo fato de compreender: um reator de síntese configurado para sintetizar ureia de amônia e dióxido de carbono para gerar uma solução de síntese de ureia; um decompositor de alta pressão configurado para, aque- cendo a solução de síntese de ureia gerada pelo reator de síntese, de- compor o carbamato de amônio e separar uma mistura gasosa que contém amônia e dióxido de carbono da solução de síntese de ureia; e um condensador configurado para absorver e condensar pelo menos uma parte da mistura gasosa obtida pelo decompositor de alta pressão em um meio de absorção e gerar vapor de baixa pressão do condensado de vapor com a utilização de calor gerado durante a condensação, o aparelho para produção de ureia ainda compreendendo: uma primeira estrutura de troca de calor configurada para trocar calor de condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C com outro fluido para resfriar este condensado de vapor para 90°C ou menos; uma segunda estrutura de troca de calor configurada para, trocando calor do condensado de vapor obtido da primeira estrutura de troca de calor com um fluido adicional que tem uma temperatura mais baixa do que uma temperatura do vapor de baixa pressão, aquecer o condensado de vapor obtido da primeira estrutura de troca de calor; e uma linha para suprir o condensado de vapor obtido da se-
gunda estrutura de troca de calor para o condensador como o conden- sado de vapor para gerar o vapor de baixa pressão.
14. Aparelho para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender: um aparelho de purificação configurado para, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no decompositor de alta pressão e mais alta do que pressão atmosférica, a solução de sín- tese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pressão para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concen- tração de ureia aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado pelo condensa- dor sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pressão; um aparelho de concentração configurado para, aquecen- do, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no aparelho de purificação e igual a ou mais baixa do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada pelo aparelho de pu- rificação para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia adicionalmente aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, outra parte do vapor de baixa pressão ge- rado pelo condensador sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo apa- relho de purificação; e um aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão configurado para, reduzindo em pressão pelo menos uma parte do condensado de vapor de baixa pressão obtido de um ou ambos do aparelho de purificação e do aparelho de concentração para uma pressão igual a ou mais alta do que a pressão atmosférica, gerar con- densado de vapor de baixa-baixa pressão e vapor de baixa-baixa pressão, em que a primeira estrutura de troca de calor está configurada para utilizar o condensado de vapor de baixa-baixa pressão como o con- densado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C.
15. Aparelho para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pressão igual a ou mais alta do que a pressão atmosférica no aparelho de geração de flu- ido de baixa-baixa pressão é 2 bar ou mais.
16. Aparelho para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 13, caracterizado pelo fato de que o aparelho para produção de ureia está assim configurado de modo que uma quantidade do condensado de vapor suprida para o condensador é maior do que uma quantidade do vapor de baixa pres- são gerado no condensador, e que um fluido que contém o vapor de baixa pressão e condensado de vapor é obtido do condensador, o aparelho para produção de ureia compreende um sepa- rador de gás-líquido configurado para separar o fluido que contém o vapor de baixa pressão e o condensado de vapor obtidos do conden- sador no vapor de baixa pressão e no condensado de vapor, e a primeira estrutura de troca de calor está configurada para utilizar o condensado de vapor separado pelo separador de gás-líquido como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C.
17. Aparelho para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 13, caracterizado pelo fato de que o decompositor de alta pressão está configurado para aquecer a solução de síntese de ureia gerada pelo reator de síntese com a utilização de vapor de média pressão como uma fonte de calor e obter condensado de vapor de média pressão, e a primeira estrutura de troca de calor está configurada para utilizar, como o condensado de vapor cuja temperatura é mais alta do que 90°C, o condensado de vapor de média pressão obtido pelo de- compositor de alta pressão, ou condensado de vapor de média pressão obtido por resfria- mento, através de troca de calor, do condensado de vapor de média pressão obtida pelo decompositor de alta pressão, ou condensado de vapor de média-baixa pressão obtido por um aparelho de geração de vapor de média-baixa pressão configurado para, reduzindo em pressão o condensado de vapor de média pressão obtido pelo decompositor de alta pressão para uma pressão média- baixa, gerar vapor de média-baixa pressão e condensado de vapor de média-baixa pressão, ou condensado de vapor de média-baixa pressão obtido por resfriamento, através de troca de calor, o condensado de vapor de média-baixa pressão obtido pelo aparelho de geração de vapor de média-baixa pressão.
18. Aparelho para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de que a primeira estrutura de troca de calor está configurada para utilizar, co- mo o dito outro fluido, amônia de material bruto para ser suprido para pelo menos um selecionado entre o reator de síntese, o decompositor de alta pressão e o condensador.
19. Aparelho para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 13 a 18, caracterizado pelo fato de com- preender: um aparelho de purificação configurado para, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no decompositor de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pres- são para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma con- centração de ureia aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado pelo condensa- dor sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pressão; um aparelho de concentração configurado para, aquecen- do, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no aparelho de purificação e igual a ou mais baixa do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada pelo aparelho de pu- rificação para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia adicionalmente aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, outra parte do vapor de baixa pressão ge- rado pelo condensador sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo apa- relho de purificação; e um aparelho de granulação configurado para produzir ureia sólida granular, com a utilização de ar, da solução de síntese de ureia após ser processada pelo aparelho de concentração, em que A primeira estrutura de troca de calor está configurada para use, como o dito outro fluido, o ar a ser suprido para o aparelho de granulação.
20. Aparelho para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 13 a 19, caracterizado pelo fato de com- preender um aparelho de recuperação configurado para absorver e condensar, em um meio de absorção, pelo menos um gás dos seguin-
tes gás I e gás II, gás I) gás que permanece não condensado no condensa- dor, e gás II) gás obtido como uma fase gasosa separada por um aparelho de purificação quando o aparelho para produção de ureia compreende o aparelho de purificação, e simultaneamente resfriar o meio de absorção, o qual absor- veu o pelo menos um gás, para obter líquido recuperado que contém amônia e dióxido de carbono, em que o aparelho de purificação é um aparelho configurado para, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no de- compositor de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pressão para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e se- parando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado pelo condensador sendo utilizada como uma fonte de calor para aque- cer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompo- sitor de alta pressão, e a segunda estrutura de troca de calor está configurada pa- ra, trocando calor do meio de absorção, o qual absorveu o pelo menos um gás, com o condensado de vapor obtido da primeira estrutura de troca de calor, executar o resfriamento no aparelho de recuperação juntamente com o aquecimento na segunda estrutura de troca de ca- lor.
21. Aparelho para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 13 a 20, caracterizado pelo fato de com- preender um aparelho de recuperação configurado para absorver e condensar, em um meio de absorção, pelo menos um gás dos seguin-
tes gás I e gás II, gás I) gás que permanece não condensado no condensa- dor, e gás II) gás obtido como uma fase gasosa separada por um aparelho de purificação quando o aparelho para produção de ureia compreende o aparelho de purificação, e simultaneamente resfriar o meio de absorção, o qual absor- veu o pelo menos um gás, para obter líquido recuperado que contém amônia e dióxido de carbono, em que o aparelho de purificação é um aparelho configurado para, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no de- compositor de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pressão para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e se- parando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado pelo condensador sendo utilizada como uma fonte de calor para aque- cer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompo- sitor de alta pressão, o aparelho de recuperação está configurado para executar o resfriamento no aparelho de recuperação por troca de calor com água quente, e a segunda estrutura de troca de calor está configurada para executar o aquecimento na segunda estrutura de troca de calor tro- cando calor da água quente após ser utilizada para o resfriamento no aparelho de recuperação com o condensado de vapor obtido da pri- meira estrutura de troca de calor.
22. Aparelho para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 13 a 21, caracterizado pelo fato de com-
preender: um aparelho de purificação configurado para, aquecendo, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no decompositor de alta pressão e mais alta do que a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pres- são para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma con- centração de ureia aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, uma parte do vapor de baixa pressão gerado pelo condensa- dor sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo decompositor de alta pressão; um aparelho de concentração configurado para, aquecen- do, em uma pressão mais baixa do que uma pressão no aparelho de purificação e igual a, ou mais baixa do que, a pressão atmosférica, a solução de síntese de ureia após ser processada pelo aparelho de pu- rificação para gerar uma fase gasosa e uma fase líquida, e separando esta fase gasosa, obter uma solução de síntese de ureia que tem uma concentração de ureia adicionalmente aumentada e gerar condensado de vapor de baixa pressão, outra parte do vapor de baixa pressão ge- rado pelo condensador sendo utilizada como uma fonte de calor para aquecer a solução de síntese de ureia após ser processada pelo apa- relho de purificação; e um aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão configurado para, reduzindo em pressão pelo menos uma parte do condensado de vapor de baixa pressão obtido de um ou ambos do aparelho de purificação e do aparelho de concentração para uma pressão igual a ou mais alta do que a pressão atmosférica, gerar con- densado de vapor de baixa-baixa pressão e vapor de baixa-baixa pressão, em que a segunda estrutura de troca de calor está configurada pa- ra, trocando calor do vapor de baixa-baixa pressão com o condensado de vapor obtido da primeira estrutura de troca de calor, executar o aquecimento na segunda estrutura de troca de calor e condensar o vapor de baixa-baixa pressão resfriando o vapor de baixa-baixa pres- são para obter condensado de vapor.
23. Aparelho para produção de ureia de acordo com a rei- vindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender uma linha para retornar, para o aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão, o condensado de vapor obtido por condensar o vapor de baixa-baixa pressão na segunda estrutura de troca de calor, em que o aparelho para produção de ureia está configurado para transferir, através desta linha, o condensado de vapor obtido por con- densar o vapor de baixa-baixa pressão na segunda estrutura de troca de calor para o aparelho de geração de fluido de baixa-baixa pressão pelo próprio peso deste condensado de vapor.
24. Aparelho para produção de ureia de acordo com qual- quer uma das reivindicações 13 a 23, caracterizado pelo fato de com- preender uma estrutura de troca de calor configurada para trocar calor do condensado de vapor aquecido pela segunda estrutura de troca de calor com o vapor de baixa pressão gerado pelo condensador para aquecer este condensado de vapor antes de suprir este condensado de vapor para o condensador como o condensado de vapor para gerar o vapor de baixa pressão.
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