BRPI0512918B1 - método para a produção de fertilizantes de sulfato de amônio uréia sólido. - Google Patents

Abstract

método para a produção de um fertilizante contendo uréia e sulfato de amônio. método para a produção de fertilizantes de sulfato de amônio uréia sólido (uas) a partir de ácido sulfúrico, amônia e uréia, em que amônia livre e/ou na forma de carbamato para ser decomposta a partir da produção de uréia, reage com ácido sulfúrico sem decompor substancialmente a uréia na corrente do processo, onde depois uréia e sulfato de amônio (as) são misturados e particulados. o ponto de integração da produção de sulfato de amônio no processo de produção de uréia é escolhido de acordo com a composição do produto desejado. a reação é executada num reator tubular onde a cabeça do reator intensifica a reação química entre ácido sulfúrico e amônia e a solução de uréia envolve a formação de sulfato de amônio.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE FERTILIZANTES DE SULFATO DE AMÔNIO UREIA SÓLIDO".

[0001] A invenção se refere a um método para produzir um fertilizante contendo ureia e sulfato de amônio (AS). O AS é sintetizado diretamente na solução de ureia usando a tecnologia de reator tubular (PR).

Antecedentes [0002] A ureia é o fertilizante contendo nitrogênio mais comum, seu consumo mundial foi consideravelmente aumentado, de aproximadamente 20 milhões de toneladas no inicio dos anos setenta até aproximadamente 100 milhões de toneladas no inicio do século vinte e um. O nitrogênio é o constituinte básico para gualguer sistema vivo (proteína).

[0003] Devido à agricultura intensiva e à redução de emissões de enxofre no ar pela indústria e o subsequente fornecimento ao solo pela chuva, a agricultura moderna necessita de enxofre, além de nitrogênio.

[0004] A boa prática de agricultura geralmente necessita de N 2 0 e S numa proporção de 10/1 até 5/1 para responder à demanda de colheita, por exemplo 150 Kg N/hectare/ano de N e 30 Kg S/hectare/ano.

[0005] A falta de enxofre resulta tanto numa quantidade menor quanto numa qualidade menor de colheitas, e a deficiência de enxofre é geralmente refletida no conteúdo e tipo de proteínas. 0 enxofre é, de fato, um elemento principal entrando na química das biocélulas, em moléculas tais como aminoácidos (cistina, metionina, etc.) Ele também é um catalisador para a fotossíntese e, em alguns casos, pode melhorar a fixação do nitrogênio atmosférico.

[0006] Os íons sulfato estão prontamente disponíveis para a planta, enquanto que o enxofre elementar primeiro tem que ser oxidado por bactérias do solo.

[0007] Por todas essas razoes, sulfato de amônio ureia (UAS), obtido através da mistura de ureia e sulfato de amônio, aparenta ser um composto fertilizante altamente interessante compreendendo, ao mesmo tempo, nitrogênio por um lado, e enxofre na forma de sulfato, prontamente disponível para a colheita, por outro lado. Algum percentual de enxofre elementar pode ser adicionado em acréscimo, para ter algum efeito de liberação lenta de enxofre pela estação de agricultura.

[0008] O AS pode ser ou adicionado à solução de ureia antes da solidificação (granulação, agregação, etc.), como cristais de terra finos, ou pode ser diretamente sintetizado na solução de ureia ou na corrente de reciclo, conforme descrito nessa patente.

[0009] O enxofre pode ser adicionado na forma de um sal fundido em solução de ureia ou co-borrifado com UAS no granulador.

[0010] Os graus comerciais de DAS devem, de uma forma vantajosa, conter entre 5% e 15% de enxofre e entre 31 e 40% de nitrogênio, o que representa proporções de 2:3 a 4:1 de ureia em relação a sulfato de amônio. A proporção N/S pode, de tal forma, ser adaptada para a demanda de colheita ou para a solicitação do mercado.

Descrição dos processos de síntese de ureia [0011] Toda a produção comercial de ureia é a partir de dióxido de carbono e amônia. A reação procede em duas etapas, primeiro com a formação de carbamato e, depois, com a desidratação do carbamato em ureia e água.

[0012] A ureia e sintetizada começando a partir de CO;i e HÜ3 como matérias-primas. Graças às condições de operação (temperatura e pressão), CO2 e WH3) se combinam, facilmente em carbamato, simultaneamente desidratado para produzir ureia e água.

[0013] A reação ocorre em duas etapas: 2 nh3 + C02 o NH2COONH4 [carbamato] <=> CO(NHj) 2 [uréia] + H20 [0014] Ambas as reações ocorrem em fase liquida, enquanto que as matérias-primas amônia e do dióxido de carbono estão em fase gasosa.

[0015] As reações não são totais, porem equilibradas. Dessa forma, amônia introduzida em excesso para a estequiometria para aumentar o rendimento da conversão em ureia.

[0016] O rendimento da conversão por passo alcançado num processo de produção de ureia típico (por exemplo, Stamicarbon conforme descrito, por exemplo, no "manual de fertilizantes", capitulo IX, edição impressa em 1998 pelo IFDC) é em torno de 80% de ureia, o que podería ser potencialmente sintetizado (isto e, todo o CO2 convertido em ureia e o excesso de amônia remanescente).

[0017] A conversão das matérias-primas não é completa em um passo, portanto, os processos podem ser: • Um processo completo de passo único • Processo com reciclo parcial; • Processo com reciclo total;

[0018] Uma vez que os processos com reciclo total e parcial significam que as matérias-primas não-convertidas são usadas em outra produção, por exemplo, amônia para ser usada na co-produção de sulfato de amônio ou nitrato de amônio. Em tal caso, o dióxido de carbono, o qual é nada mais do que um subproduto de baixo valor da síntese de amônia, é geralmente "ventado" para a atmosfera.

[0019] Num processo completo de passo único (por exemplo, Mitsui Toatsu), matérias-primas são bombeadas para O reator de ureia a cerca de 200°C e 2xl07 Pa (200 bar). O excesso de ureia no reator pode ser de 100-110% e a proporção N/C é de cerca de 3,5. Cerca de 35% da amônia é convertida em ureia. A amônia que não reagiu e separada e reciclada sob alta pressão. 0 efluente do reator contem cerca de 80% de solução de ureia depois do esgotamento do carbamato. Uma grande quantidade de amônia deve ser usada em algum outro processo (conforme descrito, por exemplo, no "manual do fertilizante", capitulo IX, edição impressa em 1998 pelo IFDC).

[0020] Qualquer co-produção significa menos flexibilidade e as plantas mais novas são baseadas no processo de reciclo total; todas as matérias-primas não-convertidas são recicladas para o reator de ureia. A filosofia para esses processos e como se segue: • Primeiro, ureia é sintetizada num reator de alta pressão (geralmente entre l,3xl07 - 2,2xl07 Pa (130-220 bar)) e alta temperatura (geralmente entre 150-210°C), permitindo a conversão das matérias-primas em carbamato e ureia, • Em segundo lugar, o fluxo do reator é, então, submetido a sucessivos estágios de diminuição da pressão e de decomposição do carbamato. Amônia e dióxido de carbono com um pouco de água são, em seguida, esgotados da solução e o restante na solução é principalmente ureia e água, • Em terceiro lugar, essa solução de ureia pode ser ou cristalizada ou concentrada adicionalmente até a concentração adequada para processos de finalização (agregação ou granulação).

[0021] Subsequentemente, os reagentes de ureia não-convertidos são recuperados, graças ao abaixamento da pressão, movimento súbito (flash) e esgotamento (stripping), conforme mencionado anteriormente. As correntes gasosas são, então, condensadas numa solução de carbamato e bombeadas de volta para o reator de síntese de ureia.

[0022] Por exemplo, no processo de síntese de ureia Stamicarbon (processo com reciclo total), NH3 e CO2 são convertidos em ureia através de carbamato de amônia numa pressão de aproximadamente 1,4x107 Pa (140 bar) e numa temperatura de 180-185°C. A razão molar de NH3/CO2 no reator é por volta de 3. Isso resulta numa conversão de CO2 de 60% e numa conversão de NH3 de 41%.

[0023] O efluente do reator contendo NH3 e CO2 não convertidos é esgotado na pressão do reator usando CO2 como agente de esgotamento (stripping). O efeito térmico e o efeito do esgotamento levaram a decomposição de cerca de 85% do carbamato residual, e numa conversão de aproximadamente 80% do dióxido de carbono em ureia na corrente liquida que sai do esgotador (stripper).

[0024] Ο NH3 e o CO2 remanescentes no efluente do esgotador são vaporizados num estágio de decomposição a 4X105 Pa (4 bar) e, subsequentemente, condensados para formar uma solução de carbamato, a qual e reciclada para a seção de síntese. A concentração adicional de solução de ureia ocorre na ação de evaporação onde, por exemplo, 96% de fundido é produzido para ser borrifado num granulador ou agregado.

[0025] A amônia não-convertida, dependendo das condições do processo (pressão e temperatura) pode ser encontrada como carbamato, carbonatos (diferentes combinações desde NH3 e CO2) ou amônia. O significado de carbamato usado dagui por diante tem gue ser entendido como matérias-primas não-convertidas e não corresponde ao composto químico especifico, mas a uma família de produtos, dependendo das razões molares, temperatura e pressão, compreendendo carbonato de amônio, carbamato, sesquicarbonato, etc.

[0026] Em alguns outros processos (Snamprogetti, Mitsui Toatsu, etc.) uma razão de N/C mais alta, de aproximadamente 3,5, e operada no reator. O excesso de amônia e separado e reciclado em alta pressão. Nesses processos, a condensação e o reciclo do excesso de amônia como pura e livre de água são feitos para evitar o reciclo de água. Nesses processos, a capacidade de condensação de amônia limita o aumento do rendimento do reator de ureia.

Produção de UAS in situ [0027] Essa amônia não-convertida pode ser neutralizada com ácido sulfúrico para produzir UAS.

[0028] A reação de síntese de AS resulta da associação de duas moléculas de amônia com uma molécula de ácido sulfúrico. Tanto AS quanto água são produzidos pela reação. 0 aquecimento da reação, no entanto, pode ser usado como uma fonte de energia para evaporar água, para a concentração da solução de sulfato de amônio ureia resultante (UAS). A reação de síntese de AS é particularmente exotérmica.

[0029] Duas etapas técnicas principais foram identificadas e são necessárias para a produção de UAS, partindo de uma solução aquosa de ureia: a síntese de AS em ureia e a concentração da solução de UAS. Por um lado, a síntese de AS é efetuada a partir da reação entre ácido sulfúrico e amônia (livre ou ligada como carbamato) . Por outro lado, a solução de UAS é concentrada graças ao aquecimento da reação liberado durante a síntese no reator e por um evaporador, caso necessário.

[0030] A reação de síntese de AS bem sucedida e econômica e a produção de UAS são intimamente relacionadas às condições de operação e ao projeto do processo. A invenção considera novos processos (3 rotas) para produzir UAS. Os processos serão descritos mais adiante. A invenção envolve uma operação unitária complementar baseada na tecnologia de reator tubular, pela qual a reação de síntese é efetuada. Técnica anterior [0031] A produção comercial atual de UAS e executada pela mistura física dos dois compostos por um processo de adição de sulfato de amônio sólido pulverizado à ureia fundida numa etapa de granulação, tal como um barril ou uma caldeira, conforme descrito no documento US 3,785,796. Isso pode ser chamado de "rota sólida". Ela mostra-se como um processo bastante simples. Ele apresenta, entretanto, algumas desvantagens graves: de um ponto de vista econômico e de um ponto de vista de processo. 0 AS está disponível a baixo custo como um subproduto de outras indústrias, tal como a indústria de caprolactama. Entretanto, ele contém algumas impurezas flutuantes. É, portanto, importante assegurar a qualidade constante e estável do AS para manter o aspecto do UAS granulado final, o que é uma questão importante de marketing.

[0032] Para obter um produto homogêneo e simétrico, os cristais de AS a serem usados em tal rota sólida precisam ser finamente moídos antes de serem misturados com a ureia. A moagem do AS gera um pó muito corrosivo deteriorando as condições de trabalho na construção e aumentando a corrosão nos arredores, aumentando significativamente não somente a manutenção dos trituradores, mas os custos de manutenção da planta inteira. Além disso, partículas sólidas muito finas de AS também se aglutinam facilmente. Tal fenômeno significa perda de produtividade durante a paralização e cuidados especiais, isto e, custos extras, para prevenir tal incidente.

[0033] As desvantagens da rota "sólida" podem ser evitadas graças a rota "líguida", isto é, usando amônia e ácido sulfúrico como matérias-primas ao invés de cristais de AS.

[0034] A reação de síntese de AS em solução de ureia é descrita no documento US 3,928,015 como uma reação em duas etapas. Uma solução de bissulfato e amônia reage na solução de ureia para produzir AS essencialmente anidro em mistura com ureia fundida num tipo de tanque simples e barato ou num reator do tipo tubular.

[0035] O bissulfato corresponde ao produto feito pela reação de um mol de ácido sulfúrico com um mol de amônia, ao passo que sulfato de amônio corresponde ao produto feito pela reação de um mol de ácido sulfúrico com dois mols de amônia. A primeira amôniação do ácido sulfúrico (levando à bissulfato) é mais exotérmica do que a segunda.

[0036] A reação de ácido sulfúrico com amônia é fortemente exotérmica e o calor liberado por tal reação feita in situ, portanto, permite a concentração da solução de ureia e, dessa forma, a economia de utilidades de vapor. Todavia, efetuar in situ de AS em solução de ureia é um desafio, uma vez que o ácido prontamente reage com a ureia, levando a perdas de ureia. Isso limita significativamente as vantagens de qualquer rota liquida contra a rota sólida para a produção de UAS, se as perdas forem muito altas.

[0037] O bissulfato é menos agressivo à ureia do que o ácido sulfúrico. De acordo com o documento US 3,928,015, o bissulfato é sintetizado separadamente para minimizar a decomposição de ureia. Por isso ele não leva vantagem completa em relação ao aquecimento liberado pela primeira amoniação. No processo descrito nessa patente, a etapa cara de moagem necessária na rota sólida é evitada, mas eles estão levando vantagem em relação ao aquecimento liberado somente pela segunda amoniação.

[0038] O documento WO 01/51429 se refere a um método para produzir um fertilizante contendo sulfato de amônio e ureia. Uma solução aquosa de ureia é fornecida na qual, em relação ao peso total da solução, contem de 0,1 a 50% em peso de amônia livre e/ou de amônia que esteja ligada na forma de carbamato de amônio. A referida solução aquosa de ureia reage com ácido sulfúrico e, opcionalmente, com amônia numa temperatura na faixa de 25 a 250°C e numa pressão na faixa de lxlO4 a 2,5xl07 Pa (0,1 a 250 bar). Uma solução ou suspensão de sulfato de amônio-ureia é formada em quantidades que resultam numa proporção em peso de sulfato de amônio em relação a ureia nessa solução ou suspensão de sulfato de amônio-ureia que varia na faixa de 10:90 até 65:35. Dióxido de carbono e amônia expelidos sob essas condições retornam para a síntese da ureia. Posteriormente, essa solução ou suspensão de sulfato de amônio-ureia é submetida a um processamento subsequente para produzir fertilizantes sólidos ou líquidos.

[0039] O princípio da reação in situ é descrito, sem detalhar a tecnologia para alcançar tal resultado sem grandes perdas de ureia. Tal patente leva vantagem total do calor liberado in situ pela síntese de sulfato de amônio, mas não produz vantagens no rendimento global de ureia. O objeto da invenção é produzir sulfato de amônio ureia com uma conversão de ureia aumentada no reator de síntese de ureia. Outro objetivo é estar livre para variar o conteúdo de AS no UAS. Um outro objetivo é efetuar o processo sem reação substancial entre ureia e ácido sulfúrico.

[0040] A invenção, dessa forma, envolve um método para a produção de fertilizantes sólidos de sulfato de amônio ureia (UAS) a partir de ácido sulfúrico, amônia e ureia, em que amônia livre e/ou amônia como carbamato para ser decomposto a partir da produção de ureia, reage com ácido sulfúrico sem decompor substancialmente a ureia na corrente de processo.

[0041] A ureia e o sulfato de amônio são, adicionalmente, misturados e particulados. O ponto de integração da produção de sulfato de amonio no processo de produção de ureia é escolhido de acordo com a composição do produto desejado. A reação é preferivelmente efetuada num reator tubular onde a cabeça do reator acentua a reação química entre ácido sulfúrico e amônia e a solução de ureia envolve a formação de sulfato de amónio. A queda de pressão pelo reator é entre 0 e 106 Pa (0 e 10 bar) e a temperatura do reator é mantida entre 120 e 200°C. Para conseguir um conteúdo maior de AS no UAS, amônia adicional podería ser alimentada ou através do reator de ureia ou diretamente num reator tubular. O calor da reação para a produção de AS é preferivelmente usado para a concentração da solução de UAS. Enxofre elementar dividido em finas gotículas podería ser adicionado ao UAS.

[0042] O processo podería ser executado utilizando um rendimento aumentado de amônia para aumentar a formação de ureia no reator, pelo aumento da proporção de N/C e extração do excesso de amônia a partir da corrente de reciclo de carbamato contendo água para a formação de sulfato de amônio. Alternativamente, o reciclo de carbamato podería ser reduzido e o carbamato rico em excesso de amônia podería ser usado para a formação de sulfato de amônio sem o reciclo do dióxido de carbono para a síntese. O excesso de dióxido de carbono podería também ser reciclado para a síntese através de uma expansão na capacidade do compressor de dióxido de carbono.

[0043] A solução de ureia é preferivelmente movida subitamente (flashed) para um primeiro tanque de separação antes da solução liquida de ureia/carbamato reagir com ácido sulfúrico num primeiro reator tubular. A corrente liquida do separador do reator tubular entra num segundo reator tubular onde a fase de vapor de um primeiro separador e o ácido sulfúrico são injetados para produzir mais UAS, antes da concentração e particulação.

[0044] É preferível produzir 1-35% em peso de AS no segundo reator tubular. O calor de reação para a produção de AS é utilizado para a concentração da solução de UAS. Uma parte da corrente de ureia/carbamato/água do reator de ureia podería reagir com ácido sulfúrico para fazer uma pasta de UAS, enquanto o carbamato de outra parte da corrente e decomposto, a solução de ureia resultante concentrada e-misturada com a outra corrente antes da particulação do UAS. A fase vapor da decomposição de carbamato é, preferivelmente, fornecida para o reator tubular. A corrente é dividida 1/3-2/3 até 2/3-1/3 ou em qualquer proporção adequada entre esses valores. O calor de reação para o AS e o controle da pressão de vapor no separador do reator tubular permite a concentração da solução de UAS.

[0045] A invenção será ainda ilustrada com referência as figuras 1-3, onde: [0046] a Figura 1 mostra uma representação esquemática do processo com a síntese in situ de UAS na solução reciclada de carbamato de ureia usando dois reatores tubulares;

[0047] a Figura 2 mostra uma representação esquemática do processo com a síntese in situ de UAS na solução reciclada de carbamato de ureia usando um reator tubular; e [0048] a Figura 3 mostra uma representação esquemática do processo com a síntese in situ de UAS na solução final de ureia depois do esgotamento (stripping) do carbamato.

[0049] A invenção envolve três rotas vantajosas para produzir UAS permitindo o aumento da conversão de ureia no reator de síntese de ureia, para economizar utilidades e otimizar alguns reciclo da planta (gases ruins, soluções fracas de carbamato, etc.)· Além disso é possível adicionar algum enxofre elementar para obter algum efeito de liberação lenta de S e enxofre disponível para a colheita durante a estação inteira.

[0050] A síntese in situ de AS pode ser realizada na solução de carbamato de ureia que e normalmente reciclada (rotas 1 e 2) ou na solução final de ureia (rota 3) depois do esgotamento do carbamato.

Otimização do processo de síntese de ureia através da produção de UAS

[0051] A água e um subproduto da síntese de ureia. Portanto, qualquer reciclo de água para o reator de ureia diminui a conversão de matérias-primas (CO2 e NH3) em ureia e água. Nos processos de ureia, matérias-primas não-convertidas são geralmente recicladas para o reator de ureia como uma solução de carbamato/água.

[0052] A reação de amônia/carbamato com ácido sulfúrico num reator tubular (processos UAS) leva a alterações na composição do reciclo para o reator de ureia. A água contida na solução de ureia/carbamato/água, a gual e usada na síntese de AS, não é reciclada para o reator de síntese de ureia. Uma vez que ela e ainda processada na rota de síntese de UAS.

[0053] O dióxido de carbono ou é liberado para a atmosfera ou reciclado para o processo depois da lavagem e do resfriamento da amônia. A água é, então, condensada enquanto o dióxido de carbono pode ser recuperado e ainda processado como uma fase gasosa.

[0054] Outro método de recuperação é a absorção seletiva de dióxido de carbono do vapor/corrente de dióxido de carbono. Realmente, a corrente que deveria ser reciclada compreende basicamente amônia, dióxido de carbono e água combinados em solução como carbamato. Tao logo a amônia seja convertida em sulfato de amônio, a água pode ser liberada como vapor para a atmosfera depois da lavagem da amônia. Ela também pode ser enviada, se condensada, para a seção de tratamento dos efluentes líquidos existentes. O dióxido de carbono ou é liberado para a atmosfera ou seletivamente absorvido do vapor/corrente de dióxido de carbono, depois da lavagem da amônia num solvente tal como MEA (monoetanolamina). 0 dióxido de carbono pode, em seguida, ser dessorvido pelo simples aquecimento e recomprimido para ser reciclado para a síntese de ureia ou usado de qualquer outra forma.

Aumento do rendimento de ureia [0055] Menos água na corrente reciclada aumenta a conversão no reator de ureia. Ao invés da conversão de 80% para ureia por passo, por exemplo, uma conversão de 82% pode, dessa forma, ser obtida, e a seção de reciclo é proporcionalmente menos carregada.

[0056] Essa seção de reciclo e uma condição que retarda o processo mais importante do que o próprio reator de ureia, se a capacidade de ureia deve ser aumentada. Em todos os processos de ureia, amônia é introduzida no reator em excesso para promover a conversão de dióxido de carbono e amônia em ureia. Se o excesso de amônia é ainda aumentado, a conversão podería ser aumentada. Entretanto, também a carga na seção de reciclo podería ser aumentada, uma vez que podería existir mais amônia a ser recuperada. Em tal caso, a seção de reciclo limita o aumento da produção de ureia.

[0057] Da mesma forma, se menos água for reciclada para o reator de ureia, a conversão de dióxido de carbono e amônia em ureia irá automaticamente ser aumentada, e a capacidade da planta pode ser aumentada, com a condição de que não haja outras condições que retardem o processo. Esse é o motivo pelo qual um reator de ureia, num processo completo de passo único, é menor do que um reator num processo com reciclo total para uma capacidade de ureia equivalente.

[0058] Isso e exatamente o que é efetuado, qraças a síntese in situ de UAS conforme aqui descrito: [0059] · A carga (amônia não-reagida e dióxido de carbono, juntamente com alguma água) na seção de reciclo é reduzida, uma vez que amônia/carbamato é usado para produzir sulfato de amônio.

[0060] · Menos água é reciclada para o reator, sendo assim o rendimento da conversão por passo é melhorado (tipicamente 82% ao invés de 80%) o que, sucessivamente, reduz a carga na seção de reciclo. • A síntese de sulfato de amônio é exotérmica, fornecendo maior capacidade de evaporação de água e reduzindo a carga nos evaporadores.

[0061] *A proporção N/C pode ser aumentada ainda no reator de ureia, uma vez que mais amônia é necessária no sistema para a formação de AS, resultando numa conversão de ureia ainda maior no reator de ureia.

[0062] Desde que o conteúdo de sulfato de amônio no produto final seja de 20% ou mais, o rendimento total de ureia pode ser aumentado significativamente com somente algumas modificações mínimas na planta, graças a síntese in situ de UAS. 0 aumento pode ser tão alto quanto 10-15%.

[0063] Entretanto, para aumentar adicionalmente a capacidade de ureia de uma dada planta, poderíam ser necessários investimentos mais pesados uma vez que, por exemplo, o próprio reator de ureia podería se tornar uma condição que retardaria o processo.

Graus dos produtos UAS

[006 4] Para ser capaz de aumentar de forma interessante o rendimento total de ureia, o "ponto de conexão" (síntese de UAS) para o processo de ureia existente (quer seja de fluxo gasoso contendo NH3, CO2 e vapor, ou uma alimentação líquida contendo ureia, água e reagentes livres não-convertidos ou como carbamato) deve ser selecionado de acordo com o grau de UAS desejado. A quantidade de AS sintetizada deve permitir a neutralização completa do NH3 (livre ou ligado como carbamato e amônia emitida por alguma ureia decomposta) introduzido na seção de UAS para ganhar completamente no reciclo de água para a síntese de ureia.

[0065] Em outras palavras, quanto menos AS necessário no produto final, mais a jusante o "ponto de conexão" do processo de ureia tem que ser escolhido.

[0066] Se a quantidade de AS a ser sintetizada exceder a amônia disponível na saída do esgotador HP, então ela pode ser fornecida por diferentes formas, tipicamente pela adição de mais amônia ao reator de ureia, intensificando ainda mais o rendimento de conversão de ureia (ver acima).

[0067] Se AS e sintetizado no reator de síntese de ureia ou no esgotador HP, então o reciclo de água indesejada para o reator não pode ser limitado e não há ganho no rendimento total de ureia. Além disso, isso traz problemas de corrosão em potencial numa alta pressão, alta temperatura, equipamento sofisticado e caro pela introdução de ácido sulfúrico. Mesmo que as condições de trabalho no reator de ureia e no esgotador HP sejam altamente alcalinas, a introdução de ácido pode criar acidez local, especialmente pelas condições de trabalho inconstantes (partida, parada temporária, incidente, etc.) as quais poderíam danificar drasticamente o equipamento.

[0068] Portanto, o UAS na síntese in situ não deve ser efetuado na área HP, mas a jusante num reator tubular de investimento baixo, onde a corrosão está sob controle, e o qual pode ser substituído de maneira barata se ocorrer corrosão ou danos.

Perdas de ureia, tecnologia do reator tubular, seleção do evaporador [0069] A produção de UAS permite o aumento da capacidade de ureia global. Entretanto, a síntese de AS dentro de uma matriz de solução de ureia pode enfrentar também a decomposição da ureia. Essa decomposição é devida à hidrolise, formação de biureto e a polimerização adicional, ou à ação do ácido sulfúrico. 0 alto tempo de residência e a alta temperatura são bem conhecidos por aumentar a decomposição indesejada de ureia.

[0070] A chave para o processo de UAS é, portanto, conseguir produzir AS sem decompor muita ureia, e uma baixa taxa de decomposição de ureia é necessária para uma produção econômica de UAS in situ.

[0071] De acordo com as diferentes rotas descritas abaixo, uma taxa de decomposição de não mais do que 0% a 15% foi obtida.

[0072] Principalmente dois tipos de reatores podem ser previstos, ou um tanque neutralizador ou um reator tubular, para efetuar a produção in situ de UAS.

[0073] Além da decomposição de ureia, um problema adicional de corrosão em potencial pode aparecer, consequentemente custo de manutenção e reparo pode ser originado.

[0074] Comparado com o tanque neutralizador, a tecnologia do reator tubular apresenta numerosas vantagens para responder aqueles problemas: • Baixo tempo de retenção, • Alto grau de mistura, isto é, uma neutralização mais rápida, • Flexibilidade de operação (fácil início/parada) i • Baixo custo de investimento, • Carga estática mais baixa na estrutura da construção (volume de retenção}; e • Facilidade de substituir quando corroído.

[0075] O reator tubular é, dessa forma, a tecnologia que foi selecionada e estudada para desenvolver a síntese in situ de AS.

[0076] Se tal síntese significa altas perdas de ureia, um processo in situ pode perder totalmente qualquer interesse. Portanto, o reator tubular tem que ser projetado de tal forma que a reação possa ser seletiva, para promover a reação do ácido com a amônia não-convertida ao invés de decompor as moléculas de ureia.

[0077] Um reator tubular é definido principalmente por seu comprimento, seu diâmetro e o projeto de sua cabeça de introdução. O material deve ser selecionado cuidadosamente, uma vez que as condições de trabalho estejam de acordo com o local no reator quente, ácido, corrosivo e abrasivo. O comprimento deve dar tempo suficiente para executar a reação, o diâmetro deve produzir turbulência suficiente e um grau de mistura para a reação ser efetuada de maneira rápida e eficiente. A cabeça de introdução deve melhorar o contato entre os reagentes. Em qualquer caso, o ácido sulfúrico é introduzido no centro e no eixo do reator para limitar o contato entre o ácido não-reagido com a parede do reator.

[0078] No caso da amônia a ser neutralizada em AS ser fornecida como amônia livre ou pelo carbamato contido na solução de carbamato/ureia, ele é especialmente projetado para alcançar um alto grau de mistura na cabeça do reator para limitar o tempo de contato entre o ácido livre e a ureia.

[0079] Se a amônia a ser neutralizada em AS for fornecida como um fluxo separado do fluxo de ureia, por exemplo, amônia gasosa como um componente único ou juntamente com vapor e CO2, a cabeça de mistura é projetada para aumentar o contato entre a amônia e o ácido sulfúrico antes de entrar em contato com o fluxo de ureia. Portanto, o fluxo pode ser descrito como um fluxo circular duplo: o fluxo ácido está no centro, o fluxo de amônia está no primeiro circulo, o fluxo de ureia no segundo circulo. Dessa forma, as gotas de ácido pré-reagido com amônia, e o calor liberado pela reação são absorvidos pela água presente na solução de ureia, criando vapor, expansão de volume e turbulência benéfica no comprimento do reator.

[0080] O reator tubular pode ser construído com diferentes ligas ou com aço internamente revestido, por exemplo, com Teflon revestido ou com cerâmica revestida.

[0081] Dependendo do conteúdo de água da solução de ureia usada e da quantidade de AS sintetizado permitindo evaporar parte da água, um evaporador pode ser necessário para conseguir o conteúdo de água correto para a fusão para o granulador.

[0082] Por um lado, baixo tempo de residência no evaporador é necessário para evitar a decomposição extra da ureia, por outro lado, sulfato de amônio pode cristalizar durante a evaporação. Um evaporador onde a cristalização ocorre deve ser projetado com um tempo de residência muito maior do que um evaporador onde tal fenômeno não ocorra, portanto o evaporador deve permanecer livre de cristalização para ser projetado com um tempo de residência curto, tal como, por exemplo, evaporador de filme descendente ou evaporador de filme ascendente.

[0083] Como consequência, a quantidade de AS sintetizado na solução de ureia antes do evaporador, se houver alguma, não pode exceder algum limite, dependendo do conteúdo de água aceitável na saída do evaporador.

Aperfeiçoamento global da planta [0084] A síntese de UAS permite, além disso, melhorar algumas correntes secundarias da planta de ureia. Realmente, uma planta de ureia sempre produz alguns gases ruins contendo amônia que são classicamente liberados para a atmosfera, e a síntese de UAS permite usar tais gases e evitar uma poluição atmosférica.

[0085] Além disso, de acordo com o ponto de conexão para o processo de ureia e à força do ácido sulfúrico usado, então alguma adição de água pode ser necessária para absorver o calor liberado pela síntese de AS. Conseguentemente, a produção de UAS permite o reciclo de, por exemplo, solução fraca de carbamato gue, do contrário, deveria ser hidrolisada antes de ser ejetada para o ambiente.

[0086] A invenção será ainda descrita com referência as figuras.

Três rotas de UAS (1, 2, 3) [0087] As figuras de 1-3 mostram três diferentes modificações para o processo de síntese de ureia. As modificações do processo serão descritas depois, baseadas no exemplo de um processo de ureia Stamicarbon (por exemplo, Stamicarbon conforme descrito, por exemplo, no "manual de fertilizantes", capitulo IX, edição impressa em 1998 pelo IFDC) . Concentrações, temperaturas e pressão são em relação àguele processo, mas podem ser estendidas a outros.

[0088] O conteúdo de AS pode variar de algum porcentual até 60% para as três rotas. A neutralização da amônia livre total e do carbamato produz uma concentração de AS variando entre alguma outra e 35%, dependendo do processo de síntese de ureia.

[0089] Em todas as três rotas, algum enxofre elementar (0 a 50% de produto final total) pode ser adicionado à pasta de UAS exatamente antes dela ser borrifada dentro do granulador ou no granulador. O enxofre age no processo como um preenchimento inerte e a sua adição nesse estágio não influência os processos de ureia e UAS. No produto final, ele age como um fertilizante de lenta liberação de S, permitindo a disponibilidade de enxofre para a colheita durante toda a estação, primeiro pelo sulfato imediatamente disponível, segundo pelo enxofre lentamente oxidado pelas bactérias do solo. Para permitir tal digestão bacteriana num tempo razoável, o enxofre deve ser finamente dividido a menos do gue 50 pm, preferivelmente com um diâmetro médio de 10 pm ou menos para clima temperado, 25 pm ou menos para clima tropical.

[0090] O enxofre pode ser adicionado nos processos de UAS: - antes do reator tubular na solução de ureia, - depois do reator tubular no separador como um filme de proteção para limitar a abrasão na parede do vaso, - na linha de UAS para o granulador, e - borrifado no granulador por bicos específicos.

[0091] Nos primeiros três casos, alguma mistura na linha de UAS para o granulador tem gue ser fornecida para finalmente dispersar o S elementar em peguenas gotas (10 um) com a adição de aditivos para evitar a coalescência antes do borrifo, conforme descrito na patente (ver o documento W003106376). Tal adição é fácil de implementar numa planta existente. No último caso, o granulador deve ser munido com bicos dedicados para o borrifo de enxofre.

Rota 1 [0092] A Figura 1 mostra uma representação esquemática dos processos. A síntese de AS é efetuada na solução de ureia/carbamato/água 7. A pasta produzida 18 é enviada para o processo de granulação. O processo da síntese de UAS é dividido em três etapas principais. A solução de ureia 7 é movida subitamente (flashed) para um primeiro tanque separador 1 (por exemplo, um esgotador LP). A corrente de liquido da saída do tanque separador 1 entra num primeiro reator tubular 2. Ácido sulfúrico 12 é introduzido no reator tubular 2, levando ao AS nos produtos UAS de ureia. A fase vapor 8 do primeiro separador 1, a qual contém NH3/CO2, é enviada para um segundo reator tubular 5, parcialmente ou totalmente de acordo com a quantidade de AS que deveria ser sintetizada.

[0093] O vapor líquido 14 do separador 3 do reator tubular 2 entra no segundo reator tubular 5, onde a fase de vapor do primeiro separador 1 e o ácido sulfúrico 11 são injetados para sintetizar 10-15% de AS adicional para alcançar o grau de 23% de AS no produto final 18. O calor de reação e um movimento súbito (flash) final no separador 6 permitem concentrar a corrente 17 de 90 para 95-99,5% de matéria seca, preferivelmente 97%, resultando numa pasta 18 para ser borrifada no granulador. Uma vez que o separador 6 está operando sob vácuo, os vapores 15 não podem ser recuperados como vapor de processo. Eles são simplesmente lavados, e a solução de lavagem é reciclada para o segundo reator tubular 2 ou 5.

[0094] A ureia 7 é movida subitamente (flashed) para um primeiro tanque separador 1 a menos do que aproximadamente 1,5x10® Pa (15 bar) (valor absoluto). A concentração da solução de ureia 9 é por volta de 55%. A quantidade de AS que é possível sintetizar com a amônia (livre e ligada como carbamato) disponível na solução representa um % de AS de mais de 35% de AS. No primeiro reator tubular 2, tipicamente algum % até somente 15% de AS são produzidos para manter livre de cristalização no evaporador 4.

[0095] A quantidade de carbamato no liquido 9 depende da pressão do primeiro separador/esgotador LP 1 (dados de ELV 5- equilíbrio liquido vapor). O calor liberado da reação no reator tubular 2 e o movimento súbito (flash) no separador de movimento súbito (flash) 3 (numa pressão absoluta entre 104 e 106 Pa (0,1 e 10 bar)) induzem evaporação de água. Esse vapor 15 contém grande quantidade de amônia e dióxido de carbono. Para ser usado como vapor de processo, ele deve estar livre de amônia. Uma lavagem ácida usando ácido sulfúrico podería, portanto, ser necessária, mas a solução de sulfato de amônio produzida pela lavagem podería, dessa forma, ser reciclada para o evaporador 4. Em tal caso, a quantidade de AS fica muito alta e pode ocorrer cristalização. Portanto, esse vapor 15 não pode ser lavado e não pode ser valorizado como utilidade.

[0096] A concentração da solução na entrada do evaporador 4 está entre 60 e 80% de matéria seca se 23% de AS tem que ser produzido no produto final 18.

[0097] A solução de saída do separador tubular 22 é alimentada para um evaporador 4 trabalhando sob vácuo (104 -5xl04 Pa (0,1-0,5 bar) de pressão absoluta).

[0098] O evaporador 4 concentra a solução em até 90% de matéria seca 16. O vácuo no evaporador é tal que a temperatura da solução concentrada não excede 130°C (em tal composição UAS 90/10 até 85/15 e 10% de água, o conteúdo de AS é ainda completamente solúvel).

[0099] Algum vapor LP importado fornece o calor para evaporação necessário.

[0100] Se menos do que 10-15% de AS é desejado no produto final 18, então o primeiro reator tubular 2 não é usado. Se entre 15% e 35% de AS é desejado, os dois reatores (2 e 5) serão usados conforme descrito acima.

[0101] Se mais de 35% de AS é desejado no produto final 18, amônia adicional tem que ser fornecida através da injeção adicional de amônia e da neutralização adicional com ácido sulfúrico 11. A amônia adicional pode ser, por exemplo, ou alimentada através do reator de síntese de ureia ou diretamente fornecido da estocagem para o reator tubular 5. Além disso, se uma grande quantidade de AS for sintetizada, o calor da reação fornece capacidade de evaporação suficiente para trabalhar sem o evaporador 4. Em tal caso, essa rota se resume, por si só, a um único reator tubular (rota 3).

[0102] A rota 1 apresenta uma grande flexibilidade em termos de graus de UAS (de algum % até 60%): a quantidade de AS sintetizado no primeiro reator tubular 2 é intencionalmente limitada para evitar cristalização indesejada na etapa de evaporação 4, mas o segundo reator tubular 5 permite ajustar o grau 18 e o evaporador 4 ajustar o conteúdo de água. A rota 1 não permite a recuperação de vapor do processo.

Rota 2 [0103] A Figura 2 mostra uma representação esquemática dos processos. A síntese de AS é efetuada na solução de ureia/carbamato/água 24. A pasta produzida é enviada para o processo de granulação.

[0104] O processo de síntese é dividido em duas etapas principais. A corrente de solução de ureia 24 de um esgotador de alta pressão (HP) é dividida em duas correntes separadas, um terço 30 e dois terços 25, no caso de 23% de AS ser o grau desejado do produto final 35.

[0105] Dois terços 25 entram num esgotador de baixa pressão (LP) 19. Onde o carbamato remanescente é decomposto e retirado em fase vapor (CO2/NH3) 26. O fluxo liguido 27 gue sai do esgotador LP 19 entra num evaporador 20 para ser concentrado. A solução de ureia concentrada com 95-99,5% de matéria seca 29 é bombeada para um tanque de mistura 23. A fase vapor 26 é alimentada para um reator tubular 21.

[0106] A segunda das duas correntes 30, um terço da alimentação total, é movida subitamente (flashed) a menos de l,5xl06 Pa (15 bar) e entra no reator tubular 21. Os vapores 33 que saem do separador do reator 22 são lavados com ácido sulfúrico para parar a amônia, antes de serem adicionalmente processados ou liberados como uma mistura de vapor e dióxido de carbono. Os vapores 33 do separador do reator tubular podem ser lavados com ácido a partir de amônia e usados como meio de aquecimento no concentrador de solução de ureia, se o separador for operado sob pressão. Dessa forma, o calor de reação é valorizado duas vezes: primeiro pela concentração da solução na saida do reator tubular, segundo pelo uso do vapor do processo, livre de amônia depois da lavagem ácida.

[0107] A reação no reator 21 entre o fluxo de ácido sulfúrico liquido 31 e a amônia produz 35% de AS 34 para conseguir, depois da diluição pela solução de ureia 29 no tanque de mistura final 23, 23% de AS no produto final 35.

[0108] O calor de reação e o controle da pressão de vapor no separador do reator tubular 22 permite concentrar a solução 30, de 55-70% de matéria seca, preferivelmente 65% de matéria seca até 80-90% de matéria seca de pasta de UAS 34, mais se o separador 22 estiver sob pressão atmosférica eu mesmo sob vácuo. A pasta 34 é, a seguir, enviada para o tanque de mistura 23 com a ureia concentrada 29 e a mistura resultante 35 pode ser borrifada para um granulador.

[0109] No caso do grau final desejado ser menor do que 23% de AS, então a planta tem que ser projetada para obter a neutralização de toda a amônia livre disponível na corrente relevante 30. A corrente global 24 tem, portanto, que ser consequentemente dividida.

[0110] Por exemplo, no caso do grau final desejado ser maior do que 23% de AS, então a corrente global 24 pode ser dividida, por exemplo, em 2/3 e 1/3 ao invés de 1/3 e 2/3. Além disso, parte dos vapores movidos subitamente (flashed) da outra corrente 26 e contendo NH3, CO2 e água podem também alimentar o reator tubular 21. Essa possibilidade da alguma flexibilidade para graus de UAS maiores por essa rota.

[0111] Ambas as rotas 1 e 2, conforme mostrado nas figuras 1 e 2, podem ser implementadas num processo de síntese de ureia típico. A quantidade de AS sintetizado numa solução de ureia varia de um % de AS até 35% de AS, no caso de síntese in situ num processo de síntese de ureia típico sem o fornecimento de amônia adicional. Um conteúdo de AS mais alto pode, entretanto, ser alcançado se amônia adicional ou soluções contendo carbamato e ácido sulfúrico correspondente forem injetados no reator tubular.

[0112] O rendimento de ureia é aumentado conforme o consumo de carbamato no processo de UAS modifica a composição da corrente reciclada e diminui a quantidade de água reintroduzida no reator de síntese de ureia com o reciclo.

Menos carbamato tem que ser retirado da solução de ureia, enquanto os gases retirados são normalmente condensados para serem reciclados para o reator de ureia, assim, ambas as rotas economizam alguma água de esfriamento.

[0113] A rota 2 permite a recuperação de utilidades pela operação do separador do reator tubular sob pressão: o vapor 33 produzido pela reação pode ser valorizado na planta numa pressão absoluta variando de 2xl05 a 106 Pa (2 a 10 bar), preferivelmente 5, em 0,5-0,7 ton de vapor por ton de AS sintetizado.

Rota 3 [0114] A Figura 3 mostra uma representação esquemática dos processos. A rota 3 é uma operação unitária final adicionada ao processo de síntese de ureia típico.

Essa operação é alimentada pela solução de ureia não-concentrada ou parcialmente concentrada 38 a partir do processo de ureia e produz diretamente uma solução ou pasta de UAS 42 pronta para ser borrifada/granulada. A amônia não-convertida 39, depois da retirada do carbamato vindo do processo de síntese de ureia, pode ser usada como uma fonte de amônia. Como consequência, o rendimento do processo de síntese de ureia é aumentado com 10-15%.

[0115] Conforme mostrado na figura 3, três fluxos distintos entram num reator tubular 36. A solução de ureia 38 vendo processo de síntese de ureia. A solução de ureia alimentada para o reator e mais ou menos concentrada (60— 80%) dependendo do conteúdo de AS requerido (de algum % até 60% de AS) no produto final. Para um alto grau de UAS, água externa (por exemplo, solução fraca de carbamato) tem que ser adicionada para absorver o calor liberado pela síntese de sulfato de amônio.

[0116] Ácido sulfúrico líquido concentrado 40 entra no reator 36 simultaneamente com a amônia 39 vinda do reciclo do carbamato do processo da ureia.

[0117] NH3 pode ser principalmente alimentado para o reator tubular de UAS 36 como um componente de alimentação puro ou como uma corrente gasosa 39 compreendendo amônia, CO2 e vapor em várias composições, de acordo com o ponto de conexão para o processo de ureia existente.

[0118] O calor da reação liberado e o controle da pressão de vapor (pressão absoluta de 5xl04 - 3X104 Pa (0,50,3 bar)) no separador 3 7 induz a evaporação de água 43 e permite a concentração da solução ou da pasta 41 abaixo de 140°C e, dessa forma, limita perdas importantes de ureia. Essa solução ou pasta é concentrada para várias porcentagens de conteúdo de água antes de ser alimentada para o processo de granulação 42.

[0119] O separador do reator tubular 37 é operado sob vácuo 5 para alcançar o conteúdo de água correto no fundido 42 que é enviado para o granulador sem qualquer etapa adicional de concentração.

[0120] Se a quantidade de não-condensável (por exemplo, dióxido de carbono) for alta, é possível trabalhar com dois movimentos súbitos (flashes) sucessivos: o segundo é operado sob vácuo para alcançar o conteúdo de água correto, enquanto o primeiro movimento súbito (flash) no separador 37, diretamente na saída do reator tubular, é operado sob pressão levemente positiva para retirar a maior parte do não-condensável 43 antes do sistema de vácuo, os vapores sendo, em qualquer caso, lavados com ácido antes de serem liberados ou reutilizados.

[0121] A rota 3 pode ser muito facilmente implementada num processo de síntese de ureia típico, uma vez que ele é um processo de ponta. Ele permite a produção de uma variedade de graus de produto final de produtos de UAS. A quantidade de AS sintetizada na solução de ureia varia de algum % até 60% de AS.

[0122] O processo permite flexibilidade, considerando formulações e o grau do produto final, uma vez que somente é adicionada a amônia gasosa necessária para obter o grau correto. Se a corrente gasosa que sai do esgotador de carbamato, composta principalmente de amônia, dióxido de carbono e vapor, é parcialmente ou totalmente usada na produção de UAS, então menos água é reciclada para o reator de ureia e o rendimento de ureia é aumentado. Gases retirados do esgotador de carbamato são parcialmente ou totalmente usados para sintetizar UAS, enquanto eles são normalmente condensados para serem reciclados para o reator de ureia. Alguma água de resfriamento e, dessa forma, economizada.

REIVINDICAÇÕES

Claims (18)

1. Método para a produção de fertilizantes de sulfato de amônio ureia sólido (UAS), onde: - ureia é formada pela reação de CO2 e NH3 num reator de ureia e num esgotador de carbamato subsequente, e - sulfato de amônio (AS) é formado pela reação de H2SO4 e NH3 (livre ou na forma de carbamato) num reator (2) de corrente descendente em relação ao esgotador de carbamato, caracterizado pelo fato de que o efluente (7) do esgotador de carbamato é enviado para o reator (2) para formar AS, o qual é fornecido com H2SO4 e NH3 eventual adicional, tal que o calor de reação a partir da reação de formação de AS é totalmente explorado para concentrar a ureia e a solução de AS, e então a ureia e o sulfato de amônio (AS) são misturados e particulados para formar partículas sólidas de UAS.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ponto de integração da produção de sulfato de amônio no processo de produção de ureia é escolhido de acordo com a composição do produto desejado.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a reação é executada num reator tubular (2, 5, 21, 36) onde a cabeça do reator intensifica a reação química entre o ácido sulfúrico e a amônia e a solução de ureia envolve a formação de sulfato de amônio.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a queda de pressão através do reator (2, 5, 21, 36) é entre 0 e 106 Pa (0 e 10 bar) e a temperatura do reator é mantida entre 120 e 200°C.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que amônia adicional pode ser alimentada ou através do reator de ureia ou diretamente para um reator tubular (2, 5, 21, 36) para conseguir um conteúdo mais alto de AS no UAS.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que enxofre elementar dividido em finas gotas é adicionado ao UAS.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as gotas são menores do que 50 pm, preferivelmente de 10-25 pm.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que enxofre elementar é dividido em finas gotas antes da granulação pela mistura na linha e a coalescência evitada pela adição de aditivo adequado, ou diretamente co-borrifado com UAS no granulador.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o processo é executado utilizando um rendimento aumentado de amônia para aumentar a formação de ureia no reator, pelo aumento da proporção N/C e pela extração do excesso de amônia a partir da corrente de reciclo de carbamato contendo água para a formação de sulfato de amônio.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o processo é executado utilizando um rendimento aumentado de amônia para aumentar a formação de ureia no reator (2, 5, 21, 36), pela redução do reciclo de carbamato e usando o excesso de carbamato rico em amônia para a formação de sulfato de amônio, sem reciclar dióxido de carbono para a síntese.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o processo é executado utilizando um rendimento aumentado de amônia para aumentar a formação de ureia no reator (2, 5, 21, 36), pela redução do reciclo de carbamato e usando o excesso de carbamato rico em amônia para a formação de sulfato de amônio, reciclando o dióxido de carbono em excesso para a síntese através de uma expansão na capacidade do compressor de dióxido de carbono.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a solução de ureia é movida subitamente {flashed) para um primeiro tanque separador, antes da solução líquida de carbamato/ureia reagir com ácido sulfúrico num primeiro reator tubular (2) , a corrente liquida (14) do separador do reator tubular (3) entrar num segundo reator tubular (5), onde a fase vapor (8) de um primeiro separador (1) e ácido sulfúrico serão injetados, para produzir mais UAS, antes da concentração e da particulação.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que 1-35% em peso de AS é produzido no segundo reator tubular (5).

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o calor de reação para o AS é utilizado para a concentração da solução de UAS.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma parte da corrente de ureia/carbamato/água do reator de ureia reage com ácido sulfúrico para fazer uma pasta de UAS, enquanto que o carbamato da outra parte da corrente é decomposto, a solução de ureia resultante concentrada e misturada com a outra corrente antes da particulação de UAS.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a corrente é dividida 1/3 -2/3 até 2/3 - 1/3 ou em quaisquer proporções adequadas entre esses valores.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a fase vapor (8) da decomposição do carbamato é fornecida para o segundo reator tubular (5).

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o calor de reação para o AS e o controle da pressão de vapor no separador (37) permite a concentração da solução de UAS.