CN116897076A - 具有并联mp单元的尿素生产方法和设施 - Google Patents
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Abstract
本公开的一些实施例涉及一种用于生产含尿素产品的设施和方法。所述设施包括中压解离单元和高压CO2汽提塔，所述中压解离单元和所述高压CO2汽提塔各自接收尿素合成溶液的一部分。经汽提的尿素溶液在中压处理单元中进一步处理。
Description
技术领域
本发明涉及由NH3和CO2生产尿素。
背景技术
尿素设施通常是具有高压(HP)汽提塔的类型，例如具有使用至少部分CO2进料作为汽提气体的高压(HP)汽提塔(例如，斯塔密卡邦公司(Stamicarbon)CO2汽提工艺)。在《乌尔曼百科全书(Ullmann's Encyclopaedia,chapter Urea)》，尿素章节，2010，图16中示出了CO2汽提型尿素的工艺的示例工艺方案。HP汽提塔以例如80％的汽提效率进行操作，并且相应地需要蒸汽作为加热流体。
US2004/0116743A1提到，HP汽提步骤和HP冷凝步骤在很大程度上是以下事实的原因，即在不改进或替换昂贵的高压设备的情况下，仅在有限的程度上可能扩大现有设施的容量。US'743提出通过改进设施来增加设施的生产能力，使得尿素合成溶液的一部分从合成区转移到在1-4MPa压力下操作的中压处理区；另一部分被送到HP汽提塔。US'743说明了这样的设施，其中中压处理区包括中压氨基甲酸酯冷凝器MCC，所述MCC接收来自中压解离器的气体流和来自中压汽提塔的气体流。中压汽提塔接收来自中压解离器的液体和CO2进料的一部分。中压解离器直接从尿素反应器接收液体。来自高压汽提塔的经汽提的尿素溶液被直接供应到低压回收区段。
EP 3274297描述了一种用于生产尿素和尿素硝酸铵的集成系统，所述系统包括：(i)用于生产尿素的单元，所述单元包括尿素合成区段，所述尿素合成区段包括反应器、汽提塔和冷凝器，所述反应器、所述汽提塔和所述冷凝器彼此流体连通以形成尿素合成回路并且位于所述合成区段的下游并与其流体连通，适于从包括CO2和NH3的尿素水溶液中分离出CO2和NH3的尿素纯化区段，以及(ii)用于由氨和硝酸生产硝酸铵的单元；其中来自尿素设施的净化区段的用于NH3的出口连接到用于硝酸铵生产的单元的用于NH3的入口，并且其中来自所述纯化区段的用于尿素水溶液的出口和来自用于硝酸铵生产的单元的用于硝酸铵水溶液的出口连接到用于混合所述尿素水溶液和所述硝酸铵水溶液的单元。
EP 3541780描述了一种用于生产尿素和尿素-硝酸铵的集成工艺。
US2012/0302789A1描述了一种使用HP CO2汽提塔的尿素生产工艺，其中离开汽提塔的尿素溶液经受绝热膨胀，从而产生蒸汽和液体，在液体进入第一回收区段之前，蒸汽和液体被分离，并且蒸汽被冷凝。
出于环境原因，工业设施的CO2排放通常受到限制，或者需要排放许可，即使排放许可是可交易的，任何CO2排放都可能增加成本。
仍然需要一种能量高效的尿素生产工艺，具体地对于大规模设施。还需要用于以低CO2排放和低能耗进行尿素和硝酸铵的一体化生产的工艺。还需要对应的设施和改进现有设施的方法。本发明不限于用于尿素和硝酸铵的一体化生产的工艺，并且还包含仅生产尿素的实施例。在优选的实施例中可以实现期望的节能。提高能量效率以及尿素和硝酸铵的一体化生产是本发明的一些但不一定是所有实施例的优选目标。
发明内容
本发明在第一方面涉及一种用于生产含尿素产品的设施，所述设施包括尿素生产区段，所述尿素生产区段包括高压(HP)合成区段，所述HP合成区段包括HP汽提塔、用于由NH3和CO2形成尿素的反应器以及HP氨基甲酸酯冷凝器，其中所述反应器和所述HP氨基甲酸酯冷凝器任选地组合，所述尿素生产区段进一步包括中压(MP)处理单元、MP解离器和MP冷凝区段，其中所述反应器具有用于尿素合成溶液的出口，所述出口连接到与所述HP汽提塔连接的第一液体流动管线，其中所述出口还连接到与所述MP解离器连接的第二液体流动管线，其中所述HP汽提塔具有用于作为汽提气体的CO2进料的入口，其中所述设施包括用于从所述HP汽提塔到所述MP处理单元的经汽提的尿素溶液的液体流动管线、用于从所述MP处理单元到所述MP冷凝区段的第一MP气体流的气体流动管线以及用于从所述MP解离器到所述MP冷凝区段的第二MP气体流的气体流动管线。
优选地，所述设施进一步包括低压(LP)解离器和用于从所述MP处理单元到所述LP解离的MP尿素溶液的液体流动管线。
优选地所述设施进一步包括硝酸铵区段(AN)，所述AN包括被配置成用于用氨中和硝酸以形成硝酸铵的中和区段，并且具有用于硝酸的入口和用于含氨气体的入口。优选地，所述设施包括用于从所述优选的LP解离器到所述中和区段的含氨LP气体的气体流动管线。
本发明进一步涉及一种在根据所述第一方面的设施中进行的用于生产含尿素产品的方法，所述方法包括：使NH3进料和CO2进料在所述反应器中反应，以得到尿素合成溶液；将所述尿素合成溶液至少分成第一部分和第二部分；将所述第一部分供应到所述HP汽提塔，由此获得经汽提的尿素溶液；使所述经汽提的尿素溶液在所述MP处理单元中在中压下经受处理，从而得到所述第一MP气体流；使所述第二部分在所述MP解离器中经受中压解离，以得到所述第二MP气体流和MP尿素溶液；以及将所述第一MP气体流和所述第二MP气体流至少部分地供应到所述MP冷凝区段。
本发明还涉及一种改进用于生产含尿素产品的现有设施的方法。优选地所述现有设施包括尿素生产区段，所述尿素生产区段包括高压(HP)合成区段，所述HP合成区段包括HP汽提塔、用于由NH3和CO2形成尿素的反应器以及HP氨基甲酸酯冷凝器，其中所述反应器和所述HP氨基甲酸酯冷凝器任选地组合，其中所述HP汽提塔具有用于作为汽提气体的CO2进料的入口。所述方法包括添加MP解离器和MP冷凝区段以及从用于尿素合成溶液的出口到所述MP解离器的连接，如果所述现有设施中不存在的话。所述方法还包括添加中压(MP)处理单元，以及用于从所述HP汽提塔到所述MP处理单元的经汽提的尿素溶液的液体流动管线、用于从所述MP处理单元到所述MP冷凝区段的第一MP气体流的气体流动管线，以及用于从所述MP解离器到所述MP冷凝区段的第二MP气体流的气体流动管线，如果所述设施中不存在所述用于第二MP气体流的气体流动管线的话。所述改进的设施优选地是根据本发明的第一方面的设施。
附图说明
图1示意性地展示了根据本发明的示例设施和方法。
图2示意性地展示了根据本发明的示例设施和方法的详情。
附图中展示的任何实施例仅是实例，并且不限制本发明。
具体实施方式
本公开的尿素生产设施和方法广泛地基于使用从反应器接收尿素合成溶液的MP解离器和从HP汽提塔接收经汽提的尿素溶液的MP处理单元的明智见解，其中至少来自MP解离器的气体流和来自MP处理单元的气体流被直接或间接供应到MP冷凝区段。在所述MP冷凝区段中，所述气体流至少部分地冷凝以产生氨基甲酸酯溶液。具体地，来自MP解离器的气体流至少部分地在MP冷凝区段中冷凝，并且来自MP处理单元的气体流至少部分地在所述MP冷凝区段中冷凝，优选地所述气体流均至少部分地在同一冷凝器中冷凝，其中所述冷凝器是例如热交换器。
将气体流从MP处理单元供应到MP冷凝区段可以有利地促进MP处理单元的用于液体(即，尿素溶液)的出口下游的一个或多个单元的较少CO2排放。将气体流从MP处理单元供应到MP冷凝区段可以促进氨基甲酸酯以有利的N/C比在MP冷凝区段中冷凝。
通过将气体流从MP处理区段供应到MP冷凝区段，有利地，相对更多的CO2可以作为MP氨基甲酸酯溶液的一部分再循环到HP合成区段。由此提高了CO2的回收，并且减少了优选硝酸铵(AN)区段的排放。
有利地，HP汽提塔的蒸汽消耗可以通过MP处理单元加工供应搭配所述MP处理单元的尿素溶液而减少。
与其中MP冷凝区段仅接收来自MP解离器的气体和MP CO2进料的工艺相比，有利地，更多的CO2可以被送至HP汽提塔。这可能会进一步降低HP汽提塔的蒸汽消耗。HP汽提塔的较低的蒸汽消耗通常是期望的，并且促成设施的更高的能效。
与本发明设施的总尿素生产能力相比，HP汽提塔的大小可以有利地相对较小。
MP解离器和MP处理单元平行布置在设施中。
HP合成区段包括HP汽提塔、HP反应器和HP氨基甲酸酯冷凝器。所述汽提塔是CO2汽提塔。所述设施包括从反应器到HP汽提塔的第一液体流动管线和从反应器到MP解离器的第二液体流动管线。HP合成区段包括用于NH3进料的入口，例如位于HP氨基甲酸酯冷凝器处。
所述反应器被配置成用于由NH3和CO2形成尿素，并且具有用于尿素合成溶液的出口。所述尿素合成溶液的N/C比例如为2.85至3.3。反应器在尿素合成压力(即，HP)和尿素合成温度(例如，高于100bar，例如120至300bar，例如120至200bar)下操作；和/或例如在160-240℃的温度下，优选地在170-220℃的温度下操作。
所述反应器例如是具有塔盘的立式反应器，其中进料入口位于底部处，并且尿素合成溶液从立式反应器的上部部分取出，例如使用下降管。
例如，反应器具有单独的气体(所谓的惰性气体)出口。惰性气体例如作为气体流直接或间接供应到优选的AN区段。惰性气体来源于例如进料流，并且包含例如N2。来自反应器的气体出口的气体流还包括例如NH3。
尿素生产设施可以包括一个或多个串联的反应器，例如第一反应器和后反应器。后反应器接收例如反应器流出物，并且具有连接到第一流动管线与第二流动管线，即第一液体流动管线与第二液体流动管线之间的分流器的液体出口。尿素生产设施也可以包括一个或多个并联的反应器。
反应器和HP氨基甲酸酯冷凝器任选地合并在单个容器中。实例是在US5767313中描述的集成反应器/冷凝器。示例集成冷凝器/反应器包括合并在单一容器中的反应区和冷凝区。冷凝区包括例如热交换表面，如管束。反应区包括例如挡板。反应区通常布置在容器中的冷凝区的下游。示例集成冷凝器/反应器包括水平容器和管束，所述管束被配置成用于接收管中的冷却流体和壳体空间中的工艺介质。
所述反应器具有用于尿素合成溶液的出口，所述出口直接或间接连接到通往HP汽提塔的第一液体流动管线，以及通往MP解离器的第二液体流动管线。所述第二液体流动管线绕过HP汽提塔。所述设施包括使用例如阀将HP尿素合成溶液流动管线分成第一流动管线和第二流动管线的分流器。典型地，所述设施包括将用于HP尿素合成溶液的流动管线分成所述第一液体流动管线和所述第二液体流动管线的分流器(split)，即分路器(divider)。用于HP尿素合成溶液的流动管线连接到反应器的用于尿素合成溶液的出口。尿素合成溶液的分流或分路在高压下进行。第一液体流动管线和第二液体流动管线均用于HP下的液体流。连接到MP解离器的第二液体流动管线通常包含用于将尿素溶液从HP膨胀到MP的膨胀阀。
HP尿素合成溶液的分流比可以例如在启动期间优选地调整，或者被调整为以灵活的方式增加或减少尿素产量。例如，为了降低尿素产量，可以调低MP解离器。
尿素合成溶液包括尿素、水、氨基甲酸铵和氨。
HP汽提塔具有用于作为汽提气体的CO2进料的入口，并且具有用于经汽提的尿素溶液的出口和用于气体流的出口。所述设施优选地属于CO2汽提型。经汽提的尿素溶液包括尿素、水、氨基甲酸酯和氨，并且被供应到MP处理单元。
HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)通常接收至少一部分，优选地全部原料NH3进料。HPCC接收来自HP汽提塔的至少一部分，例如全部气体流。HP氨基甲酸酯冷凝器具有用于包括冷凝的氨基甲酸酯的流的出口，所述出口连接到反应器的入口，并且在组合式冷凝器/反应器中，冷凝区与反应区流体连通。
尿素生产区段可以包括CO2压缩机，用于将CO2进料流压缩至尿素合成压力。压缩机例如是多级压缩机。CO2例如在界区处以相对较低的压力(例如，小于20bar)可获得，例如来自合成气设施。合成气设施包括例如蒸汽重整器、水煤气变换反应器和CO2去除单元。合成气设施也可以生产用于氨设施的H2。尿素设施的NH3进料可以来自所述氨设施。CO2进料流和NH3进料流的其它来源也是可能的。
通常，在本发明的各个实施例中，HP汽提塔包括例如立式壳管式热交换器，所述热交换器具有用于将要汽提的尿素溶液供应到管中的入口，所述入口设置在汽提塔的顶部处，以及位于底部处的用于经汽提的尿素溶液的出口和位于汽提塔的顶部处的用于混合气体流的出口。HP汽提塔属于CO2汽提型，并且在底部具有用于用作汽提气体的CO2进料的入口。混合气体流在HP氨基甲酸酯冷凝器中冷凝成含有氨基甲酸酯的高压再循环流，所述高压再循环流供应到反应器。在单个容器中的组合式反应器/冷凝器的情况下，这可能涉及将冷凝物从容器内的冷凝区段输送到反应器区段，具体地将含氨基甲酸酯的液体从容器内的冷凝区输送到反应区。
HP汽提塔通常是一种被配置成用于尿素溶液与汽提气体流逆流接触的装置。通常，HP汽提塔在管中配置有尿素溶液和汽提气体流，而热量由壳侧的蒸汽供应。在本发明中，HP汽提塔使用全部或部分原料CO2进料作为汽提气体。用CO2作为汽提气体的汽提作用导致尿素溶液的N/C比降低。经汽提的尿素溶液的N/C比低于尿素合成溶液，例如N/C比小于3.0、小于2.7或甚至小于2.5，如在1.5-2.5的范围内或在2.0-2.5的范围内。
在优选的实施例中，其中MP冷凝区段的用于MP氨基甲酸酯溶液的液体出口连接到通向HP合成区段的液体流动管线，由此提供氨基甲酸酯溶液到HP合成区段的再循环，HP汽提塔例如以α60-80％例如65-75％的范围内的汽提效率例如约70％的汽提效率α操作。在来自MP冷凝区段的氨基甲酸酯溶液以其它方式处理的实施例中，例如通过将溶液供应到另外的尿素合成区段，汽提效率可以例如在至多92％的范围内。
有利地，由于MP处理单元接收经汽提的尿素溶液并用于尿素溶液的纯化，HP汽提塔可以以相对较低的汽提效率操作，由此在HP汽提塔中提供相对较低的蒸汽消耗。
在本发明的设施和方法中，HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)例如是壳管式热交换器。HPCC例如是立式冷凝器或卧式冷凝器。作为HPCC的壳管式热交换器用壳侧空间中的工艺介质(具体地要冷凝的气体)和管中的冷却流体操作，或者用管中的工艺介质和壳侧空间中的冷却流体操作。
在一些实施例中，HPCC例如是在壳中具有冷却流体的降膜式氨基甲酸酯冷凝器。在另外的实施例中，HPCC例如是浸没式冷凝器。HPCC例如是具有水平U形管束、壳侧中的工艺介质和浸没式管束的壳管式冷凝器，并且例如是池式冷凝器。HPCC包括例如U形管束或直管束。HPCC任选地是池式反应器，所述池式反应器包括池式冷凝器区和反应器区。池式反应器包括例如壳体空间中的挡板。
HPCC例如还包括用于NH3进料到壳体空间的入口。
MP处理单元被配置成用于使经汽提的尿素溶液经受处理，所述处理包括膨胀至MP和气/液分离，以得到第一MP气体流和第一MP尿素溶液，并且任选地还包括加热。在一些实施例中，MP处理基本上是绝热的或者是绝热的。在一些实施例中，MP处理单元具有用于气体流如CO2进料流的入口，并且MP处理单元中的处理任选地涉及在加热或不加热的情况下使尿素溶液与气体流接触。
MP处理单元中的处理通过从溶液中去除至少一些NH3和CO2和/或将氨基甲酸酯分解成NH3和CO2以及从溶液中去除NH3和CO2来提供经汽提的尿素溶液的纯化，从而得到第一MP气体流。所述第一MP气体流包括NH3和CO2。
在一些任选的实施例中，使用在MP处理单元中汽提的尿素溶液与CO2进料流的一部分的逆流接触。这种接触任选地与在MP处理单元中加热尿素溶液相结合。
例如，在MP下操作的MP处理单元中，使用例如与加热流体(例如，蒸汽)的间接热交换来加热经汽提的尿素溶液可以促进从经汽提的尿素溶液中更完全地去除NH3和氨基甲酸铵。
在MP处理单元中从经汽提的尿素溶液中去除氨基甲酸铵可以促进减少来自与尿素生产区段联接的AN中和区段的CO2排放。由此，通过MP处理单元和向MP冷凝区段供应第一MP气体流，提高了CO2回收率。
优选地，MP处理单元被配置成用于尿素溶液的闪蒸，更优选地(基本上)绝热闪蒸。在一些实施例中，所述MP处理单元是MP闪蒸容器。
有利地，通过在MP闪蒸容器(MPF)中优选(基本上)绝热地从HP闪蒸到MP，第一MP气体流的NH3:CO2摩尔比较低，例如低于2.0，例如在0.8-1.2的范围内，和/或低于HP汽提的尿素溶液的N/C比。第一MP气体流可以有利地具有相对较高的CO2浓度，使得MP冷凝区段可以在更有利的N/C比下操作。
在一些实施例中，NH3和CO2以小于2.0的NH3与CO2摩尔比，例如0.8-1.2的摩尔比从MP闪蒸容器中的尿素溶液中去除。如果将CO2添加到气体流中，第一MP气体流可以的NH3与CO2摩尔比甚至更低。
MP处理单元包括气/液分离区，例如在优选的闪蒸容器中，例如通过具有用于气体的顶部出口和用于液体的底部出口的区或闪蒸容器，其中所述液体是尿素溶液。
MP处理单元例如用于将尿素溶液从高压膨胀到中压，例如膨胀到例如10-50bar的压力，例如15-40bar。MP处理单元在例如比MP冷凝区段的压力高至少1.0bar，例如高2-10bar的压力下操作。
优选MP闪蒸容器中闪蒸的优选绝热性质有利地有助于形成的气体流的低N/C比(NH3与CO2的摩尔比)。具体地，在绝热压力降低时，CO2以比NH3更高的程度离开CO2 HP汽提塔的尿素溶液。
第一MP气体流的N/C摩尔比(NH3与CO2的摩尔比)优选地小于2.0，例如0.5-1.5，例如0.9-1.2，例如约1.0。第一MP气体流含有摩尔比优选地小于2.0，例如0.5-1.5，例如0.9-1.2，例如约1.0的NH3和CO2。第一气体流含有例如约40-50wt.％NH3、约40-50wt.％CO2，以及例如10-20wt.％H2O；在向第一MP气体流中添加CO2的情况下，这些范围也可以适用于从尿素溶液的液相中去除的组分。由MP氨基甲酸酯冷凝器(即，在冷凝器的入口处)接收的第一气体流优选地具有此类N/C摩尔比(NH3与CO2的摩尔比)，并且优选地含有例如约40-50wt.％NH3、约40-50wt.％CO2以及例如10-20wt.％H2O。
MP解离器(MPD)具有连接到第二液体流动管线的用于接收尿素合成溶液的一部分的入口，以及用于第二MP气体流的出口和用于MP尿素溶液的出口。MP通常是使用加热流体(例如，蒸汽)的热交换器，用于间接热交换以解离尿素合成溶液中包括的氨基甲酸酯。在MP解离器中使用蒸汽作为加热流体提供了极大灵活性的优点，以确保从尿素溶液中充分去除氨基甲酸酯，具体地独立于MP解离器的入口处的N/C比。例如，MP解离器是壳管式热交换器，其中蒸汽位于壳中并且尿素溶液位于管中。MP解离器包括例如针对尿素溶液布置在壳管式热交换器部分上游的精馏区段，所述精馏区段被配置成用于从HP膨胀到MP的尿素溶液的气/液分离以及尿素溶液与来自热交换部分的气体流之间的逆流接触。这促进从尿素溶液中很好地去除氨基甲酸酯。
MP解离器的出口处的MP尿素溶液的N/C比例如为至少4。来自MP解离器的第二MP气体流的N/C比例如为至少2.5。
在一些实施例中，MP解离器还接收其它尿素溶液流，如从HP汽提塔间接获得的尿素溶液。
MP解离器是例如壳管式热交换器，并且例如使用蒸汽作为加热流体。例如，MP解离器是立式壳管式热交换器，其中管内装有尿素溶液，并且顶部装有精馏单元。
第二MP气体流从MP解离器供应到MP冷凝区段(MPCC)。MP冷凝区段具有用于氨基甲酸酯溶液的液体出口。
所述设施包括用于将来自MP处理单元的第一MP气体流直接或间接(优选地直接)输送到MP冷凝区段的气体流动管线，使得至少部分所述气体(优选地全部)作为气体输送到MP冷凝区段。以此方式，有利地，可以使用MP冷凝区段回收经汽提的尿素溶液中包含的CO2。
在具有优选的(基本上)绝热闪蒸的实施例中，来自闪蒸的至少一部分蒸汽可以用于校正(降低)MP冷凝区段中的N/C比。MP冷凝区段中第一MP气体流和第二MP气体流的组合氨基甲酸酯冷凝提供了接近2的形成的冷凝物(即，氨基甲酸酯溶液)的最佳N/C比。由此能够以氨基甲酸酯溶液的形式回收CO2。氨基甲酸酯缩合也有利地在相对较高的温度(较高的冷凝点)下实现，有利的是在MP冷凝区段中具有相对较低的N/C比。
借助于MP处理单元，来自MP处理单元的第一MP气体流中包括的CO2(所述CO2源自HP汽提塔)可以在MP冷凝区段中使用和回收，使得在恒定的汽提效率下HP汽提塔的蒸汽消耗可以更低α。由此相对更多的CO2可以有利地供应到HP汽提塔。在具有氨消耗单元(例如，硝酸铵区段)的优选实施例中，与仅生产尿素熔体的尿素生产区段相比，HP汽提塔可以有利地以相对较低的汽提效率α操作，因为包含在经汽提的尿素溶液(也作为氨基甲酸酯)中并由优选的LP解离器接收的NH3可以用于优选的氨消耗单元中，例如在优选的硝酸铵区段中反应。技术人员理解，在尿素设施的上下文中，较低的汽提效率α，如本领域中使用的术语，可以提供优势。
MP冷凝区段包括一个或多个MP氨基甲酸酯冷凝器，并且具有用于MP氨基甲酸酯溶液的液体出口，所述液体出口连接到例如通向HP合成区段的再循环流动管线。MP冷凝区段还包括用于未冷凝的气体的出口。气体被供应到例如吸收器或洗涤器，或者例如任选的AN区段的中和区段。通常，所述设施仅包括一条从MP单元到HP合成区段的再循环管线，用于氨基甲酸酯溶液。通常，所述设施不包含氨冷凝器，并且不包括通向HP合成区段的用于氨的专用再循环流动管线。
MP冷凝区段可以包括用冷却流体(例如，冷却液体，如冷却水)操作的MP氨基甲酸酯冷凝器，任选地作为布置在第一MP氨基甲酸酯冷凝器下游的第二MP氨基甲酸酯冷凝器，其中所述第一冷凝器例如与预蒸发器热集成，如下文所讨论的。第二冷凝器例如是壳管式热交换器。第二冷凝器接收例如来自第一MP氨基甲酸酯冷凝器的蒸汽和液体两者。MP冷凝区段进一步包括气/液分离器，具体地用于将氨基甲酸酯溶液与未冷凝的气体分离。
MP冷凝区段优选地接收水流，例如氨水，例如来自废水处理区段的水流或例如蒸汽冷凝物。由此有利地避免了氨基甲酸酯的结晶。任选地，MP冷凝区段从任选的LP氨基甲酸酯冷凝器(如果使用的话)接收例如LP氨基甲酸酯溶液。
任选地，MP冷凝区段(MPCC)中的至少一个冷凝器通过热交换壁与任选的预蒸发器(PEV)进行热交换接触，所述预蒸发器用于浓缩尿素溶液，例如如上文和下文所讨论的直接或间接从LP解离器接收的尿素溶液，通过加热蒸发水以得到浓缩的尿素溶液和蒸汽流。氨基甲酸酯缩合是放热的。这有利地提供了热集成。
预蒸发器包括例如热交换区段和气体/液体分离区段。预蒸发器中的尿素溶液例如处于0.4-0.6bar的绝对压力。
如本文所用的术语“预蒸发器”并不意味着必须使用另外的蒸发器。例如，浓缩的尿素溶液可以原样使用，例如用于制造UAN(尿素硝酸铵液体肥料)。浓缩的尿素溶液也可以被进一步浓缩以提供例如尿素熔体，并且所述设施可以包括用于进一步浓缩来自预蒸发器的尿素溶液的蒸发区段。
MP冷凝区段，具体地第一MP冷凝器，例如至少部分地由具有热交换壁和第一区和第二区的热交换器提供，所述第一区和所述第二区通过所述壁彼此热交换接触，所述第一区中有MP工艺流体，具体地要冷凝的第一MP气体流和第二MP气体流，并且第二区域中有尿素溶液。MP冷凝区段例如至少部分地由壳管式热交换器提供，其中壳中有MP工艺介质并且管中有尿素溶液，具体地作为所述第一MP冷凝器。第二区例如在比第一区低的压力下操作。热交换有利地提供了热集成。
MPCC中有利的相对较低的N/C比允许氨基甲酸酯在相对较高的温度下冷凝，并且通过热集成促进预蒸发器中的高效水蒸发。
优选地，来自MP解离器的MP尿素溶液膨胀至LP，并且优选在LP下加热，其中在LP处理单元(例如，LP解离器)中进行气/液分离，以通过去除氨和/或氨基甲酸酯来进一步纯化尿素溶液，从而得到LP尿素流和LP气体流。向LP的膨胀和在LP下的加热例如在专用的LP处理单元中进行，或者在用于处理MP处理单元的液体出口下游的尿素溶液的相同LP处理单元中进行。
因此，所述设施优选地包括低压(LP)解离器、LP氨基甲酸酯冷凝器、用于尿素溶液从所述MP解离器到所述LP解离器(任选地通过MP汽提塔)的流动管线(例如液体流动连接)，以及从所述LP解离器到所述LP氨基甲酸酯冷凝器的气体流动管线。
LP气体流例如在LP氨基甲酸酯冷凝器中冷凝成LP氨基甲酸酯流，或者例如作为含氨气体流供应到氨消耗单元，例如供应到中和单元，例如优选地使用的AN区段的中和单元。
优选地，所述设施优选地包括低压(LP)解离器、LP氨基甲酸酯冷凝器、用于尿素溶液从所述MP解离器到所述LP解离器的流动管线，以及来自所述LP解离器所述LP氨基甲酸酯冷凝器的气体流动管线。优选地，所述设施包括MP汽提塔，优选用于绝热MP汽提，所述汽提塔具有用于来自所述MP解离器的尿素溶液的入口、用于包括CO2的气体流(例如，来自MP闪蒸容器的MP CO2进料和/或气体)的入口、用于经汽提的MP尿素溶液的出口和连接到MP冷凝区段的用于气体流的出口。优选地，所述设施包括用于从MP汽提塔到LP解离器的经汽提的MP尿素溶液的液体流动管线。下文将讨论MP汽提塔的细节。
来自反应器的尿素合成溶液被分成至少两个部分，第一部分(例如，50-90vol.％)被供应到HP汽提塔，并且第二部分(例如，10-50vol.％)被供应到中压解离器(基于尿素合成溶液的总体积的百分比)。有利地，可以调整这个比率，由此增加设施的灵活性，例如在用于尿素合成溶液的流动管线中设置阀。例如，在需求较低的时期，可以通过向MP处理区段供应较少的尿素合成溶液来降低尿素总产量。所述比率以这样的方式进行优化，使得从MP区段和LP区段到合成的再循环流最小化。这使合成区段中的水较少，从而实现更高效的尿素合成。
在一些实施例中，尿素生产工艺在至少一些周期中操作，其中至少30vol.％或至少40vol.％的尿素合成溶液被供应到MP解离器。
尿素合成溶液的分流例如在包括在HP合成区段中的分流器中和在HP下进行。
在一些实施例中，尿素生产区段的一部分CO2进料作为MP进料CO2流直接或间接供应到MP冷凝区段。
在优选实施例中，进入MP冷凝区段的MP进料CO2流的量小于第一MP气体流中包括的CO2的量的70％或小于60％且例如大于10％。因此，供应到MP冷凝区段的CO2的大部分来自MP处理单元，所述处理单元加工来自HP汽提塔的尿素溶液，其中优选地所述加工为绝热MP闪蒸。
MP进料CO2流例如从尿素设施的CO2压缩机或从界区获得。在一些实施例中，CO2压缩机是多级压缩机，并且另外的CO2流任选地从压缩机的中间级提取。在一些实施例中，MP进料CO2流从专用的MP CO2压缩机获得。
在令人关注的任选实施例中，在加热或不加热的情况下，优选地在不加热的情况下，来自MP解离器的尿素溶液在MP汽提塔中经受与气体流的逆流直接接触，例如与CO2气体流和/或与来自MP处理单元的第一MP气体流的逆流直接接触。这种任选的接触可以提供汽提效果，具体地从尿素溶液中汽提NH3。在MP下不加热的汽提可以被称为绝热MP汽提。MP溶液经受逆流直接接触，即在MP下。
用于任选的MP绝热汽提的气体流例如是第一MP气体流和/或MP进料CO2流。在一些实施例中，仅MP进料CO2流用于任选的MP绝热汽提。在一些实施例中，MP闪蒸蒸汽和MP进料CO2流的可变组合用于任选的MP绝热汽提。在任选的MP绝热汽提塔中，用于汽提的气体例如与尿素溶液逆流直接接触。
如果使用的话，MP汽提塔例如被配置用于通过以下从MP解离器中绝热汽提尿素溶液：使所述尿素溶液直接与气体流接触，例如与第一MP气体流接触，并且进行气/液分离，以得到供应到MPCC的气体流和供应到低压区段(例如，供应到LP解离器)的经汽提的MP尿素溶液。
任选的MP汽提塔例如包括用于所述气/液接触的填充床。
在任选的MP汽提塔中，尿素溶液的N/C比降低，例如从约6降低到约3(仅是示例值)。因此，MP汽提塔提供了N/C比的降低，类似于HP合成区段中的高压CO2汽提塔。
术语“汽提”用于任选的MP汽提塔，以泛指其中的气/液接触导致N/C比降低。MP汽提可以例如涉及将一些CO2吸收到液体中以及将一些NH3从液相转移到气相中。出口处的液体是例如入口处的液体的90-110wt.％。任选的MP绝热汽提不一定涉及液相的大量质量降低。
对于具有此类任选的MP汽提塔的实施例，所述设施例如进一步包括低压(LP)解离器、LP氨基甲酸酯冷凝器、用于从MP汽提塔到所述LP解离器的尿素溶液的液体流动管线，以及从所述LP解离器到所述LP氨基甲酸酯冷凝器的气体流动管线。这些LP单元也可以在没有任选的MP汽提塔的情况下使用，在这种情况下，所述设施包括用于将尿素溶液从MP解离器直接或间接输送到LP解离器的液体流动管线。直接从MP解离器接收尿素溶液的LP解离器可以是直接或间接从MP处理单元和间接从HP汽提塔接收尿素溶液的优选LP解离器，或者是另加的LP解离器。
MP解离器下游的LP解离器，具有或不具有任选的MP汽提塔，具有例如连接到氨消耗单元(如所描述的硝酸设施的中和单元)的气体入口的气体出口。
尿素合成溶液富含氨(例如，N/C为至少3.0)，使得来自MP解离器的第二MP气体流也富含氨。为了在MP冷凝区段中在MP下将此气体冷凝成氨基甲酸酯，有利地调整(降低)N/C比，例如以避免过量的NH3和/或提供更大的灵活性，例如用于在MP解离器中加工相对大部分的尿素合成溶液。在本发明中，非常有利的是，例如来自优选MP闪蒸的第一MP气体流可以用于N/C比的这种调整。与其中仅将原料CO2用于MP冷凝区段中的所述N/C调整的参考工艺相比，这可以提供在高压下将原料CO2进料的更大部分或甚至全部引入到尿素设施和工艺中，具体地在HP汽提塔中，由此提高HP汽提塔效率和尿素产率和/或降低能耗。在具有优选的AN区段的实施例中，通过MP处理单元和MP冷凝区段进行的CO2回收也有利地减少了来自AN区段的CO2排放。
将HP汽提塔周围的尿素合成溶液的一部分分流至MP处理区段，可使单线(单列)尿素设施具有较大的尿素生产能力，而不会使汽提塔变得太重和/或太大，不利于施工和运输。
尿素生产区段产生尿素溶液，例如LP尿素溶液。尿素溶液可以例如部分或全部用于生产液体肥料如UAN，以及用于其它目的。尿素溶液例如也可以部分或全部用于在蒸发区段中生产尿素熔体。尿素熔体可以例如部分或全部用于在精加工区段生产固体尿素，例如作为颗粒或小球。尿素熔体可以例如部分或全部用于生产三聚氰胺。这些用途的组合也是可能的。
本发明的各方面涉及一种用于生产含尿素产品的设施。
优选地，所述设施进一步包括氨消耗单元，所述氨消耗单元包括来自位于MP处理单元的用于尿素溶液的出口下游的包括在所述尿素生产区段中的单元的用于含氨气体的入口。例如，氨消耗单元具有用于要排出的气体的出口，并且在操作中，由所述单元接收的一种或多种气体流中包括的CO2至少部分或全部通过所述出口排出。
优选地，所述设施进一步包括硝酸铵区段，所述硝酸铵区段包括被配置成用于用氨中和硝酸以形成硝酸铵的中和区段，并且具有用于硝酸的入口和用于含氨气体的入口，所述含氨气体的入口来自位于MP处理单元的用于尿素溶液的出口下游的包括在所述尿素生产区段中的单元。例如，所述中和区段或所述硝酸铵区段具有用于要排出的气体的出口，并且在操作中，由所述中和区段接收的一种或多种气体流中包括的CO2至少部分或全部通过所述出口排出。
在一些实施例中，至少一种含尿素产品包括尿素和铵盐，例如硝酸铵。本发明还涉及一种用于生产尿素和硝酸铵的设施，例如至少生产UAN(尿素硝酸铵)液体肥料的设施。在一些实施例中，所述设施将UAN作为唯一的产品。在一些实施例中，所述设施生产多种含尿素产品。
在具体实施例中，来自MP处理单元的尿素溶液在LP解离器中处理，得到LP尿素溶液和含氨的LP气体，所述气体例如被供应到氨消耗单元，例如硝酸铵(AN)设施，具体地供应用于中和酸的部分或全部氨，例如用于在所述AN区段中将硝酸中和成硝酸铵。LP解离器和/或另外的LP解离器例如具有与中和区段的气体入口气流连接的气体出口。
在这些实施例中，所述设施是用于一体化生产尿素和硝酸铵的设施，并且所述工艺是用于一体化生产尿素和硝酸铵的工艺。任选地，将部分或全部尿素产物，例如来自至少一个LP解离器的全部或部分LP尿素溶液与硝酸铵混合以形成可以用作例如肥料的尿素硝酸铵(UAN)溶液。同样在这些实施例中，尿素产品的任选的第二部分可以用作例如三聚氰胺设施的进料，或者例如被供应到用于生产固体尿素产品的精加工区段。
在具有AN区段的实施例中，LP区段例如在1.10-3.0bar的绝对压力如约1.5bar的绝对压力下操作。相对较低的压力促进在LP解离器中更好地去除NH3。AN区段的中和区段例如在大气压下操作。
有利地，MP处理单元促进来自AN区段的相对较低的CO2排放。以此方式，另外地，HPCO2压缩机(HP汽提塔的CO2进料)的负荷也降低了。
本发明还涉及一种在如上文和下文所讨论的本发明设施中进行的用于生产含尿素产品的方法。所述方法包括例如使NH3进料和CO2进料在所述反应器中反应，以得到尿素合成溶液。尿素合成溶液被至少分成第一部分和第二部分，优选地使用如上文所描述的分流比。所述第一部分供到HP汽提塔，由此获得经汽提的尿素溶液。所述经汽提的尿素溶液在中压下在MP处理单元中经受处理，以从溶液中去除除尿素之外的一种或多种组分，从而得到所述第一MP气体流和具有较高尿素浓度的MP尿素溶液。所述第二部分在所述MP解离中经受中压解离，以得到所述第二MP气体流和MP尿素溶液。所述方法进一步包括将所述第一MP气体流和所述第二MP气体流各自至少部分地供应到所述MP冷凝区段。
尿素生产设施可以例如是处女地设施(grass-roots plant)，但是也可以例如通过改进现有工厂来获得。
本发明涉及一种通过添加MP处理单元、MP解离器和MP氨基甲酸酯冷凝器来改进现有CO2汽提型尿素设施的方法。
本发明还涉及一种通过在HP汽提塔下游添加HP处理单元来改进现有的CO2汽提型尿素设施的方法，所述设施已经包括MP解离器和MP氨基甲酸酯冷凝器。
本发明还涉及一种改进用于生产含尿素产品的现有设施的方法。所述现有设施包括例如尿素生产区段，所述尿素生产区段包括高压(HP)合成区段，所述HP合成区段包括HP汽提塔、用于由NH3和CO2形成尿素的反应器以及HP氨基甲酸酯冷凝器，其中所述反应器和所述HP氨基甲酸酯冷凝器任选地组合，其中所述HP汽提塔具有用于作为汽提气体的CO2进料的入口。现有设施通常还包括HP CO2压缩机。所述方法包括例如添加MP解离器和MP冷凝区段，以及从用于尿素合成溶液的出口到MP解离器的连接和用于从MP解离器到MP冷凝区段的第二MP气体流的气体流动管线(如果在现有设施中不存在的话)。所述方法还包括向设施添加中压(MP)处理单元，优选地MP绝热闪蒸容器，以及用于从所述HP汽提塔到所述MP处理单元的经汽提的尿素溶液的液体流动管线、用于从MP处理单元到MP冷凝区段的第一MP气体流的气体流动管线。
任选地，所述方法还包括添加所述设施的任选的MP汽提塔。在有利的实施例中，所述方法涉及将专用的CO2压缩机添加到现有设施中，用于将CO2压缩到MP，并且具有用于CO2的出口，所述出口连接到直接或间接连接到MP氨基甲酸酯冷凝器的气体流动管线。在此实施例中，有利地，可以在不增加或改进HP CO2压缩机的情况下增加设施容量。
所讨论的改造方法(改进现有设施的方法)优选地给出所讨论的本发明的设施。对本发明设施的优选也适用于改进现有设施的方法。结合所述设施描述的单元的细节也适用于在改进现有设施的方法中使用或增加的单元。MP氨基甲酸酯冷凝器的液体出口到MP合成区段的连接可能涉及添加HP氨基甲酸酯泵。所述方法还可以涉及安装后反应器以有效扩大反应器体积。
图1示意性地展示了根据本发明的方法和设施的示例实施例。
所述设施包括尿素生产区段(UPS)，所述UPS包括高压(HP)合成区段(HPSS)，所述HP区段包括HP汽提塔(HPS)、用于由NH3和CO2形成尿素的反应器(HPR)(具体地HP尿素反应器)，以及HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)。所述HP汽提塔具有用于作为汽提气体的CO2进料的入口。反应器和HP氨基甲酸酯冷凝器任选地合并在单个容器中。所述HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)仅作为实例，示意性地展示为卧式浸没式冷凝器。任选地，在HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)中已经出现了一些尿素形成。HP合成区段，例如HP氨基甲酸酯冷凝器，包括用于NH3进料的入口。
所述尿素生产区段进一步包括中压(MP)处理单元(MPTU)、MP解离器(MPD)和MP冷凝区段(MPCC)。所述HP反应器具有用于尿素合成溶液(1)的出口，所述出口连接到通向所述HP汽提塔的第一液体流动管线(1a)和通向所述MP解离器(MPD)的第二液体流动管线(1b)。
所述尿素生产区段包括用于从所述HP汽提塔(HPS)到所述MP处理单元(MPTU)的经汽提的尿素溶液(2)的液体流动管线、用于来自所述HP汽提塔的气体流(3)的气体流动管线、用于从所述MP处理单元(MPTU)到所述MP冷凝区段(MPCC)的第一MP气体流(4)的气体流动管线，以及用于从所述MP解离器(MPD)到所述MP冷凝区段(MPCC)的第二MP气体流(5)的气体流动管线。
来自HP汽提塔的气体(3)被送至HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)进行冷凝。将含氨基甲酸酯的流(6)供应到反应器。MP处理单元(MPTU)具有用于第一MP尿素溶液的出口(7)。MP解离器(MPD)具有用于第二MP尿素溶液的出口(8)。MP冷凝区段(MPCC)具有用于MP氨基甲酸酯溶液的出口(9)和用于气体的出口(10)。MP冷凝区段(MPCC)具有例如与任选的预蒸发器(PEV)热交换接触的热交换壁，所述预蒸发器用于加热尿素溶液(11a)以从所述溶液中去除水。浓缩的尿素溶液(11b)例如被供应到任选的精加工区段，用于生产固体尿素。
通常，如所展示的，来自MP处理单元(MPTU)的尿素溶液(7)被直接或间接供应到LP解离器(LPD)，所述解离器也可以被描述为LP热处理单元并且用于加热溶液。LP解离器(LPD)具有用于LP尿素溶液(11)的出口和用于LP气体(12)的出口。LP气体例如被直接或间接地供应到氨消耗单元，例如硝酸铵区段(AN)的中和区段。反应器例如具有用于气体的出口(13)，所述气体例如也被供应到中和区段。
在改进现有设施的示例方法中，MP处理单元、MP解离器和MP冷凝区段以及预蒸发器被添加到现有设施中。还添加了相应的流动连接。
图2示意性地展示了根据本发明的方法和设施的示例实施例，其具有任选的MP汽提塔(MPS)。MP任选汽提塔接收来自MP解离器(MPD)的尿素溶液(8)，并且具有用于CO2汽提气体的入口，所述汽提气体通常为MP CO2气体流，例如作为第一MP气体流(4)和/或气态MPCO2进料。除了HP汽提塔的HP CO2进料之外，任选地使用气态MP CO2进料。任选的MP汽提塔(MPS)具有连接到MP冷凝区段(MPCC)的用于气体流的出口(15)和连接到LP解离单元(LPD-2)的用于尿素溶液的出口(14)。任选的MP汽提塔(MPS)也可以接收第一MP气体流(4)。LP解离单元通常具有连接到通向LP氨基甲酸酯冷凝器的气体流动管线的出口(16)，以及用于LP尿素溶液的出口(17)。在替代性实施例中，气体出口(16)连接硝酸铵区段(AN)的中和区段。
在本申请中，对于工艺流(即，不用于蒸汽管线)，高压(HP)高于100bar，例如120至300bar，通常为150至200bar。中压(MP)例如为10至70bar(包含30至70bar的中间压力)，具体地10至40bar，低压(LP)例如为1.0至10bar，具体地1.0至8bar，例如1.5至5bar。所有压力都以绝对bar为单位。
如本文用于反应器的N/C比，即NH3与CO2的摩尔比，反映了尿素生产之前的所谓初始混合物的组成，仅由NH3、CO2和H2O组成，如尿素设施领域中使用的。具体地，反应区的N/C比反映了尿素生产前的所谓初始混合物的组成，仅由NH3、CO2和H2O组成，在反应器出口处测量，如本领域中常规使用的术语。氨基甲酸酯冷凝器的N/C比是在用于氨基甲酸酯溶液的出口处测得的NH3与CO2的摩尔比。气体流的N/C比是NH3与CO2的摩尔比。HP合成区段下游尿素溶液的N/C比是实际混合物中NH3与CO2的摩尔比，基于氨基甲酸酯转化为对应量的NH3和CO3，即不考虑尿素组分。
如本文所用的术语‘氨基甲酸酯’是指氨基甲酸铵，如尿素设施领域中常规使用的。
术语‘典型的(typical)’和‘具体地(in particular)’用于指示可以在一些实施例中使用但不是强制性的特征。优选的特征也不是强制性的。
术语“液体连通”和术语“液体流动管线”是指允许液体在两个单元之间通过的流动管线(例如，管道或导管)，任选地通过多个中间单元。液体连通(和液体流动管线)不涉及气相传输，并且因此由蒸发器、用于蒸汽的流动管线和冷凝器连接的两个单元不处于液体连通(不由液体流动管线连接)，尽管它们处于流体连通(涵盖气相传输和液体传输两者)。例如，如果第一单元的用于液体的出口与冷凝器的入口连接，并且冷凝器的用于液体的出口与第二单元的入口连接，则第一单元与第二单元液体连通。
汽提塔效率(α)被定义为转化为尿素(和缩二脲)的氨的量除以氨的总量，通常在汽提塔的液体出口处测量。这个定义相当于基于汽提塔的出口的NH3转化率的定义。因此，α＝(2*wt.％尿素/60)/((2*wt.％尿素/60)+(wt.％NH3/17))，在汽提塔的液体出口处测量，其中wt.％NH3包含所有氨物种，包含氨基甲酸铵。技术人员应理解“汽提效率”是指汽提塔液体出口处的尿素纯度，而不是汽提塔的能量效率。
氨基甲酸酯冷凝器中的冷凝是指所谓的氨基甲酸酯冷凝，其涉及NH3和CO2反应成液态的氨基甲酸铵，使得实际上气态的NH3和CO2变成液相的氨基甲酸酯。氨基甲酸酯分解是指氨基甲酸酯分解成NH3和CO2的解离反应。
如本文所用的术语‘壳体空间’是指壳管式热交换器的壳侧空间。
对本发明设施的优选也适用于本发明的改造方法和工艺。本发明的尿素生产工艺优选地在本发明的设施中进行。集成工艺优选地在集成设施中进行。本发明的改造方法优选地将本发明的设施作为改进的设施。
本公开的一些实施例涉及一种用于生产含尿素产品的设施和方法。所述设施包括中压解离单元和高压CO2汽提塔，所述中压解离单元和所述高压CO2汽提塔各自接收尿素合成溶液的一部分。经汽提的尿素溶液在中压处理单元中进一步处理。
实例1
在根据本发明的尿素设施中，具体地根据图2，然而在气体出口(16)与硝酸铵区段(AN)的中和区段连接的情况下，34,000kg/小时CO2被供应到HP汽提塔，4,000千克/小时气态MP CO2流被供应到MP汽提塔(MPS)，并且大部分经由流(15)被供应到MP冷凝区段(MPCC)，并且在MP处理单元(MPTU)中从经汽提的尿素溶液(2)中去除7,000千克/小时CO2，所述MPTU是MP绝热闪蒸容器，并且作为来自MP处理单元(MPTU)的第一MP气体流(4)供应到MP汽提塔(MPS)。由此，CO2在MP冷凝区段(MPCC)中完全冷凝。硝酸铵区段(AN)的CO2排放量减少了7,000千克/小时CO2，并且在预蒸发器(PEV)中实现了有利的尿素浓度。
Claims (15)
1.一种用于生产含尿素产品的设施，所述设施包括尿素生产区段(UPS)，所述UPS包括高压(HP)合成区段(HPSS)，所述HPSS包括HP汽提塔(HPS)、用于由NH3和CO2形成尿素的反应器(HPR)以及HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)，其中所述反应器和所述HP氨基甲酸酯冷凝器任选地组合，所述尿素生产区段进一步包括中压(MP)处理单元(MPTU)、MP解离器(MPD)和MP冷凝区段(MPCC)，
其中所述反应器具有用于尿素合成溶液(1)的出口，所述出口连接到与所述HP汽提塔连接的第一液体流动管线(1a)，其中所述出口还连接到与所述MP解离器(MPD)连接的第二液体流动管线(1b)，
其中所述HP汽提塔具有用于作为汽提气体的CO2进料的入口，
其中所述设施包括用于从所述HP汽提塔(HPS)到所述MP处理单元(MPTU)
的经汽提的尿素溶液(2)的液体流动管线、用于从所述MP处理单元(MPTU)到所述MP冷凝区段(MPCC)的第一MP气体流(4)的气体流动管线以及用于从所述MP解离器(MPD)到所述MP冷凝区段(MPCC)的第二MP气体流(5)的气体流动管线。
2.根据权利要求1所述的设施，其中所述MP处理单元(MPTU)和所述MP解离器(MPD)并联布置。
3.根据权利要求1或2所述的设施，其中所述MP解离器(MPD)是使用蒸汽作为加热流体的热交换器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设施，其中所述第二液体流动管线绕过所述HP汽提塔。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设施，其中所述设施进一步包括硝酸铵区段(AN)，所述AN包括被配置成用氨中和硝酸以形成硝酸铵的中和区段，并且具有用于硝酸的入口和用于含氨气体的入口，所述用于含氨气体的入口来自位于所述MP处理单元的用于尿素溶液的出口下游的包括在所述尿素生产区段中的单元，其中所述设施进一步包括低压(LP)解离器(LPD)和用于从所述MP处理单元(MPTU)到所述LP解离器的MP尿素溶液(7)的液体流动管线(7)以及用于从所述LP解离器到所述中和区段的含氨LP气体(12)的气体流动管线(12)。
6.根据权利要求5所述的设施，其中所述设施进一步包括从所述MP解离器(MPD)到所述LP解离器或另外的LP解离器的液体流动管线(8)，所述另外的LP解离器具有连接到所述中和区段的用于LP尿素溶液的出口和用于第二含氨LP气体流的出口。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的设施，其中所述MP处理单元(MPTU)包括MP闪蒸容器(MPF)，所述MPF接收所述经汽提的尿素(2)溶液并且具有用于所述第一MP气体流(4)的出口和用于MP尿素溶液(7)的出口。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设施，其中所述MP冷凝区段(MPCC)的用于氨基甲酸酯溶液的液体出口(9)连接到通向所述HP合成区段的再循环流动管线。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设施，其中所述设施包括用于从尿素溶液(11a)中去除水的预蒸发器(PEV)，其中所述MP冷凝区段(MPCC)包括用于与所述预蒸发器(PEV)进行热交换的热交换壁，
优选地，其中所述设施包括壳管式热交换器，所述壳管式热交换器具有管侧和壳侧，其中所述管侧提供所述预蒸发器(PEV)，并且其中所述壳侧提供所述MP冷凝区段(MPCC)的至少一部分。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设施，其中所述设施包括将用于HP尿素合成溶液的流动管线分成所述第一液体流动管线和所述第二液体流动管线的分流器，优选地所述分流器包括阀。
11.一种在根据权利要求1至10中任一项所述的设施中进行的用于生产含尿素产品的方法，所述方法包括：
-使NH3进料和CO2进料在所述反应器中反应，以得到尿素合成溶液；
-将所述尿素合成溶液至少分成第一部分和第二部分；
-将所述第一部分供应到所述HP汽提塔，由此获得经汽提的尿素溶液；
-使所述经汽提的尿素溶液在所述MP处理单元(MPTU)中在中压下经受处理，从而得到所述第一MP气体流(4)；
-使所述第二部分在所述MP解离器(MPD)中经受中压解离，以得到所述第二MP气体流(5)和MP尿素溶液；以及
-将所述第一MP气体流和所述第二MP气体流至少部分地供应到所述MP冷凝区段(MPCC)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中NH3和CO2在所述MP处理单元中以小于2.0的NH3与CO2的摩尔比从所述经汽提的尿素溶液中去除。
13.根据权利要求10或12所述的方法，其中所述MP处理单元(MPTU)中的所述处理涉及对所述经汽提的尿素溶液(2)进行基本上绝热闪蒸，以得到所述第一MP气体流(4)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其进一步包括使直接或间接从所述MP处理单元(MPTU)接收到的尿素溶液(7)经受低压解离，以得到LP尿素溶液(11)和含氨LP气体(12)，并且使用所述含氨LP气体(12)来中和硝酸以形成硝酸铵。
15.一种改进用于生产含尿素产品的现有设施的方法，其中所述现有设施包括尿素生产区段(UPS)，所述UPS包括高压(HP)合成区段(HPSS)，所述HPSS包括HP汽提塔(HPS)、用于由NH3和CO2形成尿素的反应器(HPR)以及HP氨基甲酸酯冷凝器(HPCC)，其中所述反应器和所述HP氨基甲酸酯冷凝器任选地组合，其中所述HP汽提塔具有用于作为汽提气体的CO2进料的入口，
其中所述方法包括：
-添加MP解离器(MPD)和MP冷凝区段(MPCC)以及从用于尿素合成溶液(1)的出口到所述MP解离器(MPD)的连接，如果所述现有设施中不存在的话；
-添加中压(MP)处理单元(MPTU)以及用于从所述HP汽提塔(HPS)到所述MP处理单元(MPTU)的经汽提的尿素溶液(2)的液体流动管线、用于从所述MP处理单元(MPTU)到所述MP冷凝区段(MPCC)的第一MP气体流(4)的气体流动管线；以及
-添加用于从所述MP解离器(MPD)到所述MP冷凝区段(MPCC)的第二MP气体流(5)的气体流动管线，如果所述设施中不存在的话；由此优选地获得根据权利要求1所述的设施。
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