EA028930B1 - Способ и установка синтеза мочевины - Google Patents
Способ и установка синтеза мочевины Download PDFInfo
- Publication number
- EA028930B1 EA028930B1 EA201500706A EA201500706A EA028930B1 EA 028930 B1 EA028930 B1 EA 028930B1 EA 201500706 A EA201500706 A EA 201500706A EA 201500706 A EA201500706 A EA 201500706A EA 028930 B1 EA028930 B1 EA 028930B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- urea
- carbamate
- reactor
- condenser
- solution
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
- C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
- C07C273/04—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00004—Scale aspects
- B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00018—Construction aspects
- B01J2219/00024—Revamping, retrofitting or modernisation of existing plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
- B01J2219/00103—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00761—Details of the reactor
- B01J2219/00763—Baffles
- B01J2219/00765—Baffles attached to the reactor wall
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
- B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
- B01J2219/0277—Metal based
- B01J2219/0286—Steel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Раскрыта установка синтеза мочевины, включающая дополнительный реактор. Исходя из обычных компонентов установки синтеза мочевины, включающих секцию извлечения и конденсатор карбамата высокого давления, дополнительный реактор расположен между секцией извлечения и конденсатором карбамата высокого давления. Изобретение также относится к способу синтеза мочевины, включающему дополнительную стадию реакции превращения извлечённого карбамата в мочевину, осуществляемую на более ранней стадии, чем обычно.
Description
Изобретение относится к области производства мочевины и, в частности, относится к способу синтеза мочевины, а также к установке синтеза.
Известный уровень техники
Мочевину обычно получают из аммиака и диоксида углерода. Она может быть получена путём введения избытка аммиака с диоксидом углерода при давлении 12-40 МПа и при температуре 150-250°С в зону синтеза мочевины. Получение мочевины лучше всего может быть представлено двумя последовательными стадиями реакции, на первой стадии карбамат аммония формируется в соответствии с экзотермической реакцией
после чего образующийся карбамат аммония дегидратируется на второй стадии для получения мочевины в соответствии с равновесной эндотермической реакцией
Степень протекания этой реакции зависит среди прочего от температуры и используемого избытка аммиака. Продукт реакции, полученный в растворе синтеза мочевины, по существу, состоит из мочевины, воды, несвязанного аммиака и карбамата аммония. Карбамат аммония и аммиак удаляют из раствора и, как правило, возвращают в зону синтеза мочевины. В дополнение к вышеуказанному раствору в зоне синтеза мочевины формируется газовая смесь, которая состоит из непрореагировавшего аммиака и диоксида углерода вместе с инертными газами, так называемый отходящий газ реактора. Зона синтеза мочевины может включать отдельные зоны для формирования карбамата аммония и мочевины. Эти зоны могут быть объединены в одном устройстве.
В установке отгонки мочевины разложение карбамата аммония, который не был превращен в мочевину, и удаление обычно присутствующего избытка аммиака в основном происходит при давлении, которое, по существу, почти равно давлению в реакторе синтеза. Это разложение и удаление проходит в одном или нескольких ангидратах отгонки, установленных в технологической схеме после реактора, возможно, с помощью отдувочного газа, такого как, например, диоксид углерода и/или аммиак, и с подводом тепла. Также можно применять термическую отгонку. Термическая отгонка означает, что для разложения карбамата аммония и удаления аммиака и диоксида углерода, присутствующих в растворе мочевины, используют исключительно подвод тепла. Газовый поток, выходящий из аппарата отгонки, содержит аммиак и диоксид углерода, которые конденсируются в конденсаторе высокого давления и затем возвращаются в зону синтеза мочевины.
В установке отгонки мочевины зона синтеза работает при температуре 160-240°С и предпочтительно при температуре 170-220°С. Давление в реакторе синтеза составляет 12-21 МПа, предпочтительно 12,5-20 МПа. В известном уровне техники эти диапазоны, как правило, считаются "высоким давлением" (поскольку также используется совместно с обычным "конденсатором карбамата высокого давления"). Мольное отношение аммиака к диоксиду углерода (Ν/С отношение) в зоне синтеза мочевины установки отгонки обычно составляет 2,2-5, предпочтительно 2,5-4,5 моль/моль. Зона синтеза может быть расположена в одном или нескольких реакторах, соединённых параллельно или последовательно.
После отгонки давление в обеднённом растворе мочевины снижают в секции извлечения мочевины. В секции извлечения непрореагировавшие аммиак и диоксид углерода в растворе мочевины отделяют от мочевины и водного раствора. Секция извлечения обычно включает нагреватель, секцию разделения жидкость/газ и конденсатор. Раствор мочевины, входящий в секцию извлечения, нагревают для испарения летучих компонентов, аммиака и диоксида углерода из этого раствора. Теплоноситель, используемый в нагревателе, обычно представляет собой пар. Образующийся пар в указанном нагревателе выделяют из водного раствора мочевины в сепараторе жидкость/газ, после чего указанный пар конденсируется в конденсаторе для формирования раствора карбамата. Выделяющееся тепло конденсации обычно диссипируется в охлаждающей воде. Образовавшийся раствор карбамата в этой секции выделения, работающей при более низком давлении, чем давление в секции синтеза, предпочтительно возвращают в секцию синтеза мочевины, работающую при давлении синтеза. Секция выделения, как правило, является одной секцией или может быть несколько секций выделения, соединённых последовательно.
Поскольку производство мочевины является крупнотоннажным, постоянные усилия известного уровня техники направлены на поиск путей достижения более экономичного процесса. В частности, желательно производить мочевину энергетически более эффективным способом. Кроме того, желательно повысить степень конверсии в процессе синтеза мочевины.
В качестве примера известного уровня техники можно указать на АО 96/20170. Здесь в процессе производства мочевины реакционную смесь синтеза мочевины получают в основном реакционном пространстве. Реакционную смесь подвергают отгонке и затем направляют в секцию извлечения. Поток карбамата из секции извлечения возвращают в дополнительное реакционное пространство. В нём карбамат превращается в мочевину. Жидкой поток, содержащий мочевину, из дополнительного реакционного пространства подают в аппарат отгонки. Весь поток газа из аппарата отгонки направляют в конденсатор.
Краткое изложение существа изобретения
Для того чтобы лучше решить одну или более из вышеуказанных задач, изобретение в одном аспек- 1 028930
те предлагает способ синтеза мочевины, включающий стадии создания условий для получения мочевины в реакционной смеси, включающей аммиак, диоксид углерода и карбамат аммония, так, чтобы получить раствора синтеза, включающий мочевину, воду, аммиак и карбамат аммония; раствор синтеза подвергают отгонке для извлечения и возвращения в цикл аммиака и диоксида углерода непревращённых в мочевину, получая таким образом отогнанный раствор мочевины; подвергают конденсации возвращаемые в цикл аммиак и диоксид углерода в конденсаторе карбамата высокого давления так, чтобы обеспечить извлечение мочевины и остаточного аммиака и диоксида углерода из указанного отогнанного раствора мочевины, получая очищенный раствор мочевины и водный раствор карбамата; возвращают в цикл раствор карбамата и воздействуют на указанный раствор карбамата условиями для превращения в мочевину так, чтобы провести превращение карбамата в мочевину, причем указанные мочевину и воду объединяют с возвращёнными в цикл аммиаком и диоксидом углерода в конденсаторе карбамата высокого давления.
В другом аспекте изобретение представляет установку получения мочевины, включающую конденсатор карбамата высокого давления, реактор, аппарат отгонки и секцию извлечения, в которой
конденсатор включает вывод жидкости, гидравлически соединённый с вводом жидкости реактора;
реактор включает вывод жидкости, гидравлически соединённый с аппаратом отгонки;
аппарат отгонки включает вывод газа, гидравлически соединённый с вводом газа конденсатора, и
вывод жидкости, гидравлически соединённый с секцией извлечения;
секция извлечения включает вывод жидкости, гидравлически соединённый с вводом жидкости конденсатора;
причем установка содержит дополнительный реактор с вводом жидкости, который гидравлически соединён с выводом жидкости секции извлечения; и указанный дополнительный реактор включает вывод жидкости, гидравлически соединённый с вводом в камеру конденсации в конденсаторе.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1-2 являются блок-схемами, представляющими на фиг. 1 обычный способ и установку и на фиг. 2 соответствующий способ и установку в соответствии с изобретением;
фиг. 3-4 являются схематичными чертежами, представляющими на фиг. 3 обычную установку и на фиг. 4 соответствующую установку по изобретению;
фиг. 5-6 являются схематическими чертежами, представляющими на фиг. 5 обычную установку и на фиг. 6 соответствующую установку по настоящему изобретению;
фиг. 7-8 являются схематическими чертежами, представляющими на фиг. 7 обычную установку и на фиг. 8 соответствующую установку согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
В широком смысле изобретение основано на рациональном понимании того, что синтез мочевины можно осуществить энергетически более эффективным способом проведением предварительной реакции превращения выделенного карбамата в мочевину. Эта предварительная реакция в контексте обычной системы рецикла мочевины обеспечивает превращение выделенного карбамата в мочевину на более ранней стадии, чем в традиционных способах синтеза мочевины.
В частности, предварительно образованную мочевину (т.е. мочевину и воду) объединяют с реакционной смесью, включающей аммиак, диоксид углерода и карбамат аммония. На практике это означает, что в конденсатор карбамата высокого давления (НРСС), который предшествует реактору синтеза мочевины, подают не только обычные реагенты (аммиак, диоксид углерода и/или карбамат). Предпочтительно и, в частности, вместо карбамата в конденсатор подают мочевину и воду.
Неожиданно было установлено, что подача мочевины и воды в НРСС увеличивает давление пара в нём по сравнению с обычной ситуацией. Не желая быть связанными какой-либо теорией, изобретатели полагают, что это вызвано присутствием значительных количеств мочевины в НРСС, что повышает рабочую температуру НРСС. В результате давление в НРСС будет выше. Более высокое давление пара может быть использовано для увеличения производительности или сбережения энергии. Также отмечена более высокая степень превращения в мочевину. Удельный расход пара будет ниже по сравнению с обычным способом.
Вышеприведённое приводит к необходимости того, чтобы дополнительный реактор включал вывод жидкости, гидравлически соединённый с вводом в камеру конденсации в конденсаторе.
Следует понимать, что камера конденсации является пространством конденсатора, в которое обычно поступает газ и затем конденсируется в жидкость в указанной камере конденсации. Вывод жидкости дополнительного реактора таким образом гидравлически соединён с вводом конденсатора, который обычно представлял бы собой ввод газа. Например, в случае кожухотрубного конденсатора камера конденсации является его трубным пространством. Понятно, что жидкость (т.е. охлаждающую жидкость) обычно подают в трубное пространство конденсатора, и газ (конденсируемый) направляют в межтрубное пространство. В настоящем изобретении определены конкретные жидкости, а именно, раствор мочевины, полученный в дополнительном реакторе, направляется в камеру конденсации, такую как межтрубное пространство кожухотрубного конденсатора.
Кроме того, в способе по изобретению предпочтительно только часть отдувочного газа направляют в конденсатор, остаток направляют в дополнительный реактор. Он служит для подачи тепла в дополни- 2 028930
тельный реактор и повышения степени превращения мочевины.
В способе по настоящему изобретению в извлеченном растворе карбамата создают условия для образования мочевины. Эти условия обычно включают рабочее давление 12-18 МПа и температуру 160210°С (175-190°С). Давление предпочтительно составляет 13-16МПа.
Вполне возможно построить новую установку (иногда называемую установкой "нулевого цикла") для проведения способа настоящего изобретения. Это обеспечивает вышеуказанные преимущества с точки зрения эффективности использования пара и превращения в мочевину. В частности, такая новая установка может быть построена на основе НРСС с менее жёсткими требованиями к теплообмену, на основании подачи в указанный НРСС потока, включающего мочевину. Это означает, что теплообменники могут быть выполнены более простым способом или, в частности, меньшего размера и/или массы. Это обеспечивает ясные преимущества в использовании такой установки.
Таким образом, изобретение также относится к установке, которая определена выше.
Кроме того, способ проводят в установке, включающей оборудование существующей установки производства мочевины, установкой дополнительного реактора, как определено выше.
В определении установки указаны термины "вывод жидкости, вывод газа" и соответствующие вводы. Следует понимать, что "вывод жидкости" является выводом, через который может протекать жидкость, и "вывод газа" является выводом, через который может проходить газ. То же самое относится к соответствующим вводам. Типы выводов и вводов, пригодных для одной или обоих из этих целей, полностью знакомы специалистам в данной области.
Поточная линия газа и/или жидкости обычно представлена в виде соответствующих трубопроводов.
Гидравлическое соединение относится к средству, соединяющему две части устройства с помощью газовой или жидкостной поточной линии таким образом, что текучая среда (газ, жидкость или сверхкритическая жидкость) может перемещаться из одной в другую.
Особым преимуществом настоящего изобретения является то, что дополнительный реактор может быть расположен на нулевом уровне. Это уменьшает потребность в значительной опорной конструкции. С этой целью эжектор размещён после дополнительного реактора по технологической схеме. Эжектор (который, как известно специалистам в данной области, служит для обеспечения функции насоса без механических средств) предпочтительно расположен после дополнительного реактора по технологической схеме, например между дополнительным реактором и конденсатором карбамата высокого давления.
В другом предпочтительном осуществлении установки в соответствии с изобретением скруббер высокого давления расположен между секцией извлечения мочевины и дополнительным реактором. В этом осуществлении изобретение преимущественно объединяет использование потока рецикла карбамата в качестве орошающей жидкости при получении мочевины в дополнительном реакторе. Поток рецикла карбамата при использовании в качестве орошающей жидкости станет обогащенным по диоксиду углерода и аммиаку в результате их поглощения из головного потока газа реактора. Поток рецикла карбамата фактически становится таким образом более концентрированным. В результате указанный поток в свою очередь даёт больше мочевины в дополнительном реакторе.
Дополнительный реактор - аналогично обычному реактору - предпочтительно является вертикальным реактором. Это обеспечивает преимущество в пространстве, так как такой реактор обеспечивает наименьшую возможную площадь основания. Дополнительный реактор синтеза мочевины может быть простой конструкции, например вертикальная колонна с тарелками.
В предпочтительном осуществлением изобретения дополнительный реактор работает в режиме противотока; то есть жидкость вводится сверху и стекает, а газ-сырьё вводят в нижнюю часть и он поднимается противотоком к нисходящему потоку жидкости. Неожиданно было установлено, что этот режим работы обеспечивает более высокую степень превращения в дополнительном реакторе по сравнению с более обычным прямоточным режимом работы вертикальных реакторов синтеза мочевины. Считается, что основной причиной этой более высокой степени превращения является то, что в режиме противотока жидкость отводят из нижней части реактора, тогда как в нижней части газовая фаза содержит наименьшее количество неконденсируемых веществ и наблюдается низкое содержание лёгких компонентов в газовой фазе.
Установка синтеза мочевины согласно изобретению, за исключением дополнительного реактора, может быть любой установкой синтеза мочевины на основе отгонки аммиака или диоксида углерода. Также установка термической отгонки может быть использована в качестве обычной установки. Обзор промышленных способов производства мочевины даётся, например, в И11тапп Епсус1орсФа. 2005 \УПеуУСН Уег1ад, ХУстНст-т Оегтапу, глава "Мочевина".
Часто используемый способ получения мочевины способом отгонки представляет собой процесс отгонки диоксида углерода, как, например, описано в ИНтапп'к Епсус1ореФа οί 1пбик1г1а1 СЬет151гу, Уо1. А27, 1996, рр. 333-350. В этом процессе за секцией синтеза следует одна или несколько секций извлечения. Секция синтеза включает реактор, аппарат отгонки, конденсатор и скруббер, в которой рабочее давление составляет 12-18 МПа, предпочтительно 13-16 МПа. В секции синтеза раствор мочевины, выходящий из реактора синтеза мочевины, подают в аппарат отгонки, в котором большое количество непрореагировавших аммиака и диоксида углерода отгоняют от водного раствора мочевины. Такой аппарат от- 3 028930
гонки может быть кожухотрубным теплообменником, в котором раствор мочевины подают в верхнюю часть трубного пространства и диоксид углерода, подаваемый для синтеза, добавляют в нижнюю часть аппарата отгонки. В межтрубное пространство добавляют пар, чтобы нагреть раствор. Раствор мочевины выходит из теплообменника в нижней части, в то время как паровая фаза выходит из аппарата отгонки в верхней части. Пар, выходящий из указанного аппарата отгонки, содержит аммиак, диоксид углерода и небольшое количество воды. Указанный пар конденсируется в теплообменнике с падающей плёнкой или конденсаторе погружного типа, который может быть горизонтального или вертикального типа. Погружной теплообменник горизонтального типа описан в иНтаии'к Епсус1ореШа οί 1пби51па1 СНстШгу. Уо1. А27, 1996, рр. 333-350. Тепло, выделяющееся в процессе экзотермической реакции конденсации карбамата в указанном конденсаторе, обычно используется для получения пара, который используется в последующей секции обработки мочевины для нагрева и концентрирования раствора мочевины. Так как существует определённое время пребывания жидкости в конденсаторе погружного типа, частично реакция синтеза мочевины проходит уже в указанном конденсаторе. Образующийся раствор, содержащий конденсированный аммиак, диоксид углерода, воду и мочевину, вместе с неконденсированным аммиаком, диоксидом углерода и инертным паром направляют в реактор. В реакторе вышеуказанная реакция превращения карбамата в мочевину приближается к равновесию. Молярное отношение аммиака к диоксиду углерода в растворе мочевины на выходе из реактора обычно составляет 2,5-4 моль/моль. Также возможно, чтобы конденсатор и реактор были объединены в один блок оборудования. Пример такого блока оборудования описан в И11тапп'8 Епсус1ореШа οί 1пби51па1 Сбет181гу, Уо1. А27, 1996, рр. 333-350. Образовавшийся раствор мочевины, выходящий из реактора синтеза мочевины, подают в аппарат отгонки и инертный пар неконденсированного аммиака и диоксида углерода направляют в скрубберную секцию, работающую при том же давлении, что и в реакторе. В этой скрубберной секции аммиак и диоксид углерода выделяют из инертного пара. Образовавшийся раствор карбамата из последующей системы извлечения используется в качестве абсорбента в этой скрубберной секции. Концентрация мочевины в растворе мочевины, выходящем из аппарата отгонки в этой секции синтеза, должна быть по меньшей мере 45 мас.% и предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% для обработки ее в одной системе извлечения после аппарата отгонки по технологический схеме. Секция извлечения включает нагреватель, сепаратор жидкость/газ и конденсатор. Давление в этой секции извлечения составляет 200-600 кПа. В нагревателе в секции извлечения основная масса аммиака и диоксида углерода отделяется от мочевины и водной фазы путём нагрева раствора мочевины. Обычно в качестве теплоносителя используют пар. Мочевина и водная фаза содержит небольшое количество растворённого аммиака и диоксида углерода, которые выходят из секции извлечения и направляются в последующую секцию обработки мочевины, где раствор мочевины концентрируют испарением воды из указанного раствора.
Изобретение не ограничивается каким-либо конкретным способом получения мочевины. Другие способы и установки включают те, которые основаны на технологии, такой как процесс НЕС, разработанный Игеа Са§а1е, процесс АСЕ8, разработанный Тоуо Епщпееппд Согрогабоп и процесс, разработанный 8;брет (ранее 8иаргодеб1).
Дополнительный реактор, размещённый в соответствии с изобретением, может быть реактором стандартного типа. Реактор в основном представляет собой сосуд, снабжённый соответствующими вводами и выводами и средством контроля температуры и давления. В частности, дополнительный реактор по настоящему изобретению выполнен таким образом, чтобы работать в вышеуказанных условиях высокого давления синтеза мочевины. С учетом коррозионной среды дополнительный реактор предпочтительно выполнен из высококоррозионностойкой стали. Последнее, в частности, относится к дуплексным сталям и более конкретно к дуплексной ферритно-аустенитной нержавеющей стали с высоким содержанием Сг и Ν, и низким содержанием Νί. Для ссылки можно сослаться на \УО 95/00674. В другом предпочтительном осуществлении дополнительный реактор (и особенно его внутренние части) изготовлен из нержавеющей дуплексной стали, состоящей, в мас.%, из С 0,03% или менее, δί 0,5% или менее, Мп 2% или меньше, Р 0,04% или менее, δ 0,003% или менее, Сг 26% или более, но менее 28%, Νί 7,3-10%, Мо 0,2-1,7%, более 2%, но не более 3%, N более 0,3%, но не более 0,4%, остальное представляет собой Ре и примеси, и содержание Си в качестве примеси составляет не более 0,1%. Эта сталь описана в υδ 7347903.
Предпочтительно дополнительный реактор изготовлен из дуплексной нержавеющей стали, содержащей, в мас.%
С - максимально 0,05%, предпочтительно максимально 0,03%; δί - максимально 0,8%, предпочтительно максимально 0,5;
Мп - 0,3-4%, предпочтительно 0,3-1%;
Сг - 28-35%, предпочтительно 29-33%;
Νί - 3-10%;
Мо - 1,0-4,0%, предпочтительно 1,0-1,3%;
N - 0,2-0,6%, предпочтительно 0,36-0,55%;
Си - максимально 1,0%;
- максимально 2,0%;
- 4 028930
δ - максимально 0,01%;
Се - 0-0,2%;
остальное Ре и обычно присутствующие примеси и добавки, содержание феррита составляет 30-70 об.%, предпочтительно 33-35 об.%.
Изобретение далее проиллюстрировано со ссылкой на чертежи. Чертежи приведены для иллюстрации и не предназначены для ограничения изобретения.
Условные обозначения.
На чертежах, заглавные буквы (А-Е) указывают компоненты установки синтеза мочевины. Строчные буквы (а-ί) указывают потоки. Условные обозначения являются следующими:
А = конденсатор карбамата высокого давлении,
В = реактор высокого давления,
С = аппарат отгонки высокого давления,
И = секция извлечения мочевины,
Е = реактор предварительного синтеза мочевины (ИРК),
Р = скруббер высокого давления, а = аммиак,
Ь = диоксид углерода, с = рецикл карбамата, ά = отпарной газ, е = мочевина,
£ = отпарной газ в ИРК, д = рецикл концентрированного карбамата, й = поток мочевины из ИРК.
Фиг. 1-2 являются блок-схемами, представляющими на фиг. 1 обычную установку и на фиг. 2 соответствующую установку в соответствии с изобретением. На фиг. 1 показан обычный способ, в котором поток (с) рецикла карбамата из секции (И) извлечения возвращают обратно в секцию синтеза, а именно в конденсатор (А) карбамата высокого давления. Для сравнения фиг. 2 показывает добавление реактора (Е), в который подают поток (с) рецикла карбамата, в результате чего полученный поток (й) мочевины направляют в конденсатор (А) карбамата высокого давления.
Фиг. 3 представляет схему обычной установки синтеза мочевины (конфигурация подобная, изображённой на блок-схеме фиг. 1). Равным образом фиг. 4 представляет схему установки получения мочевины согласно изобретению (конфигурация подобная, изображённой на блок-схеме фиг. 2).
Фиг. 5 представляет схему обычной установки синтеза мочевины, имеющей два параллельных конденсатора (А) карбамата высокого давления. Фиг. 6 представляет схему, показывающую установку синтеза мочевины, соответствующую фиг. 5, но в соответствии с изобретением, а именно имеющую дополнительный реактор (Е), из которого поток (й) полученной мочевины подают в конденсаторы (А).
Фиг. 7 представляет схему установки синтеза мочевины обычного типа, имеющей скруббер (Р) высокого давления, расположенный по технологической схеме после секции (И) извлечения.
Фиг. 8 представляет схему установки синтеза мочевины, соответствующей показанной на фиг. 7, но в соответствии с изобретением, а именно имеющей дополнительный реактор (Е), расположенный по технологической схеме после скруббера (Р). Из скруббера концентрированный поток (д) карбамата подают в дополнительный реактор (Е).
Claims (6)
1. Установка синтеза мочевины, включающая конденсатор карбамата высокого давления, реактор, аппарат отгонки и секцию извлечения, в котором
конденсатор включает вывод жидкости, соединённый по текучей среде с вводом жидкости в реактор;
реактор включает вывод жидкости, соединённый по текучей среде с аппаратом отгонки;
аппарат отгонки включает вывод газа, соединённый по текучей среде с вводом газа в конденсатор, и
вывод жидкости, соединённый по текучей среде с секцией извлечения;
секция извлечения включает вывод жидкости, соединённый по текучей среде с вводом жидкости в
конденсатор;
причем установка содержит дополнительный реактор, имеющий ввод жидкости, который соединён по текучей среде с выводом жидкости из секции извлечения; и указанный дополнительный реактор выводом жидкости соединён по текучей среде с вводом в камеру конденсации конденсатора.
2. Установка по п.1, в которой скруббер высокого давления расположен между секцией извлечения мочевины и дополнительным реактором.
3. Установка по п.1 или 2, в которой дополнительный реактор включает вертикальный реактор.
4. Установка по любому из пп.1-3, в которой эжектор расположен между дополнительным реактором и конденсатором карбамата высокого давления.
5. Установка по любому из пп.1-4, в которой дополнительный реактор размещён на нулевой отметке.
6. Установка по любому из пп.1-5, в которой дополнительный реактор сконфигурирован для работы противотоком.
7. Способ синтеза мочевины в установке синтеза мочевины по любому из пп.1-6, включающий стадии, на которых создают условия получения мочевины в реакционной смеси, содержащей аммиак, диоксид углерода и карбамат аммония, с получением раствора синтеза, включающего мочевину, воду, аммиак и карбамат аммония; подвергают раствор синтеза отгонке для извлечения и возвращения в цикл аммиака и диоксида углерода, которые не превратились в мочевину, получая таким образом отогнанный раствор мочевины; конденсируют возвращённый в цикл аммиак и диоксид углерода в конденсаторе карбамата высокого давления, чтобы обеспечить извлечение из указанного отогнанного раствора мочевины остаточного аммиака и диоксида углерода для получения очищенного раствора мочевины и водного раствора карбамата; возвращают в цикл раствор карбамата аммония и создают условия для образования мочевины в указанном растворе карбамата, чтобы превратить карбамат в мочевину, причем в указанном растворе карбамата создают условия, такие, чтобы образовывалась мочевина и вода, при этом мочевину и воду объединяют с возвращёнными в цикл аммиаком и диоксидом углерода в конденсаторе карбамата высокого давления.
- 5 028930
- 6 028930
1з
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12199631 | 2012-12-28 | ||
| PCT/NL2013/050961 WO2014104894A1 (en) | 2012-12-28 | 2013-12-27 | Urea synthesis process and plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201500706A1 EA201500706A1 (ru) | 2015-12-30 |
| EA028930B1 true EA028930B1 (ru) | 2018-01-31 |
Family
ID=47603134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201500706A EA028930B1 (ru) | 2012-12-28 | 2013-12-27 | Способ и установка синтеза мочевины |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9512069B2 (ru) |
| EP (1) | EP2941417B1 (ru) |
| CN (1) | CN105026365B (ru) |
| EA (1) | EA028930B1 (ru) |
| GE (1) | GEP201706674B (ru) |
| MX (1) | MX359135B (ru) |
| WO (1) | WO2014104894A1 (ru) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107586266B (zh) * | 2016-07-08 | 2020-10-09 | 王庆锋 | 改进型co2气提并/串联中压尿素生产工艺 |
| EP3398935A1 (en) * | 2017-05-05 | 2018-11-07 | Casale Sa | Process and plant for the synthesis of urea |
| EP3766865A1 (en) * | 2019-07-18 | 2021-01-20 | Casale Sa | A process for the synthesis of urea |
| WO2021239955A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Casale Sa | Process and plant for the synthesis of urea |
| CA3186903A1 (en) | 2020-06-23 | 2021-12-30 | Stamicarbon B.V. | Thermal stripping urea plant and process |
| US12115512B2 (en) | 2021-04-28 | 2024-10-15 | Stamicarbon B.V. | Chemical reactor with internal static mixers |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996020170A1 (en) * | 1994-12-23 | 1996-07-04 | Urea Casale S.A. | Process and plant for urea production with reaction spaces having differentiated yields |
-
2013
- 2013-12-27 GE GEAP201313895A patent/GEP201706674B/en unknown
- 2013-12-27 EP EP13818527.7A patent/EP2941417B1/en active Active
- 2013-12-27 US US14/655,330 patent/US9512069B2/en active Active
- 2013-12-27 WO PCT/NL2013/050961 patent/WO2014104894A1/en active Application Filing
- 2013-12-27 MX MX2015008477A patent/MX359135B/es active IP Right Grant
- 2013-12-27 CN CN201380074019.4A patent/CN105026365B/zh active Active
- 2013-12-27 EA EA201500706A patent/EA028930B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996020170A1 (en) * | 1994-12-23 | 1996-07-04 | Urea Casale S.A. | Process and plant for urea production with reaction spaces having differentiated yields |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX359135B (es) | 2018-09-14 |
| WO2014104894A1 (en) | 2014-07-03 |
| EA201500706A1 (ru) | 2015-12-30 |
| GEP201706674B (en) | 2017-05-25 |
| EP2941417B1 (en) | 2017-03-15 |
| US20150322000A1 (en) | 2015-11-12 |
| US9512069B2 (en) | 2016-12-06 |
| EP2941417A1 (en) | 2015-11-11 |
| CN105026365B (zh) | 2018-01-09 |
| MX2015008477A (es) | 2015-09-23 |
| CN105026365A (zh) | 2015-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA028930B1 (ru) | Способ и установка синтеза мочевины | |
| US8530700B2 (en) | Process for producing acrylic acid | |
| RU2396242C2 (ru) | Способ рекуперации метанола | |
| US10040738B2 (en) | Process and plant for distillation of methanol with heat recuperation | |
| EA034482B1 (ru) | Совмещенное производство карбамида и меламина | |
| CN107073353B (zh) | 与环氧乙烷回收相关的改进 | |
| CN107987038B (zh) | 环氧化工艺物料分离系统和环氧化工艺物料分离方法 | |
| JP2011162502A (ja) | 無水エタノールの製造方法 | |
| KR20160012931A (ko) | 프로필렌 재순환 및 정제 방법과 장치 | |
| MX2014008832A (es) | Proceso y planta para la destilacion de metanol con recuperacion de calor. | |
| CN108689798B (zh) | 一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法 | |
| TW201925151A (zh) | 生產環氧乙烷及乙二醇之方法 | |
| EA024085B1 (ru) | Способ и установка для производства мочевины | |
| CN218834066U (zh) | 一种用于丙烯酸装置的新型分离系统 | |
| CN106496069B (zh) | 乙腈精制系统的节能装置和节能方法 | |
| JP7098324B2 (ja) | アンモ酸化プロセス流を処理するための一連の蒸発器を備えた蒸発システム | |
| CN112449634A (zh) | 甲基丙烯酸甲酯的制造方法 | |
| EA029247B1 (ru) | Способ усовершенствования установки синтеза мочевины | |
| CN110981696A (zh) | 利用双粗单精三塔蒸馏低浓度发酵醪生产燃料乙醇的工艺及系统 | |
| RU2499791C1 (ru) | Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида | |
| EA025632B1 (ru) | Способ получения смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон | |
| US11648488B2 (en) | Method of revamping of a plant for distillation of methanol | |
| US20240262788A1 (en) | Urea and melamine production | |
| US11401225B2 (en) | Method for partially extracting butanol from an aqueous solution comprising ethanol and butanol | |
| JP6780010B2 (ja) | １，３，５−トリオキサンの製造方法におけるエネルギー回収 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KG TJ |