EA040954B1 - METHOD AND PLANT FOR PRODUCING UREA WITH HEAT INTEGRATION IN LOW PRESSURE REGENERATION SECTION - Google Patents

METHOD AND PLANT FOR PRODUCING UREA WITH HEAT INTEGRATION IN LOW PRESSURE REGENERATION SECTION Download PDF

Info

Publication number
EA040954B1
EA040954B1 EA202191768 EA040954B1 EA 040954 B1 EA040954 B1 EA 040954B1 EA 202191768 EA202191768 EA 202191768 EA 040954 B1 EA040954 B1 EA 040954B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
carbamate
pressure
solution
urea
condenser
Prior art date
Application number
EA202191768
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рауль Патил
Фредерикус Хенрикус Мария Бейтинк
Original Assignee
Стамикарбон Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Стамикарбон Б.В. filed Critical Стамикарбон Б.В.
Publication of EA040954B1 publication Critical patent/EA040954B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к способу и установке для производства карбамида посредством стриппинга, а также к способу модификации существующей установки для производства карбамида.The invention relates to a method and plant for the production of urea by stripping, as well as to a method for modifying an existing plant for the production of urea.

Уровень техникиState of the art

Известны способы получения карбамида с помощью стриппера высокого давления (HP) и без стриппера высокого давления (HP). В способе получения карбамида без стриппера высокого давления тепло, подаваемое в раствор для синтеза карбамида, как правило, применяют только один раз; таким образом, этот тип процесса можно назвать процессом N=1. В способах получения карбамида с помощью стриппинга высокого давления тепло подают в первый нагреватель (стриппер), регенерируют в конденсаторе карбамата высокого давления и повторно применяют в нагревателях низкого давления. Подаваемое тепло эффективно применяют дважды; таким образом, применяется термин процесс n=2. Среднее энергопотребление в стриппинг-процессе составляет 0,8-1,0 т пара на тонну карбамида.Known methods for producing carbamide using a high pressure stripper (HP) and without a high pressure stripper (HP). In the urea production process without a high pressure stripper, the heat supplied to the urea synthesis solution is generally applied only once; thus, this type of process can be called an N=1 process. In high pressure stripping urea processes, heat is supplied to the first heater (stripper), regenerated in the high pressure carbamate condenser, and reused in the low pressure heaters. The supplied heat is effectively applied twice; thus, the term process n=2 is used. The average energy consumption in the stripping process is 0.8-1.0 tons of steam per ton of carbamide.

В одном примере типичного способа получения карбамида посредством стриппинга CO2 по технологии Stamicarbon газ из устройства для осуществления разложения под низким давлением пропускают через ректификационную колонну (для противоточного контакта с поступающим карбамидным раствором), а затем подают непосредственно в конденсатор карбамата низкого давления, в котором применяется охлаждающая вода. Карбамидный раствор из устройства для осуществления разложения под низким давлением подают в испарительный сосуд, а затем в предварительный испаритель, где его нагревают (Ullmann's Encyclopaedia, chapter Urea, 2010).In one example of a typical Stamicarbon CO2 stripping carbamide process, the gas from the low pressure digester is passed through a distillation column (for countercurrent contact with the incoming urea solution) and then fed directly into a low pressure carbamate condenser that uses a cooling agent. water. The urea solution from the low pressure digester is fed to a flash vessel and then to a pre-evaporator where it is heated (Ullmann's Encyclopaedia, chapter Urea, 2010).

В Ullmann's Encyclopaedia, chapter Urea, 2010, было упомянуто, что в 1980-х годах были описаны некоторые способы, направленные на более высокое снижение энергопотребления путем дальнейшего применения эффекта кратного умножения к N=3, в котором тепло, подаваемое на первый нагреватель (стриппер), эффективно применяется три раза (N=3). В частности, в концептуальной форме раствор для синтеза карбамида преобразуют в плав карбамида путем последовательного пропускания через три нагревателя, причем второй нагреватель применяет тепло конденсации конденсатора для газа из первого нагревателя; третий нагреватель применяет тепло конденсации, обеспечиваемое конденсатором, применяемым для конденсации газа из второго нагревателя.In Ullmann's Encyclopaedia, chapter Urea, 2010, it was mentioned that some methods were described in the 1980s to reduce energy consumption even further by further applying the fold effect to N=3, in which the heat supplied to the first heater (the stripper) ), effectively applied three times (N=3). Specifically, in conceptual form, a urea synthesis solution is converted to a urea melt by passing through three heaters in succession, the second heater applying the heat of condensation of a gas condenser from the first heater; the third heater uses the condensation heat provided by the condenser used to condense the gas from the second heater.

В US 2015/0119603 описан способ производства карбамида из аммиака и диоксида углерода в установке для производства карбамида, содержащей секцию синтеза высокого давления с горизонтальным бассейновым конденсатором. Способ включает обмен тепла от технологической среды высокого давления, поступившей в кожуховую секцию бассейнового конденсатора, к карбамидсодержащему раствору среднего давления, поступившему в первую секцию теплообмена, предусмотренную в бассейновом конденсаторе, для по меньшей мере разложения карбамата аммония на NH3 и CO2. В одном варианте осуществления газ, полученный в первой секции теплообмена, подают в испаритель конденсатора среднего давления, где газ по меньшей мере частично конденсируют, и причем воду из смеси карбамида и воды выпаривают в условиях вакуума. Можно видеть, что нагревание эффективно применяется три раза в процессе, описанном в US 2015/0119603.US 2015/0119603 describes a process for the production of urea from ammonia and carbon dioxide in a urea plant comprising a high pressure synthesis section with a horizontal pool condenser. The method includes exchanging heat from a high-pressure process medium supplied to the casing section of the pool condenser to a medium-pressure urea-containing solution supplied to the first heat exchange section provided in the pool condenser for at least decomposing ammonium carbamate into NH3 and CO2. In one embodiment, the gas produced in the first heat exchange section is fed to a medium pressure condenser evaporator where the gas is at least partially condensed and the water from the mixture of urea and water is evaporated under vacuum. It can be seen that heat is effectively applied three times in the process described in US 2015/0119603.

Недостатком способа, предложенного в US 2015/0119603, является то, что первая секция теплообмена, например U-образный трубный пучок, контактирует с технологической средой с обеих сторон. Технологическая среда содержит карбамат аммония и обладает высокой коррозионной активностью при температурах, связанных с работой под высоким давлением и средним давлением. Это затрудняет создание горизонтального бассейнового конденсатора, в частности соединения трубы с трубной решеткой, с учетом того, что коррозионная текучая среда в трубах проходит через расточенные отверстия в трубной решетке, причем трубная решетка состоит из углеродистой стали, расположенной между двумя стойкими к коррозии слоями.The disadvantage of the method proposed in US 2015/0119603 is that the first heat exchange section, such as a U-shaped tube bundle, is in contact with the process fluid from both sides. The process fluid contains ammonium carbamate and is highly corrosive at temperatures associated with high pressure and medium pressure service. This makes it difficult to create a horizontal pool condenser, in particular connecting a pipe to a tube sheet, given that the corrosive fluid in the pipes passes through bored holes in the tube sheet, and the tube sheet consists of carbon steel located between two corrosion-resistant layers.

В US 2015/0086440 описан способ сборки трубной решетки и теплообменника с U-образными трубами, включающий применение муфт, вставленных в трубную решетку; муфты выполнены из коррозионностойкой дуплексной нержавеющей стали. В брошюре Launch Melt Ultra Low Energy Design на сайте www.stamicarbon.com упоминается, что за счет непосредственной тепловой интеграции между конденсатором высокого давления и ректифицирующим нагревателем среднего давления, с последующим прямым теплообменом между конденсатором среднего давления и нагревателем испарителя первой ступени подвод пара в установку для производства карбамида сводится к минимуму до беспрецедентно низких уровней, составляющих менее 600 кг пара на тонну производимого карбамида. В настоящем документе прямой теплообмен и прямая тепловая интеграция относятся к теплообмену между отдельными потоками через стенку без использования теплопередающей текучей среды.US 2015/0086440 describes a method for assembling a tube sheet and a U-tube heat exchanger, including the use of sleeves inserted into the tube sheet; Couplings are made of corrosion resistant duplex stainless steel. The Launch Melt Ultra Low Energy Design brochure at www.stamicarbon.com mentions that through direct thermal integration between the high pressure condenser and the medium pressure fractionating heater, followed by direct heat exchange between the medium pressure condenser and the first stage evaporator heater, the steam supply to the plant for urea production is minimized to unprecedented low levels of less than 600 kg of steam per tonne of urea produced. As used herein, direct heat transfer and direct thermal integration refer to heat transfer between separate flows through a wall without the use of a heat transfer fluid.

В US 2018/0258034 описан способ производства карбамида, в котором в одном варианте осуществления аммиачное сырье нагревают с помощью пара, генерируемого теплом конденсации разлагаемого газа.US 2018/0258034 describes a process for the production of urea, in which, in one embodiment, the ammonia feedstock is heated with steam generated by the condensation heat of the decomposed gas.

В US 2012/0302789 описан способ производства карбамида, в котором карбамидный раствор из стриппера подвергают адиабатическому расширению и разделению пара и жидкости перед поступлением жидкости в первую секцию регенерации. Пар можно конденсировать, а выделяемое при этом тепло конденсации можно применять для концентрирования карбамидного раствора.US 2012/0302789 describes a urea production process in which the urea solution from the stripper is subjected to adiabatic expansion and vapor-liquid separation before the liquid enters the first regeneration section. The steam can be condensed and the resulting heat of condensation can be used to concentrate the urea solution.

- 1 040954- 1 040954

Целью настоящего изобретения является обеспечение энергоэффективного способа и установки для производства карбамида с простой конструкцией секции высокого давления.The aim of the present invention is to provide an energy efficient process and plant for the production of urea with a simple design of the high pressure section.

Изложение сущности изобретенияStatement of the Invention

В первом аспекте настоящее изобретение относится к способу производства карбамида, включающему:In a first aspect, the present invention relates to a process for the production of urea, comprising:

A) создание условий для образования карбамида из аммиака и диоксида углерода в реакционной зоне высокого давления с образованием таким образом первого карбамидного раствора, который также содержит карбамат;A) creating conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide in the reaction zone of high pressure, thus forming the first urea solution, which also contains carbamate;

B) подвергание первого карбамидного раствора стриппингу высокого давления для разложения карбамата с применением тепла с образованием таким образом потока газа и второго карбамидного раствора, также содержащего карбамат, и подвергание указанного потока газа конденсации в конденсаторе карбамата высокого давления с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора и выделением тепла конденсации, причем карбаматсодержащий раствор подают в реакционную зону высокого давления;B) subjecting the first urea solution to high pressure stripping to decompose the carbamate using heat, thereby forming a gas stream and a second urea solution also containing carbamate, and subjecting said gas stream to condensation in a high pressure carbamate condenser, thereby forming a first carbamate-containing solution and isolating the heat of condensation, wherein the carbamate-containing solution is fed into the high-pressure reaction zone;

C) подвергание указанного второго карбамидного раствора разложению карбамата под низким давлением или первую обработку указанного второго карбамидного раствора под средним давлением и подвергание обработанного второго карбамидного раствора разложению под низким давлением, причем указанное разложение карбамата под низким давлением включает нагревание в устройстве для осуществления разложения под низким давлением карбамидного раствора, содержащего карбамат, с применением указанного тепла конденсации из конденсатора карбамата высокого давления с разложением карбамата, при этом получают первый пар и третий карбамидный раствор, также содержащий карбамат, и расширение третьего карбамидного раствора до давления ниже атмосферного с получением таким образом расширенного третьего карбамидного раствора;C) subjecting said second urea solution to low pressure decomposition of the carbamate or first treating said second urea solution under medium pressure and subjecting the treated second urea solution to low pressure decomposition, said low pressure decomposition of the carbamate comprising heating in a low pressure decomposition apparatus urea solution containing carbamate using said heat of condensation from a high pressure carbamate condenser to decompose the carbamate, whereby a first vapor and a third urea solution also containing carbamate are obtained, and expansion of the third urea solution to subatmospheric pressure, thereby obtaining an expanded third urea solution;

D) подвергание указанного первого пара конденсации в первом конденсаторе карбамата низкого давления с получением таким образом второго карбаматсодержащего раствора и второго пара и выделением дополнительного тепла конденсации, причем первый конденсатор карбамата низкого давления имеет выход для второго карбаматсодержащего раствора, который находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления, и подвергание указанного расширенного третьего карбамидного раствора разложению карбамата в устройстве для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного с применением указанного дополнительного тепла конденсации из указанного первого конденсатора карбамата низкого давления путем теплопередачи через теплообменную стенку между указанным первым конденсатором карбамата низкого давления и указанным устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного с получением таким образом четвертого карбамидного раствора и третьего пара; иD) subjecting said first vapor to condensation in a first low pressure carbamate condenser, thereby producing a second carbamate-containing solution and a second vapor, and releasing additional heat of condensation, wherein the first low-pressure carbamate condenser has an outlet for a second carbamate-containing solution that is in fluid communication with the reaction inlet. high pressure zones, and subjecting said expanded third urea solution to decomposition of the carbamate in a subatmospheric decomposition apparatus using said additional heat of condensation from said first low pressure carbamate condenser by heat transfer through a heat exchange wall between said first low pressure carbamate condenser and said device for performing decomposition under subatmospheric pressure, thereby obtaining a fourth carbamide solution and a third pair; And

E) подвергание указанного третьего пара конденсации в конденсаторе карбамата под давлением ниже атмосферного при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора.E) subjecting said third vapor to condensation in a subatmospheric carbamate condenser in indirect heat exchange with a cooling fluid, thereby obtaining a fourth carbamate-containing solution.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к установке для производства карбамида, содержащей:In another aspect, the present invention relates to a plant for the production of urea, containing:

A) реакционную зону высокого давления для создания условий образования карбамида из аммиака и диоксида углерода с образованием таким образом первого карбамидного раствора, который также содержит карбамат;A) a high pressure reaction zone for creating conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide, thus forming the first urea solution, which also contains carbamate;

B) стриппер высокого давления для подвергания первого карбамидного раствора стриппингу высокого давления для разложения карбамата с применением тепла с образованием таким образом потока газа и второго карбамидного раствора, также содержащего карбамат, и конденсатор карбамата высокого давления для подвергания указанного потока газа конденсации с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора и выделением тепла конденсации;B) a high pressure stripper for subjecting the first urea solution to high pressure stripping to decompose the carbamate using heat, thereby forming a gas stream and a second urea solution also containing carbamate, and a high pressure carbamate condenser for subjecting said gas stream to condensation, thereby forming a first carbamate-containing solution and the release of heat of condensation;

C) устройство для осуществления разложения под низким давлением, причем устройство для осуществления разложения под низким давлением выполнено с возможностью подвергания указанного второго карбамидного раствора разложению под низким давлением, или причем установка выполнена с возможностью первой обработки по меньшей мере части второго карбамидного раствора при среднем давлении в секции среднего давления с получением обработанного второго карбамидного раствора, и устройство для осуществления разложения под низким давлением выполнено с возможностью подвергания указанного обработанного второго карбамидного раствора разложению под низким давлением, и причем указанное разложение карбамата под низким давлением включает нагревание карбамидного раствора, содержащего карбамат, с применением указанного тепла конденсации от конденсатора карбамата высокого давления для разложения карбамата с получением таким образом первого пара и третьего карбамидного раствора, также содержащего карбамат, и расширительную систему для расширения третьего карбамидного раствора до давления ниже атмосферного с получением таким образом расширенного третьего карбамидного раствора;C) a low pressure decomposition apparatus, wherein the low pressure decomposition apparatus is configured to subject said second urea solution to low pressure decomposition, or the apparatus is configured to first treat at least a portion of the second urea solution at a medium pressure of a medium pressure section to form a treated second urea solution, and a low pressure decomposition device configured to subject said treated second urea solution to low pressure decomposition, wherein said low pressure decomposition of the carbamate comprises heating the carbamate-containing urea solution using said heat of condensation from the high pressure carbamate condenser to decompose the carbamate, thereby producing a first vapor and a third urea solution also containing carbamate, and expanding an expansion system for expanding the third urea solution to subatmospheric pressure, thereby obtaining an expanded third urea solution;

D) первый конденсатор карбамата низкого давления для подвергания указанного первого пара конденсации с получением таким образом второго карбаматсодержащего раствора и второго пара и выделе-D) a first low pressure carbamate condenser for subjecting said first vapor to condensation, thereby obtaining a second carbamate-containing solution and a second vapor and separating

- 2 040954 нием дополнительного тепла конденсации, причем первый конденсатор карбамата низкого давления имеет выход для второго карбаматсодержащего раствора, который находится в жидкостном сообщении с реакционной зоной высокого давления, и устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного для подвергания указанного расширенного третьего карбамидного раствора разложению карбамата с применением указанного дополнительного тепла конденсации из указанного первого конденсатора карбамата низкого давления путем теплопередачи через теплообменную стенку между указанным первым конденсатором карбамата низкого давления и указанным устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного с получением таким образом четвертого карбамидного раствора и третьего пара; и- 2 040954 receiving additional heat of condensation, wherein the first low pressure carbamate condenser has an outlet for a second carbamate-containing solution, which is in fluid communication with the high pressure reaction zone, and a subatmospheric decomposition device for subjecting said expanded third urea solution to decomposition of the carbamate using said additional condensation heat from said first low pressure carbamate condenser by heat transfer through a heat exchange wall between said first low pressure carbamate condenser and said subatmospheric decomposition apparatus, thereby producing a fourth urea solution and a third vapor; And

E) конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного, выполненный с возможностью подвергания конденсации указанного третьего пара при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора, и предпочтительно имеющий выход для всего четвертого карбаматсодержащего раствора или его части, находящийся в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления.E) a subatmospheric carbamate condenser configured to subject said third vapor to condensation by indirect heat exchange with a cooling fluid, thereby obtaining a fourth carbamate-containing solution, and preferably having an outlet for all or part of the fourth carbamate-containing solution, in fluid communication with inlet of the high pressure reaction zone.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 представлена схема иллюстративного варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 1 is a diagram of an exemplary embodiment in accordance with the present invention.

На фиг. 2 представлена схема иллюстративного варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 2 is a diagram of an exemplary embodiment in accordance with the present invention.

На фиг. 3 представлена схема иллюстративного варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 3 is a diagram of an exemplary embodiment in accordance with the present invention.

На фиг. 4 схематично показан иллюстративный вариант осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением модификации существующей установки.In FIG. 4 schematically shows an exemplary embodiment of a method in accordance with the present invention for retrofitting an existing plant.

Подробное описаниеDetailed description

Настоящая заявка в целом основана на разумном представлении о том, что в способе получения карбамида типа со стриппером высокого давления газ из устройства для осуществления разложения секции регенерации низкого давления подают последовательно в два конденсатора, и применяют тепло конденсации, выделяемое в расположенном выше по потоку конденсаторе из указанных двух конденсаторов, для разложения под давлением ниже атмосферного карбамата в карбамидном растворе, полученном из устройства для осуществления разложения под низким давлением.The present application is generally based on the reasonable notion that, in the high pressure stripper type urea production process, the gas from the decomposition device of the low pressure regeneration section is supplied in series to two condensers, and the condensation heat generated in the upstream condenser from said two condensers, for subatmospheric pressure decomposition of carbamate in the urea solution obtained from the low pressure decomposition apparatus.

Таким образом, тепло сначала применяется в стриппере (S) высокого давления, а затем выделяется в конденсаторе карбамата высокого давления (НРСС), тепло от конденсатора карбамата высокого давления применяется во второй раз в устройстве для осуществления разложения карбамата под низким давлением (LP) (LPD) для осуществления разложения карбамата, и выделяется в расположенном выше по потоку первом конденсаторе карбамата LP (LPC1), который применяется для частичной конденсации газа из устройства для осуществления разложения LP, и тепло, выделяемое в первом конденсаторе карбамата LP, применяется в третий раз для разложения карбамата в карбамидном растворе, полученном из устройства для осуществления разложения под низким давлением (LPD), в устройстве для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) за счет теплообмена через стенку между первым конденсатором карбамата LP и устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного, таким образом, без теплопередающей текучей среды для передачи тепла от LPC1 к LLPD. Это обеспечивает хорошую тепловую интеграцию в секции регенерации низкого давления. Кроме того, часть воды испаряется из карбамидного раствора в устройстве для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD).Thus, the heat is firstly applied in the high pressure stripper (S) and then released in the high pressure carbamate condenser (HPCC), the heat from the high pressure carbamate condenser is applied a second time in the low pressure (LP) carbamate decomposition device (LPD ) to carry out the decomposition of carbamate, and is released in the upstream first LP carbamate condenser (LPC1), which is used to partially condense the gas from the device for performing LP decomposition, and the heat generated in the first LP carbamate condenser is used for the third time to decompose carbamate in the urea solution obtained from the low pressure decomposition device (LPD) in the subatmospheric pressure decomposition device (LLPD) by heat exchange through the wall between the first carbamate condenser LP and the subatmospheric decomposition device, thus without heat transfer heating fluid to transfer heat from LPC1 to LLPD. This ensures good thermal integration in the low pressure recovery sections. In addition, part of the water evaporates from the urea solution in the apparatus for carrying out decomposition under pressure below atmospheric pressure (LLPD).

Соответственно, первый конденсатор карбамата LP (LPC1) характеризуется тепловой интеграцией с устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) за счет теплообмена через стенку, а не с помощью теплопередающей текучей среды между этими блоками. Использование такого устройства для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного предпочтительно сочетают с осуществлением стриппинга высокого давления при более низкой эффективности стриппинга α (альфа) стриппера высокого давления, например при эффективности α стриппинга менее 75%, более предпочтительно 60-70% и предпочтительно с помощью CO2 в качестве стриппинг-газа, по сравнению с эффективностью α стриппинга более 78% в известном способе получения карбамида посредством стриппинга CO2. В предпочтительном варианте осуществления стриппер HP работает с эффективностью (α) стриппинга, составляющей 75% или менее, например 50-75% или предпочтительно 6070%, например 63-68%, причем в стриппере предпочтительно применяется CO2 в качестве стриппинггаза.Accordingly, the first LP carbamate condenser (LPC1) is characterized by thermal integration with a subatmospheric pressure decomposition (LLPD) device by heat exchange through the wall rather than by heat transfer fluid between these blocks. The use of such a subatmospheric decomposition apparatus is preferably combined with high pressure stripping at a lower stripping efficiency α (alpha) of the high pressure stripper, such as a stripping efficiency α of less than 75%, more preferably 60-70% and preferably with CO 2 as a stripping gas compared to a stripping efficiency of over 78% α in the known CO2 stripping urea production process. In a preferred embodiment, the HP stripper operates at a stripping efficiency (α) of 75% or less, eg 50-75% or preferably 6070%, eg 63-68%, the stripper preferably using CO2 as the stripping gas.

Соответственно, стриппинг высокого давления с более низкой эффективностью стриппинга (например, α менее чем 75%) требует значительно меньшего количества тепла, т.е. обеспечивает гораздо более низкое потребление пара. Кроме того, стриппинг высокого давления включает более низкие температуры, что снижает гидролиз карбамида в стриппере по сравнению со стриппингом при более высокой эффективности стриппинга. Пониженный гидролиз обеспечивает эффективное увеличение конверAccordingly, high pressure stripping with lower stripping efficiency (eg, α less than 75%) requires significantly less heat, i. provides much lower steam consumption. In addition, high pressure stripping involves lower temperatures, which reduces urea hydrolysis in the stripper compared to stripping, with higher stripping efficiency. Reduced hydrolysis provides an effective increase in convert

- 3 040954 сии или по меньшей мере увеличение выхода карбамида. Соответственно, поток сырья (CO2 и NH3 в кг/ч) может быть уменьшен (при том же производстве карбамида в кг/ч), что обеспечивает более длительную продолжительность нахождения (при фиксированном объеме реакционной зоны). Это дополнительно увеличивает степень конверсии карбамида (или выход карбамида). В одном примере осуществления можно достичь в общей сложности от приблизительно 7% до приблизительно 10% дополнительной производительности карбамида (на основании постоянного объема реакционной зоны), или альтернативно реакционная зона может быть на 7-10% по объему меньше при той же производительности карбамида. Реакционная зона часто представляет собой реактор из стали карбамидного класса, который является дорогостоящим конструкционным материалом. Кроме того, при более низкой эффективности стриппинга снижается нагрузка теплообмена (нагрузка конденсации) НРСС, например на более чем 25%, например на 30-40%, что может обеспечивать меньшую площадь поверхности теплообмена (например меньший трубный пучок) или, в случае фиксированной площади теплообменной поверхности, для повышения давления пара, поднятого в НРСС, например повышения давления на 1 бар, что делает пар более пригодным для дальнейшего использования.- 3 040954 these or at least an increase in the yield of urea. Accordingly, the feed flow (CO2 and NH3 in kg/h) can be reduced (with the same urea production in kg/h), resulting in a longer residence time (with a fixed reaction zone volume). This further increases the urea conversion rate (or urea yield). In one embodiment, a total of about 7% to about 10% additional urea production can be achieved (based on a constant reaction zone volume), or alternatively, the reaction zone can be 7-10% smaller by volume for the same urea production. The reaction zone is often a urea-grade steel reactor, which is an expensive construction material. In addition, lower stripping efficiency reduces the heat transfer load (condensation load) of the HPCC, for example by more than 25%, for example 30-40%, which can provide a smaller heat exchange surface area (for example, a smaller tube bundle) or, in the case of a fixed area heat exchange surface, to increase the pressure of the steam raised in the HPSS, for example, to increase the pressure by 1 bar, which makes the steam more suitable for further use.

Кроме того, использование тепла конденсации, выделяемого в LPC1 для отделения NH3, СО2 и воды из потока, содержащего карбамид (в условиях ниже атмосферного давления), в LLPD обеспечивает преимущественно низкую температуру стенки теплообменника (для стенки LPHX) из-за меньшей разности температур. Это обеспечивает снижение образования биурета. Температура стенки теплообменника, в частности, ниже, чем при использовании типичной теплопередающей текучей среды, такой как пар LP при абсолютном давлении приблизительно 4,5 бар. Аналогичным образом, в необязательном варианте осуществления теплообменная стенка стенки МРНХ с конденсатором карбамата среднего давления МРС может быть ниже, чем при использовании пара LP для предварительного испарения.In addition, the use of the condensation heat released in the LPC1 to separate NH 3 , CO 2 and water from the urea-containing stream (under conditions below atmospheric pressure) in the LLPD provides an advantageously low heat exchanger wall temperature (for the LPHX wall) due to the smaller difference temperatures. This provides a reduction in the formation of biuret. The heat exchanger wall temperature is in particular lower than when using a typical heat transfer fluid such as LP steam at approximately 4.5 bar absolute pressure. Similarly, in an optional embodiment, the heat exchange wall of the MPPHX wall with the medium pressure carbamate condenser MPC can be lower than when using LP steam for pre-evaporation.

Более низкая эффективность стриппинга также преимущественно обеспечивает снижение образования биурета по сравнению со стриппером.The lower stripping efficiency also advantageously results in reduced biuret formation compared to a stripper.

Общий эффект использования тепла конденсации карбамата в LPC1 и предпочтительном МРС наряду с более низкой эффективностью стриппинга количественно выражается в снижении содержания биурета на от 0,04 до 0,06 мас.% в конечном продукте. Пар из устройства для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного конденсируется в конденсаторе под давлением ниже атмосферного (LLPC) с получением карбаматсодержащего раствора, который содержит воду, карбамат и некоторое количество карбамида (например, 35-45 мас.% карбамата, остальное - в основном вода и приблизительно 0,5-2% (например, мас.%) захваченного карбамида). В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения данный карбаматсодержащий раствор подают частично или полностью в реакционную зону высокого давления, предпочтительно полностью, хотя он содержит фракцию с высоким содержанием воды (например, по меньшей мере 40 мас.% воды, например 65-55 мас.% воды). Несколько более высокая рециркуляция воды в реакционную зону уравновешена преимуществом значительно сниженного потребления пара, в частности для стриппинга высокого давления. Устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного обеспечивает достаточную очистку карбамидного раствора даже при более низкой степени стриппинга высокого давления. В предпочтительных вариантах осуществления карбаматсодержащий раствор из LLPC частично или полностью, предпочтительно полностью, опосредованно подают во вход реакционной зоны высокого давления, например, сначала путем подачи карбаматсодержащего раствора, содержащего, например, по меньшей мере 50 мас.% воды, в другой конденсатор карбамата, где водную фракцию преимущественно применяют для предотвращения кристаллизации карбамата.The overall effect of utilizing the heat of carbamate condensation in LPC1 and preferred MPC, along with lower stripping efficiency, is quantified as a 0.04 to 0.06 wt% reduction in biuret content in the final product. The vapor from the subatmospheric decomposition apparatus is condensed in a subatmospheric pressure condenser (LLPC) to form a carbamate-containing solution which contains water, carbamate and some urea (e.g. 35-45 wt% carbamate, the rest is mostly water). and about 0.5-2% (eg wt %) of captured urea). In preferred embodiments of the present invention, this carbamate-containing solution is fed partially or completely into the high pressure reaction zone, preferably completely, although it contains a fraction with a high water content (for example, at least 40 wt.% water, for example 65-55 wt.% water ). The slightly higher water recirculation to the reaction zone is balanced by the advantage of significantly reduced steam consumption, in particular for high pressure stripping. The sub-atmospheric decomposition apparatus ensures sufficient purification of the urea solution even at a lower high pressure stripping rate. In preferred embodiments, the carbamate-containing solution from LLPC is partially or completely, preferably completely, indirectly fed into the inlet of the high pressure reaction zone, for example, first by feeding a carbamate-containing solution containing, for example, at least 50 wt.% water, to another carbamate condenser, where the aqueous fraction is mainly used to prevent crystallization of the carbamate.

Напротив, в известных установках для производства карбамида водные потоки, содержащие небольшое количество аммиака и карбамида (или, соответственно, содержащие большую часть воды), причем эти потоки получают, например, с помощью конденсаторов секции вакуумного испарения, как правило, направляют в секцию обработки сточных вод для очистки. Очистка может, например, включать десорбцию (для удаления аммиака) и гидролиз (для удаления карбамида). Очистка является высокоэнергоемкой (характеризуется высоким потреблением пара), в частности, для гидролизатора. Таким образом, преимуществом является то, что конденсат из LLPC может быть полностью возвращен в реакционную зону синтеза HP, таким образом не увеличивая нагрузку на какую-либо секцию обработки сточных вод, при этом по-прежнему обеспечивая удовлетворительную конверсию.In contrast, in known urea plants, water streams containing a small amount of ammonia and urea (or, respectively, containing most of the water), and these streams are obtained, for example, using condensers of the vacuum evaporation section, as a rule, are sent to the waste treatment section water for cleaning. Purification may, for example, include stripping (to remove ammonia) and hydrolysis (to remove urea). Cleaning is highly energy intensive (characterized by high steam consumption), in particular for the hydrolyser. Thus, it is an advantage that the condensate from the LLPC can be completely returned to the reaction zone of the HP synthesis, thus not increasing the load on any wastewater treatment section, while still providing a satisfactory conversion.

Присутствие карбамида в конденсате из LLPC считается главным образом или полностью обусловленным физическим уносом капель из LLPD в потоке пара, без ограничения какой-либо теорией.The presence of urea in the LLPC condensate is believed to be primarily or wholly due to physical entrainment of droplets from the LLPD in the vapor stream, without being bound by any theory.

В необязательном варианте осуществления часть или весь карбаматсодержащий раствор, например конденсат, из LPCC проходит обработку в десорбционной колонне или в секции обработки сточных вод, например фракции 10-90 мас.% конденсата и, например, путем разделения конденсата на часть, подаваемую в конечном итоге в реакционную зону высокого давления, и часть, подаваемую в десорбционную колонну или секцию обработки сточных вод. При обработке конденсата в десорбере и/или секции обработки сточных вод образуются два потока - очищенный конденсат (например, по существу чистая вода) в качестве первого потока, причем очищенный конденсат, как правило, не вводят повторно в технологические потоки в реакционной зоне высокого давления. Второй поток, как правило, представляет собой карIn an optional embodiment, part or all of the carbamate-containing solution, e.g. condensate, from LPCC is treated in a stripper or wastewater treatment section, e.g. to the high pressure reaction zone, and a portion fed to a desorption column or wastewater treatment section. When the condensate is treated in the stripper and/or the wastewater treatment section, two streams are formed - purified condensate (for example, substantially pure water) as the first stream, and the purified condensate is usually not reintroduced into the process streams in the high pressure reaction zone. The second stream is usually

- 4 040954 баматсодержащий раствор, содержащий более 10 мас.% карбамата, и его возвращают, например, в реакционную зону высокого давления. Пар (несконденсированные газы, включая NH3 и CO2) в первом конденсаторе карбамата LP необязательно конденсируют во втором расположенном ниже по потоку конденсаторе карбамата LP (LPC2), в котором применяется охлаждающая вода; конденсат (карбаматсодержащий раствор) возвращают в реакционную зону синтеза карбамида; в некоторых других вариантах осуществления вместо этого пар выпускают в атмосферу после необязательной очистки. В первом предпочтительном варианте осуществления карбаматсодержащий раствор из LPC2 подают в LPC1, поскольку в LPC1 часто требуется подача воды во избежание кристаллизации карбамата в LPC1. Во втором предпочтительном варианте осуществления карбаматсодержащий раствор из LPC1 подают в LPC2, а карбаматсодержащий раствор из LLPC подают в LPC1. В этом варианте осуществления, в частности, пар (V2) и жидкость (С2) подают, например, в виде смеси, из LPC1 в LPC2 для дополнительной конденсации паров (V2) относительно охлаждающей текучей среды (например, охлаждающей воды) в присутствии жидкости (С2), полученной из LPC1. Карбаматсодержащий раствор (С2) из LPC2, например, подают в секцию синтеза высокого давления, в частности возвращают в реакционную зону HP. Таким образом, карбамат (С4) из LLPC сначала обеспечивает необходимую подачу воды в LPC1, чтобы избежать кристаллизации карбамата в LPC1. Жидкость (С2) из LPC1, поданная в LPC2, обеспечивает необходимую подачу воды в LPC2. Этот второй предпочтительный вариант осуществления менее предпочтителен, чем первый предпочтительный вариант осуществления, с точки зрения энергетических преимуществ, но по-прежнему обеспечивает значительные энергетические преимущества по сравнению с существующими способами получения карбамида со стриппингом CO2.- 4 040954 bamate-containing solution containing more than 10 wt.% carbamate, and it is returned, for example, to the high pressure reaction zone. The vapor (non-condensed gases including NH 3 and CO2) in the first LP carbamate condenser is optionally condensed in a second downstream LP carbamate condenser (LPC2) using cooling water; the condensate (carbamate-containing solution) is returned to the reaction zone for the synthesis of carbamide; in some other embodiments, instead, the steam is vented to the atmosphere after optional purification. In a first preferred embodiment, the carbamate-containing solution from LPC2 is fed into LPC1, since LPC1 often requires water to be fed to prevent the carbamate from crystallizing into LPC1. In a second preferred embodiment, the carbamate-containing solution from LPC1 is fed to LPC2, and the carbamate-containing solution from LLPC is fed to LPC1. In this embodiment, in particular, vapor (V2) and liquid (C2) are supplied, for example, as a mixture, from LPC1 to LPC2 for additional condensation of vapor (V2) relative to a cooling fluid (for example, cooling water) in the presence of a liquid ( C2) derived from LPC1. The carbamate-containing solution (C2) from LPC2, for example, is fed into the high-pressure synthesis section, in particular is returned to the HP reaction zone. Thus, the carbamate (C4) from LLPC first provides the necessary water supply to LPC1 to avoid carbamate crystallization in LPC1. Liquid (C2) from LPC1 supplied to LPC2 provides the necessary water supply to LPC2. This second preferred embodiment is less preferred than the first preferred embodiment in terms of energy advantages, but still provides significant energy advantages over existing CO 2 stripping urea production processes.

Карбамидный раствор из стриппера предпочтительно расширяют до среднего давления (МР) и подвергают обработке под средним давлением, после чего расширяют до низкого давления и подают в устройство для осуществления разложения LP. Более предпочтительно, обработка под средним давлением представляет собой адиабатическое быстрое испарение с получением выпаренного карбамидного раствора и пара среднего давления. В альтернативном варианте осуществления обработка под средним давлением представляет собой разложение под средним давлением с получением обработанного карбамидного раствора и пара среднего давления. Разложение под средним давлением может включать нагревание; применяемое в нем тепло можно подавать, например, в виде пара, например, от НРСС. Тепло может, например, также подаваться путем теплообмена через стенку с конденсирующей средой в НРСС, более конкретно, если НРСС представляет собой кожухотрубный теплообменник, содержащий трубный пучок, путем подачи карбамидного раствора среднего давления через трубы НРСС, в то время как технологическая среда высокого давления присутствует со стороны кожуха и конденсируется со стороны кожуха, выделяя тем самым тепло. Для обоих типов предпочтительной обработки МР, быстрого испарения МР и разложения МР, пар МР предпочтительно конденсируют в конденсаторе МР (МРС), который предпочтительно также принимает карбаматсодержащий раствор из LPC1 и/или из необязательного LPC2 (причем растворы содержат некоторое количество воды), чтобы избежать кристаллизации карбамата. Полученный карбаматсодержащий раствор закачивают и подают в реакционную зону высокого давления, например через конденсатор карбамата высокого давления. Тепло конденсации, выделяемое в конденсаторе давления МР, предпочтительно применяется для испарения воды из карбамидного раствора из устройства для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного за счет теплообмена через стенку.The carbamide solution from the stripper is preferably expanded to medium pressure (MP) and subjected to medium pressure treatment, after which it is expanded to low pressure and fed to an apparatus for performing LP decomposition. More preferably, the medium pressure treatment is an adiabatic flash to produce an evaporated urea solution and medium pressure steam. In an alternative embodiment, the medium pressure treatment is medium pressure decomposition to produce treated urea solution and medium pressure steam. Medium pressure decomposition may include heating; the heat used therein can be supplied, for example, in the form of steam, for example from the HPCC. Heat can, for example, also be supplied by heat exchange through the wall with the condensing medium in the HPRS, more specifically if the HPRS is a shell and tube heat exchanger containing a tube bundle, by supplying a medium pressure urea solution through the HPRS pipes while a high pressure process medium is present. from the side of the casing and condenses from the side of the casing, thereby releasing heat. For both types of preferred MP treatment, MP flash and MP decomposition, the MP vapor is preferably condensed in an MP condenser (MPC) which preferably also receives a carbamate-containing solution from LPC1 and/or from an optional LPC2 (the solutions contain some water) to avoid carbamate crystallization. The obtained carbamate-containing solution is pumped and fed into the high pressure reaction zone, for example through a high pressure carbamate condenser. The heat of condensation generated in the pressure condenser MP is preferably used to vaporize water from the carbamide solution from the subatmospheric decomposition apparatus by heat exchange through the wall.

Существенным преимуществом является то, что не требуется никакой специальной конструкции секции высокого давления (для установок, возводимых с нуля), также нет необходимости в специальных модификациях секции высокого давления (для модернизации существующих установок для производства карбамида). Дополнительное оборудование, такое как теплообменный сосуд для LPC1/LLPD, представляет собой оборудование низкого давления, необязательно с дополнительным оборудованием среднего давления, таким как теплообменный сосуд MPC/PEV, и, следовательно, работает при более низких температурах, при которых карбамат является менее коррозионным. Это значительно снижает затраты на оборудование по сравнению с оборудованием высокого давления, например, из-за отсутствия необходимости применения специальных коррозионностойких материалов, таких как сплавы из дуплексной нержавеющей стали. Способ производства карбамида согласно настоящему изобретению включает создание условий для образования карбамида из аммиака и диоксида углерода в реакционной (R) зоне высокого давления с образованием таким образом первого карбамидного раствора (U1), который также содержит карбамат. Способ дополнительно включает подвергание первого карбамидного раствора стриппингу высокого давления (S) для разложения карбамата с применением тепла (H1, S1) с образованием таким образом потока газа (SG) и второго карбамидного раствора (U2), также содержащего карбамат, и подвергание потока газа (SG) конденсации в конденсаторе карбамата высокого давления (НРСС) с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора (С1) и выделением тепла конденсации (Н2, S2), причем карбаматсодержащий раствор (С1) подают в реакционную зону высокого давления.A significant advantage is that no special design of the high pressure section is required (for greenfield plants), nor is there any need for special modifications to the high pressure section (to retrofit existing urea plants). Accessories such as the LPC1/LLPD heat exchange vessel are low pressure equipment, optionally with medium pressure accessories such as the MPC/PEV heat exchange vessel, and therefore operate at lower temperatures where the carbamate is less corrosive. This significantly reduces equipment costs compared to high-pressure equipment, for example by eliminating the need for special corrosion-resistant materials such as duplex stainless steel alloys. The method for producing urea according to the present invention includes creating conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide in the reaction (R) high pressure zone, thus forming the first urea solution (U1), which also contains carbamate. The method further comprises subjecting the first urea solution to high pressure stripping (S) to decompose the carbamate using heat (H1, S1), thereby forming a gas stream (SG) and a second urea solution (U2) also containing carbamate, and subjecting the gas stream ( SG) condensing in a high pressure carbamate condenser (HPCC), thereby forming a first carbamate-containing solution (C1) and generating heat of condensation (H2, S2), wherein the carbamate-containing solution (C1) is fed into the high pressure reaction zone.

Способ дополнительно включает подвергание второго карбамидного раствора (U2) разложению карбамата под низким давлением, или первую обработку указанного второго карбамидного раствора (U2) под средним давлением (МРР) и подвергание обработанного второго карбамидного раствора (U2a) разложению под низким давлением. Разложение карбамата под низким давлением включает нагревание вThe method further includes subjecting the second urea solution (U2) to low pressure decomposition of the carbamate, or first treating said second urea solution (U2) under medium pressure (MPP) and subjecting the treated second urea solution (U2a) to low pressure decomposition. Low pressure decomposition of carbamate involves heating in

- 5 040954 устройстве для осуществления разложения под низким давлением (LPD) карбамидного раствора (U2, U2a), содержащего карбамат, с применением указанного тепла конденсации (Н2, S2) из конденсатора карбамата высокого давления с разложением карбамата с получением таким образом первого пара (V1) и третьего карбамидного раствора (U3), также содержащего карбамат, и расширение третьего карбамидного раствора до давления ниже атмосферного (F1, X1) с получением таким образом расширенного третьего карбамидного раствора (U3a). Способ дополнительно включает подвергание первого пара (V1) конденсации в первом конденсаторе карбамата низкого давления (LPC1) с получением таким образом второго карбаматсодержащего раствора (С2) и второго пара (V2) и выделением дополнительного тепла конденсации (H3). Первый конденсатор карбамата низкого давления имеет выход для второго карбаматсодержащего раствора (С2), который находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления (R).- 5 040954 apparatus for carrying out low pressure decomposition (LPD) of a carbamide solution (U2, U2a) containing carbamate, using said heat of condensation (H2, S2) from a high pressure carbamate condenser to decompose the carbamate, thereby obtaining a first vapor (V1 ) and a third urea solution (U3) also containing carbamate, and expanding the third urea solution to subatmospheric pressure (F1, X1), thereby obtaining an expanded third urea solution (U3a). The method further includes subjecting the first vapor (V1) to condensation in the first low pressure carbamate condenser (LPC1), thereby obtaining a second carbamate-containing solution (C2) and a second vapor (V2) and generating additional heat of condensation (H3). The first low pressure carbamate condenser has an outlet for a second carbamate solution (C2) which is in fluid communication with the inlet of the high pressure reaction zone (R).

Способ дополнительно включает подвергание указанного расширенного третьего карбамидного раствора (U3a) разложению карбамата в устройстве для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) с применением указанного дополнительного тепла конденсации (H3) из указанного первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1) путем теплообмена через теплообменную стенку (LPHX) между указанным первым конденсатором карбамата низкого давления (LPC1) и указанным устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) с получением таким образом четвертого карбамидного раствора (U4) и третьего пара (V3). Способ дополнительно включает подвергание указанного третьего пара (V3) конденсации в конденсаторе карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора (С4).The method further includes subjecting said expanded third carbamide solution (U3a) to carbamate decomposition in a subatmospheric pressure decomposition device (LLPD) using said additional heat of condensation (H3) from said first low pressure carbamate condenser (LPC1) by heat exchange through a heat exchange wall (LPHX) between said first low pressure carbamate condenser (LPC1) and said subatmospheric pressure decomposition device (LLPD) to thereby obtain a fourth urea solution (U4) and a third vapor (V3). The method further includes subjecting said third vapor (V3) to subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) condensation in indirect heat exchange with a cooling fluid, thereby obtaining a fourth carbamate-containing solution (C4).

Способ необязательно дополнительно включает подвергание второго пара (V2) конденсации во втором конденсаторе карбамата низкого давления (LPC2) при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой (CW) с получением таким образом третьего карбаматсодержащего раствора (C3), причем второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC2) имеет выход для третьего карбаматсодержащего раствора (C3), который находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления (R).The method optionally further comprises subjecting the second vapor (V2) to condensation in a second low pressure carbamate condenser (LPC2) in indirect heat exchange with a cooling fluid (CW) to thereby obtain a third carbamate-containing solution (C3), wherein the second low pressure carbamate condenser (LPC2) has an outlet for a third carbamate-containing solution (C3) which is in fluid communication with the inlet of the high pressure reaction zone (R).

В некоторых вариантах осуществления вместо этого второй пар (V2) выпускают в атмосферу необязательно после очистки.In some embodiments, the second vapor (V2) is vented to the atmosphere instead, optionally after purification.

В предпочтительном варианте осуществления конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) имеет выход для по меньшей мере части четвертого карбаматсодержащего раствора (С4), который находится в жидкостном сообщении с реакционной зоной высокого давления (R).In a preferred embodiment, a subatmospheric carbamate condenser (LLPC) has an outlet for at least a portion of a fourth carbamate-containing solution (C4) that is in fluid communication with the high pressure reaction zone (R).

Установка для производства карбамида (UP) согласно настоящему изобретению содержит реакционную зону высокого давления (R) для создания условий для образования карбамида из аммиака и диоксида углерода с образованием таким образом первого карбамидного раствора (U1), который также содержит карбамат; и стриппер (S) высокого давления для стриппинга первого карбамидного раствора под высоким давлением для разложения карбамата с применением тепла (H1, S1) с получением таким образом потока газа (SG) и второго карбамидного раствора (U2), также содержащего карбамат, и конденсатор карбамата высокого давления (НРСС) для подвергания указанного потока газа (SG) конденсации с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора (С1) и выделением тепла конденсации (Н2, S2).The plant for the production of urea (UP) according to the present invention contains a reaction zone of high pressure (R) for creating conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide, thus forming the first urea solution (U1), which also contains carbamate; and a high pressure stripper (S) for stripping the first urea solution under high pressure to decompose the carbamate using heat (H1, S1), thereby obtaining a gas stream (SG) and a second urea solution (U2) also containing carbamate, and a carbamate condenser high pressure (HPC) for subjecting said gas stream (SG) to condensation, thereby forming a first carbamate-containing solution (C1) and releasing the heat of condensation (H2, S2).

Установка для производства карбамида дополнительно содержит устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD). Устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD) выполнено с возможностью подвергания указанного второго карбамидного раствора (U2) разложению под низким давлением, или установка выполнена с возможностью первоначальной обработки по меньшей мере части второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении (МРР) в секции среднего давления (МРР) с получением обработанного второго карбамидного раствора, а устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD) выполнено с возможностью подвергания указанного обработанного второго карбамидного раствора разложению под низким давлением. Разложение карбамата под низким давлением включает нагревание карбамидного раствора, содержащего карбамат, с применением указанного тепла конденсации (Н2, S2) из конденсатора карбамата высокого давления для разложения карбамата с получением таким образом первого пара (V1) и третьего карбамидного раствора (U3), также содержащего карбамат. Установка для производства карбамида дополнительно содержит расширительную систему (F1, X1) для расширения третьего карбамидного раствора до давления ниже атмосферного с получением таким образом расширенного третьего карбамидного раствора (U3a). Установка для производства карбамида дополнительно содержит первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) для подвергания указанного первого пара (V1) конденсации с получением таким образом второго карбаматсодержащего раствора (С2) и второго пара (V2) и выделением дополнительного тепла конденсации (H3). Первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) имеет выход для второго карбаматсодержащего раствора (С2), находящийся в жидкостном сообщении с реакционной зоной высокого давления (R). Установка для производства карбамида дополнительно содержит устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) для подвергания указанного расшиThe urea plant further comprises a low pressure decomposition (LPD) device. The low pressure decomposition (LPD) device is configured to subject said second urea solution (U2) to low pressure decomposition, or the plant is configured to initially treat at least a portion of the second urea solution (U2) at medium pressure (MPP) in a medium pressure section (MPP) to form a treated second urea solution, and a low pressure decomposition (LPD) device configured to subject said treated second urea solution to low pressure decomposition. The low pressure decomposition of carbamate involves heating a carbamate-containing carbamide solution using said condensation heat (H2, S2) from a high-pressure carbamate condenser to decompose the carbamate, thereby obtaining a first vapor (V1) and a third urea solution (U3) also containing carbamate. The urea plant further comprises an expansion system (F1, X1) for expanding the third urea solution to subatmospheric pressure, thereby obtaining an expanded third urea solution (U3a). The urea plant further comprises a first low pressure carbamate condenser (LPC1) for subjecting said first vapor (V1) to condensation, thereby obtaining a second carbamate-containing solution (C2) and a second vapor (V2) and releasing additional condensation heat (H3). The first low pressure carbamate condenser (LPC1) has an outlet for a second carbamate solution (C2) in fluid communication with the high pressure reaction zone (R). The urea production plant further comprises a subatmospheric pressure decomposition (LLPD) device for subjecting said expansion

- 6 040954 ренного третьего карбамидного раствора (U3a) разложению карбамата с применением указанного дополнительного тепла конденсации (H3) из указанного первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1) путем теплообмена через теплообменную стенку (LPHX) между указанным первым конденсатором карбамата низкого давления (LPC1) и указанным устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) с получением таким образом четвертого карбамидного раствора (U4) и третьего пара (V3).decomposing the carbamate using said additional heat of condensation (H3) from said first low pressure carbamate condenser (LPC1) by heat exchange through a heat exchange wall (LPHX) between said first low pressure carbamate condenser (LPC1) and said apparatus for carrying out decomposition under subatmospheric pressure (LLPD), thereby obtaining a fourth urea solution (U4) and a third pair (V3).

Установка для производства карбамида дополнительно содержит конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC), который выполнен с возможностью подвергания указанного третьего пара (V3) конденсации при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора (С4), и который предпочтительно имеет выход для всего или части четвертого карбаматсодержащего раствора (С4), который находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления (R). Настоящее изобретение относится к способу производства карбамида и установке для производства карбамида, которая предпочтительно выполнена для данного способа. Иллюстративный способ и установка представлены на фиг. 1.The urea production plant further comprises a subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) which is configured to subject said third vapor (V3) to condensation by indirect heat exchange with the cooling fluid, thereby obtaining a fourth carbamate-containing solution (C4), and which preferably has an outlet for all or part of the fourth carbamate-containing solution (C4) which is in fluid communication with the inlet of the high pressure reaction zone (R). The present invention relates to a method for the production of urea and a plant for the production of urea, which is preferably made for this method. An exemplary method and setup is shown in FIG. 1.

Установка для производства карбамида (UP) содержит секцию синтеза HP, содержащую реакционную зону HP (R), стриппер HP (S) и конденсатор карбамата HP (HPCC). Реакционная зона HP (R) выполнена с возможностью создания условий для образования карбамида из аммиака и диоксида углерода с образованием таким образом первого карбамидного раствора (U1), который также содержит карбамат (карбамат аммония), и обычно также содержит воду и аммиак. Способ включает создание условий для образования карбамида из аммиака и диоксида углерода в реакционной зоне HP (R) с образованием таким образом первого карбамидного раствора (U1). Реакцию проводят, например, при соотношении N/C 2,5-3,5, предпочтительно 3,0-3,2. Соотношение N/C представляет собой молярное соотношение NH3 и CO2 в реакционной зоне на основе теоретической исходной смеси.The urea plant (UP) comprises an HP synthesis section containing an HP reaction zone (R), an HP stripper (S), and an HP carbamate condenser (HPCC). The reaction zone HP (R) is configured to create conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide, thus forming the first urea solution (U1), which also contains carbamate (ammonium carbamate), and usually also contains water and ammonia. The method includes creating conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide in the reaction zone HP (R) thus forming the first urea solution (U1). The reaction is carried out, for example, at an N/C ratio of 2.5-3.5, preferably 3.0-3.2. The N/C ratio is the molar ratio of NH3 and CO 2 in the reaction zone based on the theoretical feed mixture.

Стриппер HP (S) выполнен с возможностью подвергания первого карбамидного раствора (U1) (реакция синтеза карбамида) стриппингу высокого давления для разложения части карбамата на NH3 и CO2 с применением тепла (H1), в частности, с применением первого пара (S1) с образованием таким образом потока газа (SG) (например, смешанного газа), который содержит NH3 и CO2, и второго карбамидного раствора (U2) (подвергнутый стриппингу карбамидный раствор), также содержащего карбамат, аммиак и воду. В стриппере HP применяется, например, CO2 в качестве стриппинг-газа в установке для производства карбамида установки для стриппинга CO2, как показано на фиг. 1. Также можно применять стриппинг аммиака и самостриппинг; в комбинации с подачей сырья CO2 в реакционную зону (R). Стриппинг высокого давления, как правило, включает противоточный контакт между поступающим первым карбамидным раствором и потоком газа, имеющим более низкое давление паров NH3 или CO2 по сравнению с первым карбамидным раствором.The stripper HP (S) is configured to subject the first urea solution (U1) (urea synthesis reaction) to high pressure stripping to decompose part of the carbamate into NH3 and CO2 using heat (H1), in particular using the first steam (S1) to form thus a gas flow (SG) (eg mixed gas) which contains NH3 and CO2 and a second urea solution (U2) (stripped urea solution) also containing carbamate, ammonia and water. The HP stripper uses, for example, CO2 as the stripping gas in the urea plant of the CO2 stripper, as shown in FIG. 1. Ammonia stripping and self-stripping can also be applied; in combination with CO2 feed to the reaction zone (R). High pressure stripping typically involves countercurrent contact between the incoming first urea solution and a gas stream having a lower vapor pressure of NH3 or CO2 compared to the first urea solution.

В предпочтительном варианте осуществления первый карбамидный раствор (U1) имеет соотношение N/C приблизительно 3 (например, 2,5-3,5), подвергнутый стриппингу карбамидный раствор (U2) на выходе стриппера имеет соотношение N/C приблизительно 2,0-2,3, необязательно от 2,10 до 2,30.In a preferred embodiment, the first urea solution (U1) has an N/C ratio of about 3 (e.g. 2.5-3.5), the stripped urea solution (U2) at the outlet of the stripper has an N/C ratio of about 2.0-2 ,3, optionally from 2.10 to 2.30.

Первый пар (S1), например, отбирают из паровой турбины компрессора подачи CO2 установки для производства карбамида. Первый пар, например, обычно получают из инженерной установки, например специальной системы кипячения с применением ископаемого топлива, необязательно через паровую турбину, или, например, получают из расположенной выше по потоку установки для производства аммиака, или он представляет собой, например, насыщенный пар (например, от 18 до 20 бар абс), получаемый из любой установки.The first steam (S1), for example, is taken from the steam turbine of the CO 2 supply compressor of the urea plant. The first steam, for example, is usually obtained from an engineering plant, such as a dedicated fossil fuel boiler system, optionally via a steam turbine, or, for example, is obtained from an upstream ammonia plant, or it is, for example, saturated steam ( e.g. 18 to 20 bar abs) obtained from any plant.

Конденсатор карбамата HP (HPCC) содержит сторону технологической среды, сторону охлаждающей текучей среды и теплообменную стенку между этими сторонами и выполнен с возможностью подвергания указанного потока газа (SG) конденсации с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора (С1) со стороны технологической среды. Такая конденсация карбамата включает выделение тепла конденсации (Н2), предпочтительно путем образования второго пара (S2) со стороны охлаждающей текучей среды. Конденсатор карбамата высокого давления (НРСС) имеет соединение для подачи первого карбаматсодержащего раствора (С1) в реакционную зону высокого давления (R). Установка для производства карбамида выполнена с возможностью подачи первого карбаматсодержащего раствора (С1) из конденсатора карбамата высокого давления (НРСС) в реакционную зону высокого давления, необязательно с помощью соединения между отдельными сосудами или с помощью транспортировки раствора внутрь объединенного сосуда. Способ включает подачу карбаматсодержащего раствора (С1) в реакционную зону высокого давления.The HP carbamate condenser (HPCC) comprises a process medium side, a cooling fluid side and a heat exchange wall between these sides and is configured to subject said gas stream (SG) to condensation, thereby forming a first carbamate-containing solution (C1) from the process medium side. Such condensation of the carbamate includes the release of the heat of condensation (H2), preferably by generating a second vapor (S2) from the side of the cooling fluid. The high pressure carbamate condenser (HPCC) has a connection for supplying the first carbamate-containing solution (C1) to the high pressure reaction zone (R). The plant for the production of urea is configured to supply the first carbamate-containing solution (C1) from the high pressure carbamate condenser (HPCC) to the high pressure reaction zone, optionally by means of a connection between separate vessels or by transporting the solution inside the combined vessel. The method includes supplying a carbamate-containing solution (C1) to a high-pressure reaction zone.

Способ включает подачу сырья NH3 в реакционную зону HP, необязательно через НРСС. Уже в конденсаторе карбамата высокого давления может образовываться некоторое количество карбамида, например более 10 мас.%, более 30 мас.% и/или менее 90 мас.% от общего количества карбамида, образующегося в ходе технологического процесса. Соответственно, реакционная зона HP в некоторых вариантах осуществления предусмотрена по меньшей мере частично в конденсаторе карбамата HP. Конденсатор карбамата HP представляет собой, например, теплообменник, применяющий охлаждающую воду в качестве охлаждающей жидкости, например кожухотрубный теплообменник, например с U-образнымThe process includes feeding NH3 feed to the HP reaction zone, optionally via an HPCC. Already in the high pressure carbamate condenser some amount of urea can be formed, for example more than 10 wt.%, more than 30 wt.% and/or less than 90 wt.% of the total amount of urea formed during the process. Accordingly, the HP reaction zone in some embodiments is provided at least partially in the HP carbamate condenser. The HP carbamate condenser is, for example, a heat exchanger using cooling water as the cooling liquid, such as a shell and tube heat exchanger, such as a U-shaped

- 7 040954 трубным пучком и, например с охлаждающей водой в трубах и технологической средой на стороне кожуха.- 7 040954 tube bundle and, for example, with cooling water in the pipes and the process medium on the shell side.

Установка для производства карбамида может содержать одну или более реакционных зон HP. В некоторых вариантах осуществления реакционная зона HP представляет собой реактор, например вертикальный реактор, который представляет собой сосуд, отдельный от конденсатора карбамата HP. В некоторых вариантах осуществления реакционная зона HP и конденсатор карбамата HP могут быть обеспечены отдельными сосудами. В некоторых вариантах осуществления реакционная зона HP или по меньшей мере одно из реакционных зон HP и конденсатора карбамата HP объединены в одном сосуде, причем один сосуд предпочтительно представляет собой сосуд с горизонтальной погруженной частью конденсатора; необязательно установка содержит дополнительную реакционную зону HP ниже по потоку от сосуда, например в виде вертикального реактора. Конденсатор в таком объединенном сосуде представляет собой, например, кожухотрубный теплообменник с трубным пучком. Трубный пучок может представлять собой, например, U-образный трубный пучок или прямой трубный пучок. В процессе эксплуатации охлаждающую текучую среду, как правило, подают через трубки, а поток газа (SG) из стриппера подают в секцию кожуха. Сосуд находится, например, в бассейновом реакторе, как описано в US 5767313, или вертикальном комбинированном реакторе, как описано в US 6680407.The urea plant may comprise one or more HP reaction zones. In some embodiments, the HP reaction zone is a reactor, such as a vertical reactor, which is a vessel separate from the HP carbamate condenser. In some embodiments, the HP reaction zone and the HP carbamate condenser may be provided in separate vessels. In some embodiments, the HP reaction zone or at least one of the HP reaction zones and the HP carbamate condenser are combined in a single vessel, with one vessel preferably being a vessel with a horizontally submerged condenser portion; optionally, the plant contains an additional reaction zone HP downstream of the vessel, for example in the form of a vertical reactor. The condenser in such a combined vessel is, for example, a shell and tube heat exchanger with a tube bundle. The tube bundle may be, for example, a U-shaped tube bundle or a straight tube bundle. During operation, the cooling fluid is typically supplied through the tubes and the gas stream (SG) from the stripper is supplied to the housing section. The vessel is, for example, in a pool reactor as described in US 5,767,313 or a vertical combination reactor as described in US 6,680,407.

Оборудование HP, например реактор, стриппер и конденсатор карбамата HP, изготавливают, например, из коррозионностойкого материала, такого как сталь карбамидного класса, например ферритноаустенитная дуплексная нержавеющая сталь, по меньшей мере для деталей, находящихся в контакте с технологической средой. Установка для производства карбамида содержит соединение между выходом реакционной зоны HP и входом стриппера HP для первого карбамидного раствора, соединение между выходом стриппера и входом конденсатора карбамата HP для потока газа (SG), и в некоторых вариантах осуществления соединение между выходом конденсатора карбамата HP и входом реакционной зоны HP для первого карбаматного раствора. Стриппер предпочтительно имеет вход для стриппинг-газа, а конденсатор карбамата HP предпочтительно имеет вход для аммиачного сырья.HP equipment, such as the HP carbamate reactor, stripper, and condenser, is made of, for example, a corrosion-resistant material such as urea-grade steel, such as ferritic-austenitic duplex stainless steel, at least for parts in contact with the process fluid. The urea plant comprises a connection between the outlet of the HP reaction zone and the inlet of the HP stripper for the first urea solution, a connection between the outlet of the stripper and the inlet of the HP carbamate condenser for gas flow (SG), and in some embodiments, the connection between the outlet of the HP carbamate condenser and the inlet of the reaction HP zones for the first carbamate solution. The stripper preferably has a stripping gas inlet and the HP carbamate condenser preferably has an ammonia feed inlet.

В некоторых вариантах осуществления установка для производства карбамида содержит скруббер HP для очистки газов из выхода секции синтеза HP, например из НРСС. Эти газы представляют собой, в частности, инертные компоненты (например, пассивирующий воздух, если он применяется). В предпочтительных вариантах осуществления с конденсатором среднего давления установка для производства карбамида предпочтительно не содержит скруббер HP.In some embodiments, the urea plant comprises an HP scrubber for scrubbing gases from the outlet of the HP synthesis section, such as HPCC. These gases are in particular inert components (eg passivating air, if used). In preferred medium pressure condenser embodiments, the urea plant preferably does not include an HP scrubber.

Установка для производства карбамида дополнительно содержит секцию регенерации низкого давления, принимающую по меньшей мере часть, например весь, второй карбамидный раствор (U2) из стриппера, и необязательно секцию среднего давления (МРР) между стриппером и секцией регенерации низкого давления для обработки по меньшей мере части, необязательно всего, второго карбамидного раствора (U2) с получением обработанного второго карбамидного раствора (U2a).The urea plant further comprises a low pressure regeneration section receiving at least a portion, e.g. all, of the second urea solution (U2) from the stripper, and optionally a medium pressure section (MPP) between the stripper and the low pressure regeneration section for processing at least a portion of optionally all of the second urea solution (U2) to obtain a treated second urea solution (U2a).

Установка для производства карбамида, в частности секция регенерации LP, содержит устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD). Устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD) выполнено с возможностью подвергания второго карбамидного раствора (U2) и/или обработанного второго карбамидного раствора (U2a) разложению карбамата под низким давлением и имеет вход для этих потоков с соединением с выходом стриппера и/или соединением с выходом секции среднего давления (МРР). Разложение LP включает нагревание необязательно обработанного второго карбамидного раствора, содержащего карбамат (U2, U2a), с применением тепла конденсации (Н2) из конденсатора карбамата HP для разложения карбамата, предпочтительно за счет теплообмена со вторым паром (S2) с получением таким образом первого пара (V1), который содержит CO2 и NH3, а также водяные пары, и третьего карбамидного раствора (U3), также содержащего карбамат и воду.The urea plant, in particular the LP regeneration section, comprises a low pressure decomposition (LPD) device. The low pressure decomposition (LPD) device is configured to subject the second urea solution (U2) and/or the treated second urea solution (U2a) to low pressure decomposition of carbamate and has an inlet for these streams with a connection to a stripper outlet and/or a connection with medium pressure section outlet (MPP). The decomposition of LP comprises heating an optionally treated second urea solution containing carbamate (U2, U2a) using the heat of condensation (H2) from the carbamate condenser HP to decompose the carbamate, preferably by heat exchange with the second vapor (S2), thereby producing the first vapor ( V1) which contains CO2 and NH3 as well as water vapour, and a third urea solution (U3) also containing carbamate and water.

Устройство для осуществления разложения LP содержит, например, ректификационную колонну для контакта между поступающим (необязательно обработанным) вторым карбамидным раствором, содержащим карбамат (U2, U2a), и первым паром (V1), в частности для противоточного контакта между этими потоками. Ректификационную колонну применяют, например, для снижения содержания воды в первом паре (V1). Ректификационная колонна содержит, например, насадку и имеет, например, зону теплообменника для теплообмена с паром в нижней части.The device for carrying out the decomposition of LP contains, for example, a distillation column for contact between the incoming (optionally processed) second carbamide solution containing carbamate (U2, U2a) and the first vapor (V1), in particular for countercurrent contact between these streams. A distillation column is used, for example, to reduce the water content of the first vapor (V1). The distillation column contains, for example, a packing and has, for example, a heat exchanger zone for heat exchange with steam in the lower part.

В предпочтительном варианте осуществления часть подаваемого CO2 подают в испарительный аппарат с атмосферным испарителем (F1) для регулирования соотношения N/C первого пара (V1), чтобы получить желаемое меньшее соотношение N/C для лучшей конденсации первого пара (V1). В предпочтительном варианте осуществления адиабатический испарительный сосуд (F1) выполнен с возможностью противоточного контакта между потоком газообразного CO2 и карбамидным раствором, таким образом подвергая стриппингу часть веществ NH3 в карбамидном растворе, предпочтительно в адиабатических условиях.In a preferred embodiment, a portion of the CO2 feed is fed to an atmospheric evaporator (F1) to control the N/C ratio of the first vapor (V1) to obtain the desired lower N/C ratio for better condensation of the first vapor (V1). In a preferred embodiment, the adiabatic flash vessel (F1) is configured for countercurrent contact between the CO2 gas flow and the urea solution, thus stripping a portion of the NH3 species in the urea solution, preferably under adiabatic conditions.

Испарительный сосуд (F1) предпочтительно содержит слой насадки для осуществления такого контакта. В предпочтительном варианте осуществления испарительный сосуд (F1) представляет собой стриппер атмосферного давления. В предпочтительном варианте осуществления часть подаваемого CO2 подают в атмосферный испаритель (F1), причем указанная часть составляет, например, от 1 до 10 мас.%,The evaporator vessel (F1) preferably contains a packing layer to effect such contact. In a preferred embodiment, the flash vessel (F1) is an atmospheric pressure stripper. In a preferred embodiment, part of the supplied CO2 is fed into the atmospheric evaporator (F1), and this part is, for example, from 1 to 10 wt.%,

- 8 040954 более предпочтительно от 3 до 8 мас.% от общего количества подаваемого CO2 в установку для производства карбамида. В предпочтительном варианте осуществления эффект стриппинга CO2, подаваемого в атмосферный испаритель, обеспечивает снижение соотношения N/C с приблизительно 4,0 на входе для карбамидного раствора (U3) до приблизительно 2,6 на выходе для карбамидного раствора (U3a). Преимущество коррекции N/C в испарительном сосуде заключается в том, что температура конденсации в LLPC является достаточно высокой (например, выше 30°C) для использования стандартной доступной охлаждающей воды (например, 30-40°C) в LLPC для конденсации карбамата под давлением ниже атмосферного.- 8 040954 more preferably from 3 to 8 wt.% of the total amount of CO2 supplied to the plant for the production of urea. In a preferred embodiment, the stripping effect of the CO2 supplied to the atmospheric evaporator reduces the N/C ratio from about 4.0 at the urea solution inlet (U3) to about 2.6 at the urea solution outlet (U3a). The advantage of N/C correction in the flash vessel is that the dew point in the LLPC is high enough (e.g. above 30°C) to use the standard available cooling water (e.g. 30-40°C) in the LLPC to condense the carbamate under pressure below atmospheric.

Установка, в частности секция регенерации низкого давления, дополнительно содержит расширительную систему (F1, X1) для расширения третьего карбамидного раствора (U3) до давления ниже атмосферного (менее 1,0 бар абс, например, 0,10-0,9 бар абс, предпочтительно 0,3-0,5 бар абс.) с получением таким образом расширенного третьего карбамидного раствора (U3a). Способ дополнительно включает такое расширение. В предпочтительном варианте осуществления расширительная система содержит атмосферный испарительный сосуд (F1), имеющий вход для третьего карбамидного раствора (U3), для расширения карбамидного раствора до атмосферного давления (например, от 1 до 2 бар абс, например от 1,0 до 1,8 бар абс. или предпочтительно 1,0-1,3 бар абс), например, при адиабатическом быстром испарении с получением четвертого пара (V4) и карбамидного раствора, и расширительный клапан (X1) для дополнительного расширения карбамидного раствора до давления ниже атмосферного с получением расширенного третьего карбамидного раствора (U3a). Способ предпочтительно дополнительно включает конденсацию четвертого пара (V4) в конденсаторе атмосферного давления (АРС) с получением пятого карбаматсодержащего раствора (С5). Конденсатор атмосферного давления (АРС) имеет выход для пятого карбаматсодержащего раствора (С5), который находится в непрямом жидкостном сообщении с реактором высокого давления (R) для осуществления рециркуляции карбамата. Способ предпочтительно включает подачу пятого карбаматсодержащего раствора (С5) в первый и/или второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC1, LPC2). Таким образом, водная фракция пятого карбаматсодержащего раствора (С5) преимущественно применяется для предотвращения кристаллизации карбамата в первом и/или втором конденсаторе карбамата низкого давления (LPC1, LPC2).The installation, in particular the low pressure regeneration section, further comprises an expansion system (F1, X1) for expanding the third urea solution (U3) to a subatmospheric pressure (less than 1.0 bar abs, for example 0.10-0.9 bar abs, preferably 0.3-0.5 bar abs.) thus obtaining an expanded third urea solution (U3a). The method further includes such an extension. In a preferred embodiment, the expansion system comprises an atmospheric flash vessel (F1) having an inlet for a third urea solution (U3) to expand the urea solution to atmospheric pressure (e.g. 1 to 2 bar abs, e.g. 1.0 to 1.8 bar abs or preferably 1.0-1.3 bar abs), for example with adiabatic flashing to produce a fourth vapor (V4) and a urea solution, and an expansion valve (X1) to further expand the urea solution to subatmospheric pressure to obtain expanded third urea solution (U3a). The method preferably further comprises condensing the fourth vapor (V4) in an atmospheric pressure condenser (APC) to obtain a fifth carbamate-containing solution (C5). The atmospheric pressure condenser (APC) has an outlet for a fifth carbamate-containing solution (C5) which is in indirect fluid communication with the high pressure reactor (R) to recycle the carbamate. The method preferably includes feeding the fifth carbamate-containing solution (C5) to the first and/or second low pressure carbamate condenser (LPC1, LPC2). Thus, the aqueous fraction of the fifth carbamate-containing solution (C5) is advantageously used to prevent carbamate crystallization in the first and/or second low pressure carbamate condenser (LPC1, LPC2).

Секция регенерации низкого давления дополнительно содержит первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) для подвергания первого пара (V1) конденсации карбамата с получением таким образом второго карбаматсодержащего раствора (С2) и второго пара (V2) и выделением дополнительного тепла конденсации (H3). Конденсация является частичной. Первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) имеет вход с соединением с выходом для первого пара (V1) устройства для осуществления разложения под низким давлением. Рабочее давление LPC1 предпочтительно составляет 6-9 бар абс, более предпочтительно оно составляет 8 бар абс; эти давления обеспечивают оптимальную температуру конденсации в LPC1 для тепловой интеграции с LLPD.The low pressure regeneration section further comprises a first low pressure carbamate condenser (LPC1) for subjecting the first vapor (V1) to condensation of the carbamate, thereby obtaining a second carbamate-containing solution (C2) and a second vapor (V2) and generating additional condensation heat (H3). The condensation is partial. The first low pressure carbamate condenser (LPC1) has an inlet connected to the first vapor outlet (V1) of the low pressure decomposition device. The operating pressure of the LPC1 is preferably 6-9 bar abs, more preferably it is 8 bar abs; these pressures provide the optimal condensing temperature in the LPC1 for thermal integration with the LLPD.

Первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) имеет выход для второго карбаматсодержащего раствора (С2), находящийся в жидкостном сообщении с реакционной зоной высокого давления (R). Таким образом, способ включает опосредованную подачу второго карбаматсодержащего раствора (С2) в реакционную зону высокого давления (R), необязательно через второй конденсатор карбамата LP и, например, через конденсатор карбамата HP, с помощью насоса. Таким образом, способ включает возврат карбамата в секцию синтеза HP.The first low pressure carbamate condenser (LPC1) has an outlet for a second carbamate solution (C2) in fluid communication with the high pressure reaction zone (R). The process thus includes indirectly supplying a second carbamate-containing solution (C2) to the high pressure reaction zone (R), optionally via a second carbamate condenser LP and, for example, via a carbamate condenser HP, by means of a pump. The process thus includes returning the carbamate to the HP synthesis section.

Установка для производства карбамида дополнительно содержит устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD), которое выполнено с возможностью подвергания указанного расширенного третьего карбамидного раствора (U3а) разложению карбамата с применением дополнительного тепла конденсации (H3) из первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1) с получением таким образом четвертого карбамидного раствора (U4) и третьего пара (V3). Устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) имеет вход с соединением с выходом для расширенного третьего карбамидного раствора (U3a) расширительной системы и имеет выход для четвертого карбамидного раствора (U4) и выход для третьего пара (V3).The urea production plant further comprises a subatmospheric pressure decomposition (LLPD) device that is configured to subject said expanded third urea solution (U3a) to decomposition of the carbamate using additional heat of condensation (H3) from the first low pressure carbamate condenser (LPC1) thus obtaining a fourth urea solution (U4) and a third pair (V3). The subatmospheric decomposition device (LLPD) has an inlet with a connection to an expanded third urea solution outlet (U3a) of the expansion system and has a fourth urea solution outlet (U4) and a third vapor outlet (V3).

Установка для производства карбамида содержит теплообменную стенку (LPHX) между указанным первым конденсатором карбамата низкого давления (LPC1) и указанным устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD). Таким образом, на практике конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) и указанное устройство для осуществления разложения под давлением ниже (LLPD) объединены в одном сосуде, более конкретно в теплообменнике, например в кожухотрубном теплообменнике, при этом расширенный третий карбамидный раствор (U3a) находится на первой стороне (например, на стороне труб) и первый пар (V1) - на второй стороне теплообменника (например, на стороне кожуха), разделенный для массопереноса стенкой теплообменника (LPHX). Один сосуд предпочтительно выполнен в виде кожухотрубного теплообменника с трубами и стороной кожуха, который более предпочтительно выполнен в виде погружного конденсатора на стороне кожуха (LPC1), причем трубы погружены в жидкую фазу на стороне кожуха, и с испарением с падающей пленкой в трубах (LPD1) и потоком в трубах в противотоке к потоку в стороне кожуха.The urea plant comprises a heat exchange wall (LPHX) between said first low pressure carbamate condenser (LPC1) and said subatmospheric decomposition device (LLPD). Thus, in practice, the low pressure carbamate condenser (LPC1) and said lower pressure decomposition device (LLPD) are combined in the same vessel, more specifically in a heat exchanger, such as a shell and tube heat exchanger, while the expanded third urea solution (U3a) is at the first side (eg tube side) and the first vapor (V1) on the second side of the heat exchanger (eg shell side) separated for mass transfer by a heat exchanger wall (LPHX). One vessel is preferably in the form of a shell-and-shell tube-side shell-and-tube heat exchanger, which is more preferably a shell-side immersion condenser (LPC1) with tubes immersed in the liquid phase on the shell side, and with falling film evaporation in the tubes (LPD1) and the flow in the pipes in countercurrent to the flow in the casing side.

Способ включает теплопередачу через эту теплообменную стенку (LPHX). Четвертый карбамидныйThe method includes heat transfer through this heat exchange wall (LPHX). Fourth urea

- 9 040954 раствор (U4) предпочтительно содержит по меньшей мере 60 мас.% карбамида, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% карбамида, например, от 70 до 80 мас.% карбамида, например от 70 до 76 мас.% карбамида.- 9 040954 solution (U4) preferably contains at least 60 wt.% urea, more preferably at least 70 wt.% urea, for example, from 70 to 80 wt.% urea, for example from 70 to 76 wt.% urea.

Установка для производства карбамида дополнительно содержит второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC2), который выполнен с возможностью подвергания указанного второго пара (V2) конденсации при косвенном теплообмене, как правило, с охлаждающей текучей средой, такой как охлаждающая вода (CW), с получением таким образом третьего карбаматсодержащего раствора (C3).The urea plant further comprises a second low pressure carbamate condenser (LPC2) which is configured to subject said second vapor (V2) to condensation by indirect heat exchange, typically with a cooling fluid such as cooling water (CW), to thereby image of the third carbamate-containing solution (C3).

Второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC2) имеет вход, соединенный с выходом для второго пара (V2) первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1), и имеет выход для третьего карбаматсодержащего раствора (C3), который находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны HP (R), для подачи третьего карбаматсодержащего раствора (C3) в конечном итоге в реакционную зону HP (R), как правило, через конденсатор карбамата HP и с помощью насоса. Второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC2) представляет собой, например, кожухотрубный теплообменник.The second low pressure carbamate condenser (LPC2) has an inlet connected to the second vapor outlet (V2) of the first low pressure carbamate condenser (LPC1) and has an outlet for a third carbamate containing solution (C3) which is in fluid communication with the inlet of the reaction zone HP (R), to feed the third carbamate-containing solution (C3) eventually into the reaction zone HP (R), usually through the HP carbamate condenser and by means of a pump. The second low pressure carbamate condenser (LPC2) is, for example, a shell and tube heat exchanger.

В необязательном варианте осуществления LPC2 можно исключить. При соответствующих рабочих условиях для блока LPC1/LLPD и при тепловой интеграции между LPC1 и LLPD LPC2 может иметь очень низкую тепловую нагрузку или не иметь ее вовсе (тепловую нагрузку для охлаждения охлаждающей водой). Таким образом, в необязательном варианте осуществления LPC2 опущен. В таком варианте осуществления карбаматный раствор (С4) из конденсатора под давлением ниже атмосферного (LLPC) подают, например, в первый конденсатор LP (LPC1), а пар (V2) из первого конденсатора LP (LPC1) выпускается в атмосферу, необязательно после очистки.In an optional embodiment, LPC2 may be omitted. Under appropriate operating conditions for the LPC1/LLPD unit and with thermal integration between LPC1 and LLPD, LPC2 can have very little or no heat load (heat load for cooling water). Thus, in an optional embodiment, LPC2 is omitted. In such an embodiment, the carbamate solution (C4) from the subatmospheric pressure condenser (LLPC) is fed to, for example, the first LP condenser (LPC1) and the vapor (V2) from the first LP condenser (LPC1) is vented to the atmosphere, optionally after purification.

Установка для производства карбамида дополнительно содержит конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC), который выполнен с возможностью подвергания третьего пара (V3) конденсации карбамата при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой (CW) с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора (С4). Конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) имеет вход для третьего пара (V3) с соединением с выходом для третьего пара (V3) устройства для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) и имеет выход для четвертого карбаматсодержащего раствора (С4).The urea production plant further comprises a subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) which is configured to subject the third vapor (V3) to condensation of the carbamate in indirect heat exchange with the cooling fluid (CW) to thereby obtain a fourth carbamate-containing solution (C4). The subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) has a third vapor inlet (V3) connected to the third vapor outlet (V3) of a subatmospheric pressure decomposer (LLPD) and has an outlet for a fourth carbamate-containing solution (C4).

Четвертый карбаматсодержащий раствор (С4) содержит, например, по меньшей мере 20 мас.% карбамата и, например, менее 70 мас.% карбамата, например, 30-50 мас.% карбамата, как правило, с остатком в виде, по существу, воды.The fourth carbamate-containing solution (C4) contains, for example, at least 20 wt.% carbamate and, for example, less than 70 wt.% carbamate, for example, 30-50 wt.% carbamate, as a rule, with the remainder in the form of essentially water.

Выход для конденсатора карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) предпочтительно предназначен для всего четвертого карбаматного раствора (С4) или его части и предпочтительно находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления (R). В оптимальном варианте конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) имеет выход для всего или части четвертого карбаматсодержащего раствора (С4), находящийся в жидкостном сообщении со входом десорбционной колонны и/или секции обработки сточных вод. Способ предпочтительно включает подачу всего четвертого карбаматсодержащего раствора (С4) или его части в реакционную зону высокого давления (R), предпочтительно через первый и/или второй конденсаторы карбамата низкого давления (LPC1, LPC2), а затем через конденсатор карбамата HP. Конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) предпочтительно представляет собой кожухотрубный теплообменник с конденсацией на стороне кожуха и охлаждающей водой в трубах; кроме того, предпочтительно горизонтальный поверхностный конденсатор с горизонтальным трубным пучком и конденсацией на поверхности труб или дополнительно предпочтительно вертикальный конденсатор с падающей пленкой с вертикальным трубным пучком. Предпочтительно трубы выполнены в виде прямого трубного пучка. Трубы предпочтительно снабжены материалом из нержавеющей стали с обеих сторон (внутренняя и наружная поверхности стенки трубы), поскольку трубы с обеих сторон подвергаются воздействию технологической среды, содержащей карбамат. В особенно предпочтительном варианте осуществления применяют прямой трубный пучок со сталью марки 316L на стороне кожуха (наружная поверхность трубы) и сталью марки 304L на стороне труб (внутренняя поверхность трубы).The subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) outlet is preferably for all or part of the fourth carbamate solution (C4) and is preferably in fluid communication with the high pressure reaction zone inlet (R). Optimally, the subatmospheric carbamate condenser (LLPC) has an outlet for all or part of the fourth carbamate-containing solution (C4) in fluid communication with the inlet of the desorption column and/or the wastewater treatment section. The method preferably includes feeding all or part of the fourth carbamate-containing solution (C4) to the high pressure reaction zone (R), preferably through the first and/or second low pressure carbamate condensers (LPC1, LPC2) and then through the HP carbamate condenser. The subatmospheric carbamate condenser (LLPC) is preferably a shell-and-tube heat exchanger with shell-side condensing and cooling water in the tubes; in addition, preferably a horizontal surface condenser with a horizontal tube bundle and condensation on the surface of the tubes, or further preferably a vertical falling film condenser with a vertical tube bundle. Preferably the pipes are in the form of a straight tube bundle. The pipes are preferably provided with stainless steel material on both sides (inner and outer surfaces of the pipe wall) since the pipes on both sides are exposed to the process medium containing carbamate. In a particularly preferred embodiment, a straight tube bundle is used with 316L steel on the casing side (outer surface of the pipe) and 304L steel on the tube side (inner surface of the pipe).

В предпочтительном варианте осуществления конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) имеет выход для по меньшей мере части четвертого карбаматсодержащего раствора (С4), который находится в жидкостном сообщении с реакционной зоной высокого давления (R), предпочтительно через первый и/или второй конденсаторы карбамата низкого давления (LPC1, LPC2) и необязательно через конденсатор карбамата HP (HPCC). В необязательном варианте осуществления, в котором установка для производства карбамида не содержит конденсатор среднего давления, четвертый карбаматсодержащий раствор предпочтительно подают в скруббер HP установки для производства карбамида, причем скруббер HP имеет выход для карбаматного раствора, соединенный со входом конденсатора карбамата HP.In a preferred embodiment, the subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) has an outlet for at least a portion of the fourth carbamate-containing solution (C4) which is in fluid communication with the high pressure reaction zone (R), preferably through the first and/or second carbamate condensers. low pressure (LPC1, LPC2) and optionally through an HP carbamate condenser (HPCC). In an optional embodiment in which the urea plant does not include a medium pressure condenser, the fourth carbamate-containing solution is preferably fed to the HP scrubber of the urea plant, the HP scrubber having a carbamate solution outlet connected to an HP carbamate condenser inlet.

В предпочтительном варианте осуществления третий карбаматсодержащий раствор (C3) подают в первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1), а четвертый карбаматсодержащий раствор (С4) подают во второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC2); и установка соответственно содержит соединение между выходом LPC2 и входом LPC1 для третьего карбаматсодержащего раствора (C3)In a preferred embodiment, the third carbamate solution (C3) is fed to the first low pressure carbamate condenser (LPC1) and the fourth carbamate solution (C4) is fed to the second low pressure carbamate condenser (LPC2); and the installation respectively contains a connection between the LPC2 outlet and the LPC1 inlet for the third carbamate-containing solution (C3)

- 10 040954 и соединение от выхода LLPC со входом LPC2 для четвертого карбаматсодержащего раствора (С4). Второй карбаматсодержащий раствор (С2) подают в реакционную зону HP. Это обеспечивает энергоэффективный способ и установку для производства карбамида. На фиг. 1 представлена технологическая схема примера такого варианта осуществления, в котором дополнительно стриппер представляет собой стриппер CO2, и применяется предпочтительный атмосферный конденсатор (АРС). Необязательно применяют блок обработки под средним давлением (МРР). Часть подаваемого CO2 применяют для коррекции N/C в атмосферном испарителе (F1). Кроме того, для каждого этапа расширения/снижения давления предусмотрены расширительные клапаны (не показаны), например, между стриппером HP и устройством для осуществления разложения под низким давлением. Кроме того, предусмотрены насосы и/или эжекторы (не показаны) для увеличения давления потоков жидкости, например в потоке С4 из LLPC в LPC. Кроме того, LLPC, LPC2 и МРС (не показан), как правило, имеют выходы для несконденсированных паров (в частности, инертных компонентов, например, из необязательно применяемого пассивирующего воздуха и/или из следов водорода, и/или N2 из подаваемого CO2 и/или подаваемого NH3). Конденсатор карбамата HP HPCC в некоторых вариантах осуществления имеет выход для газа, соединенный со скруббером HP или скруббером МР (не показан); в других вариантах осуществления секция синтеза HP не содержит скруббер HP. Эти выходы не показаны на фиг. 1. Кроме того, стрелки для тепла (HI, H2, H3) указывают на схематические тепловые потоки, а не технологические потоки; то же самое относится и к тепловому потоку Н4, как показано на фиг. 3.- 10 040954 and connection from the LLPC outlet to the LPC2 inlet for the fourth carbamate-containing solution (C4). The second carbamate-containing solution (C2) is fed into the HP reaction zone. This provides an energy efficient process and plant for the production of urea. In FIG. 1 is a flow diagram of an example of such an embodiment in which the stripper is additionally a CO 2 stripper and the preferred atmospheric condenser (APC) is used. Optionally, a medium pressure processing unit (MPP) is used. Part of the supplied CO2 is used to correct N/C in the atmospheric evaporator (F1). In addition, expansion valves (not shown) are provided for each expansion/depressurization step, for example between the HP stripper and the low pressure digester. In addition, pumps and/or ejectors (not shown) are provided to increase the pressure of fluid streams, for example in the C4 stream from LLPC to LPC. In addition, LLPC, LPC2 and MPC (not shown) typically have outlets for uncondensed vapors (particularly inert components, such as from the optional passivation air and/or traces of hydrogen and/or N2 from the CO2 feed and /or supplied NH3). The HP HPCC carbamate condenser in some embodiments has a gas outlet connected to an HP scrubber or an MP scrubber (not shown); in other embodiments, the HP synthesis section does not include an HP scrubber. These outlets are not shown in FIG. 1. In addition, the arrows for heat (HI, H2, H3) indicate schematic heat flows, not process flows; the same applies to the heat flux H4 as shown in FIG. 3.

В другом варианте осуществления второй карбаматсодержащий раствор (С2) подают из выхода первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1) во вход второго конденсатора карбамата низкого давления (LPC2), а четвертый карбаматсодержащий раствор (С4) подают из выхода конденсатора карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) во вход первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1); и установка содержит соединения между этими входами и выходами.In another embodiment, the second carbamate-containing solution (C2) is fed from the outlet of the first low pressure carbamate condenser (LPC1) to the inlet of the second low pressure carbamate condenser (LPC2), and the fourth carbamate-containing solution (C4) is fed from the outlet of the subatmospheric carbamate condenser (LLPC). ) to the inlet of the first low pressure carbamate condenser (LPC1); and the setup contains the connections between these inputs and outputs.

На фиг. 2 схематично проиллюстрирован пример такого варианта осуществления, в котором раствор С4 подают из LLPC в LPC1, причем этот вариант осуществления менее предпочтителен, чем вариант осуществления, представленный на фиг. 1. Каждый из первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1) и второго конденсатора карбамата низкого давления (LPC2) независимо предпочтительно представляет собой погружной конденсатор с жидкостью в качестве непрерывной фазы и представляет собой, например, кожухотрубный теплообменник, предпочтительно с охлаждающей текучей средой в трубах; первый и второй конденсаторы карбамата низкого давления предпочтительно представляют собой такие конденсаторы. Первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) представляет собой объединенный блок с узлом для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD), и этот объединенный блок предпочтительно представляет собой кожухотрубный теплообменник с трубным пучком и конденсацией пара (V1) со стороны кожуха и нагреванием карбамидного раствора (U3a) в трубах, более предпочтительно выполненный в виде погружного конденсатора. Предпочтительно нагревание карбамидного раствора включает испарение с падающей пленкой в трубах, при этом альтернативно в трубах можно применять испарение с восходящей пленкой; кроме того, трубы предпочтительно расположены на стороне кожуха, погруженной в жидкую фазу карбаматсодержащего раствора, альтернативно на стороне кожуха можно применять, например, конденсацию с падающей пленкой. Трубный пучок предпочтительно является вертикальным. Первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) предпочтительно работает при более высокой температуре, чем второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC2), например при температуре по меньшей мере на 10°С или по меньшей мере на 20°C выше. LPC1 предпочтительно применяют для частичной конденсации пара, a LPC2 применяют для конденсации оставшихся CO2 и NH3 в паре V2 до карбамата. В некоторых вариантах осуществления LPC1 и LPC2 интегрированы в один кожух.In FIG. 2 schematically illustrates an example of such an embodiment in which C4 solution is fed from LLPC to LPC1, this embodiment being less preferred than the embodiment shown in FIG. 1. Each of the first low pressure carbamate condenser (LPC1) and the second low pressure carbamate condenser (LPC2) is independently preferably a liquid-continuous immersion condenser and is, for example, a shell-and-tube heat exchanger, preferably with cooling fluid in the tubes; the first and second low pressure carbamate condensers are preferably such condensers. The first low pressure carbamate condenser (LPC1) is an integral unit with a subatmospheric decomposition (LLPD) unit, and this integral unit is preferably a shell-and-tube heat exchanger with tube bundle and vapor condensation (V1) on the shell side and heating of the urea solution (U3a) in pipes, more preferably in the form of an immersion condenser. Preferably heating the urea solution comprises falling film evaporation in tubes, alternatively rising film evaporation can be used in tubes; in addition, the pipes are preferably located on the side of the shell immersed in the liquid phase of the carbamate-containing solution, alternatively on the side of the shell, for example, falling film condensation can be used. The tube bundle is preferably vertical. The first low pressure carbamate condenser (LPC1) preferably operates at a higher temperature than the second low pressure carbamate condenser (LPC2), such as at least 10°C or at least 20°C higher. LPC1 is preferably used to partially condense the vapor, and LPC2 is used to condense the remaining CO2 and NH3 in the V2 vapor to carbamate. In some embodiments, LPC1 and LPC2 are integrated into the same housing.

Секция регенерации LP содержит, например, блоки LPD, LPC1, LPC2, F1, APC, LLPD и LLPC; хотя F1, APC, LLPD и LLPC работают при давлении менее 2 бар абс. В предпочтительном варианте осуществления способ включает первую переработку указанного второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении (МРР) и подвергание обработанного второго карбамидного раствора (U2a) разложению карбамата низкого давления (LPD). Обработка под средним давлением предпочтительно включает удаление аммиака и/или карбамата из карбамидного раствора, и в результате такой обработки получают обработанный второй карбамидный раствор (U2a), также содержащий карбамат, и пятый пар (V5), содержащий NH3 и CO2, например 60 мас.% CO2, 5 мас.% воды и остаток в виде NH3. Снижение давления подвергнутого стриппингу карбамидного раствора (U2) до среднего давления обеспечивает разложение карбамата. Способ предпочтительно включает конденсацию пятого пара в конденсаторе среднего давления (МРС) с получением шестого карбаматсодержащего раствора (С6). Предпочтительно второй карбаматсодержащий раствор (С2) из указанного первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1) и/или третий карбаматсодержащий раствор (C3) из конденсатора карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC) подают в конденсатор среднего давления (МРС), и установка содержит соединения между входами и выходами для таких потоков. Предпочтительно конденсатор среднего давления (МРС) имеет выход для шестого карбаматсодержащего раствора (С6), находящийся в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления (R), и предпочтительно способ включает подачу шестого карба- 11 040954 матсодержащего раствора (С6) непосредственно или опосредованно в реакционную зону высокого давления (R).The LP refresh section contains, for example, LPD, LPC1, LPC2, F1, APC, LLPD and LLPC blocks; although F1, APC, LLPD and LLPC operate at less than 2 bar abs. In a preferred embodiment, the method comprises first processing said second urea solution (U2) at medium pressure (MPP) and subjecting the treated second urea solution (U2a) to low pressure carbamate (LPD) decomposition. The medium pressure treatment preferably includes the removal of ammonia and/or carbamate from the carbamide solution, and as a result of this treatment, a treated second urea solution (U2a) also containing carbamate, and a fifth pair (V5) containing NH 3 and CO 2, for example 60 wt. .% CO2, 5 wt.% water and the remainder as NH 3 . Reducing the pressure of the stripped carbamide solution (U2) to medium pressure allows the decomposition of the carbamate. The method preferably includes condensing the fifth vapor in a medium pressure condenser (MPC) to obtain a sixth carbamate-containing solution (C6). Preferably, the second carbamate-containing solution (C2) from said first low-pressure carbamate condenser (LPC1) and/or the third carbamate-containing solution (C3) from the subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) is fed to a medium pressure condenser (MPC) and the plant comprises connections between inputs and outputs for such streams. Preferably, the medium pressure condenser (MPC) has an outlet for the sixth carbamate-containing solution (C6) in fluid communication with the inlet of the high-pressure reaction zone (R), and preferably the process comprises feeding the sixth carbamate-containing solution (C6) directly or indirectly into high pressure reaction zone (R).

Предпочтительно способ дополнительно включает нагревание четвертого карбамидного раствора (U4) из конденсатора карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPD) (необязательно через резервуар для хранения карбамида) в предварительном испарителе (PEV) для испарения воды из карбамидного раствора, необязательно также разложение некоторого количества оставшегося карбамата, применение тепла конденсации (Н4), выделяемого при конденсации карбамата в указанном конденсаторе среднего давления (МРС), с получением таким образом пятого карбамидного раствора (U5) с пониженным содержанием воды и шестого пара (V6), который в основном представляет собой водяной пар. Шестой пар, например, конденсируется, и конденсат, например, направляется в секцию обработки сточных вод. Пятый карбамидный раствор (U5) содержит, например, по меньшей мере 80 мас.% карбамида, предпочтительно по меньшей мере 85 мас.% карбамида, например, 86-95 мас.% карбамида, например, 93 мас.% карбамида. Пример способа в соответствии с данным вариантом осуществления показан на фиг. 3.Preferably, the method further comprises heating a fourth urea solution (U4) from a sub-atmospheric pressure carbamate condenser (LLPD) (optionally via a urea storage tank) in a pre-evaporator (PEV) to evaporate water from the urea solution, optionally also decomposing some of the remaining carbamate, applying the heat of condensation (H4) generated by the condensation of the carbamate in said medium pressure condenser (MPC), thereby obtaining a fifth carbamide solution (U5) with reduced water content and a sixth vapor (V6) which is mainly water vapor. The sixth steam, for example, is condensed, and the condensate, for example, is sent to the wastewater treatment section. The fifth urea solution (U5) contains, for example, at least 80 wt.% urea, preferably at least 85 wt.% urea, for example, 86-95 wt.% urea, for example, 93 wt.% urea. An example of the method according to this embodiment is shown in FIG. 3.

Предпочтительно конденсатор карбамата среднего давления (МРС) представляет собой объединенный сосуд с предварительным испарителем (PEV) и более предпочтительно представляет собой кожухотрубный теплообменник с трубным пучком и конденсацией пара MP(V5) на стороне кожуха и нагреванием карбамидного раствора (U4) в трубах, более предпочтительно выполненный в виде погружного конденсатора. Предпочтительно нагревание карбамидного раствора включает испарение с падающей пленкой в трубах, при этом альтернативно в трубах можно применять испарение с восходящей пленкой; трубы предпочтительно расположены на стороне кожуха, погруженной в жидкую фазу карбаматсодержащего раствора. Предпочтительно кожухотрубный теплообменник выполнен с возможностью обеспечения потока в трубах в противотоке к потоку на стороне кожуха, так что вход для пара находится рядом с выходом для карбамидного раствора. Трубный пучок МРС предпочтительно является вертикальным.Preferably the medium pressure carbamate condenser (MPC) is an integral pre-evaporator vessel (PEV) and more preferably a shell and tube heat exchanger with tube bundle MP(V5) vapor condensation on the shell side and heating of the urea solution (U4) in the tubes, more preferably made in the form of an immersion condenser. Preferably heating the urea solution comprises falling film evaporation in tubes, alternatively rising film evaporation can be used in tubes; the pipes are preferably located on the side of the casing immersed in the liquid phase of the carbamate-containing solution. Preferably, the shell and tube heat exchanger is configured to provide flow in the tubes in countercurrent to the shell side flow such that the steam inlet is adjacent to the urea solution outlet. The MPC tube bundle is preferably vertical.

Предпочтительно обработка при среднем давлении включает адиабатическое быстрое испарение второго карбамидного раствора (U2) в испарительном сосуде среднего давления (MPF), вследствие чего обработанный карбамидный раствор представляет собой испаренный второй карбамидный раствор (U2a). Этот вариант осуществления показан на фиг. 3.Preferably, the medium pressure treatment comprises adiabatically flashing the second urea solution (U2) in a medium pressure flash vessel (MPF), whereby the treated urea solution is the evaporated second urea solution (U2a). This embodiment is shown in FIG. 3.

В комбинации с секцией регенерации низкого давления в соответствии с настоящим изобретением преимущественно может быть достигнут очень энергоэффективный способ путем адиабатического быстрого испарения в качестве обработки под средним давлением. Кроме того, адиабатический испарительный сосуд среднего давления представляет собой относительно простое оборудование.In combination with the low pressure regeneration section according to the present invention, a very energy efficient process can advantageously be achieved by adiabatic flashing as a medium pressure treatment. In addition, the medium pressure adiabatic evaporator vessel is a relatively simple piece of equipment.

На фиг. 3 схематично представлен иллюстративный вариант осуществления с испарительным сосудом среднего давления (MPF) для адиабатического быстрого испарения второго карбамидного раствора (U2) из стриппера HP. На фиг. 3 также схематически показано, что в секции регенерации LP происходит такой же процесс, как и на фиг. 1; т.е. раствор С2 подают из LPC1 в LPC2, а раствор С4 подают из LLPC в LPC1; эта конфигурация не зависит от применения обработки МР, и также возможны другие конфигурации. Например, в дополнительном примере установка для производства карбамида содержит испарительный сосуд среднего давления (MPF), а конфигурация секции регенерации LP соответствует приведенной на фиг. 2.In FIG. 3 is a schematic representation of an illustrative embodiment with a medium pressure flash vessel (MPF) for adiabatically flashing a second urea solution (U2) from an HP stripper. In FIG. 3 also shows schematically that the same process as in FIG. 1; those. solution C2 is fed from LPC1 to LPC2, and solution C4 is fed from LLPC to LPC1; this configuration is independent of the application of MP processing, and other configurations are also possible. For example, in a further example, the urea plant comprises a medium pressure flash vessel (MPF) and the regeneration section LP is configured as shown in FIG. 2.

В другом варианте осуществления обработка при среднем давлении включает нагревание второго карбамидного раствора (U2) в устройстве для осуществления разложения под средним давлением с разложением карбамата. При нагреве под средним давлением в качестве нагревающей текучей среды применяют, например, пар. В одном варианте осуществления нагрев под средним давлением включает теплообмен через стенку с конденсирующей технологической средой высокого давления в конденсаторе карбамата HP; например, в конденсаторе карбамата HP, имеющем два трубных пучка, один для второго карбамидного раствора (U2), необязательно после испарителя, а другой для охлаждающей воды для образования пара.In another embodiment, the medium pressure treatment comprises heating the second urea solution (U2) in a medium pressure decomposition apparatus to decompose the carbamate. In medium pressure heating, for example, steam is used as the heating fluid. In one embodiment, medium pressure heating comprises heat exchange through the wall with a high pressure condensing process fluid in an HP carbamate condenser; for example, in an HP carbamate condenser having two tube bundles, one for the second urea solution (U2), optionally after the evaporator, and the other for the cooling water to generate steam.

Карбамидный раствор (U4) из устройства для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) и/или карбамидный раствор (U5) из предварительного испарителя (PEV) подают, например, в секцию испарения установки для производства карбамида (UP), которая содержит, например, одну, две, три или более ступеней вакуумного испарения, расположенных последовательно для испарения воды с получением пара и плава карбамида (например, с по меньшей мере 95 мас.% или по меньшей мере 99 мас.% карбамида); пар, например, конденсируют и подают в секцию обработки сточных вод. Секция обработки сточных вод (WWT) содержит, например, десорбционную колонну и установку глубокого гидролиза. Глубокий гидролиз обычно включает в себя нагревание с применением пара, например пара под давлением более 10 бар, в качестве нагревающей текучей среды. Очищенный конденсат из WWT, как правило, не возвращают в секцию синтеза HP в качестве технологической среды, но необязательно после использования в качестве охлаждающей текучей среды он утилизируется на границе установки. Плав карбамида, например, подают в секцию конечной обработки для отверждения с образованием твердого карбамидного продукта, такую как гранулятор или грануляционная башня. Карбамидные растворы можно также применять, например, в качестве жидкости для производства жидкости для очистки выхлопных газов дизельных двигателей (DEF) и/или жидкого удобрения, такого как моче- 12 040954 вино-аммониевый нитрат (UAN). Настоящее изобретение также относится к способу модификации существующей установки для производства карбамида для получения установки в соответствии с настоящим изобретением.The urea solution (U4) from the subatmospheric pressure decomposition device (LLPD) and/or the urea solution (U5) from the pre-evaporator (PEV) are fed, for example, to the evaporation section of the urea plant (UP), which contains, for example , one, two, three or more vacuum evaporation stages arranged in series to evaporate water to produce steam and urea melt (for example, with at least 95 wt.% or at least 99 wt.% urea); the steam is, for example, condensed and fed to the wastewater treatment section. The Waste Water Treatment Section (WWT) contains, for example, a desorption column and a deep hydrolysis unit. Deep hydrolysis typically involves heating using steam, such as steam at pressures greater than 10 bar, as the heating fluid. The cleaned condensate from the WWT is generally not returned to the HP synthesis section as a process fluid, but optionally, after being used as a cooling fluid, it is disposed of at the plant boundary. The carbamide melt, for example, is fed to a final treatment section for curing to form a solid urea product, such as a granulator or a granulation tower. The urea solutions can also be used, for example, as a fluid for the production of diesel exhaust fluid (DEF) and/or liquid fertilizer such as urine ammonium nitrate (UAN). The present invention also relates to a method for modifying an existing urea plant to obtain a plant in accordance with the present invention.

В предпочтительном способе модификации существующей установки для производства карбамида существующий конденсатор карбамата LP становится необязательным вторым конденсатором карбамата LP и добавляют теплообменный сосуд для LPC1/LLPD, необязательно дополнительно добавляют секцию обработки МР, содержащую теплообменник для MPC/PEV и, например, испарительный сосуд МР MPF или устройство для осуществления разложения под средним давлением.In a preferred method of retrofitting an existing urea plant, the existing carbamate condenser LP becomes an optional second carbamate condenser LP and a heat exchange vessel for LPC1/LLPD is added, optionally adding an MP treatment section containing a heat exchanger for MPC/PEV and, for example, a flash vessel MP MPF or medium pressure decomposition device.

Для предпочтительного способа модификации существующей установки для производства карбамида существующая установка для производства карбамида содержит: реакционную зону высокого давления (R) для образования первого карбамидного раствора (U1), который также содержит карбамат; стриппер (S) высокого давления для подвергания первого карбамидного раствора стриппингу высокого давления для разложения карбамата с помощью тепла (H1, S1) с образованием таким образом потока газа (SG) и второго карбамидного раствора (U2), также содержащего карбамат; и конденсатор карбамата высокого давления (НРСС) для подвергания указанного потока газа (SG) конденсации с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора (С1) и выделением тепла конденсации (Н2, S2), причем конденсатор карбамата высокого давления (НРСС) имеет соединение для подачи карбаматсодержащего раствора (С1) в реакционную зону высокого давления. Существующая установка дополнительно содержит устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD), причем устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD) выполнено с возможностью подвергания указанного второго карбамидного раствора (U2) разложению под низким давлением, или причем устройство для осуществления разложения под низким давлением (LPD) выполнено с возможностью подвергания обработанного второго карбамидного раствора разложению карбамата под низким давлением, и при этом существующая установка выполнена с возможностью первоначальной обработки указанного второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении (МРР) в секции среднего давления с получением указанного обработанного второго карбамидного раствора. Разложение карбамата под низким давлением включает нагревание второго карбамидного раствора, содержащего карбамат (U2), с применением указанного тепла конденсации (Н2, S2) из конденсатора карбамата высокого давления для разложения карбамата с получением таким образом первого пара (V1) и третьего карбамидного раствора (U3), также содержащего карбамат.For a preferred method of retrofitting an existing urea plant, the existing urea plant comprises: a high pressure reaction zone (R) to form a first urea solution (U1) which also contains urea; a high pressure stripper (S) for subjecting the first urea solution to high pressure stripping to decompose carbamate with heat (H1, S1), thereby forming a gas stream (SG) and a second urea solution (U2) also containing carbamate; and a high pressure carbamate condenser (HPCC) for subjecting said gas stream (SG) to condensation, thereby forming a first carbamate-containing solution (C1) and generating condensation heat (H2, S2), wherein the high-pressure carbamate condenser (HPCC) has a connection for supplying carbamate-containing solution (C1) into the high pressure reaction zone. The existing plant further comprises a low pressure decomposition (LPD) device, wherein the low pressure decomposition (LPD) device is configured to subject said second urea solution (U2) to low pressure decomposition, or the low pressure decomposition device (LPD). pressure (LPD) is configured to subject the treated second urea solution to low pressure decomposition of the carbamate, and wherein the existing plant is configured to initially process said second urea solution (U2) at medium pressure (MPP) in a medium pressure section to obtain said treated second urea solution. The low pressure decomposition of carbamate involves heating a second urea solution containing carbamate (U2) using said heat of condensation (H2, S2) from a high pressure carbamate condenser to decompose the carbamate, thereby producing a first vapor (V1) and a third urea solution (U3 ), also containing carbamate.

Способ включает добавление существующего конденсатора карбамата низкого давления, выполненного с возможностью подвергания первого пара (V1) конденсации, и расширительной системы (F1, X1) для расширения третьего карбамидного раствора до давления ниже атмосферного с получением таким образом расширенного третьего карбамидного раствора (U3a), если существующая установка не содержит такой расширительный сосуд. Способ дополнительно включает добавление блока, содержащего первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) и устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD), причем первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) выполнен с возможностью подвергания указанного первого пара (V1) конденсации с получением таким образом второго карбаматсодержащего раствора (С2) и второго пара (V2) и выделением дополнительного тепла конденсации (H3), причем первый конденсатор карбамата низкого давления (LPC1) имеет выход для транспортировки второго карбаматсодержащего раствора (С2) в реакционную зону высокого давления (R), и при этом устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD) выполнено с возможностью подвергания указанного расширенного третьего карбамидного раствора (U3a) разложению карбамата с применением указанного дополнительного тепла конденсации (H3) из указанного первого конденсатора карбамата низкого давления (LPC1) путем теплообмена через теплообменную стенку (LPHX) между указанным первым конденсатором карбамата низкого давления (LPC1) и указанным устройством для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного (LLPD), с получением таким образом четвертого карбамидного раствора (U4) и третьего пара (V3). Способ необязательно дополнительно включает модификацию существующего конденсатора карбамата низкого давления во второй конденсатор карбамата низкого давления (LPC2), имеющий вход для указанного второго пара (V2) и выполненный с возможностью конденсации второго пара (V2) при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой (CW), с получением таким образом третьего карбаматсодержащего раствора (C3), и имеющий выход для транспортировки третьего карбаматсодержащего раствора (C3) в реакционную зону высокого давления (R). Способ дополнительно включает добавление конденсатора карбамата под давлением ниже атмосферного (LLPC), выполненного с возможностью подвергания указанного третьего пара (V3) конденсации при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора (С4) и имеющего выход для транспортировки части или всего четвертого карбаматсодержащего раствора (С4) в реакционную зону высокого давления (R). Модифицированная установка предпочтительно представляет собой установку согласно настоящему изобретению и предпочтительно выполнена с возможностью осуществления способа производства карбамида согласно настоящему изобретению, предпочтительно с предпочтительными признаками способа и признаками установки, как описано выше в настоящем документе. На фиг. 4The method includes adding an existing low pressure carbamate condenser configured to subject the first vapor (V1) to condensation and an expansion system (F1, X1) to expand the third urea solution to a subatmospheric pressure, thereby obtaining an expanded third urea solution (U3a), if the existing installation does not contain such an expansion vessel. The method further includes adding a unit comprising a first low pressure carbamate condenser (LPC1) and a subatmospheric pressure decomposition device (LLPD), wherein the first low pressure carbamate condenser (LPC1) is configured to subject said first vapor (V1) to condensation to obtain thus the second carbamate-containing solution (C2) and the second vapor (V2) and the release of additional condensation heat (H3), wherein the first low pressure carbamate condenser (LPC1) has an outlet for transporting the second carbamate-containing solution (C2) to the high pressure reaction zone (R) , and wherein the subatmospheric pressure decomposition (LLPD) device is configured to subject said expanded third urea solution (U3a) to decomposition of carbamate using said additional heat of condensation (H3) from said first low pressure carbamate condenser (LPC1) by through a heat exchange wall (LPHX) between said first low pressure carbamate condenser (LPC1) and said subatmospheric pressure decomposition device (LLPD), thereby obtaining a fourth urea solution (U4) and a third vapor (V3). The method optionally further comprises modifying an existing low pressure carbamate condenser into a second low pressure carbamate condenser (LPC2) having an inlet for said second vapor (V2) and configured to condense the second vapor (V2) in indirect heat exchange with a cooling fluid (CW), thus obtaining a third carbamate-containing solution (C3), and having an outlet for transporting the third carbamate-containing solution (C3) to the high pressure reaction zone (R). The method further includes adding a subatmospheric pressure carbamate condenser (LLPC) configured to subject said third vapor (V3) to condensation by indirect heat exchange with a cooling fluid, thereby obtaining a fourth carbamate-containing solution (C4) and having an outlet for transporting part or all of fourth carbamate-containing solution (C4) into the high pressure reaction zone (R). The modified plant is preferably a plant according to the present invention and is preferably configured to carry out the urea production process according to the present invention, preferably with the preferred process features and plant features as described above herein. In FIG. 4

- 13 040954 представлен пример такого способа модификации существующей установки для производства карбамида. Существующая установка содержит секцию синтеза HP с реактором R, стриппером S и конденсатором карбамата HP HPCC и секцию регенерации LP, содержащую устройство для осуществления разложения LP LPD, а также существующий конденсатор LP, применяющий охлаждающую воду CW для пара V1 из LPD, например в виде кожухотрубного теплообменника с U-образным трубным пучком. Добавляют теплообменный блок, обеспечивающий первый конденсатор карбамата LP LPC1, а также устройство для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного LLPD, например сосуд в соответствии с описанием, предпочтительно кожухотрубный теплообменник с прямым трубным пучком, а также конденсатор карбамата под давлением ниже атмосферного LLPC. Добавленные в данном способе блоки обозначены штриховкой. Существующий конденсатор LP необязательно становится LPC2, принимающим пар V2 из добавленного блока LPC1. Карбаматный раствор С4 из LLPC, например, подают в LPC2, а карбаматный раствор C3 из LPC2, например, подают в LPC1. Альтернативно также можно применять конфигурацию, показанную на фиг. 2. Предпочтительно в модифицированной установке атмосферный конденсатор (АРС) имеет выход для пятого карбаматсодержащего раствора (С5), соединенный со вторым конденсатором карбамата низкого давления (LPC2).- 13 040954 presents an example of such a method of modifying an existing installation for the production of urea. The existing plant comprises an HP synthesis section with a reactor R, a stripper S and an HP HPCC carbamate condenser and an LP regeneration section containing a device for performing LP LPD decomposition, as well as an existing LP condenser using CW cooling water for the V1 steam from the LPD, for example in the form of a shell and tube heat exchanger with a U-shaped tube bundle. A heat exchanger unit is added to provide a first carbamate condenser LP LPC1, as well as a subatmospheric decomposition apparatus LLPD, such as a vessel as described, preferably a straight tube bundle shell and tube heat exchanger, and a subatmospheric carbamate condenser LLPC. The blocks added in this method are indicated by shading. The existing capacitor LP does not necessarily become LPC2 receiving the V2 pair from the added LPC1 block. The C4 carbamate solution from LLPC, for example, is fed to LPC2, and the C3 carbamate solution from LPC2, for example, is fed to LPC1. Alternatively, the configuration shown in FIG. 2. Preferably, in the modified plant, the atmospheric condenser (APC) has an outlet for the fifth carbamate-containing solution (C5) connected to a second low pressure carbamate condenser (LPC2).

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ модификации установки включает добавление секции обработки МР (МРР), предпочтительно адиабатического испарительного сосуда (MPF), как описано в настоящем документе.In yet another preferred embodiment, the plant retrofit method comprises adding an MP processing section (MPP), preferably an adiabatic flash vessel (MPF), as described herein.

Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно осуществляют на установке согласно настоящему изобретению. Установка согласно настоящему изобретению предпочтительно подходит для установки согласно настоящему изобретению. Предпочтения, описанные в связи с установкой, также применимы к способу. Предпочтения, описанные в связи со способом, также применимы к установке. В контексте настоящего документа HP составляет по меньшей мере 100 бар абс, например, 110-160 бар абс, МР составляет 20-60 бар абс, LP составляет 4-10 бар абс, атмосферное давление составляет 1-2 бар абс, например 1,0-1,8 бар абс, и давление ниже атмосферного (LLP) составляет менее 1,0 бар абс, например, 0,2-0,5 бар абс; эти диапазоны давления предназначены для технологических решений и необязательно одинаковы для пара и нагревающих текучих сред. Сокращение бар абс. означает бар абсолютного давления. Термин жидкостное сообщение относится к линии для потока (например, к трубкам или каналам), позволяющей жидкости проходить между двумя блоками, необязательно через несколько промежуточных блоков. Жидкостное сообщение не включает транспортировку газовой фазы, и, следовательно, два блока, соединенные испарителем, линией для потока пара и конденсатором, не находятся в жидкостном сообщении, хотя они находятся в сообщении по текучей среде (что включает как транспортировку газовой фазы, так и транспортировку жидкости). Первый блок находится в жидкостном сообщении со вторым блоком, например, если выход для жидкости первого блока соединен со входом конденсатора, а выход для жидкости конденсатора соединен со входом второго блока. Эффективность стриппера (альфа) определяется как количество аммиака, преобразованного в карбамид (и биурет), деленное на общее количество аммиака, которое обычно измеряют на выходе для жидкости стриппера. Это определение эквивалентно определению конверсии NH3 на основе выхода стриппера. Таким образом, альфа = (2* мас.% карбамида/60)/((2* мас.% карбамида/60)+(мас.% NH3/17)), измеренное на выходе для жидкости стриппера, причем мас.% NH3 включает в себя все соединения аммиака, включая карбамат аммония. Специалисту в данной области понятно, что эффективность стриппинга относится к чистоте карбамида на выходе для жидкости стриппера, а не к энергоэффективности стриппера.The method according to the present invention is preferably carried out in a plant according to the present invention. The installation according to the present invention is preferably suitable for the installation according to the present invention. The preferences described in connection with the installation also apply to the method. The preferences described in connection with the method also apply to the installation. In the context of this document, HP is at least 100 bar abs, e.g. 110-160 bar abs, MP is 20-60 bar abs, LP is 4-10 bar abs, atmospheric pressure is 1-2 bar abs, e.g. 1.0 -1.8 bar abs, and the pressure below atmospheric pressure (LLP) is less than 1.0 bar abs, for example, 0.2-0.5 bar abs; these pressure ranges are for process applications and are not necessarily the same for steam and heating fluids. Reducing bar abs. means bar absolute pressure. The term fluid communication refers to a flow line (eg, tubes or channels) allowing fluid to pass between two units, optionally through multiple intermediate units. Fluid communication does not include gas phase transport, and hence the two units connected by the evaporator, vapor flow line, and condenser are not in liquid communication, although they are in fluid communication (which includes both gas phase transport and liquids). The first block is in fluid communication with the second block, for example, if the liquid outlet of the first block is connected to the inlet of the condenser, and the liquid outlet of the condenser is connected to the inlet of the second block. Stripper efficiency (alpha) is defined as the amount of ammonia converted to urea (and biuret) divided by the total amount of ammonia, which is typically measured at the stripper fluid outlet. This definition is equivalent to the definition of NH3 conversion based on the stripper output. Thus, alpha = (2* wt.% urea/60)/((2* wt.% urea/60)+(wt.% NH 3 /17)), measured at the outlet of the stripper fluid, with wt.% NH 3 includes all ammonia compounds, including ammonium carbamate. One skilled in the art will understand that stripping efficiency refers to the purity of the urea at the stripper fluid outlet, not the energy efficiency of the stripper.

Конденсация в конденсаторе карбамата относится к так называемой конденсации карбамата, которая включает реакцию NH3 и CO2 с образованием карбамата аммония, который представляет собой жидкость, в результате чего газообразные NH3 и CO2 превращаются в жидкую фазу. Разложение карбамата относится к реакции диссоциации карбамата на NH3 и CO2.Carbamate condenser condensation refers to the so-called carbamate condensation, which involves the reaction of NH 3 and CO 2 to form ammonium carbamate, which is a liquid, whereby the gaseous NH 3 and CO 2 are converted into a liquid phase. Carbamate decomposition refers to the dissociation reaction of carbamate into NH 3 and CO 2 .

Пример 1.Example 1

Пример способа реализуется согласно схеме способа, представленной на фиг. 3. Стриппер HP работает с типовой эффективностью стриппинга (альфа), равной 0,63, и стриппер имеет на выходе подвергнутый стриппингу карбамидный раствор U1 при температуре 170-180°C и давлении 140-145 бар (HP) (все давления являются абсолютными), который адиабатически испаряется в MPF с получением испаренного карбамидного раствора U2a при давлении 20-30 бар (МР) и температуре 140-150°C. Поток U2a подают в устройство для осуществления разложения LPD для разложения карбамата, которое имеет ректификационную колонну, с получением потока U3 при давлении 5-8 бар (LP) и температуре 130-140°C, который испаряется в испарительном сосуде F1 до давления 1-1,3 бар и расширяется в клапане X1 до давления 0,3-0,5 бар (LLP) при температуре 60-70°C на входе LLPD. Необязательно в испарительный сосуд F1 добавляют некоторое количество свежего CO2 для коррекции N/C. Пар V3 из LLPD находится при температуре 70-85°C и давлении 0,3-0,5 бар. Карбамидный раствор U4 на выходе LLPD и входе PEV находится при давлении 0,3-0,5 бар и температуре 75-90°C, и его нагревают с получением карбамидного раствора U5 при давлении 125-135°C и температуре 0,3-0,5 бар. Пар V5 из MPF находится при давлении 20-30 бар и температуре 140-150°C и конденсируется в МРС с образованием карбаматного раствора С6 при давлении 20-30 бар и температуре 105-115°C. МРС представляет собой кожухотрубный теплообменAn example of the method is implemented according to the method diagram shown in FIG. 3. The HP stripper operates with a typical stripping efficiency (alpha) of 0.63 and the stripper outputs a stripped U1 urea solution at 170-180°C and 140-145 bar (HP) (all pressures are absolute) , which adiabatically vaporizes in the MPF to produce a vaporized urea solution U2a at a pressure of 20-30 bar (MP) and a temperature of 140-150°C. The U2a stream is fed into an LPD decomposition device for carbamate decomposition, which has a distillation column, to obtain a U3 stream at a pressure of 5-8 bar (LP) and a temperature of 130-140°C, which is evaporated in the flash vessel F1 to a pressure of 1-1 .3 bar and expands in valve X1 to a pressure of 0.3-0.5 bar (LLP) at a temperature of 60-70°C at the LLPD inlet. Optionally, some fresh CO2 is added to flash vessel F1 to correct N/C. Steam V3 from LLPD is at a temperature of 70-85°C and a pressure of 0.3-0.5 bar. The urea solution U4 at the LLPD outlet and the PEV inlet is at a pressure of 0.3-0.5 bar and a temperature of 75-90°C, and it is heated to obtain a urea solution U5 at a pressure of 125-135°C and a temperature of 0.3-0 .5 bar. Vapor V5 from MPF is at a pressure of 20-30 bar and a temperature of 140-150°C and condenses in MPC with the formation of carbamate solution C6 at a pressure of 20-30 bar and a temperature of 105-115°C. MRS is a shell-and-tube heat exchange

--

Claims (15)

ник для противоточного потока в кожухе и трубах с температурой на входе газа на стороне кожуха 140150°C, которая находится на том же конце, что и выходы труб для карбамидного раствора. LLPC нагревает охлаждающую воду CW от 32 до 35°C, раствор С4 на выходе LLPC находится при давлении 0,3-0,5 бар и температуре 35-40°C и закачивается в LPC2 с получением карбаматного раствора С3 при давлении 5-8 бар и температуре 75-85°C, нагревая охлаждающую воду CW от 55 до 65°C, которую подают в LPC1. Пар V2 из LPC1 находится при температуре 85-95°C и давлении 5-8 бар. Очень низкое энергопотребление составляет 580-660 кг пара на тонну карбамидного продукта. Кроме того, тепловая нагрузка конденсатора карбамата HP снижается на 37%. При отсутствии MPF (например, как показано на фиг. 1) попрежнему достигается низкое энергопотребление 720-800 кг пара на тонну карбамидного продукта. Эти значения потребления пара основаны на паре при давлении 18-23 бар абс. и температуре приблизительно 300°C; также можно применять, например, насыщенный пар при давлении 18-23 бар абс. В этом примере подвергнутый стриппингу карбамидный раствор U2 содержит в данном примере 44 мас.% карбамида, 15 мас.% NH3, 16 мас.% CO2 и 25 мас.% H2O. Карбамидный раствор U5 из PEV имеет концентрацию карбамида 86-95 мас.%, предпочтительно 93 мас.%. Карбамидный раствор U4 из LLPD имеет концентрацию карбамида 70-76 мас.%, предпочтительно 73 мас.%.nick for countercurrent flow in shell and pipes with gas inlet temperature at 140150°C on the side of the shell which is at the same end as the outlets of the urea solution pipes. LLPC heats cooling water CW from 32 to 35°C, C4 solution at the LLPC outlet is at a pressure of 0.3-0.5 bar and a temperature of 35-40°C and is pumped into LPC2 to obtain C3 carbamate solution at a pressure of 5-8 bar and a temperature of 75-85°C, heating the cooling water CW from 55 to 65°C, which is fed into the LPC1. Steam V2 from LPC1 is at a temperature of 85-95°C and a pressure of 5-8 bar. Very low energy consumption is 580-660 kg of steam per ton of urea product. In addition, the heat load of the HP carbamate condenser is reduced by 37%. In the absence of MPF (eg as shown in FIG. 1) a low energy consumption of 720-800 kg of steam per tonne of urea product is still achieved. These steam consumption figures are based on steam at 18-23 bar abs. and a temperature of approximately 300°C; it is also possible to use, for example, saturated steam at a pressure of 18-23 bar abs. In this example, the stripped urea solution U2 contains in this example 44 wt.% urea, 15 wt.% NH3, 16 wt.% CO 2 and 25 wt.% H 2 O. The U5 urea solution from PEV has a urea concentration of 86-95 wt.%, preferably 93 wt.%. The urea solution U4 from LLPD has a urea concentration of 70-76% by weight, preferably 73% by weight. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ производства карбамида, включающий стадии, на которых:1. A method for the production of carbamide, including the stages in which: A) создают условия для образования карбамида из аммиака и диоксида углерода в реакционной зоне (R) высокого давления с образованием первого карбамидного раствора (U1), который также содержит карбамат;A) creating conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide in the reaction zone (R) high pressure with the formation of the first urea solution (U1), which also contains carbamate; B) подвергают первый карбамидный раствор стриппингу (S) высокого давления (HP) для разложения карбамата с применением тепла (H1, S1) с получением потока газа (SG) и второго карбамидного раствора (U2), также содержащего карбамат, и подвергают указанный поток газа (SG) конденсации в конденсаторе (НРСС) карбамата высокого давления с образованием первого карбаматсодержащего раствора (С1) и выделением тепла конденсации (Н2, S2), причем карбаматсодержащий раствор (С1) подают в реакционную зону высокого давления;B) subjecting the first urea solution to high pressure (HP) stripping (S) to decompose the carbamate using heat (H1, S1) to obtain a gas stream (SG) and a second urea solution (U2) also containing carbamate, and subjecting said gas stream to (SG) condensing in a high pressure carbamate condenser (HPCC) to form a first carbamate-containing solution (C1) and generating heat of condensation (H2, S2), wherein the carbamate-containing solution (C1) is fed into the high pressure reaction zone; C) подвергают указанный второй карбамидный раствор (U2) разложению карбамата под низким давлением или первой обработке указанного второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении (МРР) и подвергают обработанный второй карбамидный раствор (U2a) разложению под низким давлением, причем указанное разложение карбамата под низким давлением включает нагревание в устройстве (LPD) для осуществления разложения под низким давлением карбамидного раствора (U2, U2a), содержащего карбамат, с помощью указанного тепла конденсации (Н2, S2) из конденсатора карбамата высокого давления для разложения карбамата с получением таким образом первого пара (V1) и третьего карбамидного раствора (U3), также содержащего карбамат, и расширения третьего карбамидного раствора до давления ниже атмосферного (F1, X1) с получением таким образом расширенного третьего карбамидного раствора (U3a);C) subjecting said second urea solution (U2) to low pressure decomposition of carbamate or first treatment of said second urea solution (U2) at medium pressure (MPP) and subjecting said second urea solution (U2a) to low pressure decomposition, said carbamate decomposition under low pressure includes heating in a device (LPD) to carry out decomposition under low pressure of a urea solution (U2, U2a) containing carbamate, using the specified heat of condensation (H2, S2) from the high pressure carbamate condenser to decompose the carbamate, thus obtaining the first vapor (V1) and a third urea solution (U3) also containing carbamate, and expanding the third urea solution to subatmospheric pressure (F1, X1) to thereby obtain an expanded third urea solution (U3a); D) подвергают указанный первый пар (V1) конденсации в первом конденсаторе (LPC1) карбамата низкого давления с получением второго карбаматсодержащего раствора (С2) и второго пара (V2) и выделением дополнительного тепла конденсации (H3), причем первый конденсатор карбамата низкого давления имеет выход для второго карбаматсодержащего раствора (С2), который находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны (R) высокого давления, и подвергают указанный расширенный третий карбамидный раствор (U3a) разложению карбамата в устройстве (LLPD) для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного с применением указанного дополнительного тепла конденсации (H3) из указанного первого конденсатора (LPC1) карбамата низкого давления путем теплообмена через теплообменную стенку (LPHX) между указанным первым конденсатором (LPC1) карбамата низкого давления и указанным устройством (LLPD) для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного с получением таким образом четвертого карбамидного раствора (U4) и третьего пара (V3); иD) subjecting said first vapor (V1) to condensation in a first low pressure carbamate condenser (LPC1) to obtain a second carbamate-containing solution (C2) and a second vapor (V2) and releasing additional heat of condensation (H3), wherein the first low pressure carbamate condenser has an outlet for the second carbamate-containing solution (C2) which is in fluid communication with the inlet of the high-pressure reaction zone (R), and subjecting said expanded third urea solution (U3a) to decomposition of carbamate in a device (LLPD) to carry out decomposition under subatmospheric pressure using said additional heat of condensation (H3) from said first low pressure carbamate condenser (LPC1) by exchanging heat through a heat exchange wall (LPHX) between said first low pressure carbamate condenser (LPC1) and said device (LLPD) for performing decomposition under subatmospheric pressure to obtain such in the manner of the fourth carba mid solution (U4) and third steam (V3); And Е) подвергают указанный третий пар (V3) конденсации в конденсаторе (LLPC) карбамата под давлением ниже атмосферного при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора (С4).E) subjecting said third vapor (V3) to condensation in a subatmospheric carbamate condenser (LLPC) in indirect heat exchange with a cooling fluid, thereby obtaining a fourth carbamate-containing solution (C4). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конденсатор (LLPC) карбамата под давлением ниже атмосферного имеет выход по меньшей мере для части четвертого карбаматсодержащего раствора (С4), который находится в жидкостном сообщении с реакционной зоной (R) высокого давления.2. Process according to claim 1, characterized in that the subatmospheric carbamate condenser (LLPC) has an outlet for at least a portion of the fourth carbamate-containing solution (C4) which is in fluid communication with the high pressure reaction zone (R). 3. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий подвергание указанного второго пара (V2) конденсации во втором конденсаторе (LPC2) карбамата низкого давления при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой (CW) с получением таким образом третьего карбаматсодержащего раствора (C3), причем второй конденсатор (LPC2) карбамата низкого давления имеет выход для третьего карбаматсодержащего раствора (C3), который находится в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны (R) высокого давления.3. The method according to claim 1 or 2, further comprising subjecting said second vapor (V2) to condensation in a second low pressure carbamate condenser (LPC2) in indirect heat exchange with a cooling fluid (CW), thereby obtaining a third carbamate-containing solution (C3), wherein the second low pressure carbamate condenser (LPC2) has an outlet for a third carbamate-containing solution (C3) which is in fluid communication with the high pressure reaction zone (R) inlet. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что расширение третьего 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the extension of the third - 15 040954 карбамидного раствора до давления ниже атмосферного включает атмосферное испарение (F1) с получением четвертого пара (V4) и карбамидного раствора, который дополнительно расширяют до давления ниже атмосферного с получением расширенного третьего карбамидного раствора (U3a), и причем способ включает конденсацию четвертого пара (V4) в конденсаторе (АРС) атмосферного давления с получением пятого карбаматсодержащего раствора (С5) и подачу пятого карбаматсодержащего раствора (С5) в указанный первый конденсатор (LPC1) карбамата низкого давления и/или в указанный второй конденсатор (LPC2) карбамата низкого давления.- 15 040954 subatmospheric urea solution includes atmospheric evaporation (F1) to obtain a fourth vapor (V4) and a urea solution, which is further expanded to a subatmospheric pressure to obtain an expanded third urea solution (U3a), and moreover, the method includes condensing the fourth vapor (V4) in an atmospheric pressure condenser (APC) to obtain a fifth carbamate-containing solution (C5) and feeding the fifth carbamate-containing solution (C5) to said first low-pressure carbamate condenser (LPC1) and/or to said second low-pressure carbamate condenser (LPC2). 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий первую обработку указанного второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении (МРР), причем в результате указанной обработки получают обработанный второй карбамидный раствор (U2a), дополнительно содержащий карбамат, и пятый пар (V5), и конденсацию указанного пятого пара в конденсаторе (МРС) среднего давления с получением шестого карбаматсодержащего раствора (С6), причем указанный второй карбаматсодержащий раствор (С2) из указанного первого конденсатора (LPC1) карбамата низкого давления и/ или третий карбаматсодержащий раствор (C3) из второго конденсатора (LPC2) карбамата низкого давления подают в указанный конденсатор (МРС) среднего давления, и при этом указанный конденсатор (МРС) среднего давления имеет выход для шестого карбаматсодержащего раствора (С6), находящийся в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны (R) высокого давления, причем способ дополнительно включает подвергание обработанного второго карбамидного раствора (U2a) указанному разложению карбамата под низким давлением (LPD) и нагревание указанного четвертого карбамидного раствора (U4) в предварительном испарителе (PEV) для испарения воды с применением тепла конденсации (Н4), выделенного в указанном конденсаторе (МРС) среднего давления, с получением пятого карбамидного раствора (U5) и шестого пара (V6).5. Process according to any one of the preceding claims, comprising first treating said second urea solution (U2) at medium pressure (MPP), said treatment yielding a treated second urea solution (U2a) further containing carbamate, and a fifth pair (V5) , and condensing said fifth vapor in a medium pressure condenser (MPC) to obtain a sixth carbamate-containing solution (C6), wherein said second carbamate-containing solution (C2) from said first low-pressure carbamate condenser (LPC1) and/or a third carbamate-containing solution (C3) from the second low pressure carbamate condenser (LPC2) is fed into said medium pressure condenser (MPC), wherein said medium pressure condenser (MPC) has an outlet for a sixth carbamate-containing solution (C6) in fluid communication with the inlet of the high pressure reaction zone (R). pressure, the method further comprising subjecting the treated second urea solution (U2a) to said low pressure decomposition of carbamate (LPD) and heating said fourth urea solution (U4) in a pre-evaporator (PEV) to evaporate water using the heat of condensation (H4) released in said medium pressure condenser (MPC), with obtaining the fifth carbamide solution (U5) and the sixth pair (V6). 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанная обработка при среднем давлении включает адиабатическое быстрое испарение второго карбамидного раствора (U2) в испарительном сосуде (MPF) среднего давления, причем обработанный карбамидный раствор представляет собой испаренный второй карбамидный раствор (U2a).6. Process according to claim 5, wherein said medium pressure treatment comprises adiabatically flashing the second urea solution (U2) in a medium pressure flash vessel (MPF), wherein the treated urea solution is the vaporized second urea solution (U2a). 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанная обработка при среднем давлении включает нагревание второго карбамидного раствора (U2) в устройстве для осуществления разложения под средним давлением с разложением таким образом карбамата.7. Method according to claim 5, characterized in that said medium pressure treatment comprises heating the second urea solution (U2) in a medium pressure decomposition apparatus, thereby decomposing the carbamate. 8. Способ по любому из пп.3-7, отличающийся тем, что третий карбаматсодержащий раствор (C3) подают в первый конденсатор (LPC1) карбамата низкого давления, причем четвертый карбаматсодержащий раствор (С4) подают во второй конденсатор (LPC2) карбамата низкого давления.8. Method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the third carbamate-containing solution (C3) is fed into the first low-pressure carbamate condenser (LPC1), wherein the fourth carbamate-containing solution (C4) is fed into the second low-pressure carbamate condenser (LPC2) . 9. Способ по любому из пп.3-7, отличающийся тем, что указанный второй карбаматсодержащий раствор (С2) подают из указанного первого конденсатора (LPC1) карбамата низкого давления в указанный второй конденсатор (LPC2) карбамата низкого давления, причем четвертый карбаматсодержащий раствор (С4) подают в первый конденсатор (LPC1) карбамата низкого давления.9. Method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that said second carbamate-containing solution (C2) is fed from said first low-pressure carbamate condenser (LPC1) to said second low-pressure carbamate condenser (LPC2), wherein the fourth carbamate-containing solution ( C4) is fed into the first low pressure carbamate condenser (LPC1). 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в стриппере высокого давления в качестве стриппинг-газа применяют CO2, и эффективность стриппинга составляет 60-70%.10. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the high pressure stripper uses CO 2 as the stripping gas and the stripping efficiency is 60-70%. 11. Установка для производства карбамида (UP), предназначенная для осуществления способа по любому из пп.1-10, содержащая:11. Installation for the production of urea (UP), designed to implement the method according to any one of claims 1 to 10, containing: А) реакционную зону (R) высокого давления для создания условий образования карбамида из аммиака и диоксида углерода с образованием первого карбамидного раствора (U1), который также содержит карбамат;A) a high pressure reaction zone (R) to create conditions for the formation of urea from ammonia and carbon dioxide with the formation of the first urea solution (U1), which also contains carbamate; B) стриппер (S) высокого давления для подвергания первого карбамидного раствора стриппингу высокого давления для разложения карбамата с применением тепла (H1, S1) с образованием таким образом потока газа (SG) и второго карбамидного раствора (U2), также содержащего карбамат, и конденсатор (НРСС) карбамата высокого давления для подвергания указанного потока газа (SG) конденсации с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора (С1) и выделением тепла конденсации (Н2, S2);B) a high pressure stripper (S) for subjecting the first urea solution to high pressure stripping to decompose carbamate using heat (H1, S1), thereby forming a gas stream (SG) and a second urea solution (U2) also containing carbamate, and a condenser (HPC) high pressure carbamate for subjecting said gas stream (SG) to condensation, thereby forming a first carbamate-containing solution (C1) and releasing heat of condensation (H2, S2); C) устройство (LPD) для осуществления разложения под низким давлением, причем устройство (LPD) для осуществления разложения под низким давлением выполнено с возможностью подвергания указанного второго карбамидного раствора (U2) разложению при низком давлении, или установка выполнена с возможностью первоначальной обработки по меньшей мере части второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении (МРР) в секции (МРР) среднего давления с получением обработанного второго карбамидного раствора, и устройство (LPD) для осуществления разложения под низким давлением выполнено с возможностью подвергания указанного обработанного второго карбамидного раствора разложению под низким давлением, причем указанное разложение карбамата под низким давлением включает нагревание карбамидного раствора, содержащего карбамат, с применением указанного тепла конденсации (Н2, S2) из конденсатора карбамата высокого давления для разложения карбамата с получением таким образом первого пара (V1) и третьего карбамидного раствора (U3), также содержащего карбамат, и расширительную систему (F1, X1) для расширения третьего карбамидного раствора до давления ниже атмосферного с получением расширенного третьего карбамидного раствора (U3a);C) a low pressure decomposition device (LPD), wherein the low pressure decomposition device (LPD) is configured to subject said second urea solution (U2) to decomposition at low pressure, or the plant is configured to initially treat at least part of the second urea solution (U2) at medium pressure (MPP) in the medium pressure section (MPP) to obtain a treated second urea solution, and a low pressure decomposition device (LPD) is configured to subject said treated second urea solution to low pressure decomposition. pressure, wherein said low pressure decomposition of the carbamate comprises heating a carbamate containing urea solution using said heat of condensation (H2, S2) from a high pressure carbamate condenser to decompose the carbamate, thereby producing a first vapor (V1) and a third carbamate an ideous solution (U3) also containing carbamate, and an expansion system (F1, X1) for expanding the third urea solution to subatmospheric pressure to obtain an expanded third urea solution (U3a); - 16 040954- 16 040954 D) первый конденсатор (LPC1) карбамата низкого давления для подвергания указанного первого пара (V1) конденсации с получением таким образом второго карбаматсодержащего раствора (С2) и второго пара (V2) и выделением дополнительного тепла конденсации (H3), причем первый конденсатор (LPC1) карбамата низкого давления имеет выход для второго карбаматсодержащего раствора (С2), находящийся в жидкостном сообщении с реакционной зоной (R) высокого давления, и устройство (LLPD) для осуществления разложения под давлением ниже атмосферного для подвергания указанного расширенного третьего карбамидного раствора (U3a) разложению карбамата с помощью указанного дополнительного тепла конденсации (H3) из указанного первого конденсатора (LPC1) карбамата низкого давления путем теплообмена через теплообменную стенку (LPHX) между указанным первым конденсатором (LPC1) карбамата низкого давления и указанным устройством (LLPD) для разложения под давлением ниже атмосферного с получением таким образом четвертого карбамидного раствора (U4) и третьего пара (V3); иD) a first low pressure carbamate condenser (LPC1) for subjecting said first vapor (V1) to condensation, thereby obtaining a second carbamate-containing solution (C2) and a second vapor (V2) and generating additional condensation heat (H3), wherein the first condenser (LPC1) low pressure carbamate has an outlet for a second carbamate solution (C2) in fluid communication with the high pressure reaction zone (R) and a subatmospheric decomposition device (LLPD) for subjecting said expanded third urea solution (U3a) to decomposition of the carbamate with said additional heat of condensation (H3) from said first low pressure carbamate condenser (LPC1) by heat exchange through a heat exchange wall (LPHX) between said first low pressure carbamate condenser (LPC1) and said subatmospheric decomposition device (LLPD) with thus obtaining the fourth arbamide solution (U4) and third steam (V3); And Е) конденсатор (LLPC) карбамата под давлением ниже атмосферного, выполненный с возможностью подвергания указанного третьего пара (V3) конденсации при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой с получением таким образом четвертого карбаматсодержащего раствора (С4).E) a subatmospheric carbamate condenser (LLPC) configured to subject said third vapor (V3) to condensation by indirect heat exchange with a cooling fluid, thereby obtaining a fourth carbamate-containing solution (C4). 12. Установка для производства карбамида по п.11, в которой конденсатор (LLPC) карбамата под давлением ниже атмосферного имеет выход для всего или части четвертого карбаматсодержащего раствора (С4), находящийся в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны высокого давления (R).12. The urea production plant of claim 11, wherein the subatmospheric carbamate condenser (LLPC) has an outlet for all or part of the fourth carbamate-containing solution (C4) in fluid communication with the inlet of the high pressure reaction zone (R). 13. Установка для производства карбамида по п.11 или 12, дополнительно содержащая второй конденсатор (LPC2) карбамата низкого давления, выполненный с возможностью подвергания указанного второго пара (V2) конденсации при косвенном теплообмене с охлаждающей текучей средой (CW), с получением таким образом третьего карбаматсодержащего раствора (C3), и имеющий выход для третьего карбаматсодержащего раствора (C3), находящийся в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны (R) высокого давления.13. The plant for the production of urea according to claim 11 or 12, further comprising a second low pressure carbamate condenser (LPC2), configured to subject said second vapor (V2) to condensation by indirect heat exchange with a cooling fluid (CW), thereby obtaining a third carbamate-containing solution (C3) and having an outlet for the third carbamate-containing solution (C3) in fluid communication with the inlet of the high pressure reaction zone (R). 14. Установка для производства карбамида по любому из пп.11-13, отличающаяся тем, что установка содержит секцию (МРР) обработки среднего давления для обработки указанного второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении, причем в результате указанной обработки получают обработанный второй карбамидный раствор (U2a), также содержащий карбамат, и пятый пар (V5), причем указанная установка дополнительно содержит конденсатор (МРС) среднего давления для конденсации указанного пятого пара с получением шестого карбаматсодержащего раствора (С6) и имеющий выход для указанного второго карбаматного раствора (С2) из указанного первого конденсатора (LPC1) карбамата низкого давления и/или выход для третьего карбаматсодержащего раствора (C3) из второго конденсатора (LPC2) карбамата низкого давления, соединенный с указанным конденсатором (МРС) среднего давления, и при этом указанный конденсатор (МРС) среднего давления имеет выход для шестого карбаматсодержащего раствора (С6), находящийся в жидкостном сообщении со входом реакционной зоны (R) высокого давления, причем секция (МРР) обработки среднего давления имеет выход для указанного обработанного второго карбамидного раствора (U2a), соединенный с указанным устройством (LPD) для осуществления разложения карбамата под низким давлением, причем установка дополнительно содержит предварительный испаритель (PEV) для нагрева указанного четвертого карбамидного раствора (U4) для испарения воды с применением тепла конденсации (Н4), выделяемого в указанном конденсаторе (МРС) среднего давления, с получением таким образом пятого карбамидного раствора (U5) и шестого пара (V6), причем секция (МРР) обработки среднего давления представляет собой испарительный сосуд среднего давления (MPF) для адиабатического быстрого испарения второго карбамидного раствора (U2).14. A plant for the production of urea according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the plant comprises a medium pressure processing section (MPP) for processing said second urea solution (U2) at medium pressure, wherein said processing results in a treated second urea solution (U2a) also containing carbamate, and a fifth vapor (V5), wherein said plant further comprises a medium pressure condenser (MPC) for condensing said fifth vapor to obtain a sixth carbamate-containing solution (C6) and having an outlet for said second carbamate solution (C2 ) from said first low pressure carbamate condenser (LPC1) and/or an outlet for a third carbamate-containing solution (C3) from a second low pressure carbamate condenser (LPC2) connected to said medium pressure condenser (MPC), and said condenser (MPC) medium pressure has an outlet for the sixth carbamate-containing solution (C6), which is in liquid in direct communication with the inlet of the high pressure reaction zone (R), wherein the medium pressure treatment section (MPP) has an outlet for said treated second carbamide solution (U2a) connected to said device (LPD) for carrying out low pressure carbamate decomposition, wherein the installation is additionally contains a pre-evaporator (PEV) for heating said fourth urea solution (U4) to evaporate water using the heat of condensation (H4) generated in said medium pressure condenser (MPC), thereby obtaining a fifth urea solution (U5) and a sixth vapor ( V6), wherein the medium pressure treatment section (MPP) is a medium pressure flash vessel (MPF) for adiabatically flashing the second urea solution (U2). 15. Способ модификации существующей установки для производства карбамида для получения установки для производства карбамида по п.11, причем существующая установка для производства карбамида содержит:15. A method for modifying an existing urea plant to obtain a urea plant according to claim 11, wherein the existing urea plant comprises: A) реакционную зону (R) высокого давления для образования первого карбамидного раствора (U1), который также содержит карбамат;A) a high pressure reaction zone (R) to form a first urea solution (U1) which also contains carbamate; B) стриппер (S) высокого давления для подвергания первого карбамидного раствора стриппингу высокого давления для разложения карбамата с применением тепла (H1, S1) с образования таким образом потока газа (SG) и второго карбамидного раствора (U2), также содержащего карбамат, и конденсатор (НРСС) карбамата высокого давления для подвергания указанного потока газа (SG) конденсации с образованием таким образом первого карбаматсодержащего раствора (С1) и выделением тепла конденсации (Н2, S2), причем конденсатор (НРСС) карбамата высокого давления имеет соединение для подачи карбаматсодержащего раствора (С1) в реакционную зону высокого давления;B) a high pressure stripper (S) for subjecting the first urea solution to high pressure stripping to decompose the carbamate using heat (H1, S1) to thereby form a gas stream (SG) and a second urea solution (U2) also containing carbamate, and a condenser (HPCC) of high pressure carbamate for subjecting said gas stream (SG) to condensation, thereby forming a first carbamate-containing solution (C1) and generating heat of condensation (H2, S2), wherein the high-pressure carbamate condenser (HPCC) has a connection for supplying a carbamate-containing solution ( C1) into the high pressure reaction zone; C) устройство (LPD) для осуществления разложения под низким давлением, причем устройство (LPD) для осуществления разложения под низким давлением выполнено с возможностью подвергания указанного второго карбамидного раствора (U2) разложению под низким давлением, или устройство (LPD) для осуществления разложения под низким давлением выполнено с возможностью подвергания обработанного второго карбамидного раствора разложению карбамата под низким давлением, и при этом существующая установка выполнена с возможностью первоначальной обработки указанного второго карбамидного раствора (U2) при среднем давлении (МРР) в секции среднего давления с получением ука-C) a low pressure decomposition device (LPD), wherein the low pressure decomposition device (LPD) is configured to subject said second urea solution (U2) to low pressure decomposition, or a low pressure decomposition device (LPD). pressure is configured to subject the treated second urea solution to decomposition of carbamate under low pressure, and while the existing installation is configured to initially process the specified second urea solution (U2) at medium pressure (MPP) in the medium pressure section to obtain indicated
EA202191768 2018-12-21 2019-12-18 METHOD AND PLANT FOR PRODUCING UREA WITH HEAT INTEGRATION IN LOW PRESSURE REGENERATION SECTION EA040954B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18215356.9 2018-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040954B1 true EA040954B1 (en) 2022-08-24

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113195449B (en) Process and plant for urea production with heat integration in the low-pressure recovery section
US9505712B2 (en) Method and apparatus for the production of urea from ammonia and carbon dioxide
RU2506118C2 (en) METHOD AND PLANT FOR PRODUCTION OF UREA SOLUTION USED IN SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOx
US10315925B2 (en) Method and plant for producing urea-ammonium nitrate (UAN)
SU1494865A3 (en) Method of producing urea
RU2412163C2 (en) Method and apparatus for producing urea
WO2016099269A1 (en) Process for urea production
RU2721699C2 (en) Method for production of urea with high-temperature stripping
CA2779841C (en) A urea stripping process for the production of urea
CA3023104C (en) Controlling biuret in urea production
EA040954B1 (en) METHOD AND PLANT FOR PRODUCING UREA WITH HEAT INTEGRATION IN LOW PRESSURE REGENERATION SECTION
RU2316542C2 (en) Method and the installation used for production of carbamide
US11795140B2 (en) Urea production with triple MP streams
RU2809633C1 (en) Method and unit for urea synthesis
RU2808666C2 (en) Method for urea synthesis
CN113574049B (en) Process and apparatus for urea production
JP2024506980A (en) Plant with urea production process and parallel MP unit
WO2024080874A1 (en) Urea and melamine production
EA041944B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING UREA
AU702000B2 (en) Method and apparatus for recovering condensables in vapor from a urea vacuum evaporator