KR20010020685A - 암모니아 생산공장과 요소생산공장의 동시적 현대화 방법 - Google Patents
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Abstract
요소합성과 암모니아 합성을 위한 기존의 지대에 공급되는 예정된 양의 수용액내 카바메이트와 가스상내 수소 및 질소를 획득하기 위해서 암모니아 합성공장 및 요소합성 공장의 동시적 현대화 방법은 카바메이트 분해 지대를 배치시킨다.
이러한 방법 덕택에 기존의 탈탄, 메탄화 및 압축지대를 대체하거나 과부화를 주지 않으면서 생산용량을 크게 증가시키며 동시에 요소 및 암모니아 공장의 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 암모니아 제조 공장 및 요소 제조 공장을 동시에 현대화하는 방법에 관계한다.
특히 본 발명은 직렬로 제공되는 일산화탄소, 수소, 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 제조지대, 일산화탄소 전환지대, 탈탄지대, 메탄화지대, 암모니아 합성가스 압축지대 및 암모니아 합성지대를 포함하는 암모니아 제조 공장과 직렬로 제공되는 이산화탄소 압축지대, 요소 합성 지대 및 요소 회수 지대를 포함하는 요소 제조 공장을 동시에 현대화하는 방법에 관계한다.
"현대화"란 성능을 향상시키고 에너지 소모를 감소시키고 전환율과 생산용량을 증가시킬 목적으로 기존 공장을 변경함을 의미한다.
"동시적 현대화"란 고압 합성지대(합성 루우프)와 탈탄, 메탄화 및 압축지대의 주설비를 유지하면서 생산 용량을 증가시키기 위해서 기존의 암모니아 제조 공장과 요소 제조 공장이 동시에 관련되는 현대화를 의미한다.
또한 본 발명은 암모니아와 요소의 조합된 제조 공정과 이러한 공정을 실시하는 공장에도 관계한다.
본 발명은 암모니아 공장과 요소 공장이 서로 친밀하게 관계될 경우에, 즉 제조된 암모니아의 많은 이 요소로 전환되고 그것을 암모니아 합성가스 제조시 부산물로 수득된 이산화탄소와 반응시킬 경우에 특별한 용도를 가진다.
암모니아와 요소 제조 측면에서 용량과 공정효율을 증가시킬 필요성과 더 낮추어진 투자 및 작동비용과 에너지 소모가 더욱 필요하다.
이러한 목적으로 당해분야에서 합성 반응기의 변경, 합성 반응기의 상류 또는 하류 장치를 더 큰 용량의 장치로 대체, 또는 기존 장치에 추가적인 새로운 장치 제공 등에 기초하여 기존의 암모니아 및 요소 제조 공장을 현대화 시키는 방법이 제안되었다.
예컨대 EP-O 202 454 에서 암모니아 합성 반응기의 현대화 방법이 발표되는데,
반응기 전환율 증가와 암모니아 공장의 생산용량 증대를 위해서 촉매 베드가 축방향 타입에서 축방향 타입에서 축방향/방사형 타입으로 변환된다.
EP-A-O 796 244 에서 요소 제조 공장의 현대화 방법이 발표되는데, 합성 반응기에 재순환될 수용액에서 카바메이트를 부분 분해하는 단계를 포함한다. 이 방법을 써서 합성반응기로 재순환될 물을 크게 감소시킬 수 있어서 전환율과 공장의 생산용량을 증대시킬 수 있다.
서로 관련있는 기존의 암모니아 및 제조공장에서 생산용량이 동시에 증가될 필요가 있을 때 나타나는 문제점은 합성 반응기 상류 지대의 용량이 증가한다는 것이다.
특히 요소 합성 지대는 공급되는 이산화탄소를 포함한 흐름의 압축지대와 암모니아 합성 루우프내의 냉동 싸이클 콤프레서 뿐만 아니라 암모니아 합성 가스의 탈탄, 메탄화 및 압축지대가 용량 증가에 대해 병목현상이 일어나서 불가피한 반응물 유독 증가에 의해 빠르게 과부하를 받는다.
이러한 문제는 기존의 공장이 이미 공지 기술에 따른 현대화를 받아서 앞서 언급된 지대 또는 장치가 이미 작동 한계에 있을 경우에 더욱 심각하다.
이러한 경우에 공지기술에 따른 현대화 방법은 각 합성 반응기 상류의 다양한 지대의 총 용량을 증가시키기 위해서 기존의 장치를 더 큰 용량의 장치로 대체하거나 기존의 장치에 새로운 장치를 병렬로 추가할 뿐이다.
이러한 방법은 투자비용 및 에너지 소모에 악영향을 미치며, 또한 공지기술에 따른 현대화 방법의 실시는 매우 복잡하다.
상기 문제점 때문에 생산 용량을 증가시키고 최소한의 투자로 에너지 소모를 감소시키기 위해서 새로운 공장을 실현하는 것 대신에 기존의 공장을 변경시키는데 대한 증가된 관심에도 불구하고 암모니아 및 요소 제조공장의 변경은 지금까지 투자비용이 높고 때때로 새로운 공장을 건축할 비용에 필적한다. 게다가 공지기술에 따른 현대화 방법을 사용하면 생산 용량은 증대되나 전환율이 희생되며 에너지 소모가 크다.
본 발명의 과제는 제조 용량을 증가시키고 저렴한 투자비용으로 에너지 소모가 적으며 기술적으로 실시하기 용이한 암모니아 제조 공장 및 요소 제조 공장의 동시적 현대화 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 공지기술에 따른 요소제조공장 및 암모니아 제조공장을 보여주는 블록선도이다.
도 2는 본 발명에 따라 도1 공장의 현대화 결과 암모니아와 요소를 동시에 제조하는 공장을 보여주는 블록선도이다.
도 3은 도 2의 상세도이다.
* 부호설명
1 ... 암모니아 제조공장 2 ... 요소제조 공장
3 ... 암모니아 합성가스 제조 지대 4 ... 일산화 탄소전환 지대
5 ... 탈탄 지대 6 ... 메탄화 지대
7 ... 암모니아 합성 가스 압축 지대
8 ... 암모니아 합성지대 9 ... 이산화탄소 압축 지대
10 ... 요소합성지대 11 ... 요소 회수 지대
12,13,14,15,17,18,19,20,21,22,23,26,27,28,29,30,31,32,33,36,37,38,43
... 이송 수단
24 ... 카바메이트 합성 지대 25 ... 카바메이트 분해지대
34 ... 카바메이트 합성 지대 35 ... 카바메이트 분해 지대
40 ... 메탄화 장치 41 ... 건조 장치
44 ... 분리기 46,47,48 ... 챔버
49,50 ... 흡수기
본 발명에 따르면 상기 과제는 다음 단계를 포함하는 방법에 의해 해결된다:
- 카바메이트 합성지대와 카바메이트 분해지대를 제공하고;
- 이산화탄소, 수소 및 질소로 구성된 압축된 암모니아 합성 가스를 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단을 제공하고;
- 암모니아 합성지대에서 수득되는 암모니아, 수소 및 질소로 구성된 흐름의 일부를 카바메이트 합성 지대도 이송하는 수단을 제공하고 ;
- 요소회수지대로 부터 나온 수용액내 카바메이트로 구성된 흐름의 일부를 카바메이트 분해지대로 이송하는 수단을 제공하고;
- 분해지대에서 수득된 증기상내 암모니아와 이산화탄소로 구성된 흐름으로 요소 합성지대로 이동하는 수단을 제공하고;
- 카바메이트 분해지대에서 수득된 수용액내 희석된 카바메이트로 구성된 흐름을 카바메이트 합성지대로 이동하는 수단을 제공하고;
- 카바메이트 합성지대에서 수득된 수소와 질소로 구성된 가스흐름을 암모니아 합성지대로 이동하는 수단을 제공하고;
- 카바메이트 합성지대에서 수득된 수용액내 카바메이트로 구성된 흐름을 카바메이트 분해지대나 요소합성지대로 이송하는 수단을 제공하는 단계.
본 발명은 암모니아 및 요소 공장의 제조용량을 크게 증가시키며 단순하고 효율적인 방식으로 두 공장간 부분적 집적을 실현하여서 용량 증가에 관련되지 않은 합성지대 상류 장치의 병목현상을 제거한다.
다시 말하자면 암모니아 및 요소공장의 기존 지대에 연결된 추가 카바메이트 합성 및 분해지대를 제공한 덕택으로 탈탄, 메탄화 및 압축지대를 통한 반응물의 유속을 증가시키지 않으면서 이러한 공장의 제조용량을 증가시키고 최적으로 작동시킬 수 있다.
사실상 암모니아 및 요소의 제조용량을 증가시키는데 필요한 반응물의 양은 기존의 탈탄, 메탄화 및 압축지대와 무관한 추가 카바메이트 합성 및 분해지대에서 생성될 수 있다.
특히 카바메이트 합성지대 덕택에 암모니아 합성을 위한 추가 반응물로서 수소와 질소를 포함한 가스흐름이 수득되며, 카바메이트 분해지대 덕택에 요소합성을 위한 추가 반응물로서 암모니아와 이산화탄소를 포함한 가스흐름이 수득된다.
본 발명의 방법에 따른 추가 장점은 요소회수지대에서 나오는 수용액내 카바메이트 흐름의 적어도 일부를 부분 분해 처리하도록 추가 카바메이트 분해지대를 제공함으로써 카바메이트 합성지대로 고함량의 물을 함유한 용액을 공급하며 동시에 요소합성 반응기에 암모니아와 무수 이산화탄소를 포함한 흐름을 공급하여서 반응기에서 H2O/CO2몰비율을 감소시켜 요소 전환율을 증가시킬 수 있다는 것이다.
이러한 특징은 요소공장의 제조용량이 증가되고 전환율이 증가하고 에너지 소모가 현저하게 감소되므로 유리하다.
따라서 요소합성 반응기에서 낮은 H2O/CO2몰비를 유지할 수 있으며, 요소 회수지대에서 나오는 카바메이트 수용액에 포함된 물의 적어도 일부를 이용할 수 있으며, 물을 용이하고 경제적인 방식으로 카바메이트 합성지대로 재순환 시켜서 이산화탄소 흡수를 증대시킴으로써 수용액에서 생성된 카바메이트를 유지시켜서 바람직하지 않은 결정화를 방지할 수 있다.
본 발명의 또다른 측면은 일산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 제조지대, 일산화탄소 전환지대, 탈탄지대, 메탄화지대, 암모니아 합성가스 압축지대, 암모니아 합성지대, 이산화탄소 압축지대, 요소합성지대 및 요소회수지대를 포함한 공장에서 암모니아와 요소를 동시에 제조하는 공정에 관계하며, 이 공정은 다음 단계를 통해 제 1 암모니아와 요소를 ?
- 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 흐름을 탈탄, 메탄화 및 합성가스 압축지대를 통해 흐르게 하여서 수소와 질소를 포함한 압축된 가스 흐름을 수득하고;
- 수소와 질소를 포함한 압축된 가스 흐름을 암모니아 합성 지대로 이송하고;
- 암모니아 합성지대에서 수득된 암모니아의 일부를 탈탄지대에서 나오는 이산화탄소와 함께 요소합성지대로 이송하고;
다음 단계를 통해 제 2 암모니아와 요소를 제조함을 특징으로 한다:
- 요소회수지대에서 나오는 카바메이트 수용액의 적어도 일부를 카바메이트 분해지대에서 부분적 분해처리함으로써 증기상내 암모니아 및 이산화탄소를 포함한 흐름과 희석된 카바메이트 수용액 흐름을 수득하며;
- 증기상내 암모니아 및 이산화탄소를 포함한 흐름을 요소합성지대로 이송하고;
- 처리단계에서 나온 희석된 카바메이트 수용액 흐름을 카바메이트 합성지대로 이송하고;
- 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 압축된 암모니아 합성가스 흐름을 카바메이트 합성지대로 이송하고;
- 암모니아 합성지대에서 수득된 암모니아, 수소 및 질소를 포함한 흐름의 일부를 카바메이트 합성지대로 이송하고;
- 카바메이트 합성지대에서 암모니아를 이산화탄소와 반응시켜 카바메이트 수용액 흐름과 수소 및 질소를 포함한 가스흐름을 수득하며;
- 카바메이트 수용액 흐름을 카바메이트 분해지대 또는 요소합성지대로 이송하고;
- 수소와 질소를 포함한 가스흐름을 암모니아 합성지대로 이송하는 단계.
본 발명은 또한 암모니아와 요소의 조합된 합성을 위한 상기 공정을 실시하는 공장에도 관계하며, 이 공장은 다음을 포함함을 특징으로 한다:
- 일산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 제조지대, 일산화탄소 전환지대, 탈탄지대, 메탄화지대, 암모니아 합성가스 압축지대, 암모니아 합성지대, 이산화탄소 압축지대, 요소합성지대, 요소회수지대, 카바메이트 합성지대 및 카바메이트 분해지대;
- 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 압축된 암모니아 합성가스를 카바메이트 합성 지대로 이송하는 수단;
- 암모니아 합성 지대에서 수득된 암모니아, 수소 및 질소를 포함한 흐름의 일부를 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단;
- 요소회수지대로 부터 나온 카바메이트 수용액 흐름의 일부를 카바메이트 분해지대로 이송하는 수단;
- 분해지대에서 수득된 증기상내 암모니아와 이산화탄소를 포함한 흐름을 요소합성지대로 이송하는 수단;
- 카바메이트 분해지대에서 수득된 희석된 카바메이트 수용액 흐름을 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단;
- 카바메이트 합성지대에서 수득된 수소와 질소를 포함한 가스흐름을 암모니아 합성지대로 이송하는 수단;
- 카바메이트 합성지대에서 수득된 카바메이트 수용액 흐름을 카바메이트 분해지대나 요소합성지대로 이송하는 수단.
본 발명에 따르면 암모니아와 요소를 동시에 제조하는 공정을 수행하는 공장이 기존의 공장을 변경함으로써 실현될 수 있으며, 그 결과 제조용량이 증가되고 에너지 소모 측면에서 성능이 개선된다.
도 1 에서 종래적인 형태의 암모니아 제조공장(1)과 요소제조공장(2)이 도시된다.
제조된 암모니아의 적어도 일부와 암모니아 공장에서 수득된 이산화탄소의 적어도 일부는 요소공장에서 반응물로서 사용되므로 암모니아 공장(1)과 요소공장(2)은 서로 관련된다.
암모니아 제조공장(1)은 일산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 제조지대(3), 일산화탄소 전환지대(4), 탈탄지대(5), 메탄화 지대(6), 암모니아 합성가스 압축지대(7) 및 암모니아 합성지대(8)를 포함한다.
요소 제조공장(2)은 이산화탄소 압축지대(9), 요소합성지대(10) 및 요소회수지대(11)를 포함한다.
수단(12,13)을 통해 지대(3)로 탄화수소와 증기를 포함한 가스흐름과 질소, 공기 또는 산소 농후 공기를 포함한 가스흐름이 이송된다.
이러한 이송수단은 파이프라인, 연결 덕트, 펌프, 콤프레서, 배출기등이다.
"이송수단"은 액체 또는 가스 흐름을 공장의 한 지점에서 다른 지점으로 운송하는데 사용되는 파이프라인, 연결관, 펌프, 콤프레서, 배출기 등의 장치이다.
"탄화수소"는 메탄이나 천연가스 및 나프타와 같은 액체 또는 가스 탄화수소의 혼합물과 같이 수소와 탄소원을 나타낸다. "산소 농후 공기"는 21% 이상, 예컨대 22 내지 80%의 산소 몰함량을 갖는 공기를 나타낸다.
지대(3)에서 탄화수소 증기의 제 1 분해와 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소가 형성되는 제 1 개질단계와 질소를 포함한 가스흐름의 첨가에 의해 분해가 진행되는 제 2 개질단계가 수행된다.
지대(3)의 출구에서 일산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 흐름이 수득되고, 이것을 수단(14)을 통해 일산화탄소 전환지대(4)로 이송된다.
수소, 질소 및 일산화탄소를 포함한 암모니아 합성가스 흐름은 지대(3)에서 탄화수소의 증기 개질 대신에 산소농후 공기를 사용한 촉매적 산화 단계를 통해 생성될 수 있다.
지대(4)에서 암모니아 합성가스 흐름에 존재하는 일산화탄소를 이산화탄소로 전환시키기 위해 고온 전환단계 및 저온 전환단계가 수행된다.
지대(4)에서 나오는 암모니아 합성가스 흐름은 수단(15)을 통해 탈탄지대(5)로 공급되어서, 이산화탄소가 암모니아 합성가스 흐름으로 부터 분리되고 수단(16)을 통해 압축지대(9)로 이송된다.
탈탄지대(5)에서 나오는 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 흐름은 암모니아 합성지대(8)로 이송되기전 수단(17)을 통해 메탄화지대(7)와 압축지대(8)를 통해 흘러서 가스흐름이 정제되고 압축된다.
특히 메탄화지대(7)에서 일산화탄소 또는 이산화탄소 잔량이 메탄으로 변환된다. 압축지대에서 정제된 가스흐름은 100 내지 200바아의 합성압력으로 압축된다.
지대(3 내지 8)의 온도와 압력은 당해분야에서 공지된 암모니아 합성공장의 전형적인 조건과 동일하다.
지대(8)에 의해 한정된 고압상태의 합성 루우프는 암모니아 합성 반응기와 미반응 수소 및 질소를 분리해서 합성 반응기에 재순환시키는 수단 및 장치를 포함한다. 이들 장치는 냉각 싸이클 콤프레서를 더욱 포함한다.
지대(8)에서 나오는 주로 암모니아로 구성된 흐름은 수단(18)을 통해 전체가 요소합성지대(10)로 이송되거나 필요에 따라 상당 부분이 다양한 용도를 위해 수단(19)을 통해 공장(1)으로 부터 직접 추출될 수 있다. 요소 제조가 불필요하면 지대(8)에서 생성된 암모니아는 수단(19)을 통해 공장(1)으로 부터 완전 추출된다.
이산화탄소를 포함한 가스흐름은 지대(9)에서 압출된 후 수단(20)을 통해 지대(10)로 이송되어 암모니아와 반응함으로써 수용액내 요소, 카바메이트 및 유리 암모니아를 포함한 반응혼합물을 수득하게 된다.
지대(11)에 의해 한정된 고압 및 고온 합성 루우프는 하나 이상의 요소 합성 반응기를 포함하며 공정에 따라서는 하나 이상의 스트리핑 및 농축 장치를 포함한다.
수득된 반응 혼합물은 수단(21)을 통해 요소회수지대(11)로 이송되며, 지대(10)에서 생성된 요소는 카바메이트 및 수용액내 액체 암모니아로 부터 분리되고 적당한 지대에서 추가 농축된 이후에 수단(22)을 통해 공장(2)으로 부터 나온다.
요소 회수지대는 하나 또는 두 개의 중간압력(약 18절대바아), 중간 및 저압(약 4절대 바아) 카바메이트 분해기와 카바메이트 농축기를 포함한다.
요소회수지대(11)에서 나오는 수용액내 카바메이트 및 유리 암모니아는 이송수단(23)을 통해 요소합성지대(10)로 재순환된다. 요소합성지대(10)로 이송되는 재순환 흐름은 이러한 지대에서 전환율에 장애가 되는 물이 풍부하다.
도 2 에서, 도 1 의 공장을 변경시켜 요소 및 암모니아를 동시에 제조하는 공장이 도시된다. 도 2 에서 공장(1,2)은 도 1 에 도시된 것과 구조적 및 기능적으로 동일하다.
본 발명의 현대화 방법 덕택에 합성지대(8,10)의 상류지대, 특히 지대(5-7,11)와 지대(8)에 제공된 냉동싸이클 콤프레서에 과부하를 주지 않으면서 공장(1,2)의 제조용량을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 구체예에 따르면 다음 순서대로 다음 지대와 수단이 제공된다:
- 카바메이트 합성지대(24);
- 카바메이트 분해지대(25);
- 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 압축된 암모니아 합성 가스 흐름을 카바메이트 합성 지대(24)로 이송하는 수단(26);
- 암모니아 합성지대(8)에서 수득된 암모니아, 수소 및 질소를 포함한 흐름의 일부를 카바메이트 합성지대(24)로 이송하는 수단(27);
- 요소회수지대로 부터 나오는 카바메이트 수용액을 포함한 흐름의 일부를 카바메이트 분해지대(25)로 이송하는 수단(28);
- 카바메이트 분해지대(23)에서 수득된 증기상내 암모니아 및 이산화탄소를 포함한 흐름을 요소합성지대(10)로 이송하는 수단(29);
- 카바메이트 분해지대에서 수득된 수용액내 희석된 카바메이트를 포함한 흐름을 카바메이트 합성지대(24)로 이송하는 수단(30);
- 카바메이트 합성지대에서 수득된 수소 및 질소를 포함한 가스흐름을 암모니아 합성지대(8)로 이송하는 수단(31);
- 카바메이트 합성지대(24)에서 수득된 수용액내 카바메이트를 포함한 흐름을 카바메이트 분해지대(25)로 이송하는 수단(32).
이러한 방식으로 이미 부하한계에서 작동하며 용량증가에 장애가 되는 기존의 탈탄, 메탄화 및 압축지대(암모니아 합성지대의 냉동싸이클 콤프레서를 포함한)에 과부하를 주지 않으면서 기존의 공장을 부분적으로 집적함으로써 암모니아 및 요소 제조공장의 제조용량을 증가시킬 수 있다.
다시 말하자면 본 방법 덕택에 합성지대(8,10)에서 해당량의 반응물을 사용하여 기존의 공장에서 생성될 추가량의 암모니아 및 요소가 수득되는데, 이것은 도 1 과 같은 전통적인 방식으로 수득되지 않으며 다음 단계를 통해 수득된다:
- 카바메이트 분해지대(25)에서 요소 회수지대(11)로 부터 나온 (수단(28)) 수용액내 카바메이트를 포함한 흐름의 적어도 일부를 부분 분해처리함으로써 증기상내 암모니아 및 이산화탄소를 포함한 흐름(29)과 수용액내 희석된 카바메이트를 포함한 흐름(30)을 수득하며;
- 증기상내 암모니아 및 이산화탄소를 포함한 흐름(29)을 요소합성지대(10)로 이송하고;
- 처리단계에서 나온 수용액내 희석된 카바메이트를 포함한 흐름(30)을 카바메이트 합성 지대(24)로 이송하고;
- 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 압축된 암모니아 합성가스를 카바메이트 합성지대(24)로 이송하고;
- 암모니아 합성지대(8)에서 수득된 암모니아, 수소 및 질소를 포함한 흐름의 일부를 카바메이트 합성지대(24)로 이송하고(수단(23));
- 카바메이트 합성지대(24)에서 이산화탄소와 암모니아를 반응시켜 수용액내 카바메이트를 포함한 흐름(32)과 수소 및 질소를 포함한 가스 흐름(31)을 수득하고;
- 수용액내 카바메이트를 포함한 흐름(32)을 카바메이트 분해지대(25)로 이송하고;
-수소 및 질소를 포함한 가스흐름(31)을 암모니아 합성지대로 이동하는 단계.
암모니아 및 요소합성을 위한 반응물의 추가량은 수단(31,29)을 통해 지대(8,10)에 공급된다.
이렇게 함으로써 기존의 탈탄, 메탄화 또는 압축지대를 사용할 필요 없이 적은 에너지 소모로 최적의 공정을 수행할 수 있다. 게다가 본 발명은 에너지 소모 측면에서 매우 소모적이고 투자비용에 있어서 비싼 새로운 지대를 첨가할 필요도 없다.
도 2의 추가 수단 및 지대를 제공함으로써 투자비용 및 에너지 소모 측면에서 만족스러운 결과가 달성되는데, 현대화 이전에 비해서 10 내지 50%, 특히 30 내지 45% 정도 암모니아 및 요소 제조량이 증가된다.
게다가 기존의 공장(1,2)이 이미 현대화되었거나 부하한계에서 탈탄, 메탄화 및 압축지대와 함께 작동한다면 본 발명의 방법은 이러한 부하를 추가지대와 공유할 수 있어서 기존의 지대의 부하를 제거하고 최적으로 작동할 수 있다. 이러한 방식으로 에너지 소모가 더욱 감소될 것이다.
요소합성지대(10)에서 전환율을 최대화하고 (H2O/CO2몰비를 감소시켜) 이러한 지대에서 에너지 소모를 최소화하기 위해서 지대(24)에서 수득된 수용액내 카바메이트를 포함한 모든 흐름을 수단(32)을 통해 카바메이트 분해지대(25)로 보내는 것이 좋다.
동일한 사항이 요소 회수지대(11)에서 나오는 수용액내 카바메이트를 포함한 흐름에도 적용되는데, 특히 이것은 전체가 카바메이트 분해지대(25)로 보내지는 것이 좋다.
혹은 수단(23)을 통해서 (도 2 에서 점선으로 표시된) 수용액내 카바메이트를 포함한 흐름의 일부 뿐만 아니라 수단(33)을 통해서 (도 2 에서 점선으로 표시된) 카바메이트를 포함한 흐름의 전부 또는 일부를 요소 합성지대(10)로 직접 공급할 수 있다.
이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 흐름이 수단(26)을 통해 암모니아 합성지대(8)내 압력에 해당하는 지대(24)의 작동압력과 등가의 압력으로 압축되어 카바메이트 합성지대(24)로 이송된다.
선호되는 구체예에 따르면 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 흐름을 추가 압축지대(34)와 카바메이트 합성지대로 이송하기 위한 수단(26)과 추가 압축지대(34)를 제공할 수 있다.
압축지대(34)는 암모니아 합성을 위한 추가 반응물과 요소합성을 위한 추가 이산화탄소를 압축할 수 있는 하나 이상의 압축장치를 포함할 수 있다.
도 2 에 도시된 구체예에 따르면 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스를 카바메이트 합성지대(24)로 이송하기 위한 수단(26)은 일산화탄소 전환지대(4)로 부터 나와서 수단(15)을 통해 탈탄지대(5)로 전달되는 암모니아 합성가스 흐름의 일부를 추출하는 수단(예컨대 제어밸브)을 포함한다.
다시 말하자면 카바메이트 합성지대(24)로 전달될 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 가스흐름이 탈탄지대(5) 상류에서 추출된다.
이렇게 할 때 지대(24)로 전달될 가스흐름은 이미 일산화탄소 전환지대(4)에서 부분 압축되므로 필요한 압력으로 압축하는데 필요한 에너지 소모가 감소된다. 이것은 암모니아 합성지대(8)로 전달될 반응물 흐름과 요소 합성지대(10)로 전달될 이산화탄소 흐름의 경우에 이득이 된다.
특히 만족스러운 결과는 이산화탄소, 수소 및 질소를 포함하며 일산화탄소 전환지대(4)로 부터 나오며 카바메이트 합성지대(24)로 이송되는 암모니아 합성가스 흐름의 비율이 일산화탄소 전환지대(4)로 부터 나오는 총 암모니아 합성가스의 10 내지 50%, 특히 30 내지 45%일 때 수득된다.
유사하게 암모니아 합성지대(8)로 부터 나오는 흐름(수단(27))이 암모니아 합성지대(8)에서 수득된 암모니아, 수소 및 질소를 포함한 총 흐름의 10 내지 50%, 특히 30 내지 45% 비율에 해당될 때 만족스러운 결과가 획득된다.
도 2 에 도시된 대로 기존의 탈탄지대로 향하는 가스흐름으로 부터 추가량의 반응물을 빼내고 암모니아 및 요소 공장의 제조용량을 동시에 증가시킴으로써 탈탄지대 상류의 기존지대(특히 지대(3))를 과도하게 부하를 주지 않으면서 일산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 제조를 위한 추가 지대를 제공할 수 있다.
그러므로 본 발명의 현대화 방법은 일산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 제조를 위한 추가지대(35)와 추가지대(35)에서 수득된 일산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 흐름을 일산화탄소 전환지대에 이송하는 수단(36)을 제공하는 단계를 더욱 포함한다.
도 2 의 예는 일산화탄소 전환지대(4)가 상당한 부하증가를 견딜 수 있다는 가정에 기초한다. 어떤 것도 일산화탄소 추가 전환지대 제공을 막지 못하며 추가 암모니아 합성가스 흐름이 지대(4)를 통과하는 것을 막지 못한다.
이산화탄소, 수소 및 질소를 포함한 암모니아 합성가스 제조지대(35)는 하나 이상의 개질 단계 또는 촉매적 부분 산화단계를 수행할 수 있다.
추가 일산화탄소, 수소 및 질소 흐름은 탄화수소를 포함한 흐름과 질소, 공기 또는 산소농후 공기로 구성된 흐름을 수단(37,38)을 통해 지대(35)로 이송함으로써 달성된다.
카바메이트 합성지대(24)에 전달될 일산화탄소, 수소 및 질소의 추가 흐름이 수득되는 방식에 관계없이 본 발명이 실시될 수 있다.
본 발명의 현대화 방법에서 추가와 변경에 관한 세부사항은 도 3 에 도시된다.
도 3 에서는 도 2 에 도시된 것과 구조적 및 기능적으로 등가의 암모니아 및 요소 동시 제조공장의 세부사항이 도시된다.
도 3 에서 도 2 의 암모니아 및 요소 동시 제조 공장의 일부만이 개략적으로 도시된다.
도 3 에 도시되며 하기에 설명된 공장의 다양한 부분의 연결덕트는 필요할 경우에만 언급된다. 이들 덕트는 종래적인 것이다.
도 3 에서 농축지대로 부터 나오는 물을 포함한 흐름을 카바메이트 합성지대(24)로 이송하는 수단(39)이 표시된다.
이러한 이송은 분해지대(25)로 부터 나오는 희석된 카바메이트 수용액을 포함한 흐름에 포함된 것보다 많은 양의 물이 카바메이트 합성지대(24)에서 필요할 경우에 이득이 된다.
공정 외부로 부터 나오는 물을 포함한 흐름을 지대(24)로 전달할 필요가 없으며 요소합성 반응기 하류 지대중 하나에서 수득된 물이 재순환되므로 공정 비율이 절감된다.
한 구체예에 따르면 증기상내 암모니아를 포함한 흐름을 전달하기 위해서 암모니아 합성지대(8)와 카바메이트 합성지대(24) 사이에 수단(27)이 제공되어 지대(24)에 존재하는 이산화탄소와 즉시 반응시킴으로써 카바메이트 합성을 증진시킨다.
암모니아 합성지대(8)에 도입되기 이전에 수단(31)을 통해 흐르는 수소 및 질소를 포함한 가스흐름을 정제하는 것이 좋다. 이를 위해서 도 3 에서 메탄화 장치(40) 및 건조장치(41)가 도시된다.
건조장치(41)에서 수소 및 질소를 포함한 가스흐름은 액체 암모니아로 세척하여 가능한 잔류물을 제거함으로써 탈수된다.
이러한 측면에서 액체 암모니아를 포함한 흐름이 수단(42)을 통해 수단(31)으로 도입되고 수소 및 질소를 포함한 가스흐름과 함께 건조장치(41)에 이송된다.
이러한 장치에서 가스흐름에 존재하는 물은 암모니아에 의해 흡수되어 수단(43)을 통해 지대(25)로 재순환되는 암모니아 수용액이 되고 수소 및 질소를 포함한 무수 가스흐름은 수단(31)을 통해 암모니아 합성지대(8)로 이송된다.
도 3 에서 수단(45)을 통해서 수용액내 카바메이트 흐름으로 부터 수소 및 질소를 추출하기 위해서 카바메이트 합성지대(24)와 카바메이트 분해지대(25) 사이에 분리기가 제공된다.
카바메이트 분해지대(25)는 도 3 에 도시된 대로 하나의 분해장치(예컨대 스트리퍼)를 포함하거나 상이한 온도 및 압력에서 작동하는 두 개 이상의 분해장치를 포함한다.
도 3 에서 단일 분해장치가 요소 합성지대(10)에서 존재하는 것과 동일한 온도 및 압력 조건에서 작동한다.
카바메이트 합성 지대(24)는 수단(26,27,30)이 연결된 단일 반응챔버나 도 3 에 도시된 단일장치 또는 각 장치내에 배치되는 여러 개의 반응 챔버를 포함할 수 있다.
이 경우에 지대(24)는 두 개의 필름형 흡수기(49,50)에 의해 분리된 3개의 챔버(46,47,48)를 포함한다.
제 1 챔버(46)는 지대(24)의 하부단부에 대응하게 제공되고 이러한 지대에 수소, 질소 및 이산화탄소를 포함한 가스흐름을 이송하는 수단(26)과 지대(24)에서 수득된 카바메이트 수용액을 포함한 흐름을 카바메이트 분해지대(25)에 이송하는 수단(32)과 유체 연결된다.
제 2 챔버는 지대(24)의 중앙에 제공되고 암모니아 합성지대(8)로 부터 나오는 암모니아, 수소 및 질소를 포함한 흐름을 이송하는 수단(27)과 유체 연결된다.
제 3 챔버는 지대(24)의 상부단부에 제공되고 물, 희석된 카바메이트 수용액을 포함한 흐름을 이송하는 수단(39,30)과 카바메이트 합성지대(24)에서 수득된 수소 및 질소 함유 가스흐름을 암모니아 합성지대(8)로 이송하는 수단(31)과 유체 연결된다.
제 1 흡수기(49)는 제 1 챔버(46)와 제 2 챔버(47) 사이에 제공되며 제 1 및 제 2 챔버와 유체 연결되는 대향 단부를 갖는 복수의 파이프를 포함한다.
제 2 흡수기(50)는 제 2 챔버(47)와 제 3 챔버(48) 사이에 제공되며 제 2 및 제 3 챔버와 유체 연결되는 대향 단부를 갖는 복수의 파이프를 포함한다.
이와 같이 설계된 카바메이트 합성지대(24) 덕택에 제한된 크기의 단순한 장치에서 저렴한 제작 및 공정 비용으로 암모니아와 이산화탄소간에 빠르고 효과적인 반응을 시킬 수 있다.
카바메이트 분해지대(25)로 부터 나오는 희석된 카바메이트 수용액을 포함한 흐름은 제 2 흡수기(50)에 인접한 수단(30)을 통해서 제 3 챔버(48)로 이송된다.
희석된 카바메이트 수용액을 포함한 흐름을 지대(24)의 상부단부에 인접한 제 3 챔버(48)나 점선으로 도시된 제 2 흡수기(50)에 인접한 제 2 챔버(47)에 이송함으로써 만족스런 결과가 얻어진다.
등압 조건에서 작동하는 제 3 챔버(48)는 복수의 천공된 수평 트레이를 포함하여서 흡수율을 증가시킬 수 있다.
도 3 의 카바메이트 합성지대(24) 구조에 따라서 수소, 질소 및 이산화탄소를 포함한 흐름이 덕트(26)를 통해 제 1 챔버(46)로 이송된다.
챔버(46)로 부터 제 1 흡수기(49)에 흐름이 들어오고 제 2 챔버(47)로 부터 나오는 수용액내 암모니아 및 카바메이트를 포함한 흐름과 반대 방향으로 흐른다.
이 영역에서 대부분의 이산화탄소는 증기상 또는 액체상에서 유리 암모니아와 반응하여 챔버(46)에 수집되는 카바메이트를 형성한다.
제 1 흡수기(49)로 부터 나오는 가스흐름은 챔버(47)에서 수단(27)을 통해 암모니아 합성지대(8)로 부터 나오는 암모니아, 수소 및 질소 흐름과 혼합되고 제 2 흡수기(50)에 들어와 대부분의 이산화탄소와 증기상 암모니아가 제 3 챔버(48)에서 나오는 희석된 암모니아 용액에 흡수된다.
카바메이트 분해지대(25)에서 나오는 카바메이트 수용액 함유 흐름과 요소 농축지대로 부터 나오는 물함유 흐름에 의해 수단(39)을 통해 공급받는 제 3 챔버(48)는 잔류 암모니아 및 이산화탄소 제거를 허용한다.
본 발명 덕택에 약 1%의 잔류 암모니아 몰함량과 0.05%의 잔류 이산화탄소 몰함량으로 제 3 챔버(49)로 부터 출구에서 수단(31)을 통해 수소 및 질소 함유 가스흐름을 수득할 수 있다.
카바메이트 합성지대(24)에서 발생된 반응열은 쉘 측부상에서 흡수기(49,50)를 통과하는 냉각유체(예, 물)와 간접적 열교환에 의해 제거된다.
이러한 방식으로 카바메이트 합성지대(24) 내부 온도를 유지할 수 있으며 흡수기 파이프 내부에서 카바메이트 결정화가 방지된다.
예컨대 카바메이트 합성 지대(24) 내부의 온도 및 압력은 140-200 절대 바아(특히 180바아)와 110-150℃(특히 130℃)이다.
실시예
기존의 지대가 확대될 수 없는 암모니아 및 요소제조 공장을 동시에 변경하여 제조용량을 증가시킴을 목적으로 한다.
용량 증가는 다음과 같다: NH3공장: 1300MTD NH3에서 2000MTD NH3; 요소공장: 2000MTD 요소에서 3500MTD 요소.
기존공장을 크게 변경하지 않고도 본 발명에 의해서 필요한 추가 용량으로 적당히 집적시켜서 700MTD NH3및 1200MTD 요소 제조량을 증대시킬 수 있다.
이 실시예에서 두 가지 종류의 요소 합성공장과 한가지 암모니아 합성 공장이 고려된다.
- 경우 1: CO2를 사용한 스트리핑 공정에 기초한 요소공장;
- 경우 2: 자체-스트리핑 공정에 기초한 요소공장(암모니아 사용).
- 경우 1: 요소 공장의 공정조건은 다음과 같다:
- 압력: 140∼150 절대 바아
- 온도: 183-188℃
- NH3/CO2몰비: 약 3
- H2O/CO2몰비: 약 0.5
- η: 60% (전환율)
합성반응기에서 나오는 요소 용액이 스트리핑 작용제로서 CO2를 사용하여 스트리퍼에서 스트리핑 된다. 수득된 증기를 카바메이트 응축기에서 부분 응축시키고 요소회수공장에서 나오는 재순환된 카바메이트 수용액과 함께 합성반응기에 공급한다.
본 발명에 따른 요소 및 암모니아 공장의 동시 현대화는 3500MTD의 요소공장 제조용량을 달성시킨다. 요소공장의 공정조건은 다음과 같다:
- 압력: 140-150 바아
- 온도: 185-189℃
- NH3/CO2몰비: 약 3
- H2O/CO2몰비: 약 0.15
- η: 65% (전환율)
용량에서 현저한 증가는 별도로 하더라도 H2O/CO2몰비를 0.5%에서 0.15%로 감소시킴으로써 수율이 60%에서 65%로 증가되고 에너지가 절감된다.
경우 2: 요소 합성 반응기의 공정조건은 다음과 같다:
- 압력: 140-150 바아
- 온도: 185-190℃
- NH3/CO2몰비: 약 3.2
- H2O/CO2몰비: 약 0.5
- η: 62% (전환율)
합성 반응기에서 나오는 요소용액은 자체-스트리핑 조건하에서 스트리핑 된다. 수득된 증기는 제 1 응축기에서 응축되고 반응기에 재순환된다. 스트리퍼에서 나오는 요소용액이 18바아의 중간 압력과 4바아의 저압에서 증류되고 진공 농축 지대로 가서 99.7중량% 요소를 수득한다. 중간압력 증류 지대에서 나오는 암모니아 농후 증기가 재순환된 카바메이트 수용액 존재하에서 제 2 응축기에서 부분 응축되고 정제 칼럼에 들어간다: 상부 생성물은 순수 NH3이며, 이것은 응축하여 반응기로 재순환되며; 하부 생성물은 카바메이트 수용액으로서, 이것은 제 1 응축기 및 반응기로 보내진다.
본 발명의 동시 현대화 방법은 3500MTD의 요소 제조 용량을 달성시킨다. 요소합성지대의 공정조건은 다음과 같다:
- 압력: 140-150 바아
- 온도: 185-190℃
- NH3/CO2몰비: 약 3.2
- H2O/CO2몰비: 약 0.2
- η: 65% (전환율)
본 방법에 의해 제조용량이 증가하며 더 낮은 에너지 소모로 전환율이 증대될 수 있다.
Claims (20)
- 일산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 제조지대, 일산화탄소 전환지대, 탈탄지대, 메탄화 지대, 암모니아 합성가스 압축지대 및 암모니아 합성지대를 포함하는 암모니아 제조공장과 이산화탄소 압축지대, 요소합성지대 및 요소 회수지대를 포함하는 요소제조공장을 동시에 현대화하는 방법에 있어서,- 카바메이트 합성지대 및 카바메이트 분해지대를 제공하고;- 일산화탄소, 수소 및 질소함유 압축된 암모니아 합성가스를 상기 카바메이트 합성지대로 이송시키는 수단을 제공하고;- 상기 암모니아 합성지대에서 수득되는 암모니아, 수소 및 질소함유 흐름의 일부를 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단을 제공하고;- 상기 요소 회수지대에서 수득되는 카바메이트 수용액 함유 흐름의 일부를 상기 카바메이트 분해지대로 이송시키는 수단을 제공하고;- 상기 분해지대에서 수득되는 암모니아 및 이산화탄소 함유 흐름을 상기 요소합성지대로 이송하는 수단을 제공하고;- 상기 카바메이트 분해지대에서 수득되는 희석된 카바메이트 수용액 함유 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단을 제공하고;- 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 수소 및 질소 함유 가스흐름을 상기 암모니아 합성지대로 이송하는 수단을 제공하고;- 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 카바메이트 수용액 함유 흐름을 상기 카바메이트 분해지대나 상기 요소합성지대로 이송하는 수단을 제공하는 단계를 특징으로 하는 개량방법.
- 제 1 항에 있어서, 추가 압축 지대를 제공하고 이산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스흐름을 상기 추가 압축지대 및 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단을 제공하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 이산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단이 상기 일산화탄소 전환지대로 부터 나와서 상기 탈탄지대로 향하는 암모니아 합성가스 흐름의 일부를 빼내는 수단을 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항에 있어서, 일산화탄소, 수소 및 질소 함유 암모니아 합성가스 흐름 제조를 위한 추가 지대를 제공하고, 상기 추가지대에서 수득되는 일산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 흐름을 상기 일산화탄소 전환지대로 이송하는 수단을 제공하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 카바메이트 합성지대가- 수소, 질소 및 이산화탄소 함유 암모니아 합성가스흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단과 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 카바메이트 수용액 함유 흐름을 상기 카바메이트 분해지대나 상기 요소합성지대로 이송하는 수단과 유체 연결되는 제 1 챔버;- 상기 암모니아 합성 지대에서 수득되는 암모니아, 수소 및 질소함유 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단과 유체 연결되는 제 2 챔버;- 희석된 카바메이트 수용액 함유 흐름은 상기 카바메이트 합성지대에 이송하는 수단과 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 수소 및 질소함유 가스흐름을 상기 암모니아 합성지대로 이송하는 수단과 유체 연결되는 제 3 챔버;- 상기 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 제공되며 상기 제 1 및 제 2 챔버와 유체 연결된 대향 단부를 갖는 복수의 파이프를 포함하는 필름형 제 1 흡수기; 및- 상기 제 2 챔버와 제 3 챔버 사이에 제공되며 상기 제 2 및 제 3 챔버와 유체 연결된 대향 단부를 갖는 복수의 파이프를 포함하는 필름형 제 2 흡수기를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 요소 농축지대에서 나오는 물함유 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단을 제공하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 일산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 제조지대, 일산화탄소 전환지대, 탈탄지대, 메탄화지대, 암모니아 합성가스 압축지대, 암모니아 합성지대, 이산화탄소 압축지대, 요소합성지대 및 요소 회수지대를 포함한 공장에서 암모니아 및 요소를 동시 제조하는 방법에 있어서,제 1 부위의 암모니아 및 요소가 다음 단계를 통해 생성되며:- 이산화탄소, 수소 및 질소 함유 암모니아 합성가스 흐름을 상기 탄탈지대, 메탄화지대 및 합성가스 압축지대를 통해 흐르게 하여 수소 및 질소함유 압축된 가스흐름을 수득하고;- 수소 및 질소함유 압축된 가스흐름을 상기 암모니아 합성지대로 이송하고;- 상기 암모니아 합성지대에서 수득된 암모니아 일부를 상기 탄탈지대에서 나오는 이산화탄소와 함께 상기 요소합성지대로 이송하고;제 2 부위의 암모니아 및 요소가 다음 단계를 통해 생성됨을 특징으로 하는 제조방법:- 카바메이트 분해지대에서 상기 요소회수지대로 부터 나오는 카바메이트 수용액 함유 흐름의 일부를 부분 분해 처리를 받게 하여서 증기상으로 암모니아 및 이산화탄소 함유 흐름과 희석된 카바메이트 수용액 함유 흐름을 수득하고;- 증기상으로 암모니아 및 이산화탄소 함유 흐름을 상기 요소 합성지대로 이송하고;- 상기 처리 단계에서 나온 희석된 카바메이트 수용액 함유 흐름을 카바메이트 합성지대로 이송하고;- 이산화탄소, 수소 및 질소함유 압축된 암모니아 합성 가스 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하고;- 상기 암모니아 합성지대에서 수득된 암모니아, 수소 및 질소함유 흐름의 일부를 상기 카바메이트 합성지대로 이송하고;- 상기 카바메이트 합성지대에서 상기 암모니아를 상기 이산화탄소와 반응시켜 카바메이트 수용액 함유 흐름과 수소 및 질소함유 가스흐름을 수득하고;- 상기 카바메이트 수용액 함유 흐름을 상기 카바메이트 분해지대 또는 요소합성지대로 이송하고;- 수소 및 질소함유 가스흐름을 암모니아 합성지대로 이송하는 단계.
- 제 7 항에 있어서, 이산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하기 이전에 추가 압축지대에서 압축하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 카바메이트 합성지대로 이송된 이산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 흐름이 일산화탄소 전환지대에서 나와서 상기 탈탄 지대로 향하는 암모니아 합성가스흐름의 일부를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 9 항에 있어서, 탄화수소흐름을 연소시켜서 일산화탄소, 수소 및 질소함유 추가 암모니아 합성가스 흐름을 수득하고, 일산화탄소, 수소 및 질소함유 추가 암모니아 합성가스 흐름을 상기 탄화수소 부분 산화지대로 부터 일산화탄소 전환지대로 이송하는 수단을 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 암모니아 합성지대로 부터 나오는 상기 흐름이 증기상 암모니아를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 암모니아 합성지대로 부터 나오는 상기 흐름이 상기 암모니아 합성지대에서 수득된 암모니아, 수소 및 질소함유 총 흐름의 10 내지 50%, 특히 30 내지 45%임을 특징으로 하는 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 일산화탄소 전환지대에서 나오며 상기 카바메이트 합성지대로 이송되는 이산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 흐름의 일부가 상기 일산화탄소 전환지대에서 나오는 총 암모니아 합성가스 흐름의 10 내지 50%, 특히 30 내지 45%임을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 요소 농축지대로 부터 나오는 물함유 흐름을 상기 카바메이트 합성 지대로 이송하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
- - 일산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 제조지대, 일산화탄소 전환지대, 탈탄지대, 메탄화지대, 암모니아 합성가스 압축지대, 암모니아 합성지대, 이산화탄소 압축지대, 요소합성지대, 요소회수지대, 카바메이트 합성지대 및 카바메이트 분해지대;- 이산화탄소, 수소 및 질소함유 압축된 암모니아 합성가스 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단;- 상기 암모니아 합성지대에서 수득되는 암모니아, 수소 및 질소함유 흐름의 일부를 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단;- 상기 요소 회수지대에서 나오는 카바메이트 수용액 함유 흐름의 일부를 상기 카바메이트 분해지대로 이송하는 수단;- 상기 분해지대에서 수득되는 증기상 암모니아 및 이산화탄소 함유 흐름을 상기 요소합성지대로 이송하는 수단;- 상기 카바메이트 분해지대에서 수득되는 희석된 카바메이트 수용액 함유 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단;- 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 수소 및 질소함유 가스흐름을 상기 암모니아 합성지대로 이송하는 수단;- 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 카바메이트 수용액 함유 흐름을 상기 카바메이트 분해지대나 상기 요소합성지대로 이송하는 수단을 포함하는 암모니아와 요소를 동시 제조하는 공장.
- 제 15 항에 있어서, 추가 압축 지대와 이산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스흐름을 상기 추가 압축지대 및 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단을 더욱 포함함을 특징으로 하는 공장.
- 제 15 항에 있어서, 상기 이산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단이 상기 일산화탄소 전환지대로 부터 나와서 상기 탈탄지대로 향하는 암모니아 합성가스 흐름의 일부를 빼내는 수단을 포함함을 특징으로 하는 공장.
- 제 17 항에 있어서, 일산화탄소, 수소 및 질소 함유 암모니아 합성가스 흐름 제조를 위한 추가 지대와 상기 추가지대에서 수득되는 일산화탄소, 수소 및 질소함유 암모니아 합성가스 흐름을 상기 일산화탄소 전환지대로 이송하는 수단을 더욱 포함함을 특징으로 하는 공장.
- 제 15 항에 있어서, 상기 카바메이트 합성지대가- 수소, 질소 및 이산화탄소 함유 암모니아 합성가스흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단과 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 카바메이트 수용액 함유 흐름을 상기 카바메이트 분해지대나 상기 요소합성지대로 이송하는 수단과 유체 연결되는 제 1 챔버;- 상기 암모니아 합성 지대에서 수득되는 암모니아, 수소 및 질소함유 흐름을 상기 카바메이트 합성지대로 이송하는 수단과 유체 연결되는 제 2 챔버;- 희석된 카바메이트 수용액 함유 흐름은 상기 카바메이트 합성지대에 이송하는 수단과 상기 카바메이트 합성지대에서 수득되는 수소 및 질소함유 가스흐름을 상기 암모니아 합성지대로 이송하는 수단과 유체 연결되는 제 3 챔버;- 상기 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 제공되며 상기 제 1 및 제 2 챔버와 유체 연결된 대향 단부를 갖는 복수의 파이프를 포함하는 필름형 제 1 흡수기; 및- 상기 제 2 챔버와 제 3 챔버 사이에 제공되며 상기 제 2 및 제 3 챔버와 유체 연결된 대향 단부를 갖는 복수의 파이프를 포함하는 필름형 제 2 흡수기를 포함함을 특징으로 하는 공장.
- 제 15 항에 있어서, 요소 농축 지대와 유체 연결식으로 카바메이트 합성지대에 물함유 흐름을 이송하는 수단을 더욱 포함함을 특징으로 하는 공장.
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