RU2021117327A

RU2021117327A - Способ синтеза мочевины

Info

Publication number: RU2021117327A
Application number: RU2021117327A
Authority: RU
Inventors: Леонардо МАРРОНЕ
Original assignee: Касале Са
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2022-12-22

Claims

1. Способ синтеза мочевины из СО₂ и NH₃, при осуществлении которого:

а) проводят реакцию СО₂ и NH₃ при давлении реакции для формирования водного раствора (4) мочевины;

б) проводят отпарку водного раствора мочевины при давлении отпарки с получением очищенного раствора (9) и газовой фазы (5), содержащей аммиак и диоксид углерода, причем на стадии отпарки пропускают упомянутый водный раствор в виде падающей пленки в трубном пучке с внешним подогревом;

в) конденсируют газовую фазу в по меньшей мере одном конденсаторе при давлении конденсации для формирования рециркулируемого раствора (6), направляемого обратно на стадию реакции, тем самым формируя контур синтеза;

г) вырабатывают по меньшей мере первый поток (13) пара при первом давлении регенерации и первой температуре регенерации с использованием тепла, отводимого от газовой фазы (5) в ходе стадии (в) конденсации;

д) используют первый поток пара в качестве источника тепла на по меньшей мере одной следующей далее стадии (10) процесса,

отличающийся тем, что:

е) сжимают первый поток (13) пара для достижения давления, превышающего давление регенерации, и температуры, превышающей температуру регенерации, перед упомянутым использованием в качестве источника тепла на упомянутой по меньшей мере одной следующей далее стадии,

причем на стадии конденсации не добавляют новый СО₂, а стадию сжатия первого потока (13) пара осуществляют посредством компрессора, приводимого в действие электродвигателем.

2. Способ по п. 1, в котором давление отпарки и давление конденсации ниже давления реакции, а контур синтеза является неизобарическим.

3. Способ по п. 2, в котором давление отпарки и давление конденсации по меньшей мере на 20 бар ниже давления реакции.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором давление конденсации составляет от 70 до 90 бар, предпочтительно, 80 бар или примерно 80 бар.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором давление отпарки равно давлению конденсации.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором сжатие на стадии (е) осуществляют со степенью сжатия, не превышающей 2.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первое давление регенерации составляет от 1,8 до 4,0 бар абс, а сжатие на стадии (е) осуществляют до давления от 3 до 6 бар абс.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первая температура регенерации не превышает 145°С, а пар после сжатия на стадии (е) имеет температуру, равную по меньшей мере 150°С.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на стадии (г) вырабатывают по меньшей мере два потока пара с различным давлением, причем по меньшей мере один из этих потоков пара сжимают на стадии (е).

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором давление реакции превышает 140 бар и, предпочтительно, составляет более 200 бар.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором используют сжатый пар в качестве источника тепла на любой из стадий: регенерации (10) неконвертированного карбамата; выпаривания для удаления воды из раствора мочевины; кристаллизации для удаления воды из раствора мочевины.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором отпарку раствора осуществляют газовым отпаривающим средством, в качестве которого используется СО₂ или аммиак.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на стадии (г) дополнительно вырабатывают по меньшей мере второй поток пара, не сжимаемый после его создания и используемый для подведения тепла к секции кристаллизации, для сгущения раствора мочевины.

14. Способ по любому из пп. 2-13, в котором давление рециркулируемого раствора, полученного при конденсации, повышают до давления реакции посредством центробежного насоса (18).

15. Установка для синтеза мочевины из СО₂ и NH₃, включающая по меньшей мере:

реактор (1), в котором осуществляется реакция СО₂ и NH₃ при давлении реакции, для формирования водного раствора мочевины;

отпарное устройство (2), в которое подается водный раствор мочевины и в котором этот раствор обрабатывается при давлении отпарки с получением очищенного раствора (9) и газовой фазы (5), содержащей аммиак и диоксид углерода, причем отпарное устройство включает вертикальный трубный пучок с падающей пленкой;

конденсатор (3) для конденсирования газовой фазы из отпарного устройства при давлении конденсации, для формирования рециркулируемого раствора, направляемого назад (6) в реактор, с формированием, тем самым, контура синтеза;

паровую систему, содержащую по меньшей мере первый паропровод и приспособленную для вырабатывания по меньшей мере первого потока пара, отводимого из конденсатора и используемого в качестве источника тепла в по меньшей мере одной секции установки (10), расположенной далее по потоку,

отличающаяся тем, что:

паровая система содержит компрессор (14) пара, приспособленный для повышения давления первого потока пара и подачи полученного потока сжатого пара в упомянутую по меньшей мере одну секцию, расположенную далее по потоку, и

компрессор пара приводится в действие электродвигателем.

16. Установка по п. 15, в которой контур синтеза является неизобарическим, и рабочее давление отпарного устройства и конденсатора ниже давления реактора, предпочтительно, ниже по меньшей мере на 20 бар.

17. Установка по п. 16, в которой контур синтеза содержит центробежный насос (18), приспособленный для подачи рециркулируемого раствора (6) из конденсатора в реактор, с повышением давления раствора до давления реакции.

18. Способ модернизации установки для получения мочевины, которая включает:

реактор, в котором происходит реакция СО₂ и NH₃ при давлении реакции, для формирования водного раствора мочевины;

отпарное устройство, в которое подается водный раствор мочевины и в котором раствор обрабатывается при давлении отпарки с получением очищенного раствора и газовой фазы, содержащей аммиак и диоксид углерода, причем отпарное устройство включает вертикальный трубный пучок с падающей пленкой;

конденсатор для конденсирования газовой фазы из отпарного устройства при давлении конденсации, для формирования рециркулируемого раствора, направляемого назад в реактор, с формированием, тем самым, контура синтеза;

паровую систему, содержащую по меньшей мере первый паропровод и приспособленную для вырабатывания по меньшей мере первого потока пара, отводимого от конденсатора и используемого в качестве источника тепла в по меньшей мере одной секции установки, расположенной ниже по потоку, и

при осуществлении способа:

добавляют к паровой системе компрессор (14) пара, приспособленный для повышения давления первого потока пара и приводимый в действие электродвигателем.