WO2012050482A1 - Способ получения карбамида - Google Patents
Способ получения карбамида Download PDFInfo
- Publication number
- WO2012050482A1 WO2012050482A1 PCT/RU2011/000741 RU2011000741W WO2012050482A1 WO 2012050482 A1 WO2012050482 A1 WO 2012050482A1 RU 2011000741 W RU2011000741 W RU 2011000741W WO 2012050482 A1 WO2012050482 A1 WO 2012050482A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- stream
- liquid
- carbon dioxide
- ammonia
- reactor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
- C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
- C07C273/04—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Definitions
- the invention relates to methods for producing urea and can be used in the chemical industry and the fertilizer industry.
- a known method of producing urea at elevated temperature and pressure in a plant containing a high-pressure section which includes a reactor, stripper, condenser and scrubber, the method includes the interaction of ammonia and carbon dioxide in the reactor with the formation of the reaction mixture and separate conclusion from the reactor of a liquid stream containing urea, ammonium carbamate and free ammonia in an aqueous solution, and a gas stream containing mainly inert gases, the supply of liquid and gaseous to the high-pressure section carbon dioxide, supplying a liquid stream from the reactor to the stripper for partial decomposition of ammonium carbamate and partial separation of free ammonia in a stream of carbon dioxide gas introduced into the stripper to obtain a gas stream comprising ammonia and carbon dioxide mixed with water vapor, and a liquid stream including urea and residual ammonium carbamate in aqueous ammonia solution; feeding a liquid stream from the stripper at the stage subsequent decomposition of ammonium carbamate and separation of ammonia and
- a known method of producing urea at elevated temperature and pressure in a plant containing a high-pressure section which includes a reactor, stripper, condenser and scrubber, the method comprising reacting ammonia and carbon dioxide in a reactor to form a reaction mixture and separate conclusion from a liquid stream reactor containing urea, ammonium carbamate and free ammonia in an aqueous solution, and a gas stream containing mainly inert gases, feeding to the section high pressure liquid and gaseous carbon dioxide streams, supplying a liquid stream from the reactor to a stripper for partial decomposition of ammonium carbamate and partial separation of free ammonia in a stream of carbon dioxide gas introduced into the stripper to produce a gas stream comprising ammonia and carbon dioxide mixed with water vapor, and a liquid stream including urea and residual ammonium carbamate in an aqueous ammonia solution; supplying a liquid stream from a stripper at a stage of subsequent decomposition of carbamide that
- the problem solved by the invention is to improve the equipment and technology for the production of urea using liquid carbon dioxide.
- the technical result to which the invention is directed is to increase the reliability of the equipment used.
- a method for producing urea at elevated temperature and pressure in a plant containing a high pressure section which includes a reactor, stripper, condenser and scrubber, the method includes the interaction of ammonia and carbon dioxide in the reactor with the formation of the reaction mixture and a separate conclusion from the reactor a liquid stream containing urea, ammonium carbamate and free ammonia in an aqueous solution, and a gas stream containing mainly inert gases, feeding to the high section the pressure of the liquid and gaseous carbon dioxide streams; feeding the liquid stream from the reactor to the stripper for partial decomposition of ammonium carbamate and partial isolation free ammonia in a stream of gaseous carbon dioxide introduced into the stripper to produce a gas stream comprising ammonia and carbon dioxide mixed with water vapor, and a liquid stream including urea and residual ammonium carbamate in an aqueous ammonia solution, supplying a liquid stream from the stripper at the stage of subsequent decomposition of ammonium carba
- liquid carbon dioxide When liquid carbon dioxide is mixed with a liquid stream exiting the condenser, the mixed stream is supplied to the reactor, and when mixed with the liquid stream exiting the scrubber, the mixed stream is supplied to the condenser.
- the liquid stream leaving the scrubber can be mixed with liquid ammonia before it is mixed with liquid carbon dioxide.
- liquid carbon dioxide stream with one of these liquid streams creates more favorable conditions for introducing liquid carbon dioxide into the high-pressure section, since these streams contain a significant amount of water, which significantly reduces the exothermic effect of their interaction with carbon dioxide (compared with the interaction effect ammonia with carbon dioxide) and reduces the likelihood of unwanted events leading to equipment damage.
- various known devices for mixing liquids can be used, for example, volumetric mixers, static mixers with various internal nozzles, injection (ejection) mixers, etc.
- Means for transferring liquid and gas flows from one apparatus of the high-pressure section to another can be made in the form of pipelines that provide gravity flow.
- ejectors can be used as such means, for example, for injecting a liquid stream from a scrubber with a liquid ammonia stream, injecting a gas stream from a stripper with a liquid ammonia stream and / or a stream of ammonium carbamate solution, injecting a gas stream from a condenser with a liquid stream carbon dioxide and the like
- FIG. 1 is a schematic flow diagram of a high pressure section of a plant implementing the proposed method for producing urea by mixing a stream of liquid carbon dioxide with a liquid stream exiting the condenser
- FIG. 2 and 3 are a schematic flow diagram of a high-pressure section of a plant implementing the proposed method by mixing a liquid carbon dioxide stream with a liquid stream exiting the scrubber, the circuit shown in FIG. 3 provides for preliminary mixing of the liquid stream leaving the scrubber with ammonia.
- the 1 high-pressure section of the urea plant includes a reactor 1, a stripper 2, a condenser 3 and a scrubber 4 operating at almost the same pressure, pumps 5 and 6 for supplying liquid ammonia and liquid carbon dioxide, and a compressor 7 for supplying carbon dioxide gas , an ejector 8 for mixing a liquid carbon dioxide stream and a liquid stream from a condenser 3, an ejector 9 for mixing a liquid ammonia stream with a liquid stream from a scrubber 4, an ejector 10 for mixing a liquid stream from an ejector 9 with a gas stream from stripper 2, line 11 for supplying a stream of carbon dioxide from pump 6 to ejector 8, line 12 for supplying a stream of carbon dioxide from compressor 7 to stripper 2, line 13 for supplying liquid ammonia to ejector 9, line 14 for supplying liquid stream from a reactor 1 in stripper 2, pipe 15 for supplying a liquid stream from stripper 2 at the stage of carbamide and recirculated liquid stream (
- pipe 16 for supplying a liquid stream from condenser 3 to ejector 8 pipe 17 for supplying a gas stream from condenser 3 to a scrubber 4, a pipe 18 for supplying a gas stream from a reactor 1 to a scrubber 4, a pipe 19 for supplying a gas stream from a stripper 2 to an ejector 10, a pipe 20 for supplying a recirculated liquid stream to a scrubber 4, a pipe 21 for supplying a liquid the remaining flow from the scrubber 4 to the ejector 9, a pipe 22 for supplying a gas stream from the scrubber 4 at the stage of carbamide and recirculated liquid flow injection, a pipe 23 for supplying a liquid flow from the ejector 9 to the ejector 10, a pipe 24 for supplying a gas-liquid stream from the ejector 10 to a condenser 3, a pipe 25 for supplying a liquid stream from the ejector 8 to the reactor 1.
- the 2 high-pressure section of the urea plant includes a reactor 1, a stripper 2, a condenser 3 and a scrubber 4 operating at almost the same pressure, pumps 5 and 6 for supplying liquid ammonia and liquid carbon dioxide, and a compressor 7 for supplying carbon dioxide gas , an ejector 8 for mixing the liquid carbon dioxide stream and the liquid stream from the scrubber 4, an ejector 9 for mixing the liquid ammonia stream with the liquid stream from the ejector 8, a pipe 11 for supplying the carbon dioxide stream from the pump 6 to the ejector 8, pipe wire 12 for feeding a stream of carbon dioxide from compressor 7 to stripper 2, pipe 13 for supplying liquid ammonia to ejector 9, pipe 14 for supplying liquid flow from reactor 1 to stripper 2, pipe 15 for supplying liquid flow from stripper 2 at the urea injection stage and a recirculated liquid stream (not shown in FIG.
- pipelines 16 and 17 for supplying liquid and gas flows from a condenser 3 to a reactor 1, a pipe 18 for supplying a gas stream from a reactor 1 to a scrubber 4, a pipe 19 for supplying a gas stream from stripper 2 to condenser 3, conduit 20 for supplying recirculated fluid flow to scrubber 4, conduit 21 for supplying fluid flow from scrubber 4 to ejector 8, conduit 22 for supplying gas flow from scrubber 4 at the stage of carbamide and recirculated fluid flow injection, conduit 23 for submission liquid flow from the ejector 8 to the ejector 9, a pipe 24 for supplying a liquid stream from the ejector 9 to the condenser 3.
- the 3 high-pressure section of the urea plant includes a reactor 1, a stripper 2, a condenser 3, and a scrubber 4 operating at almost the same pressure, pumps 5 and 6 for feeding liquid ammonia and liquid carbon dioxide, and a compressor 7 for supplying carbon dioxide gas , an ejector 8 for mixing the liquid carbon dioxide stream and the liquid stream from the ejector 9, an ejector 9 for mixing the liquid ammonia stream with the liquid stream from the scrubber 4, a pipe 11 for supplying the carbon dioxide stream from the pump 6 to the ejector 8, pipes wire 12 for supplying a stream of carbon dioxide from compressor 7 to stripper 2, pipe 13 for supplying liquid ammonia to ejector 9, pipe 14 for supplying liquid flow from reactor 1 to stripper 2, pipe 15 for supplying liquid flow from stripper 2 at the urea separation stage and a recirculated liquid stream (not shown in FIG.
- EXAMPLE 1 In accordance with FIG. 1,200,000 kg / h of liquid carbon dioxide with a temperature of -25 to -15 ° C from pump 6 through line 11 and 196,000 kg / h of liquid stream from condenser 3 through line 16 enter the ejector 8, where these flows are mixed.
- the mixed stream from the ejector 8 enters through the pipeline 25 to the reactor 1, where when the gas-liquid mixture moves from the bottom up, the process of converting ammonium carbamate to urea and water with simultaneous further condensation-absorption does not occur. condensed gases. In the upper part of the reactor 1, phase separation occurs.
- the liquid phase (urea melt - aqueous ammonia solution of urea and ammonium carbamate) in an amount of 204,000 kg / h enters through stripper 14 into stripper 2, and the gas phase, which consists mainly of inert gases with an admixture of ammonia (12,000 kg / h), is delivered through the pipeline 18 to the scrubber 4, where ammonia is further absorbed in contact with the recirculated liquid stream entering the scrubber 4 through the pipe 20. Gases from the scrubber 4 are sent through the pipe 22 to the stage of formation of the recirculated liquid stream for their final cleaning from mmiaka.
- the liquid stream from the bottom of the stripper 2 (120,000 kg / h) through the pipe 15 serves at the stage of the final decomposition of ammonium carbamate and distillation ammonia with you the division of urea (62500 kg / h) and the formation of a recirculated liquid stream containing ammonium carbamate in a water-ammonia solution, which through a pipe 20 enters the scrubber 4.
- a gaseous mixture of carbon dioxide, ammonia and water vapor from the upper part of stripper 2 enters through the pipeline 19 to the ejector 10 and then through the pipeline 24 to the condenser 3, where at a pressure of 13.5-14.5 MPa and a temperature of 165 -175 ° C, the process of condensation-absorption of gases occurs as a result of their mixing with ammonia (35500 kg / h) and an aqueous solution of ammonium carbamate (62500 kg / h) when cooled by boiling steam condensate.
- a mixture of ammonia and an aqueous solution of ammonium carbamate enters the ejector 10 through a pipe 23 from an ejector 9, where ammonia is supplied from a pump 5 through a pipe 13, and an aqueous solution of ammonium carbamate from a scrubber 4 through a pipe 21.
- a quantity of urea melt from the bottom of the reactor 1 may also enter the ejector 9. He condensed gases from the condenser 3 enter through a pipe 17 to the scrubber 4, where they are absorbed by the recirculated liquid stream.
- EXAMPLE 2 20000 kg / h of liquid carbon dioxide with a temperature of -25 to -15 ° C from the pump 6 through the pipe 11 and 50500 kg / h of the liquid stream from the scrubber 4 through the pipe 21 enter the ejector 8, where these flows are mixed.
- the mixed stream from the ejector 8 enters through the pipe 23 to the ejector 9, where ammonia (35500 kg / h) is supplied from the pump 5 through the pipe 13.
- the liquid stream from the ejector 9 through the pipeline 24 enters the condenser 3, where also through the pipeline 19 a gas stream is supplied from the stripper 2 (110000 kg / h).
- EXAMPLE 3 In accordance with FIG. 3 20000 kg / h of liquid carbon dioxide with a temperature of -25 to -15 ° C from the pump 6 through the pipe 11 and 86000 kg / h of the liquid stream from the ejector 9 through the pipe 23 enter the ejector 8, where these flows are mixed.
- the mixed stream from the ejector 8 enters through the pipe 24 to the condenser 3, where also the gas stream from the stripper 2 (110000 kg / h) is supplied through the pipe 19.
- Ammonia from the pump 5 through the pipeline 13 (35500 kg / h) is fed into the ejector 9, which also receives the liquid stream from the scrubber 4 through the pipe 21.
- the rest of the process is carried out analogously to example 2.
- the invention can be used in the chemical industry and the fertilizer industry.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Карбамид получают при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер. Аммиак и диоксид углерода взаимодействуют в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы. В секцию высокого давления подают потоки жидкого и газообразного диоксида углерода. Поток жидкого диоксида углерода смешивают с жидкостным потоком, выходящим из конденсатора, причем смешанный поток направляют в реактор, либо с жидкостным потоком, выходящим из скруббера, причем смешанный поток направляют в конденсатор. Жидкостный поток, выходящий из скруббера, перед смешением с жидким диоксидом углерода может быть смешан с жидким аммиаком. Жидкостный поток из реактора подают в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода. Жидкостный поток из стриппера подают на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе. Газовый поток из стриппера подают в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера. Жидкостный поток из конденсатора подают в реактор. Газовый поток из реактора очищают от аммиака и диоксида углерода при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере. Техническим результатом является повышение надежности применяемого оборудования.
Description
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБАМИДА
Область техники
Изобретение относится к способам получения карбамида и может быть использовано в химической промышленности и промышленности по производству удобрений.
Предшествующий уровень техники
Известны способы получения карбамида из диоксида углерода и жидкого аммиака в реакторе синтеза при повышенных температуре и давлении, в которых диоксид углерода в реактор синтеза направляют в газообразном виде (В.И.Кучерявый, В.В.Лебедев. Синтез и применение карбамида, Л.: Химия, 1970, с. 178).
Известны способы получения карбамида из диоксида углерода и жидкого аммиака в реакторе синтеза при повышенных температуре и давлении, в которых диоксид углерода в реактор синтеза направляют в виде жидкого диоксида углерода (В.И.Кучерявый, В.В.Лебедев. Синтез и применение карбамида, Л.: Химия, 1970, с. 227-229; GB 1302424, С07С 127/04, 1973). Ожижение диоксида углерода при давлении, более низком, чем давление синтеза карбамида, с последующей подачей жидкого диоксида углерода с помощью насоса позволяет сократить энергетические затраты на компримирование диоксида углерода.
Известен способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии
последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода непосредственно вводят в реактор и/или конденсатор (WO 2009/043365, С07С 273/04, 2009, с. 11, строка 34 - с. 12, строка 31, фиг. 4). Однако использование этого способа, как и упомянутых выше, может привести к эрозионному повреждению оборудования вследствие возникновения кавитационных явлений при непосредственном контакте легко испаряющегося диоксида углерода с высокотемпературными средами в этих аппаратах.
Наиболее близким к предложенному является известный способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления потоков жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при
смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода вводят в реактор и/или конденсатор после смешения с жидким аммиаком (WO 2009/043365, С07С 273/04, 2009, с. 13, строки 1-8, фиг. 5).
Недостатком известного способа является значительная возможность эрозионного повреждения оборудования. Смешение жидкого диоксида углерода с жидким аммиаком, температура которого ниже температуры в реакторе или конденсаторе, казалось бы, снижает вероятность возникновения кавитационных явлений. Известно, однако, что при смешении этих реагентов между ними протекает быстрая реакция образования карбамата аммония с выделением большого количества тепла, вследствие чего температура в зоне смешения может возрасти даже до более высоких значений, чем температура в реакторе или конденсаторе. Таким образом, при использовании известного способа возможность повреждения оборудования вследствие возникновения кавитационных явлений лишь перемещается из одних аппаратов в другие.
Раскрытие изобретения
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в усовершенствовании аппаратуры и технологии для производства карбамида с применением жидкого диоксида углерода.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в повышении надежности применяемого оборудования.
Для достижения указанного результата предложен способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления потоков жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения
свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода вводят в реактор или конденсатор после смешения с другим технологическим потоком, отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с жидкостным потоком, выходящим из скруббера или конденсатора.
При смешении жидкого диоксида углерода с жидкостным потоком, выходящим из конденсатора, смешанный поток подают в реактор, а при его смешении с жидкостным потоком, выходящим из скруббера, смешанный поток подают в конденсатор. В последнем случае жидкостный поток, выходящий из скруббера, перед его смешением с жидким диоксидом углерода может быть смешан с жидким аммиаком.
Смешение потока жидкого диоксида углерода с одним из указанных жидкостных потоков создает более благоприятные условия для введения жидкого диоксида углерода в секцию высокого давления, так как эти потоки содержат значительное количество воды, что существенно снижает экзотермический эффект их взаимодействия с диоксидом углерода (по сравнению с эффектом взаимодействия аммиака с диоксидом углерода) и уменьшает вероятность возникновения нежелательных явлений, приводящих к повреждению оборудования. Для смешения потоков могут быть использованы различные известные устройства для смешивания жидкостей, например, объемные смесители, статические смесители с внутренними насадками различной формы, инжекционные (эжекционные) смесители и т.п.
Средства для передачи жидкостных и газовых потоков из одного аппарата секции высокого давления в другой могут быть выполнены в виде трубопроводов, обеспечивающих движение потоков самотеком. С целью более экономного расположения аппаратов в качестве таких средств могут быть использованы эжекторы, например, для инжектирования жидкостного потока из скруббера потоком жидкого аммиака, инжектирования газового потока из стриппера потоком жидкого аммиака и/или потоком раствора карбамата аммония, инжектирования газового потока из конденсатора потоком жидкого диоксида углерода и т.п.
Краткое описание фигур чертежей
Сущность изобретения иллюстрируется приложенными фиг. 1-3. На фиг. 1 приведена принципиальная технологическая схема секции высокого давления установки, осуществляющей предложенный способ получения карбамида путем смешения потока жидкого диоксида углерода с жидкостным потоком, выходящим из конденсатора, на фиг. 2 и 3 - принципиальная технологическая схема секции высокого давления установки, осуществляющей предложенный способ путем смешения потока жидкого диоксида углерода с жидкостным потоком, выходящим из скруббера, причем схема, изображенная на фиг. 3, предусматривает предварительное смешение жидкостного потока, выходящего из скруббера, с аммиаком.
Варианты осуществления изобретения
В соответствии с фиг. 1 секция высокого давления установки для получения карбамида включает реактор 1 , стриппер 2, конденсатор 3 и скруббер 4, работающие практически при одном и том же давлении, насосы 5 и 6 для подачи жидкого аммиака и жидкого диоксида углерода, компрессор 7 для подачи газообразного диоксида углерода, эжектор 8 для смешения потока жидкого диоксида углерода и жидкостного потока из конденсатора 3, эжектор 9 для смешения потока жидкого аммиака с жидкостным потоком из скруббера 4, эжектор 10 для смешения жидкостного потока из эжектора 9 с газовым потоком из стриппера 2, трубопровод 11 для подачи потока диоксида углерода от насоса 6 в эжектор 8, трубопровод 12 для подачи потока диоксида углерода от компрессора 7 в стриппер 2, трубопровод 13 для подачи жидкого аммиака в эжектор 9, трубопровод 14 для подачи жидкостного потока из реактора 1 в
стриппер 2, трубопровод 15 для подачи жидкостного потока из стриппера 2 на стадии вьщеления карбамида и рециркулируемого жидкостного потока (на фиг. 1 не показаны), трубопровод 16 для подачи жидкостного потока из конденсатора 3 в эжектор 8, трубопровод 17 для подачи газового потока из конденсатора 3 в скруббер 4, трубопровод 18 для подачи газового потока из реактора 1 в скруббер 4, трубопровод 19 для подачи газового потока из стриппера 2 в эжектор 10, трубопровод 20 для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер 4, трубопровод 21 для подачи жидкостного потока из скруббера 4 в эжектор 9, трубопровод 22 для подачи газового потока из скруббера 4 на стадии вьщеления карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, трубопровод 23 для подачи жидкостного потока из эжектора 9 в эжектор 10, трубопровод 24 для подачи газожидкостного потока из эжектора 10 в конденсатор 3, трубопровод 25 для подачи жидкостного потока из эжектора 8 в реактор 1.
В соответствии с фиг. 2 секция высокого давления установки для получения карбамида включает реактор 1, стриппер 2, конденсатор 3 и скруббер 4, работающие практически при одном и том же давлении, насосы 5 и 6 для подачи жидкого аммиака и жидкого диоксида углерода, компрессор 7 для подачи газообразного диоксида углерода, эжектор 8 для смешения потока жидкого диоксида углерода и жидкостного потока из скруббера 4, эжектор 9 для смешения потока жидкого аммиака с жидкостным потоком из эжектора 8, трубопровод 11 для подачи потока диоксида углерода от насоса 6 в эжектор 8, трубопровод 12 для подачи потока диоксида углерода от компрессора 7 в стриппер 2, трубопровод 13 для подачи жидкого аммиака в эжектор 9, трубопровод 14 для подачи жидкостного потока из реактора 1 в стриппер 2, трубопровод 15 для подачи жидкостного потока из стриппера 2 на стадии вьщеления карбамида и рециркулируемого жидкостного потока (на фиг. 2 не показаны), трубопроводы 16 и 17 для подачи жидкостного и газового потоков из конденсатора 3 в реактор 1, трубопровод 18 для подачи газового потока из реактора 1 в скруббер 4, трубопровод 19 для подачи газового потока из стриппера 2 в конденсатор 3, трубопровод 20 для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер 4, трубопровод 21 для подачи жидкостного потока из скруббера 4 в эжектор 8, трубопровод 22 для подачи газового потока из скруббера 4 на стадии вьщеления карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, трубопровод 23 для подачи
жидкостного потока из эжектора 8 в эжектор 9, трубопровод 24 для подачи жидкостного потока из эжектора 9 в конденсатор 3.
В соответствии с фиг. 3 секция высокого давления установки для получения карбамида включает реактор 1 , стриппер 2, конденсатор 3 и скруббер 4, работающие практически при одном и том же давлении, насосы 5 и 6 для подачи жидкого аммиака и жидкого диоксида углерода, компрессор 7 для подачи газообразного диоксида углерода, эжектор 8 для смешения потока жидкого диоксида углерода и жидкостного потока из эжектора 9, эжектор 9 для смешения потока жидкого аммиака с жидкостным потоком из скруббера 4, трубопровод 11 для подачи потока диоксида углерода от насоса 6 в эжектор 8, трубопровод 12 для подачи потока диоксида углерода от компрессора 7 в стриппер 2, трубопровод 13 для подачи жидкого аммиака в эжектор 9, трубопровод 14 для подачи жидкостного потока из реактора 1 в стриппер 2, трубопровод 15 для подачи жидкостного потока из стриппера 2 на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока (на фиг. 3 не показаны), трубопроводы 16 и 17 для подачи жидкостного и газового потоков из конденсатора 3 в реактор 1, трубопровод 18 для подачи газового потока из реактора 1 в скруббер 4, трубопровод 19 для подачи газового потока из стриппера 2 в конденсатор 3, трубопровод 20 для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер 4, трубопровод 21 для подачи жидкостного потока из скруббера 4 в эжектор 8, трубопровод 22 для подачи газового потока из скруббера 4 на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, трубопровод 23 для подачи жидкостного потока из эжектора 9 в эжектор 8, трубопровод 24 для подачи жидкостного потока из эжектора 8 в конденсатор 3.
Сущность изобретения иллюстрируется также приведенными ниже примерами, описывающими осуществление предложенного способа.
ПРИМЕР 1. В соответствии с фиг. 1 20000 кг/ч жидкого диоксида углерода с температурой от -25 до -15°С от насоса 6 по трубопроводу 11 и 196000 кг/ч жидкостного потока из конденсатора 3 по трубопроводу 16 поступают в эжектор 8, где происходит смешение этих потоков. Смешанный поток из эжектора 8 поступает по трубопроводу 25 в реактор 1, где при движении газожидкостной смеси снизу вверх происходит процесс превращения карбамата аммония в карбамид и воду с одновременной дальнейшей конденсацией-абсорбцией не
сконденсированных газов. В верхней части реактора 1 происходит разделение фаз. Жидкая фаза (плав карбамида - водноаммиачный раствор карбамида и карбамата аммония) в количестве 204000 кг/ч поступает по трубопроводу 14 в стриппер 2, а газовая фаза, состоящая в основном из инертных газов с примесью аммиака (12000 кг/ч), - по трубопроводу 18 в скруббер 4, где происходит дальнейшее поглощение аммиака при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком, поступающим в скруббер 4 по трубопроводу 20. Газы из скруббера 4 направляются по трубопроводу 22 на стадию образования рециркулируемого жидкостного потока для их окончательной очистки от аммиака.
26000 кг/ч газообразного диоксида углерода от компрессора 7 поступают по трубопроводу 12 в нижнюю часть стриппера 2, где при давлении 13,5-14,5 МПа и температуре от 175°С в верхней части до 189°С в нижней части осуществляется разложение в токе диоксида углерода и при обогреве паром большей части карбамата аммония и отгонка части избыточного аммиака из плава карбамида, образовавшегося в реакторе 1. Жидкостный поток из нижней части стриппера 2 (120000 кг/ч) по трубопроводу 15 подают на стадии окончательного разложения карбамата аммония и отгонки аммиака с выделением карбамида (62500 кг/ч) и образованием рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, который по трубопроводу 20 поступает в скруббер 4.
Газообразная смесь диоксида углерода, аммиака и паров воды из верхней части стриппера 2 (110000 кг/ч) поступает по трубопроводу 19 в эжектор 10 и далее по трубопроводу 24 в конденсатор 3, где при давлении 13,5-14,5 МПа и температуре 165-175°С происходит процесс конденсации-абсорбции газов в результате их смешения с аммиаком (35500 кг/ч) и водным раствором карбамата аммония (62500 кг/ч) при охлаждении кипящим паровым конденсатом. Смесь аммиака и водного раствора карбамата аммония поступает в эжектор 10 по трубопроводу 23 из эжектора 9, куда аммиак подается от насоса 5 по трубопроводу 13, а водный раствор карбамата аммония - из скруббера 4 по трубопроводу 21. Для улучшения условий конденсации-абсорбции в конденсаторе 3 в эжектор 9 может также поступать некоторое количество плава карбамида из нижней части реактора 1.
He сконденсированные газы из конденсатора 3 поступают по трубопроводу 17 в скруббер 4, где происходит их абсорбция рециркулируемым жидкостным потоком.
ПРИМЕР 2. В соответствии с фиг. 2 20000 кг/ч жидкого диоксида углерода с температурой от -25 до -15°С от насоса 6 по трубопроводу 11 и 50500 кг/ч жидкостного потока из скруббера 4 по трубопроводу 21 поступают в эжектор 8, где происходит смешение этих потоков. Смешанный поток из эжектора 8 поступает по трубопроводу 23 в эжектор 9, куда от насоса 5 по трубопроводу 13 подается аммиак (35500 кг/ч). Жидкостный поток из эжектора 9 по трубопроводу 24 поступает в конденсатор 3, куда также по трубопроводу 19 подается газовый поток из стриппера 2 (110000 кг/ч). Процесс конденсации-абсорбции газов в конденсаторе 3 и процессы в остальных аппаратах секции высокого давления проводятся аналогично примеру 1, лишь с тем отличием, что потоки вводятся в верхнюю часть конденсатора 3 и выводятся из нижней ее части.
ПРИМЕР 3. В соответствии с фиг. 3 20000 кг/ч жидкого диоксида углерода с температурой от -25 до -15°С от насоса 6 по трубопроводу 11 и 86000 кг/ч жидкостного потока из эжектора 9 по трубопроводу 23 поступают в эжектор 8, где происходит смешение этих потоков. Смешанный поток из эжектора 8 поступает по трубопроводу 24 в конденсатор 3, куда также по трубопроводу 19 подается газовый поток из стриппера 2 (110000 кг/ч). Аммиак от насоса 5 по трубопроводу 13 (35500 кг/ч) подается в эжектор 9, куда также поступает жидкостный поток из скруббера 4 по трубопроводу 21. В остальном процесс проводится аналогично примеру 2.
Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано в химической промышленности и промышленности по производству удобрений.
Claims
1. Способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления потоков жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода вводят в реактор или конденсатор после смешения с другим технологическим потоком, отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с жидкостным потоком, выходящим из скруббера или конденсатора.
2. Способ по пункту 1 , отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с жидкостным потоком, выходящим из конденсатора, и направляют в реактор.
3. Способ по пункту 1 , отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с жидкостным потоком, выходящим из скруббера, и направляют в конденсатор.
4. Способ по пункту 3, отличающийся тем, что жидкостный поток, выходящий из скруббера, перед смешением с жидким диоксидом углерода смешивают с жидким аммиаком.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201304259A UA107264C2 (uk) | 2010-10-11 | 2011-09-29 | Спосіб виробництва карбаміду |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010141628/04A RU2442772C1 (ru) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | Способ получения карбамида |
| RU2010141628 | 2010-10-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2012050482A1 true WO2012050482A1 (ru) | 2012-04-19 |
Family
ID=45854600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2011/000741 WO2012050482A1 (ru) | 2010-10-11 | 2011-09-29 | Способ получения карбамида |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2442772C1 (ru) |
| UA (1) | UA107264C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012050482A1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2087325A (en) * | 1933-09-13 | 1937-07-20 | Solvay Process Co | Process for the production of urea and ammonium salts |
| RU2309947C1 (ru) * | 2006-06-05 | 2007-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Синтеза" (Оао Ниик) | Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида |
| WO2009043365A1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Urea Casale S.A. | Process and plant for urea production |
| EA200900790A1 (ru) * | 2006-12-08 | 2009-12-30 | ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. | Способ получения мочевины |
-
2010
- 2010-10-11 RU RU2010141628/04A patent/RU2442772C1/ru active
-
2011
- 2011-09-29 UA UAA201304259A patent/UA107264C2/ru unknown
- 2011-09-29 WO PCT/RU2011/000741 patent/WO2012050482A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2087325A (en) * | 1933-09-13 | 1937-07-20 | Solvay Process Co | Process for the production of urea and ammonium salts |
| RU2309947C1 (ru) * | 2006-06-05 | 2007-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский И Проектный Институт Карбамида И Продуктов Органического Синтеза" (Оао Ниик) | Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида |
| EA200900790A1 (ru) * | 2006-12-08 | 2009-12-30 | ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. | Способ получения мочевины |
| WO2009043365A1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Urea Casale S.A. | Process and plant for urea production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA107264C2 (uk) | 2014-12-10 |
| RU2442772C1 (ru) | 2012-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11980848B2 (en) | Apparatus for purifying gas | |
| RU2495870C2 (ru) | Способ и установка для получения мочевины | |
| CN108026033B (zh) | 尿素制造方法以及尿素制造装置 | |
| CN109890788B (zh) | 尿素与尿素-硝酸铵的集成工艺 | |
| RU2013153920A (ru) | Способ синтеза мочевины с большим выходом | |
| CN109070043B (zh) | 在控制缩二脲的情况下的尿素生产 | |
| CN113195449A (zh) | 在低压回收段具有热整合的尿素生产方法和装置 | |
| CN105771551B (zh) | 一种氨和二氧化碳的分离方法 | |
| CN103570588A (zh) | 一种尿素合成装置及合成方法 | |
| RU2412163C2 (ru) | Способ и установка для получения мочевины | |
| RU2497805C2 (ru) | Способ получения ацетонциангидрина | |
| EA003222B1 (ru) | Способ получения мочевины | |
| CN105771589B (zh) | 一种氨和二氧化碳的分离装置 | |
| CN104528764B (zh) | 一种含低碳醇氨气综合回收利用系统及其方法 | |
| RU2309947C1 (ru) | Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида | |
| RU2442772C1 (ru) | Способ получения карбамида | |
| CN110325476A (zh) | 氨-尿素一体化工艺和装置 | |
| CA2986500C (en) | A method for increasing the capacity of an ammonia plant | |
| TR201501111T1 (tr) | Üre üretimine yönelik proses ve tesis ve üre tesisi modernizasyonuna ilişkin yöntem. | |
| CN211159192U (zh) | 一种克劳斯硫回收酸性水的处理装置 | |
| RU2258063C2 (ru) | Способ получения мочевины (варианты), установка для получения мочевины и способ модернизации установки | |
| CN106422672A (zh) | 一种防止低温甲醇洗热再生系统腐蚀的方法 | |
| RU2434850C1 (ru) | Установка и способ для получения карбамида | |
| RU2440977C1 (ru) | Способ и установка для получения карбамида | |
| CN104030316A (zh) | 一种荒煤气生产无水氨的新工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11832822 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: A201304259 Country of ref document: UA |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: A20130424 Country of ref document: BY |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11832822 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |