EA047090B1 - METHOD OF UREA PRODUCTION AND INSTALLATION WITH PARALLEL LED BLOCKS - Google Patents
METHOD OF UREA PRODUCTION AND INSTALLATION WITH PARALLEL LED BLOCKS Download PDFInfo
- Publication number
- EA047090B1 EA047090B1 EA202392074 EA047090B1 EA 047090 B1 EA047090 B1 EA 047090B1 EA 202392074 EA202392074 EA 202392074 EA 047090 B1 EA047090 B1 EA 047090B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- urea
- section
- gas
- steamer
- solution
- Prior art date
Links
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 title claims description 274
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 273
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 72
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 55
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 136
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 85
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 81
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 79
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 66
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 41
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 41
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 19
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 10
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 claims description 7
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 208000036574 Behavioural and psychiatric symptoms of dementia Diseases 0.000 claims 1
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical compound NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims 1
- 208000018459 dissociative disease Diseases 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 161
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- CSGLCWIAEFNDIL-UHFFFAOYSA-O azanium;urea;nitrate Chemical compound [NH4+].NC(N)=O.[O-][N+]([O-])=O CSGLCWIAEFNDIL-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- PPBAJDRXASKAGH-UHFFFAOYSA-N azane;urea Chemical compound N.NC(N)=O PPBAJDRXASKAGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- DCWUQHLHCBQOAM-PIXDULNESA-N 4-amino-5-[(e)-2-chloroethenyl]-1-[(2r,4s,5r)-4-hydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]pyrimidin-2-one Chemical compound C1=C(\C=C\Cl)C(N)=NC(=O)N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 DCWUQHLHCBQOAM-PIXDULNESA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100059509 Mus musculus Ccs gene Proteins 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000004693 coupled cluster singles and doubles theory Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011552 falling film Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к производству мочевины из NH3 и СО2.The invention relates to the production of urea from NH3 and CO2.
ВведениеIntroduction
Установки по производству мочевины часто относятся к типу с отпаривателем высокого давления (ВД), например с отпаривателем высокого давления, в котором используется по меньшей мере часть сырья СО2 в качестве газа отпарки (например, в процессе отпарки СО2 Stamicarbon). Иллюстративная схема способа производства мочевины с отпаркой СО2 показана в Энциклопедии Ульмана, глава Мочевина, 2010, фиг. 16. Отпариватель ВД работает с эффективностью отпарки, например, 80% и имеет соответствующую потребность в паре в качестве теплоносителя.Urea production plants are often of the high pressure steamer (HP) type, for example a high pressure steamer that uses at least a portion of the CO2 feedstock as stripping gas (eg, the Stamicarbon CO2 stripper process). An illustrative diagram of a method for producing urea with CO2 stripping is shown in the Ullman Encyclopedia, chapter Urea, 2010, fig. 16. The HP steamer operates with a stripping efficiency of, for example, 80% and has a corresponding demand for steam as a coolant.
В US 2004/0116743 А1 упомянуто, что стадия отпарки ВД и стадия конденсации ВД в значительной степени ответственны за тот факт, что только в ограниченной степени можно увеличить производительность существующей установки без модификации или замены дорогостоящего оборудования высокого давления. В US'743 предлагается увеличить производительность установки за счет модификации установки таким образом, чтобы часть раствора синтеза мочевины перемещалась из зоны синтеза в зону обработки среднего давления, работающую при давлении 1-4 МПа; а другая часть направлялась на отпариватель ВД. В US'743 проиллюстрированы установки, в которых зона обработки среднего давления содержит конденсатор карбамата среднего давления ККСД, принимающий газовый поток из диссоциатора среднего давления и газовый поток из отпаривателя среднего давления. Отпариватель среднего давления принимает жидкость из диссоциатора среднего давления и часть сырья СО2. Диссоциатор среднего давления принимает жидкость непосредственно из реактора синтеза мочевины. Отпаренный раствор мочевины из отпаривателя высокого давления подается непосредственно в секцию регенерации низкого давления.US 2004/0116743 A1 mentions that the HP stripping stage and the HP condensing stage are largely responsible for the fact that it is only to a limited extent that the capacity of an existing plant can be increased without modifying or replacing expensive high pressure equipment. US'743 proposes to increase plant productivity by modifying the plant so that a portion of the urea synthesis solution is moved from the synthesis zone to a medium pressure processing zone operating at a pressure of 1-4 MPa; and the other part was sent to the HP steamer. US'743 illustrates installations in which the medium pressure treatment zone comprises a medium pressure carbamate condenser CCSD receiving a gas stream from a medium pressure dissociator and a gas stream from a medium pressure steamer. The medium pressure steamer receives liquid from the medium pressure dissociator and part of the CO 2 feed. The medium pressure dissociator receives liquid directly from the urea synthesis reactor. The stripped urea solution from the high pressure steamer is fed directly into the low pressure regeneration section.
В ЕР 3274297 описана интегрированная система для производства мочевины и аммиаката мочевины и аммиачной селитры, указанная система содержит (i) блок производства мочевины, причем указанный блок содержит секцию синтеза мочевины, содержащую реактор, отпариватель и конденсатор, сообщающиеся по текучей среде друг с другом таким образом, что образуется контур синтеза мочевины, и, после секции синтеза и в сообщении с ней по текучей среде, секцию очистки мочевины, предназначенную для отделения СО2 и NH3 от водного раствора мочевины, содержащего указанные СО2 и NH3; и (ii) блок производства аммиачной селитры из аммиака и азотной кислоты; при этом выпускное отверстие NH3 из секции очистки установки мочевины соединено с впускным отверстием NH3 блока производства аммиачной селитры, и при этом выпускное отверстие водного раствора мочевины из секции очистки и выпускное отверстие водного раствора аммиачной селитры из блока производства аммиачной селитры соединены с блоком смешивания указанного водного раствора мочевины и указанного водного раствора аммиачной селитры.EP 3274297 describes an integrated system for the production of urea and urea ammonium nitrate and ammonium nitrate, said system comprising (i) a urea production unit, said unit comprising a urea synthesis section containing a reactor, a steamer and a condenser in fluid communication with each other in this manner that a urea synthesis circuit is formed, and, after the synthesis section and in fluid communication with it, a urea purification section designed to separate CO 2 and NH 3 from an aqueous solution of urea containing said CO 2 and NH 3 ; and (ii) a unit for the production of ammonium nitrate from ammonia and nitric acid; wherein the outlet NH 3 from the purification section of the urea plant is connected to the inlet NH 3 of the ammonium nitrate production unit, and wherein the outlet of the urea aqueous solution from the purification section and the outlet of the aqueous ammonium nitrate solution from the ammonium nitrate production unit are connected to the mixing unit of the said an aqueous solution of urea and the specified aqueous solution of ammonium nitrate.
В ЕР 3541780 описан интегрированный процесс производства мочевины и аммиаката мочевины и аммиачной селитры.EP 3541780 describes an integrated process for the production of urea and urea ammonia and ammonium nitrate.
В US 2012/0302789 А1 описан процесс производства мочевины с отпаривателем СО2 ВД, при этом раствор мочевины, выходящий из отпаривателя, подвергается адиабатическому расширению, в результате чего образуются пар и жидкость, которые разделяются до того, как жидкость поступает в первую секцию регенерации, а пар конденсируется.US 2012/0302789 A1 describes a process for the production of urea with a CO 2 HP steamer, in which the urea solution leaving the steamer undergoes adiabatic expansion, resulting in the formation of steam and liquid, which are separated before the liquid enters the first regeneration section, and the steam condenses.
Выбросы СО2 от промышленных предприятий часто ограничены по экологическим причинам или требуются разрешения на выбросы, даже если квоты на выбросы являются предметом оборота, любые выбросы СО2 могут увеличить стоимость. CO2 emissions from industrial plants are often limited for environmental reasons or emission permits are required, even if emission allowances are negotiable, any CO2 emissions may increase the cost.
Остается потребность в энергоэффективном способе производства мочевины, в частности, для крупномасштабных установок. Также существует потребность в способе интегрированного производства мочевины и аммиачной селитры с низким уровнем выбросов СО2 и низким потреблением энергии. Также существует потребность в соответствующих установках и способах модификации существующих установок. Изобретение не ограничивается способом интегрированного производства мочевины и аммиачной селитры, а также включает варианты осуществления, в которых производится только мочевина. Желаемая экономия энергии может быть достигнута в предпочтительных вариантах осуществления. Повышение энергоэффективности и интегрированное производство мочевины и аммиачной селитры являются предпочтительными целями некоторых, но необязательно всех вариантов осуществления настоящего изобретения.There remains a need for an energy-efficient method for producing urea, particularly for large-scale installations. There is also a need for a process for the integrated production of urea and ammonium nitrate with low CO2 emissions and low energy consumption. There is also a need for suitable installations and methods for modifying existing installations. The invention is not limited to a method for the integrated production of urea and ammonium nitrate, but also includes embodiments in which only urea is produced. The desired energy savings can be achieved in preferred embodiments. Increasing energy efficiency and integrated production of urea and ammonium nitrate are preferred objectives of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Изобретение относится в первом аспекте к установке производства содержащего мочевину продукта, содержащей секцию производства мочевины, содержащую секцию синтеза высокого давления (ВД), содержащую отпариватель ВД, реактор синтеза мочевины из NH3 и СО2 и конденсатор карбамата ВД, причем реактор и конденсатор карбамата ВД необязательно являются объединенными, секция производства мочевины дополнительно содержит блок обработки среднего давления (СД), диссоциатор СД и секцию конденсации СД, причем реактор имеет выпускное отверстие для раствора синтеза мочевины, соединенное с первой линией подачи жидкости, соединенной с отпаривателем ВД, при этом указанное выпускное отверстие соединено также со второй линией подачи жидкости, соединенной с диссоциаторомThe invention relates in a first aspect to a plant for the production of a urea containing product, comprising a urea production section containing a high pressure (HP) synthesis section containing a HP steamer, a reactor for the synthesis of urea from NH3 and CO2 and a HP carbamate condenser, wherein the HP carbamate reactor and condenser are optionally combined, the urea production section further comprises a medium pressure (MP) processing unit, an MP dissociator and an MP condensation section, wherein the reactor has an outlet for a urea synthesis solution connected to a first liquid supply line connected to a HP steamer, wherein said outlet is connected also with a second fluid supply line connected to the dissociator
- 1 047090- 1 047090
СД, при этом отпариватель ВД имеет впускное отверстие для подачи СО2 в качестве газа отпарки, при этом установка содержит линию подачи жидкости отпаренного раствора мочевины из указанного отпаривателя ВД в указанный блок обработки СД, линию подачи газа для первого потока газа СД из блока обработки СД в секцию конденсации СД и линию подачи газа для второго потока газа СД из диссоциатора СД в секцию конденсации СД.SD, wherein the HP steamer has an inlet for supplying CO2 as a stripping gas, wherein the installation contains a liquid supply line for the stripped urea solution from said HP steamer to the specified SD processing unit, a gas supply line for the first SD gas flow from the SD processing unit to an SD condensation section and a gas supply line for a second flow of SD gas from the SD dissociator to the SD condensation section.
Предпочтительно установка дополнительно содержит диссоциатор низкого давления (НД) и линию подачи жидкости для раствора мочевины СД из блока обработки СД в указанный диссоциациатор НД.Preferably, the installation further comprises a low pressure dissociator (LP) and a liquid supply line for the urea solution LP from the LP processing unit to said LP dissociator.
Предпочтительно установка содержит секцию аммиачной селитры (АС), содержащую секцию нейтрализации, выполненную с возможностью нейтрализации азотной кислоты аммиаком с образованием аммиачной селитры и имеющую впускное отверстие для азотной кислоты и впускное отверстие для аммиаксодержащего газа. Предпочтительно установка содержит линию подачи газа для аммиаксодержащего газа НД из указанного предпочтительного диссоциатора НД в указанную секцию нейтрализации.Preferably, the installation comprises an ammonium nitrate (AN) section containing a neutralization section configured to neutralize nitric acid with ammonia to form ammonium nitrate and having an inlet for nitric acid and an inlet for ammonia-containing gas. Preferably, the installation comprises a gas supply line for the ammonia-containing LP gas from said preferred LP dissociator to said neutralization section.
Изобретение также относится к способу производства содержащего мочевину продукта, осуществляемому на установке в соответствии с указанным первым аспектом, включающему взаимодействие сырья NH3 и сырья СО2 в указанном реакторе с получением раствора для синтеза мочевины; разделение указанного раствора для синтеза мочевины по меньшей мере на первую часть и вторую часть; подачу указанной первой части в указанный отпариватель ВД с получением отпаренного раствора мочевины; подвергание указанного отпаренного раствора мочевины обработке при среднем давлении в указанном блоке обработки СД с получением указанного первого газового потока СД; подвергание указанной второй части диссоциации среднего давления в указанном диссоциаторе СД с получением указанного второго газового потока СД и раствора мочевины СД и подачу указанных первого и второго газовых потоков СД по меньшей мере частично в указанную секцию конденсации СД.The invention also relates to a method for the production of a urea-containing product carried out in a plant in accordance with said first aspect, comprising reacting an NH3 feedstock and a CO2 feedstock in said reactor to produce a urea synthesis solution; dividing said urea synthesis solution into at least a first part and a second part; feeding said first part into said HP steamer to produce a stripped urea solution; subjecting said stripped urea solution to medium pressure treatment in said SD processing unit to produce said first SD gas stream; subjecting said second portion to medium pressure dissociation in said SD dissociator to produce said second SD gas stream and SD urea solution and supplying said first and second SD gas streams at least partially to said SD condensation section.
Изобретение также относится к способу модификации существующей установки для производства содержащего мочевину продукта. Предпочтительно существующая установка содержит секцию производства мочевины, содержащую секцию синтеза высокого давления (ВД), содержащую отпариватель ВД, реактор синтеза мочевины из NH3 и СО2 и конденсатор карбамата ВД, причем реактор и конденсатор карбамата ВД необязательно являются объединенными, при этом отпариватель ВД имеет впускное отверстие для подачи СО2 в качестве газа отпарки. Способ включает добавление диссоциатора СД и секции конденсации СД, а также подсоединение выпускного отверстия для раствора синтеза мочевины к диссоциатору СД, если он еще не присутствует на существующей установке. Способ также включает добавление блока обработки среднего давления (СД) и линии потока жидкости для отпаренного раствора мочевины из указанного отпаривателя ВД в указанный блок обработки СД, линии потока газа для первого потока газа СД из блока обработки СД в секцию конденсации СД и линии потока газа для второго потока газа СД из диссоциатора СД в секцию конденсации СД, если на установке еще нет линии потока газа для второго потока газа СД. Модифицированная установка предпочтительно представляет собой установку согласно первому аспекту изобретения.The invention also relates to a method for modifying an existing plant for the production of a urea-containing product. Preferably, the existing plant comprises a urea production section containing a high pressure (HP) synthesis section containing a HP steamer, a reactor for synthesizing urea from NH 3 and CO 2 and a HP carbamate condenser, wherein the HP carbamate reactor and condenser are optionally combined, wherein the HP steamer has inlet for supplying CO 2 as stripping gas. The method includes adding an SD dissociator and an LED condensing section, and connecting an outlet for the urea synthesis solution to the SD dissociator if it is not already present in the existing plant. The method also includes adding a medium pressure (MP) processing unit and a liquid flow line for the stripped urea solution from said HP steamer to said MP processing unit, a gas flow line for a first MP gas stream from the MP processing unit to the MP condensing section, and a gas flow line for a second flow of SD gas from the SD dissociator to the SD condensing section, if the installation does not already have a gas flow line for the second flow of SD gas. The modified installation is preferably an installation according to the first aspect of the invention.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
На фиг. 1 схематически проиллюстрирована типовая установка и способ по изобретению.In fig. 1 schematically illustrates a typical setup and method according to the invention.
На фиг. 2 схематически проиллюстрирован элемент типовой установки и способа по изобретению.In fig. 2 schematically illustrates an element of a typical plant and method according to the invention.
Любые варианты осуществления, проиллюстрированные на фигурах, являются только примерами и не ограничивают изобретение.Any embodiments illustrated in the figures are examples only and do not limit the invention.
Подробное описаниеDetailed description
Установка и способ производства мочевины в соответствии с настоящим изобретением, в целом, основаны на разумном понимании использования диссоциатора СД, принимающего раствор синтеза мочевины из реактора, и блока обработки СД, принимающего отпаренный раствор мочевины из отпаривателя ВД, причем по меньшей мере поток газа из диссоциатора СД и поток газа из блока обработки СД подается прямо или косвенно в секцию конденсации СД. В указанной секции конденсации СД потоки газа по меньшей мере частично конденсируются с образованием карбаматного раствора. В частности, поток газа из диссоциатора СД по меньшей мере частично конденсируется в секции конденсации СД, а поток газа из блока обработки СД по меньшей мере частично конденсируется в указанной секции конденсации СД, предпочтительно оба указанных потока газа конденсируются по меньшей мере частично в одном и том же конденсаторе, причем конденсатор представляет собой, например, теплообменник.The plant and method for producing urea in accordance with the present invention is generally based on the reasonable understanding of the use of an SD dissociator receiving a urea synthesis solution from a reactor, and an SD processing unit receiving a stripped urea solution from a HP steamer, wherein at least the gas flow from the dissociator The SD and the gas stream from the SD processing unit is supplied directly or indirectly to the SD condensing section. In said condensation section of the LED, the gas streams are at least partially condensed to form a carbamate solution. In particular, the gas stream from the SD dissociator is at least partially condensed in the SD condensing section, and the gas stream from the SD processing unit is at least partially condensed in said LED condensation section, preferably both of said gas streams are at least partially condensed in the same volume. the same condenser, the condenser being, for example, a heat exchanger.
Подача потока газа из блока обработки СД в секцию конденсации СД может способствовать уменьшению выбросов СО2 из одного или более блоков после выпуска жидкости (т.е. раствора мочевины) из блока обработки СД. Подача потока газа из блока обработки СД в секцию конденсации СД может способствовать конденсации карбамата в секции конденсации СД при выгодном соотношении N/C.Supplying a gas stream from the DM processing unit to the DM condensing section may help reduce CO 2 emissions from one or more units after the liquid (ie, urea solution) is released from the DM processing unit. Supplying a gas stream from the MP processing unit to the MP condensing section can promote the condensation of carbamate in the MP condensing section at an advantageous N/C ratio.
При подаче потока газа из секции обработки СД в секцию конденсации СД можно выгодно вернуть в повторный цикл относительно большее количество СО2 в составе раствора карбамата СД в секцию синтеза ВД. Таким образом, улучшается восстановление СО2 и сокращаются выбросы из предпочтительной секции аммиачной селитры (АС).By feeding a gas stream from the HP processing section to the HP condensation section, it is possible to advantageously recycle a relatively larger amount of CO2 in the composition of the HP carbamate solution to the HP synthesis section. Thus, CO 2 recovery is improved and emissions from the preferred ammonium nitrate (AN) section are reduced.
Предпочтительно потребление пара отпаривателем ВД может быть уменьшено за счет того, что в блоке обработки СД обрабатывается раствор мочевины, подаваемый в этот блок обработки СД.Advantageously, the steam consumption of the HP steamer can be reduced by treating the urea solution supplied to the HP processing unit in the HP processing unit.
- 2 047090- 2 047090
По сравнению с процессом, в котором секция конденсации СД принимает только газ из диссоциатора СД и сырье СО2 СД, в отпариватель ВД предпочтительно может быть направлено большее количество СО2. Это может дополнительно способствовать снижению потребления пара отпаривателем ВД. Меньшее потребление пара отпаривателем ВД, в целом, является желательным и способствует повышению энергоэффективности установки.Compared with the process in which the HP condensing section only accepts the gas from the HP dissociator and the HP CO2 feed, a larger amount of CO2 can preferably be sent to the HP steamer. This can further help reduce the steam consumption of the HP steamer. Lower steam consumption by a HP steamer is generally desirable and helps improve the energy efficiency of the installation.
Размер отпаривателя ВД предпочтительно может быть относительно небольшим по сравнению с общей мощностью производства мочевины в заявленной установке.The size of the HP steamer may preferably be relatively small compared to the total urea production capacity of the inventive plant.
Диссоциатор СД и блок обработки СД расположены параллельно на установке.The SD dissociator and the SD processing unit are located in parallel on the installation.
Секция синтеза ВД содержит отпариватель ВД, реактор ВД и конденсатор карбамата ВД. Отпариватель представляет собой отпариватель СО2. Установка содержит первую линию подачи жидкости из реактора в отпариватель ВД и вторую линию подачи жидкости из реактора в диссоциатор СД. Секция синтеза ВД имеет впускное отверстие для сырья NH3, например, в конденсаторе карбамата ВД.The HP synthesis section contains a HP steamer, a HP reactor and a HP carbamate condenser. The steamer is a CO2 steamer. The installation contains a first line for supplying liquid from the reactor to the HP steamer and a second line for supplying liquid from the reactor to the SD dissociator. The HP synthesis section has an inlet for NH3 feed, for example in the HP carbamate condenser.
Реактор выполнен с возможностью синтеза мочевины из NH3 и СО2 и имеет выпускное отверстие для раствора синтеза мочевины. Раствор синтеза мочевины, например, имеет соотношение N/C от 2,85 до 3,3. Реактор работает при давлении синтеза мочевины, т.е. ВД, и температуре синтеза мочевины, например, выше 100 бар, например от 120 до 300 бар, например от 120 до 200 бар; и/или, например, при температуре 160-240°С и предпочтительно при температуре 170-220°С.The reactor is designed to synthesize urea from NH3 and CO2 and has an outlet for the urea synthesis solution. The urea synthesis solution, for example, has an N/C ratio of 2.85 to 3.3. The reactor operates at urea synthesis pressure, i.e. HP, and urea synthesis temperature, for example, above 100 bar, for example from 120 to 300 bar, for example from 120 to 200 bar; and/or, for example, at a temperature of 160-240°C and preferably at a temperature of 170-220°C.
Реактор представляет собой, например, вертикальный реактор с тарелками, в котором впускное отверстие для сырья находится снизу, а раствор для синтеза мочевины отводится из верхней части вертикального реактора, например, с использованием сливного стакана.The reactor is, for example, a vertical tray reactor in which the feed inlet is at the bottom and the urea synthesis solution is withdrawn from the top of the vertical reactor, for example using a downcomer.
Реактор, например, имеет отдельное выпускное отверстие для газа (так называемых инертных веществ). Инертные вещества подаются, например, в виде газового потока прямо или косвенно в предпочтительную секцию АС. Инертные вещества приходят, например, с потоками сырья и содержат, например, N2. Поток газа из выпускного отверстия газа в реакторе также содержит, например, NH3.The reactor, for example, has a separate outlet for gas (so-called inert substances). Inert substances are supplied, for example, in the form of a gas stream, directly or indirectly into the preferred section of the AC. Inert substances come, for example, with raw material flows and contain, for example, N2. The gas stream from the gas outlet of the reactor also contains, for example, NH3.
Установка по производству мочевины может содержать один или более последовательных реакторов, например, первый реактор и последующий реактор. Последующий реактор принимает, например, поток, выходящий из реактора, и имеет выпускное отверстие для жидкости, соединенное с разветвлением между первой и второй линиями подачи, т.е. первой и второй линиями подачи жидкости. Установка по производству мочевины также может содержать один или более параллельных реакторов.A urea production plant may comprise one or more reactors in series, for example a first reactor and a subsequent reactor. The subsequent reactor receives, for example, the flow leaving the reactor, and has a liquid outlet connected to a branch between the first and second supply lines, i.e. the first and second fluid supply lines. The urea production plant may also contain one or more parallel reactors.
Реактор и конденсатор карбамата ВД необязательно являются объединенными в одном сосуде. Примером может служить интегрированный реактор/конденсатор, описанный в US 5767313. Иллюстративный интегрированный конденсатор/реактор имеет зону реакции и зону конденсации, объединенные в одном сосуде. Зона конденсации содержит, например, поверхность теплообмена, например, пучок труб. Зона реакции содержит, например, перегородки. Зона реакции, как правило, расположена после зоны конденсации в сосуде. Иллюстративный интегрированный конденсатор/реактор содержит горизонтальный сосуд и пучок труб, выполненный с возможностью приема охлаждающей жидкости в трубы и технологической среды в корпусное пространство.The HP carbamate reactor and condenser are not necessarily combined in one vessel. An example is the integrated reactor/capacitor described in US 5,767,313. An exemplary integrated capacitor/reactor has a reaction zone and a condensation zone combined in a single vessel. The condensation zone contains, for example, a heat exchange surface, for example a tube bundle. The reaction zone contains, for example, partitions. The reaction zone is usually located after the condensation zone in the vessel. An exemplary integrated condenser/reactor includes a horizontal vessel and a tube bundle configured to receive coolant into the tubes and process fluid into a housing space.
Реактор имеет выпускное отверстие для раствора синтеза мочевины, соединенное, прямо или косвенно, с первой линией подачи жидкости в отпариватель ВД и со второй линией подачи жидкости в диссоциатор СД. Вторая линия подачи жидкости обходит отпариватель ВД. Установка имеет разделение линии подачи раствора синтеза мочевины ВД на первую и вторую линии подачи с использованием, например, клапана. Как правило, установка имеет разделение, т.е. делительное устройство, линии подачи для раствора синтеза мочевины ВД на указанную первую линию подачи жидкости и указанную вторую линию подачи жидкости. Линия подачи для раствора синтеза мочевины ВД соединена с выпускным отверстием для раствора синтеза мочевины из реактора. Разделение раствора синтеза мочевины проводят при высоком давлении. Как первую, так и вторую линию подачи жидкости используют для потока жидкости при ВД. Вторая линия подачи жидкости, соединенная с диссоциатором СД, как правило, содержит расширительный клапан для расширения раствора мочевины от ВД до СД.The reactor has an outlet for the urea synthesis solution connected, directly or indirectly, to a first liquid supply line to the HP steamer and to a second liquid supply line to the SD dissociator. The second liquid supply line bypasses the HP steamer. The installation has a division of the supply line for the HP urea synthesis solution into the first and second supply lines using, for example, a valve. As a rule, the installation has a separation, i.e. a dividing device, supply lines for the HP urea synthesis solution to said first liquid supply line and said second liquid supply line. The supply line for the HP urea synthesis solution is connected to the outlet for the urea synthesis solution from the reactor. The separation of the urea synthesis solution is carried out at high pressure. Both the first and second fluid supply lines are used for fluid flow during HP. The second liquid supply line connected to the SD dissociator typically contains an expansion valve to expand the urea solution from the HP to the SD.
Соотношение разделения раствора для синтеза мочевины ВД предпочтительно можно регулировать, например, в процессе запуска или для гибкого увеличения или снижения производства мочевины. Например, диссоциатор СД можно отключить для снижения производства мочевины.The split ratio of the HP urea synthesis solution can preferably be adjusted, for example, during the start-up process or to flexibly increase or decrease the urea production. For example, the SD dissociator can be turned off to reduce urea production.
Раствор синтеза мочевины содержит мочевину, воду, карбамат аммония и аммиак.The urea synthesis solution contains urea, water, ammonium carbamate and ammonia.
Отпариватель ВД имеет впускное отверстие для подачи СО2 в качестве газа отпарки и имеет выпускное отверстие для отпаренного раствора мочевины и выпускное отверстие для потока газа. Установка предпочтительно относится к типу отпарной установки СО2. Отпаренный раствор мочевины, содержащий мочевину, воду, карбамат и аммиак, подают на блок обработки СД.The HP steamer has an inlet for supplying CO 2 as stripping gas and has an outlet for stripped urea solution and an outlet for gas flow. The installation is preferably of the CO2 stripper type. The stripped urea solution containing urea, water, carbamate and ammonia is fed to the SD processing unit.
Конденсатор карбамата ВД (ККВД), как правило, принимает по меньшей мере часть, предпочтительно все сырье NH3. ККВД принимает по меньшей мере часть, например весь поток, газа из отпаривателя ВД. Конденсатор карбамата ВД имеет выпускное отверстие для потока, содержащего конденсированный карбамат, соединенное с впускным отверстием реактора, а в объединенном конденсаторе/реакторе зона конденсации сообщается по текучей среде с зоной реакции.A HP carbamate condenser (HCCC) typically accepts at least a portion, preferably all, of the NH3 feed. The HPCC receives at least a portion, eg all, of the gas flow from the HP steamer. The HP carbamate condenser has an outlet for a stream containing condensed carbamate connected to a reactor inlet, and in a combined condenser/reactor the condensation zone is in fluid communication with the reaction zone.
Секция производства мочевины может содержать компрессор СО2 для сжатия сырьевого потокаThe urea production section may contain a CO 2 compressor to compress the feed stream
- 3 047090- 3 047090
СО2 до давления синтеза мочевины. Компрессор представляет собой, например, многоступенчатый компрессор. СО2, например, доступен при относительно низком давлении (например, менее 20 бар) в зоне, очерченной границами технологического блока, например, с установки синтез-газа. Установка синтезгаза содержит, например, паровой реформер, реактор конверсии водяного газа и блок извлечения СО2. В установке синтез-газа также можно производить Н2, используемый на установке по производству аммиака. Сырье NH3 установки по производству мочевины может происходить из указанной установки по производству аммиака. Также возможны другие источники сырьевого потока СО2 и сырьевого потока NH3.CO2 to urea synthesis pressure. The compressor is, for example, a multi-stage compressor. CO2, for example, is available at relatively low pressure (eg, less than 20 bar) in the area delineated by the boundaries of a process unit, such as a synthesis gas plant. The synthesis gas plant contains, for example, a steam reformer, a water gas shift reactor and a CO 2 recovery unit. The synthesis gas plant can also produce H2 , which is used in an ammonia production plant. The NH3 feedstock of a urea production plant may originate from said ammonia plant. Other sources of CO 2 feed stream and NH3 feed stream are also possible.
В целом, в различных вариантах осуществления изобретения отпариватель ВД содержит, например, вертикальный кожухотрубный теплообменник с впускным отверстием для подачи раствора мочевины, подлежащего отпарке, в трубы, указанное впускное отверстие предусмотрено сверху отпаривателя, выпускное отверстие для отпаренного раствора мочевины - снизу, а выпускное отверстие для смешанного потока газа - сверху отпаривателя. Отпариватель ВД относится к типу отпаривателя СО2 и имеет впускное отверстие снизу для подачи СО2, используемого в качестве газа отпарки. Смешанный газовый поток конденсируется в конденсаторе карбамата ВД с получением рециркулируемого потока высокого давления, содержащего карбамат, который подается в реактор. В случае объединенного реактора/конденсатора в одном сосуде это может включать перемещение конденсата из секции конденсации в секцию реактора внутри сосуда, в частности, потока карбаматсодержащей жидкости из зоны конденсации в зону реакции внутри сосуда.In general, in various embodiments of the invention, a HP steamer comprises, for example, a vertical shell-and-tube heat exchanger with an inlet for supplying the urea solution to be stripped into the tubes, said inlet being provided at the top of the steamer, an outlet for the stripped urea solution at the bottom, and an outlet for for a mixed gas flow - on top of the steamer. The HP steamer is a type of CO2 steamer and has an inlet at the bottom to supply CO2 used as stripping gas. The mixed gas stream is condensed in a HP carbamate condenser to produce a high pressure recycle stream containing carbamate, which is fed to the reactor. In the case of a combined reactor/condenser in a single vessel, this may involve moving condensate from a condensation section to a reactor section within the vessel, particularly flowing carbamate-containing liquid from the condensation zone to the reaction zone within the vessel.
Отпариватель ВД, как правило, представляет собой устройство, выполненное с возможностью противоточного контакта раствора мочевины с потоком газа отпарки. Как правило, отпариватель ВД выполнен с возможностью подачи раствора мочевины и потока газа отпарки в трубы, а тепла - посредством пара в межтрубное пространство. В изобретении, в отпаривателе ВД используется все сырье СО2 или его часть в качестве газа отпарки. Выпаривание с СО2 в качестве газа отпарки приводит к снижению соотношения N/C в растворе мочевины. Отпаренный раствор мочевины имеет более низкое соотношение N/C, чем раствор синтеза мочевины, например, соотношение N/C составляет менее 3,0, менее 2,7 или даже менее 2,5, например, находится в диапазоне 1,5-2,5 или в диапазоне 2,0-2,5.A high pressure steamer, as a rule, is a device designed to allow countercurrent contact of a urea solution with a stripping gas flow. As a rule, a high pressure steamer is designed to supply a urea solution and a stream of stripping gas into the pipes, and heat through steam into the annulus. In the invention, the HP steamer uses all or part of the CO2 feedstock as stripping gas. Evaporation with CO2 as stripping gas results in a decrease in the N/C ratio in the urea solution. The stripped urea solution has a lower N/C ratio than the urea synthesis solution, for example the N/C ratio is less than 3.0, less than 2.7 or even less than 2.5, for example it is in the range of 1.5-2, 5 or in the range 2.0-2.5.
В предпочтительных вариантах осуществления, в которых выпускное отверстие жидкости для раствора карбамата СД из секции конденсации СД соединено с линией подачи жидкости в секцию синтеза ВД, таким образом, обеспечивая рециркуляцию раствора карбамата в секцию синтеза ВД, отпариватель ВД, например, работает с эффективностью отпарки α в диапазоне 60-80%, например 65-75%, например эффективность отпарки α составляет около 70%. В вариантах осуществления изобретения, в которых раствор карбамата из секции конденсации СД извлекают другими способами, например посредством подачи раствора в дополнительную секцию синтеза мочевины, эффективность отпарки может быть, например, в диапазоне до 92%.In preferred embodiments in which the liquid outlet for the HP carbamate solution from the HP condensing section is connected to a liquid supply line to the HP synthesis section, thereby allowing recirculation of the carbamate solution to the HP synthesis section, the HP steamer, for example, operates with a stripping efficiency of α in the range of 60-80%, for example 65-75%, for example the stripping efficiency α is about 70%. In embodiments of the invention in which the carbamate solution from the MP condensation section is recovered by other means, for example by feeding the solution into an additional urea synthesis section, the stripping efficiency can be, for example, in the range of up to 92%.
Предпочтительно отпариватель ВД может работать с относительно низкой эффективностью отпарки благодаря блоку обработки СД, принимающему отпаренный раствор мочевины и используемому для очистки этого раствора мочевины, таким образом обеспечивая относительно низкое потребление пара в отпаривателе ВД.Advantageously, the HP steamer can be operated with a relatively low stripping efficiency due to the HP processing unit receiving the stripped urea solution and used to purify this urea solution, thereby providing relatively low steam consumption in the HP steamer.
В установках и способах по изобретению конденсатор карбамата ВД (ККВД) представляет собой, например, кожухотрубный теплообменник. ККВД представляет собой, например, вертикальный конденсатор или горизонтальный конденсатор. Кожухотрубный теплообменник в виде ККВД работает с технологической средой (в частности, конденсируемым газом) в межтрубном пространстве и охлаждающей жидкостью в трубах или с технологической средой в трубах и охлаждающей жидкостью в межтрубном пространстве.In the installations and methods of the invention, the HP carbamate condenser (HCCC) is, for example, a shell-and-tube heat exchanger. The CVDC is, for example, a vertical capacitor or a horizontal capacitor. A shell-and-tube heat exchanger in the form of a high-pressure heat exchanger operates with a process medium (in particular, condensed gas) in the inter-tube space and coolant in the pipes or with a process medium in the pipes and coolant in the inter-tube space.
В некоторых вариантах осуществления изобретения ККВД представляет собой, например, конденсатор карбамата с падающей пленкой с охлаждающей жидкостью в кожухе. В других вариантах осуществления изобретения ККВД представляет собой, например, погружной конденсатор. ККВД представляет собой, например, кожухотрубный конденсатор с горизонтальным U-образным пучком труб, технологической средой в межтрубном пространстве и с погружным пучком труб, а также, например, конденсатор погружного типа. ККВД содержит, например, U-образный пучок труб или прямой пучок труб. ККВД необязательно представляет собой погружной реактор, который содержит зону погружного конденсатора и зону реактора. Погружной реактор содержит, например, перегородки в корпусном пространстве.In some embodiments, the CCVC is, for example, a falling film carbamate condenser with a coolant in a casing. In other embodiments of the invention, the CVD is, for example, a submersible condenser. The CCVC is, for example, a shell-and-tube condenser with a horizontal U-shaped tube bundle, a process medium in the inter-tube space and with a submersible tube bundle, as well as, for example, a submersible type condenser. The CVD contains, for example, a U-shaped tube bundle or a straight tube bundle. The HPCC is optionally a submersible reactor that includes a submersible condenser zone and a reactor zone. The submersible reactor contains, for example, partitions in the housing space.
ККВД, например, также содержит впускное отверстие для сырья NH3 в корпусное пространство.The CVD, for example, also includes an inlet for NH 3 feedstock into the housing space.
Блок обработки СД выполнен с возможностью подвергания отпаренного раствора мочевины обработке, включающей расширение до СД и разделение газа и жидкости с получением первого газового потока СД и первого раствора мочевины СД и, необязательно, также включающей нагрев. В некоторых вариантах осуществления изобретения обработка СД является по существу адиабатической или является адиабатической. В некоторых вариантах осуществления изобретения блок обработки СД имеет впускное отверстие для потока газа, например сырьевого потока СО2, и обработка в блоке обработки СД необязательно включает приведение в контакт раствора мочевины с потоком газа, с нагреванием или без.The SD processing unit is configured to subject the stripped urea solution to processing, including expansion to SD and separation of gas and liquid to produce a first SD gas stream and a first SD urea solution, and optionally also including heating. In some embodiments of the invention, the SD processing is substantially adiabatic or is adiabatic. In some embodiments of the invention, the SD processing unit has an inlet for a gas stream, such as a CO2 feed stream, and the processing in the SD processing unit optionally includes contacting the urea solution with the gas stream, with or without heat.
- 4 047090- 4 047090
Обработка в блоке обработки СД предусматривает очистку отпаренного раствора мочевины посредством извлечения по меньшей мере некоторого количества NH3 и СО2 из раствора и/или разложение карбамата на NH3 и СО2 и извлечение NH3 и СО2 из раствора с получением первого потока газа СД. Первый поток газа СД содержит NH3 и СО2.Treatment in the SD processing unit involves purifying the stripped urea solution by removing at least some NH3 and CO2 from the solution and/or decomposing the carbamate into NH3 and CO2 and removing NH3 and CO2 from the solution to produce a first stream of SD gas. The first gas stream SD contains NH 3 and CO 2 .
В некоторых необязательных вариантах осуществления изобретения применяется противоточное приведение в контакт отпаренного раствора мочевины в блоке обработки СД с частью сырьевого потока СО2. Это приведение в контакт необязательно объединяют с нагревом раствора мочевины в блоке обработки СД.Some optional embodiments of the invention employ countercurrent contacting of the stripped urea solution in the SD processing unit with a portion of the CO2 feed stream. This contacting is optionally combined with heating of the urea solution in the SD processing unit.
Например, нагрев отпаренного раствора мочевины в блоке обработки СД, работающем при СД, с использованием, например, непрямого теплообмена с теплоносителем, например, паром, может способствовать более полному извлечению NH3 и карбамата аммония из отпаренного раствора мочевины.For example, heating the stripped urea solution in a SD processing unit operating at SD, using, for example, indirect heat exchange with a coolant such as steam, can facilitate more complete extraction of NH3 and ammonium carbamate from the stripped urea solution.
Извлечение карбамата аммония из отпаренного раствора мочевины в блоке обработки СД может способствовать снижению выбросов СО2 из секции нейтрализации АС, соединенной с секцией производства мочевины. Таким образом, извлечение СО2 усовершенствовано блоком обработки СД и подачей первого потока газа СД в секцию конденсации СД.Removing ammonium carbamate from the stripped urea solution in the SD processing unit can help reduce CO2 emissions from the AC neutralization section connected to the urea production section. Thus, CO2 extraction is improved by the SD processing unit and the supply of the first SD gas stream to the SD condensation section.
Предпочтительно блок обработки СД выполнен с возможностью мгновенного испарения раствора мочевины, более предпочтительно (по существу) адиабатического мгновенного испарения. В некоторых вариантах осуществления изобретения блок обработки СД представляет собой испарительную емкость СД.Preferably, the SD processing unit is configured to flash the urea solution, more preferably a (substantially) adiabatic flash. In some embodiments of the invention, the LED processing unit is an LED flash tank.
Предпочтительно посредством предпочтительного (по существу) адиабатического мгновенного испарения от ВД до СД в испарительной емкости СД (ИСД) первый поток газа СД имеет низкое молярное соотношение NH3:CO2, например ниже 2,0, например в диапазоне 0,8-1,2, и/или ниже соотношения N/C отпаренного раствора мочевины ВД. Первый поток газа СД предпочтительно может иметь относительно высокую концентрацию СО2, таким образом, секция конденсации СД может работать при более выгодном соотношении N/C.Preferably, through preferential (substantially) adiabatic flashing from HP to SD in an HP flash vessel (ISD), the first SD gas stream has a low NH 3 :CO 2 molar ratio, for example below 2.0, for example in the range of 0.8-1, 2, and/or lower than the N/C ratio of the stripped HP urea solution. The first SD gas stream may preferably have a relatively high concentration of CO2, so that the MP condensing section can be operated at a more favorable N/C ratio.
В некоторых вариантах осуществления изобретения NH3 и СО2 извлекают из раствора мочевины в испарительной емкости СД при молярном отношении NH3 к СО2 менее 2,0, например при молярном отношении в диапазоне 0,8-1,2. Первый поток газа СД может иметь еще более низкое молярное отношение NH3 к СО2, если СО2 добавляется в поток газа.In some embodiments of the invention, NH 3 and CO 2 are recovered from the urea solution in the evaporation tank SD at a molar ratio of NH3 to CO 2 less than 2.0, for example at a molar ratio in the range of 0.8-1.2. The first CD gas stream may have an even lower molar ratio of NH 3 to CO 2 if CO 2 is added to the gas stream.
Блок обработки СД содержит зону разделения газа/жидкости, например, в предпочтительной испарительной емкости, например, зоной или испарительной емкостью, имеющей выпускное отверстие сверху для газа и выпускное отверстие снизу для жидкости, причем жидкость представляет собой раствор мочевины.The SD processing unit comprises a gas/liquid separation zone, for example in a preferred flash vessel, for example a zone or flash tank having a top outlet for gas and a bottom outlet for liquid, the liquid being a urea solution.
Блок обработки СД, например, используется для расширения раствора мочевины от высокого давления до среднего давления, например до давления 10-50 бар, например,15-40 бар. Блок обработки СД работает, например, при давлении по меньшей мере на 1,0 бар выше, например, на 2-10 бар выше, чем давление в секции конденсации СД.The SD processing unit, for example, is used to expand the urea solution from high pressure to medium pressure, for example to a pressure of 10-50 bar, for example 15-40 bar. The SD processing unit operates, for example, at a pressure at least 1.0 bar higher, for example 2-10 bar higher, than the pressure in the SD condensing section.
Предпочтительный адиабатический характер мгновенного испарения в предпочтительной испарительной емкости СД выгодно способствует низкому соотношению N/C (молярному отношению NH3 к СО2) образующегося потока газа. В частности, при адиабатическом снижении давления СО2 покидает раствор мочевины из отпаривателя СО2 ВД в большей степени, чем NH3.The preferred adiabatic nature of the flash vaporization in the preferred SD flash vessel benefits from the low N/C ratio (molar ratio of NH 3 to CO 2 ) of the resulting gas stream. In particular, with an adiabatic decrease in pressure, CO 2 leaves the urea solution from the HP CO 2 steamer to a greater extent than NH 3 .
Первый поток газа СД имеет молярное соотношение N/C (молярное отношение NH3 к СО2) предпочтительно менее 2,0, например, 0,5-1,5, например, 0,9-1,2, например, около 1,0. Первый поток газа СД содержит NH3 и СО2 в молярном соотношении предпочтительно менее 2,0, например, 0,5-1,5, например, 0,9-1,2, например, около 1,0. Первый поток газа содержит, например, около 40-50 мас.% NH3, около 4050 мас.% СО2 и, например, 10-20 мас.% Н2О; эти диапазоны могут также относиться к компонентам, извлекаемым из жидкой фазы раствора мочевины, в случае добавления СО2 к первому газовому потоку СД. Первый поток газа, принимаемый конденсатором карбамата СД, т.е. у впускного отверстия конденсатора, предпочтительно имеет такое молярное соотношение N/C (молярное отношение NH3 к СО2) и предпочтительно содержит, например, около 40-50 мас.% NH3, около 40-50 мас.% СО2 и, например, 10-20 мас.% Н2О.The first SD gas stream has an N/C molar ratio (molar ratio of NH 3 to CO 2 ) preferably less than 2.0, for example 0.5-1.5, for example 0.9-1.2, for example about 1, 0. The first SD gas stream contains NH3 and CO 2 in a molar ratio, preferably less than 2.0, for example 0.5-1.5, for example 0.9-1.2, for example about 1.0. The first gas stream contains, for example, about 40-50 wt.% NH3, about 4050 wt.% CO 2 and, for example, 10-20 wt.% H 2 O; these ranges may also apply to components recovered from the liquid phase of the urea solution when CO 2 is added to the first SD gas stream. The first gas stream received by the carbamate condenser SD, i.e. at the condenser inlet, preferably has an N/C molar ratio (molar ratio of NH 3 to CO 2 ) and preferably contains, for example, about 40-50 wt.% NH3, about 40-50 wt.% CO 2 and, for example, 10-20 wt.% H 2 O.
Диссоциатор СД (ДСД) имеет впускное отверстие, соединенное со второй линией подачи жидкости для приема части раствора синтеза мочевины, выпускное отверстие для второго потока газа СД и выпускное отверстие для раствора мочевины СД. СД, как правило, представляет собой теплообменник, в котором используется теплоноситель, например, пар, для непрямого теплообмена для диссоциации карбамата, содержащегося в растворе синтеза мочевины. Использование пара в качестве теплоносителя в диссоциаторе СД обеспечивает преимущество значительной гибкости для обеспечения достаточного извлечения карбамата из раствора мочевины, в частности, независимо от соотношения N/C на входе в диссоциатор СД. Диссоциатор СД представляет собой, например, кожухотрубный теплообменник с паром в межтрубном пространстве и раствором мочевины в трубах. Диссоциатор СД содержит, например, секцию ректификации, расположенную, для раствора мочевины, перед участком кожухотрубного теплообменника, причем секция ректификации выполнена с возможностью газожидкостного разделения раствоThe SD dissociator (DSD) has an inlet connected to a second liquid supply line for receiving a portion of the urea synthesis solution, an outlet for a second flow of SD gas, and an outlet for the urea solution SD. SD is typically a heat exchanger that uses a heat transfer fluid, such as steam, to indirectly exchange heat to dissociate the carbamate contained in the urea synthesis solution. The use of steam as a coolant in the SD dissociator provides the advantage of significant flexibility to ensure sufficient recovery of carbamate from the urea solution, in particular, regardless of the N/C ratio at the inlet to the SD dissociator. The SD dissociator is, for example, a shell-and-tube heat exchanger with steam in the inter-tube space and a urea solution in the pipes. The SD dissociator contains, for example, a rectification section located, for the urea solution, in front of the shell-and-tube heat exchanger section, and the rectification section is configured for gas-liquid separation of the solution
- 5 047090 ра мочевины, расширенного от ВД до СД, и противоточного контакта между раствором мочевины и газовым потоком из участка теплообменника. Это способствует хорошему извлечению карбамата из раствора мочевины.- 5 047090 urea expansion, expanded from HP to SD, and countercurrent contact between the urea solution and the gas flow from the heat exchanger section. This promotes good extraction of carbamate from urea solution.
Раствор мочевины СД на выходе из диссоциатора СД имеет, например, соотношение N/C по меньшей мере 4. Второй поток газа СД из диссоциатора СД имеет, например, соотношение N/C по меньшей мере 2,5.The SD urea solution leaving the SD dissociator has, for example, an N/C ratio of at least 4. The second SD gas stream from the SD dissociator has, for example, an N/C ratio of at least 2.5.
В некоторых вариантах осуществления изобретения диссоциатор СД также принимает другие потоки раствора мочевины, например раствор мочевины, косвенно полученный из отпаривателя ВД.In some embodiments, the HP dissociator also receives other urea solution streams, such as urea solution indirectly obtained from the HP steamer.
Диссоциатор СД представляет собой, например, кожухотрубный теплообменник и, например, использует пар в качестве теплоносителя. Например, диссоциатор СД представляет собой вертикальный кожухотрубный теплообменник с раствором мочевины в трубах и с блоком ректификации сверху.The SD dissociator is, for example, a shell-and-tube heat exchanger and, for example, uses steam as a coolant. For example, the SD dissociator is a vertical shell-and-tube heat exchanger with a urea solution in the pipes and a rectification unit on top.
Второй поток газа СД подается из диссоциатора СД в секцию конденсации СД (СКСД). Секция конденсации СД имеет выпускное отверстие жидкости для раствора карбамата.The second stream of SD gas is supplied from the SD dissociator to the SD condensing section (SCSD). The SD condensation section has a liquid outlet for the carbamate solution.
Установка содержит линию подачи газа для первого потока газа СД из блока обработки СД прямо или косвенно, предпочтительно прямо, в секцию конденсации СД таким образом, чтобы по меньшей мере часть указанного газа, предпочтительно весь, передавалась в виде газа на секцию конденсации СД. Таким образом, СО2, содержащийся в отпаренном растворе мочевины, может быть выгодно извлечен с использованием секции конденсации СД.The installation comprises a gas supply line for a first flow of DM gas from the DM processing unit directly or indirectly, preferably directly, to the DM condensing section so that at least a portion of said gas, preferably all of it, is transferred as gas to the DM condensing section. Thus, the CO 2 contained in the stripped urea solution can be advantageously recovered using the SD condensation section.
В вариантах осуществления изобретения с предпочтительным (по существу) адиабатическим мгновенным испарением по меньшей мере часть пара мгновенного испарения может быть использована для коррекции (уменьшения) соотношения N/C в секции конденсации СД. Объединенная конденсация карбамата из первого и второго газовых потоков СД в секции конденсации СД обеспечивает оптимальное соотношение N/C, близкое к 2, образующегося конденсата, т.е. раствора карбамата. Таким образом, имеется возможность извлечения СО2 в виде раствора карбамата. Конденсация карбамата также предпочтительно достигается при относительно более высокой температуре (более высокой точке конденсации) с преимущественным относительно низким соотношением N/C в секции конденсации СД.In embodiments of the invention with preferred (substantially) adiabatic flash, at least a portion of the flash steam may be used to correct (reduce) the N/C ratio in the MP condensing section. The combined condensation of carbamate from the first and second SD gas streams in the SD condensation section provides an optimal N/C ratio, close to 2, of the resulting condensate, i.e. carbamate solution. Thus, it is possible to extract CO2 in the form of a carbamate solution. Carbamate condensation is also preferably achieved at a relatively higher temperature (higher dew point) with an advantageous relatively low N/C ratio in the SD condensation section.
Благодаря блоку обработки СД СО2, содержащийся в первом потоке газа СД из блока обработки СД, причем указанный СО2 происходит из отпаривателя ВД, может быть использован и восстановлен в секции конденсации СД, таким образом, потребление пара в отпаривателе ВД может быть ниже при неизменной эффективности отпарки α. Таким образом, относительно большее количество СО2 может выгодно подаваться в отпариватель ВД. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения с блоком потребления аммиака, например секцией аммиачной селитры, отпариватель ВД может выгодно работать с относительно более низкой эффективностью отпарки α по сравнению с секциями производства мочевины, производящими только расплав мочевины, поскольку NH3, включенный в отпаренный раствор мочевины (также в виде карбамата) и принимаемый предпочтительным диссоциатором НД, может использоваться в предпочтительном блоке потребления аммиака, например, подвергаться реакции в предпочтительной секции аммиачной селитры. Специалисту в данной области техники понятно, что в контексте установок по производству мочевины более низкая эффективность отпарки α, как этот термин используется в данной области техники, может обеспечить преимущество.Thanks to the HP processing unit, the CO 2 contained in the first SD gas stream from the HP processing unit, said CO 2 originating from the HP steamer, can be used and recovered in the HP condensing section, thus the steam consumption in the HP steamer can be lower while maintaining the same stripping efficiency α. Thus, a relatively larger amount of CO 2 can be advantageously supplied to the HP steamer. In preferred embodiments of the invention with an ammonia consumption unit, such as an ammonium nitrate section, the HP steamer can advantageously operate with a relatively lower stripping efficiency α compared to urea production sections producing only urea melt, since the NH3 included in the stripped urea solution (also in form of carbamate) and accepted by the preferred ND dissociator, can be used in the preferred ammonia consumption unit, for example, undergo reaction in the preferred ammonium nitrate section. One skilled in the art will appreciate that in the context of urea production plants, lower stripping efficiency α, as that term is used in the art, can provide an advantage.
Секция конденсации СД содержит один или более конденсаторов карбамата СД и имеет выпускное отверстие жидкости для раствора карбамата СД, соединенное, например, с линией подачи рециркуляции в секцию синтеза ВД. Секция конденсации СД также содержит выпускное отверстие для неконденсируемого газа. Газ подают, например, на абсорбер или скруббер или, например, на секцию нейтрализации необязательной секции АС. Как правило, установка содержит только линию рециркуляции от блока СД до секции синтеза ВД для раствора карбамата. Как правило, установка не включает в себя конденсатор аммиака и не включает в себя специальную линию рециркуляции для аммиака в секцию синтеза ВД.The HP condensation section contains one or more HP carbamate condensers and has a liquid outlet for the HP carbamate solution connected, for example, to a recirculation supply line to the HP synthesis section. The SD condensing section also contains an outlet for non-condensable gas. The gas is supplied, for example, to an absorber or scrubber or, for example, to the neutralization section of an optional AC section. As a rule, the installation contains only a recirculation line from the SD unit to the HP synthesis section for the carbamate solution. Typically, the unit does not include an ammonia condenser and does not include a dedicated ammonia recirculation line to the HP synthesis section.
Секция конденсации СД может содержать конденсатор карбамата СД, работающий с охлаждающим флюидом, например охлаждающей жидкостью, например охлаждающей водой, необязательно в качестве второго конденсатора карбамата СД, расположенного после первого конденсатора карбамата СД, причем первый конденсатор, например, находится в тепловом сообщении с предварительным испарителем, как рассмотрено выше. Второй конденсатор представляет собой, например, кожухотрубный теплообменник. Второй конденсатор принимает, например, как пар, так и жидкость из первого конденсатора карбамата СД. Секция конденсации СД дополнительно содержит газожидкостный сепаратор, в частности, для отделения раствора карбамата от неконденсируемого газа.The SD condensing section may include an SD carbamate condenser operating with a cooling fluid, such as a cooling liquid, such as cooling water, optionally as a second SD carbamate condenser located downstream of the first SD carbamate condenser, the first condenser, for example, being in thermal communication with the pre-evaporator , as discussed above. The second condenser is, for example, a shell-and-tube heat exchanger. The second condenser receives, for example, both vapor and liquid from the first carbamate LED condenser. The SD condensation section additionally contains a gas-liquid separator, in particular, for separating the carbamate solution from the non-condensable gas.
Секция конденсации СД предпочтительно принимает водный поток, например аммиачную воду, например, водный поток из секции очистки сточных вод или, например, паровой конденсат. Таким образом, предпочтительно, избегают кристаллизации карбамата. Необязательно секция конденсации СД принимает, например, раствор карбамата НД из необязательного конденсатора карбамата НД, если он используется.The MP condensing section preferably receives an aqueous stream, for example ammonia water, for example an aqueous stream from a wastewater treatment section or, for example, steam condensate. Thus, crystallization of the carbamate is preferably avoided. Optionally, the LP condensing section receives, for example, LP carbamate solution from an optional LP carbamate condenser, if used.
Необязательно, по меньшей мере один конденсатор в секции конденсации СД (СКСД) находится в теплообменном контакте через теплообменную стенку с необязательным предварительным испарителемOptionally, at least one condenser in the condensing section of the CD (SCSD) is in heat exchange contact through a heat exchange wall with an optional pre-evaporator
- 6 047090 (ПИ), который используется для концентрирования раствора мочевины, например, раствора мочевины, принимаемого прямо или косвенно из диссоциатора НД, как было рассмотрено выше и будет рассмотрено далее, посредством выпаривания воды при нагревании с получением концентрированного раствора мочевины и потока паров. Конденсация карбамата является экзотермическим процессом. Это обеспечивает выгодное рациональное использование тепловой энергии.- 6 047090 (PI), which is used to concentrate a urea solution, for example, a urea solution taken directly or indirectly from the ND dissociator, as discussed above and will be discussed further, by evaporating water under heating to obtain a concentrated urea solution and a vapor stream. Carbamate condensation is an exothermic process. This ensures beneficial, rational use of thermal energy.
Предварительный испаритель содержит, например, секцию теплообмена и секцию разделения газа и жидкости. Например, раствор мочевины в предварительном испарителе имеет абсолютное давление 0,4-0,6 бар.The pre-evaporator contains, for example, a heat exchange section and a gas-liquid separation section. For example, a urea solution in a pre-evaporator has an absolute pressure of 0.4-0.6 bar.
Термин предварительный испаритель в контексте данного документа не означает, что необходимо использовать дополнительный испаритель. Например, концентрированный раствор мочевины может использоваться в чистом виде, например, для изготовления UAN (urea ammonium nitrate, жидкого удобрения на основе аммиаката мочевины и аммиачной селитры). Концентрированный раствор мочевины также может быть дополнительно концентрирован для получения, например, расплава мочевины, и установка может содержать секцию выпаривания для дальнейшего концентрирования раствора мочевины из предварительного выпарного испарителя.The term pre-evaporator in the context of this document does not mean that an additional evaporator must be used. For example, a concentrated urea solution can be used in its pure form, for example, to make UAN (urea ammonium nitrate, a liquid fertilizer based on urea ammonia and ammonium nitrate). The concentrated urea solution may also be further concentrated to produce, for example, a urea melt, and the unit may include an evaporation section to further concentrate the urea solution from the pre-evaporator.
Секция конденсации СД, в частности первый конденсатор СД, образована, например, по меньшей мере частично, теплообменником, имеющим теплообменную стенку и первую и вторую зоны, которые находятся в теплообменном контакте друг с другом через указанную стенку, с технологическими жидкостями СД в первой зоне, в частности, первым и вторым газовыми потоками СД, подлежащими конденсации, и раствором мочевины во второй зоне. Секция конденсации СД образована, например, по меньшей мере частично, кожухотрубным теплообменником с технологической средой СД в межтрубном пространстве и раствором мочевины в трубах, в частности, в качестве указанного первого конденсатора СД. Вторая зона работает, например, при более низком давлении, чем первая зона. Теплообмен предпочтительно обеспечивает интеграцию тепла.The SD condensing section, in particular the first SD condenser, is formed, for example, at least in part, by a heat exchanger having a heat exchange wall and first and second zones, which are in heat exchange contact with each other through said wall, with the SD process fluids in the first zone, in particular, the first and second SD gas streams to be condensed, and the urea solution in the second zone. The SD condensing section is formed, for example, at least in part, by a shell-and-tube heat exchanger with the SD process medium in the inter-tube space and a urea solution in the pipes, in particular as said first SD condenser. The second zone operates, for example, at a lower pressure than the first zone. Heat exchange preferably provides heat integration.
Предпочтительно относительно низкое соотношение N/C в СКСД позволяет конденсировать карбамат при относительно высокой температуре и способствует эффективному испарению воды в предварительном испарителе посредством интеграции тепла.Preferably, the relatively low N/C ratio in the SCSD allows the carbamate to condense at a relatively high temperature and promotes efficient evaporation of water in the pre-evaporator through heat integration.
Предпочтительно раствор мочевины СД из диссоциатора СД расширяется до НД и предпочтительно нагревается при НД, с разделением на газ и жидкость в блоке обработки НД (например, диссоциаторе НД), для дальнейшей очистки раствора мочевины посредством извлечения аммиака и/или карбамата, с получением потока мочевины НД и потока газа НД. Расширение до НД и нагрев при НД осуществляется, например, в специальном блоке обработки НД или в том же блоке обработки НД, который используется для обработки раствора мочевины после выхода жидкости из блока обработки СД.Preferably, the SD urea solution from the SD dissociator is expanded to ND and preferably heated at ND, with separation into gas and liquid in an LP processing unit (e.g., LP dissociator), to further purify the urea solution by recovering ammonia and/or carbamate, producing a urea stream LP and LP gas flow. Expansion to LP and heating during LP is carried out, for example, in a special LP processing unit or in the same LP processing unit that is used to process the urea solution after the liquid leaves the SD processing unit.
Соответственно, установка предпочтительно содержит диссоциатор низкого давления (НД), конденсатор карбамата НД, линию подачи, например, подсоединение потока жидкости, для раствора мочевины из указанного диссоциатора СД к указанному диссоциатору НД, необязательно через отпариватель СД, и линию подачи газа из указанного диссоциатора НД в указанный конденсатор карбамата НД.Accordingly, the apparatus preferably comprises a low pressure (LP) dissociator, an LP carbamate condenser, a supply line, for example a liquid flow connection, for a urea solution from said LP dissociator to said LP dissociator, optionally via a LP steamer, and a gas supply line from said LP dissociator into the specified LP carbamate condenser.
Поток газа НД, например, конденсируется в поток карбамата НД в конденсаторе карбамата НД или, например, подается в виде аммиакосодержащего газового потока в блок потребления аммиака, например, в блок нейтрализации, например, блок нейтрализации предпочтительно используемой секции АС.The LP gas stream is, for example, condensed into an LP carbamate stream in an LP carbamate condenser or, for example, supplied as an ammonia-containing gas stream to an ammonia consumption unit, for example, a neutralization unit, for example, a neutralization unit of the preferably used AC section.
Предпочтительно установка содержит диссоциатор низкого давления (НД), конденсатор карбамата НД, линию подачи для раствора мочевины из диссоциатора СД в диссоциатор НД и линию подачи газа из диссоциатора НД в конденсатор карбамата НД. Предпочтительно установка содержит отпариватель СД, предпочтительно для адиабатической отпарки СД, имеющий впускное отверстие для раствора мочевины из указанного диссоциатора СД, впускное отверстие для СО2-содержащего потока газа, например сырья СО2 СД и/или газа из испарительной емкости СД, выпускное отверстие для отпаренного раствора мочевины СД и выпускное отверстие для потока газа, соединенное с секцией конденсации СД, предпочтительно установка содержит линию подачи жидкости для отпаренного раствора мочевины СД из отпаривателя СД в диссоциатор НД. Более подробно отпариватель СД рассмотрен ниже.Preferably, the apparatus comprises a low pressure (LP) dissociator, a LP carbamate condenser, a supply line for urea solution from the LP dissociator to the LP dissociator, and a gas supply line from the LP dissociator to the LP carbamate condenser. Preferably, the installation comprises an SD steamer, preferably for adiabatic stripping of the SD, having an inlet for a urea solution from said SD dissociator, an inlet for a CO2-containing gas stream, for example a CO2 SD feedstock and/or gas from the SD evaporation tank, an outlet for the stripped solution urea SD and an outlet for gas flow connected to the condensation section of the SD, preferably the installation contains a liquid supply line for the stripped urea solution SD from the steamer SD to the dissociator LP. The SD steamer is discussed in more detail below.
Раствор синтеза мочевины из реактора разделяется по меньшей мере на две части, причем первая часть, например 50-90 об.%, подается в отпариватель ВД, а вторая часть, например 10-50 об.%, подается в диссоциатор среднего давления (процентное содержание в расчете на общий объем раствора синтеза мочевины). Предпочтительно это соотношение можно регулировать, таким образом повышая гибкость установки, например, клапаном, предусмотренным на линии подачи для раствора синтеза мочевины. Например, в периоды снижения потребления общее производство мочевины может быть уменьшено за счет подачи меньшего количества раствора синтеза мочевины в секцию обработки СД. Соотношение оптимизировано таким образом, чтобы поток рецикла из секций СД и НД для синтеза был минимальным. Это приводит к меньшему количеству воды в секции синтеза, что приводит к более эффективному синтезу мочевины.The urea synthesis solution from the reactor is divided into at least two parts, the first part, for example 50-90 vol.%, is fed to the HP steamer, and the second part, for example 10-50 vol.%, is fed to the medium pressure dissociator (percentage based on the total volume of urea synthesis solution). Preferably, this ratio can be adjusted, thereby increasing the flexibility of the installation, for example by a valve provided in the supply line for the urea synthesis solution. For example, during periods of reduced consumption, total urea production can be reduced by feeding less urea synthesis solution to the SD processing section. The ratio is optimized so that the recycle flow from the HP and LP sections for synthesis is minimal. This results in less water in the synthesis section, resulting in more efficient urea synthesis.
В некоторых вариантах осуществления изобретения процесс производства мочевины осуществляют в течение по меньшей мере некоторого количества периодов времени с подачей в диссоциатор СД по меньшей мере 30 об.% или по меньшей мере 40 об.% раствора синтеза мочевины.In some embodiments, the urea production process is carried out over at least a number of time periods with at least 30 vol.% or at least 40 vol.% urea synthesis solution supplied to the SD dissociator.
- 7 047090- 7 047090
Разделение раствора синтеза мочевины осуществляется, например, в делителе потока, содержащемся в секции синтеза ВД и при ВД.The separation of the urea synthesis solution is carried out, for example, in a flow divider contained in the HP and HP synthesis sections.
В некоторых вариантах осуществления часть сырья СО2 в секции производства мочевины подается прямо или косвенно в виде потока сырья СО2 СД в секцию конденсации СД.In some embodiments, a portion of the CO2 feed in the urea production section is supplied directly or indirectly as an SD CO2 feed stream to the MP condensing section.
В предпочтительном варианте осуществления количество потока сырья СО2 СД в секцию конденсации СД составляет менее 70% или менее 60% и, например, более 10% от количества СО2, содержащегося в первом потоке газа СД. Таким образом, значительная часть СО2, подаваемая в секцию конденсации СД, поступает из блока обработки СД, обрабатывающего раствор мочевины из отпаривателя ВД, при этом обработка предпочтительно представляет собой адиабатическое мгновенное испарение СД.In a preferred embodiment, the amount of the SD CO2 feed stream to the SD condensing section is less than 70% or less than 60% and, for example, more than 10% of the amount of CO2 contained in the first SD gas stream. Thus, a significant portion of the CO2 supplied to the MP condensing section comes from the MP treatment unit treating the urea solution from the HP steamer, the treatment preferably being adiabatic flash of the MP.
Поток сырья СО2 СД получают, например, из компрессора СО2 установки по производству мочевины или из зоны, очерченной границами технологического блока. В некоторых вариантах осуществления компрессор СО2 представляет собой многоступенчатый компрессор и дополнительный поток СО2 необязательно извлекается из промежуточной ступени компрессора. В некоторых вариантах осуществления поток сырья СО2 СД получают из специального компрессора СО2 СД.The CO2 SD feedstock stream is obtained, for example, from the CO2 compressor of a urea production plant or from the zone delineated by the boundaries of the technological unit. In some embodiments, the CO2 compressor is a multi-stage compressor and the additional CO2 stream is optionally recovered from an intermediate compressor stage. In some embodiments, the CO2 SD feed stream is obtained from a dedicated CO2 SD compressor.
В представляющем интерес необязательном варианте осуществления изобретения раствор мочевины из диссоциатора СД подвергают прямому противоточному контакту с потоком газа, например, с потоком газа СО2 и/или с первым потоком газа СД из блока обработки СД, с нагревом или без, предпочтительно без нагрева, в отпаривателе СД. Это необязательное приведение в контакт может обеспечивать эффект отпарки, в частности, для отпарки NH3 из раствора мочевины. Отпарка без нагрева при СД может называться адиабатической отпаркой СД. Раствор СД подвергают прямому противоточному контакту, т.е. при СД.In an interesting optional embodiment of the invention, the urea solution from the SD dissociator is brought into direct countercurrent contact with a gas stream, for example a CO2 gas stream and/or a first SD gas stream from the SD processing unit, with or without heating, preferably without heating, in a steamer SD. This optional contacting can provide a stripping effect, in particular for stripping NH3 from a urea solution. Stripping without heating during SD can be called adiabatic stripping of SD. The SD solution is subjected to direct countercurrent contact, i.e. with diabetes.
Поток газа, используемый для необязательной адиабатической отпарки СД, представляет собой, например, первый поток газа СД и/или поток сырья СО2 СД. В некоторых вариантах осуществления только поток сырья СО2 СД используется для необязательной адиабатической отпарки СД. В некоторых вариантах осуществления переменная комбинация паров мгновенного испарения СД и потока сырья СО2 СД используется для необязательной адиабатической отпарки СД. В необязательном адиабатическом отпаривателе СД газ, используемый для отпарки, находится, например, в прямом противоточном контакте с раствором мочевины.The gas stream used for optional adiabatic SD stripping is, for example, a first SD gas stream and/or a CO2 SD feed stream. In some embodiments, only the CO2 SD feed stream is used for optional adiabatic SD stripping. In some embodiments, a variable combination of SD flash vapor and SD CO2 feed stream is used for optional adiabatic stripping of the SD. In an optional adiabatic SD steamer, the gas used for stripping is, for example, in direct countercurrent contact with a urea solution.
Если используется, отпариватель СД, например, выполнен с возможностью адиабатической отпарки раствора мочевины из диссоциатора СД посредством прямого приведения в контакт указанного раствора мочевины с потоком газа, например с первым потоком газа СД, и газожидкостного разделения с получением потока газа, который подают в СКСД, и отпаренного раствора мочевины СД, который подают в секцию низкого давления, например в диссоциатор НД.If used, an SD steamer, for example, is configured to adiabatically strip a urea solution from an SD dissociator by directly contacting said urea solution with a gas stream, for example a first SD gas stream, and gas-liquid separation to produce a gas stream that is supplied to the SCD, and a stripped urea solution SD, which is supplied to the low pressure section, for example, to the LP dissociator.
Необязательный отпариватель СД, например, содержит уплотненный слой для указанного приведения в контакт газа с жидкостью.An optional SD steamer, for example, comprises a compacted layer for said gas-liquid contact.
В необязательном отпаривателе СД соотношение N/C в растворе мочевины снижается, например, от около 6 до около 3 (значения только для примера). Соответственно, отпариватель СД обеспечивает снижение соотношения N/C, аналогично отпаривателю высокого давления СО2 в секции синтеза ВД.In an optional SD steamer, the N/C ratio of the urea solution is reduced, for example, from about 6 to about 3 (values for example only). Accordingly, the SD steamer provides a reduction in the N/C ratio, similar to the high pressure CO 2 steamer in the HP synthesis section.
Термин отпарка используется для необязательного отпаривателя СД, чтобы в широком смысле указать, что приведение в нем в контакт газа с жидкостью способствует снижению соотношения N/C. Отпарка СД может, например, включать абсорбцию некоторого количества СО2 в жидкость и перенос некоторого количества NH3 из жидкой фазы в газовую фазу. Жидкость на выходе составляет, например, 90-110 мас.% жидкости на входе. Необязательная адиабатическая отпарка СД не обязательно включает значительное уменьшение массы жидкой фазы.The term stripping is used for an optional SD steamer to broadly indicate that bringing gas into liquid contact in it helps to reduce the N/C ratio. LED stripping may, for example, involve the absorption of some CO 2 into a liquid and the transfer of some NH3 from the liquid phase to the gas phase. The outlet liquid is, for example, 90-110% by weight of the inlet liquid. Optional adiabatic stripping of SD does not necessarily involve a significant reduction in the mass of the liquid phase.
Для иллюстративных вариантов осуществления изобретения с таким необязательным отпаривателем СД, установка, например, дополнительно содержит диссоциатор низкого давления (НД), конденсатор карбамата НД, линию подачи жидкости для раствора мочевины из отпаривателя СД в указанный диссоциатор НД и линию подачи газа из указанного диссоциатора НД в указанный конденсатор карбамата НД. Эти блоки НД также могут быть использованы без необязательного отпаривателя СД, в таком случае установка содержит линию подачи жидкости для раствора мочевины из диссоциатора СД прямо или косвенно в диссоциатор НД. Диссоциатор НД, принимающий раствор мочевины прямо из диссоциатора СД, может быть предпочтительным диссоциатором НД, принимающим раствор мочевины прямо или косвенно из блока обработки СД и косвенно из отпаривателя ВД, или дополнительного диссоциатора НД.For illustrative embodiments of the invention with such an optional LP steamer, the apparatus, for example, further comprises a low pressure (LP) dissociator, a LP carbamate condenser, a liquid supply line for urea solution from the LP steamer to said LP dissociator, and a gas supply line from said LP dissociator to specified LP carbamate capacitor. These LP units can also be used without the optional LP steamer, in which case the unit contains a liquid supply line for urea solution from the LP dissociator directly or indirectly to the LP dissociator. An ND dissociator receiving a urea solution directly from an SD dissociator may be a preferred ND dissociator receiving a urea solution directly or indirectly from an SD processing unit and indirectly from a HP steamer, or an additional ND dissociator.
Диссоциатор НД после диссоциатора СД, с необязательным отпаривателем СД или без него, имеет, например, выпускное отверстие газа, соединенное с впускным отверстием газа в потребляющем аммиак блоке, например, описанном блоке нейтрализации на установке по производству азотной кислоты.The LP dissociator downstream of the SD dissociator, with or without an optional SD stripper, has, for example, a gas outlet connected to a gas inlet in an ammonia consuming unit, for example, the described neutralization unit in a nitric acid production plant.
Раствор синтеза мочевины богат аммиаком (например, N/C составляет по меньшей мере 3,0), таким образом, второй поток газа СД из диссоциатора СД также богат аммиаком. Для конденсации этого газа в карбамат при СД в секции конденсации СД соотношение N/C выгодно корректируется (уменьшается), например, чтобы избежать превышения NH3 и/или для обеспечения большей гибкости, например, для обработки относительно большой фракции раствора синтеза мочевины в диссоциаторе СД. В данномThe urea synthesis solution is rich in ammonia (eg, N/C is at least 3.0), so the second SD gas stream from the SD dissociator is also rich in ammonia. To condense this gas into carbamate during SD, the N/C ratio is advantageously adjusted (reduced) in the SD condensation section, for example to avoid exceeding NH 3 and/or to provide greater flexibility, for example to treat a relatively large fraction of urea synthesis solution in the SD dissociator . In this
- 8 047090 изобретении очень предпочтительно, чтобы первый поток газа СД, например, от предпочтительного мгновенного испарения СД, мог использоваться для этой регулировки соотношения N/C. Это может обеспечивать, что большая часть или даже все сырье СО2 будет подаваться в установку по производству мочевины и обрабатываться под высоким давлением, в частности, в отпаривателе ВД, таким образом, повышая эффективность отпаривателя ВД и выход мочевины и/или снижая энергопотребление по сравнению с эталонными процессами, в которых для указанной регулировки N/C в секции конденсации СД используется только сырье СО2. В вариантах осуществления изобретения с предпочтительной секцией АС выбросы СО2 из секции АС также предпочтительно снижаются посредством восстановления СО2 через блок обработки СД и секцию конденсации СД.- 8 047090 of the invention it is very preferable that the first stream of LED gas, for example from the preferred flash evaporation of LED, can be used for this adjustment of the N/C ratio. This may ensure that most or even all of the CO2 feed is fed to the urea plant and processed under high pressure, particularly in the HP steamer, thereby increasing HP steamer efficiency and urea yield and/or reducing energy consumption compared to reference processes in which only CO2 feedstock is used for the specified N/C adjustment in the SD condensing section. In embodiments of the invention with a preferred AC section, CO2 emissions from the AC section are also preferably reduced by CO2 recovery through the LED processing unit and the LED condensing section.
Перепуск части раствора синтеза мочевины вокруг отпарной колонны ВД в секцию обработки СД позволяет создать однолинейную (однопоточную) установку по производству мочевины с большой производительностью, избегая того, чтобы отпариватель стал слишком громоздким и/или слишком большим громоздким для строительства и транспортировки.Bypassing a portion of the urea synthesis solution around the HP stripper to the SD processing section allows for a single-line (single-stream) urea production plant with high throughput, avoiding the stripper becoming too bulky and/or too bulky to construct and transport.
Секция производства мочевины дает раствор мочевины, например, раствор мочевины НД. Раствор мочевины может, например, использоваться частично или полностью для производства жидкого удобрения, например, UAN, и для других целей. Раствор мочевины может, например, также использоваться частично или полностью для производства расплава мочевины в секции испарения. Расплав мочевины может использоваться, например, частично или полностью для производства твердой мочевины в секции окончательной обработки, например, в виде гранул или брикетов. Расплав мочевины может использоваться, например, частично или полностью для производства меламина. Также возможна комбинация этих способов использования.The urea production section produces urea solution, such as urea ND solution. The urea solution can, for example, be used partially or completely for the production of liquid fertilizer, for example UAN, and for other purposes. The urea solution can, for example, also be used partially or completely to produce a urea melt in the evaporation section. The urea melt can be used, for example, partially or completely for the production of solid urea in the finishing section, for example in the form of pellets or briquettes. The urea melt can be used, for example, partially or completely for the production of melamine. A combination of these uses is also possible.
Аспекты изобретения относятся к установке для производства содержащего мочевину продукта.Aspects of the invention relate to a plant for producing a urea containing product.
Предпочтительно установка дополнительно содержит блок потребления аммиака, содержащий впускное отверстие для аммиаксодержащего газа из блока, содержащегося в указанной секции производства мочевины после выпускного отверстия для раствора мочевины из блока обработки СД. Например, блок потребления аммиака имеет выпускное отверстие газа для выпуска газа и при работе СО2, содержащийся в одном или более потоках газа, принимаемых блоком, выпускается по меньшей мере частично или полностью через указанное выпускное отверстие.Preferably, the plant further comprises an ammonia consumption unit comprising an inlet for an ammonia-containing gas from a unit contained in said urea production section downstream of an outlet for a urea solution from the SD processing unit. For example, an ammonia consumption unit has a gas outlet for releasing gas and, in operation, CO 2 contained in one or more gas streams received by the unit is released at least partially or completely through said outlet.
Предпочтительно установка дополнительно содержит секцию аммиачной селитры, содержащую секцию нейтрализации, выполненную с возможностью нейтрализации азотной кислоты аммиаком с образованием аммиачной селитры и имеющую впускное отверстие для азотной кислоты и впускное отверстие для аммиаксодержащего газа из блока, содержащегося в указанной секции производства мочевины после выпускного отверстия для раствора мочевины из блока обработки СД. Например, секция нейтрализации или секция аммиачной селитры имеет выпускное отверстие газа для выпуска и при работе СО2, содержащийся в одном или более потоках газа, принимаемых секцией нейтрализации, выпускается по меньшей мере частично или полностью через указанное выпускное отверстие.Preferably, the plant further comprises an ammonium nitrate section comprising a neutralization section configured to neutralize nitric acid with ammonia to form ammonium nitrate and having an inlet for nitric acid and an inlet for ammonia-containing gas from a unit contained in said urea production section downstream of the solution outlet urea from the SD processing unit. For example, a neutralization section or an ammonium nitrate section has a gas outlet for release and, in operation, CO2 contained in one or more gas streams received by the neutralization section is released at least partially or completely through said outlet.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один из содержащих мочевину продуктов содержит мочевину и аммониевую соль, например, аммиачную селитру. Изобретение также относится к установке для производства мочевины и аммиачной селитры, например установке для производства по меньшей мере жидкого удобрения UAN (аммиаката мочевины и аммиачной селитры). В некоторых вариантах осуществления изобретения установка имеет только UAN в качестве продукта. В некоторых вариантах осуществления изобретения на установке производят множество содержащих мочевину продуктов.In some embodiments, at least one of the urea-containing products contains urea and an ammonium salt, such as ammonium nitrate. The invention also relates to a plant for the production of urea and ammonium nitrate, for example a plant for the production of at least liquid fertilizer UAN (urea ammonium nitrate). In some embodiments of the invention, the installation only has UAN as a product. In some embodiments, the plant produces a plurality of urea-containing products.
В конкретном варианте осуществления изобретения раствор мочевины из блока обработки СД обрабатывают в диссоциаторе НД с получением раствора мочевины НД и аммиаксодержащего газа НД, причем газ, например, подают в блок потребления аммиака, например, на установку по производству аммиачной селитры (АС), в частности, для подачи части или всего аммиака, используемого для нейтрализации кислоты, например для нейтрализации азотной кислоты с получением аммиачной селитры в указанной секции АС. Диссоциатор НД и/или дополнительный диссоциатор НД имеет, например, выпускное отверстие газа, которое находится в сообщении по газовому потоку с впускным отверстием газа в секции нейтрализации.In a specific embodiment of the invention, the urea solution from the SD processing unit is processed in an ND dissociator to obtain a urea solution ND and ammonia-containing gas ND, the gas, for example, being supplied to an ammonia consumption unit, for example, to an ammonium nitrate (AN) production plant, in particular , for supplying part or all of the ammonia used to neutralize an acid, for example to neutralize nitric acid to produce ammonium nitrate in the specified section of the AC. The LP dissociator and/or the additional LP dissociator has, for example, a gas outlet that is in communication along the gas flow with a gas inlet in the neutralization section.
В этих вариантах осуществления изобретения установка представляет собой установку интегрированного производства мочевины и аммиачной селитры, а способ представляет собой способ интегрированного производства мочевины и аммиачной селитры. Необязательно, часть или весь продукт мочевины, например весь или часть раствора мочевины НД по меньшей мере из одного диссоциатора НД, объединяют с аммиачной селитрой с образованием раствора аммиаката мочевины и аммиачной селитры (UAN), который можно использовать, например, в качестве удобрения. Также в этих вариантах осуществления изобретения необязательная вторая часть продукта мочевины может использоваться, например, в качестве сырья для установки по производству меламина или, например, для подачи в секцию окончательной обработки для производства продукта твердой мочевины.In these embodiments, the plant is an integrated urea and ammonium nitrate production plant, and the method is a method for integrated urea and ammonium nitrate production. Optionally, part or all of the urea product, such as all or part of the urea ND solution from at least one ND dissociator, is combined with ammonium nitrate to form a urea ammonium nitrate (UAN) solution that can be used, for example, as a fertilizer. Also in these embodiments, the optional second portion of the urea product may be used, for example, as a feedstock for a melamine production plant or, for example, to feed a finishing section to produce a solid urea product.
В вариантах осуществления изобретения с секцией АС, секция НД, например, работает при абсолютном давлении 1,10-3,0 бар, например около 1,5 бар абсолютного давления. Относительно низкое давление способствует лучшему извлечению NH3 в диссоциаторе НД. Секция нейтрализации в секции АСIn embodiments of the invention with the AC section, the LP section, for example, operates at an absolute pressure of 1.10-3.0 bar absolute pressure, for example about 1.5 bar absolute pressure. Relatively low pressure promotes better extraction of NH 3 in the ND dissociator. Neutralization section in the AC section
- 9 047090 работает, например, при атмосферном давлении.- 9 047090 works, for example, at atmospheric pressure.
Предпочтительно блок обработки СД способствует относительно более низким выбросам СО2 из секции АС. Таким образом дополнительно снижается нагрузка на компрессор ВД СО2 (сырья СО2 в отпариватель ВД).Preferably, the SD processing unit contributes to relatively lower CO2 emissions from the AC section. This further reduces the load on the HP CO2 compressor (CO2 feedstock to the HP steamer).
Изобретение также относится к способу производства содержащего мочевину продукта, осуществляемому на установке по изобретению, рассмотренной выше и далее. Способ включает, например, взаимодействие сырья NH3 и сырья СО2 в указанном реакторе с получением раствора синтеза мочевины. Раствор синтеза мочевины разделяют по меньшей мере на первую часть и вторую часть, предпочтительно с использованием соотношения разделения, описанного выше. Первую часть подают в отпариватель ВД с получением, таким образом, отпаренного раствора мочевины. Отпаренный раствор мочевины подвергают обработке при среднем давлении в блоке обработки СД для извлечения из раствора одного или более компонентов, отличных от мочевины с получением указанного первого потока газа СД и раствора мочевины СД, имеющего более высокую концентрацию мочевины. Вторую часть подвергают диссоциации при среднем давлении в указанном диссоциаторе СД с получением указанного второго потока газа СД и раствора мочевины СД. Способ дополнительно включает подачу указанных первого и второго потоков газа СД по меньшей мере частично в указанную секцию конденсации СД.The invention also relates to a method for the production of a urea-containing product, carried out in the plant according to the invention discussed above and below. The method includes, for example, the interaction of NH3 raw material and CO2 raw material in the specified reactor to obtain a urea synthesis solution. The urea synthesis solution is separated into at least a first part and a second part, preferably using the separation ratio described above. The first part is fed into a high pressure steamer, thus obtaining a stripped urea solution. The stripped urea solution is subjected to medium pressure processing in an SD processing unit to remove one or more components other than urea from the solution to produce said first stream of SD gas and an SD urea solution having a higher concentration of urea. The second portion is subjected to medium pressure dissociation in said SD dissociator to produce said second stream of SD gas and SD urea solution. The method further includes supplying said first and second SD gas streams at least partially to said SD condensing section.
Установка по производству мочевины может быть, например, новой комплексной установкой, но также может быть получена, например, посредством модификации существующей установки.The urea production plant can be, for example, a new complete plant, but can also be obtained, for example, by modifying an existing plant.
Изобретение относится к способу модификации существующей установки по производству мочевины отпарного типа для СО2 посредством добавления блока обработки СД, диссоциатора СД и конденсатора карбамата СД.The invention relates to a method for modifying an existing stripper-type urea plant for CO 2 by adding an SD processing unit, an SD dissociator and an SD carbamate condenser.
Изобретение также относится к способу модификации существующей установки по производству мочевины отпарного типа для СО2 и уже содержащей диссоциатор СД и конденсатор карбамата СД, посредством добавления блока обработки СД после отпаривателя ВД.The invention also relates to a method for modifying an existing CO2 stripper urea production plant already containing an SD dissociator and an SD carbamate condenser by adding an SD processing unit downstream of the HP steamer.
Изобретение также относится к способу модификации существующей установки для производства содержащего мочевину продукта. Существующая установка содержит, например, секцию производства мочевины, содержащую секцию синтеза высокого давления (ВД), содержащую отпариватель ВД, реактор синтеза мочевины из NH3 и СО2 и конденсатор карбамата ВД, причем реактор и конденсатор карбамата ВД необязательно являются объединенными, при этом отпариватель ВД имеет впускное отверстие для подачи СО2 в качестве газа отпарки. Существующая установка также, как правило, содержит компрессор СО2 ВД. Способ включает, например, добавление, если еще не присутствует в существующей установке, диссоциатора СД и секции конденсации СД, и подсоединение выпускного отверстия для раствора синтеза мочевины к диссоциатору СД и линии подачи газа для второго потока газа СД из диссоциатора СД к СД секции конденсации. Кроме того, способ включает добавление к установке блока обработки среднего давления (СД), предпочтительно адиабатической испарительной емкости СД, и линии подачи жидкости для отпаренного раствора мочевины из указанного отпаривателя ВД в указанный блок обработки СД, линии подачи газа для первого потока газа СД из блока обработки СД в секцию конденсации СД.The invention also relates to a method for modifying an existing plant for the production of a urea-containing product. An existing plant comprises, for example, a urea production section containing a high pressure (HP) synthesis section containing a HP steamer, a urea synthesis reactor from NH 3 and CO 2 and a HP carbamate condenser, wherein the reactor and HP carbamate condenser are optionally combined, wherein the steamer The HP has an inlet for supplying CO 2 as stripping gas. The existing installation also typically contains a CO 2 HP compressor. The method includes, for example, adding, if not already present in the existing installation, an SD dissociator and an LED condensing section, and connecting an outlet for the urea synthesis solution to the SD dissociator and a gas supply line for a second LED gas stream from the SD dissociator to the LED condenser section. In addition, the method includes adding to the installation of a medium pressure (MP) processing unit, preferably an adiabatic evaporation vessel MP, and a liquid supply line for the stripped urea solution from said HP steamer to said MP processing unit, a gas supply line for the first MP gas flow from the unit processing of LEDs into the LED condensation section.
Необязательно способ также включает добавление к установке необязательного отпаривателя СД. В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ включает добавление специального компрессора СО2 к существующей установке для сжатия СО2 до СД и имеющего выпускное отверстие для СО2, соединенное с линией подачи газа прямо или косвенно в конденсатор карбамата СД. В этом варианте осуществления изобретения предпочтительно, чтобы производительность установки могла быть увеличена без увеличения или модификации компрессора СО2 ВД.Optionally, the method also includes adding an optional SD steamer to the unit. In a preferred embodiment of the invention, the method includes adding a special CO 2 compressor to an existing plant for compressing the CO 2 to SD and having a CO 2 outlet connected to a gas supply line directly or indirectly to the SD carbamate condenser. In this embodiment of the invention, it is preferred that the plant capacity can be increased without increasing or modifying the HP CO2 compressor.
Рассмотренные способы модернизации (способы модификации существующей установки) предпочтительно соответствуют заявленной установке. Предпочтения в отношении заявленной установки применимы также к способу модификации существующей установки. Элементы блоков, описанных в отношении установки, также применимы к блокам, используемым или добавляемым в способе модификации существующей установки. Соединение выпускного отверстия жидкости из конденсатора карбамата СД с секцией синтеза ВД может включать добавление насоса карбамата ВД. Способ может также включать установку последующего реактора для эффективного увеличения объема реактора.The considered modernization methods (methods of modifying an existing installation) preferably correspond to the declared installation. The preferences for the stated installation also apply to the method of modifying an existing installation. The elements of the blocks described in relation to installation also apply to blocks used or added in a method of modifying an existing installation. Connecting the liquid outlet from the HP carbamate condenser to the HP synthesis section may involve adding a HP carbamate pump. The method may also include installing a subsequent reactor to effectively increase the volume of the reactor.
На фиг. 1 схематически проиллюстрирован пример варианта осуществления способа и установки по изобретению.In fig. 1 schematically illustrates an example of an embodiment of the method and installation according to the invention.
Установка содержит секцию производства мочевины (СПМ), содержащую секцию синтеза высокого давления (ВД) (ССВД), причем указанная секция ВД содержит отпариватель ВД (ОВД), реактор (РВД) для синтеза мочевины из NH3 и СО2, в частности реактор синтеза мочевины ВД, и конденсатор карбамата ВД (ККВД). Отпариватель ВД имеет впускное отверстие для подачи СО2 в качестве газа отпарки. Реактор и конденсатор карбамата ВД необязательно являются объединенными в одном сосуде. Конденсатор карбамата ВД (ККВД) приведен только в качестве примера, схематично изображенного в виде горизонтального погружного конденсатора. Необязательно в конденсаторе карбамата ВД (ККВД) уже происходит некоторое образование мочевины. Секция синтеза ВД, например конденсатор карбамата ВД, содержит впускное отверстие для сырья NH3.The installation contains a urea production section (UPS), containing a high-pressure synthesis section (HP) (HPS), and said HP section contains a HP steamer (HP), a reactor (HPR) for the synthesis of urea from NH3 and CO2, in particular a HP urea synthesis reactor , and a VD carbamate condenser (CCVD). The HP steamer has an inlet for supplying CO2 as stripping gas. The HP carbamate reactor and condenser are not necessarily combined in one vessel. The HP carbamate condenser (HCCC) is given as an example only, schematically shown as a horizontal submersible condenser. Optionally, some urea formation already occurs in the HP carbamate condenser (HCCC). The HP synthesis section, for example the HP carbamate condenser, contains an inlet for NH 3 feed.
Секция производства мочевины дополнительно содержит блок обработки среднего давления (СД)The urea production section additionally contains a medium pressure processing unit (MP)
- 10 047090 (БОСД), диссоциатор СД (ДСД) и секцию конденсации СД (СКСД). Реактор мочевины ВД имеет выпускное отверстие для раствора синтеза мочевины 1, соединенное с первой линией подачи жидкости (1а) в отпариватель ВД и второй линией подачи жидкости 1b в диссоциатор СД (ДСД).- 10 047090 (BOSD), SD dissociator (DSD) and SD condensation section (SDSD). The HP urea reactor has an outlet for urea synthesis solution 1 connected to a first liquid supply line (1a) to the HP steamer and a second liquid supply line 1b to the SD dissociator (DSD).
Секция производства мочевины содержит линию подачи жидкости для отпаренного раствора мочевины 2 из отпаривателя ВД (ОВД) в блок обработки СД (БОСД), линию подачи газа для потока газа (3) из отпаривателя ВД, линию подачи газа для первого потока газа СД 4 из блока обработки СД (БОСД) в секцию конденсации СД (СКСД) и линию подачи газа для второго потока газа СД 5 из диссоциатора СД (ДСД) в секцию конденсации СД (СКСД).The urea production section contains a liquid supply line for the stripped urea solution 2 from the HP steamer (OVD) to the SD processing unit (BOSD), a gas supply line for the gas flow (3) from the HP steamer, a gas supply line for the first gas flow SD 4 from the unit processing of SD (BOSD) into the SD condensation section (SKSD) and the gas supply line for the second gas flow SD 5 from the SD dissociator (DSD) to the SD condensation section (SKSD).
Газ 3 из отпаривателя ВД направляется в конденсатор карбамата ВД (ККВД), где он конденсируется. Карбаматсодержащий поток 6 подают в реактор. Блок обработки СД (БОСД) имеет выпускное отверстие 7 для первого раствора мочевины СД. Диссоциатор СД (ДСД) имеет выпускное отверстие 8 для второго раствора мочевины СД. Секция конденсации СД (СКСД) имеет выпускное отверстие для раствора карбамата СД 9 и выпускное отверстие для газа 1). Секция конденсации СД (СКСД) имеет, например, теплообменную стенку в теплообменном контакте с необязательным предварительным испарителем (ПИ), используемым для нагрева раствора мочевины 11а для извлечения воды из этого раствора. Концентрированный раствор мочевины 11b подается, например, в необязательную секцию конечной обработки для производства твердой мочевины.Gas 3 from the HP steamer is sent to the HP carbamate condenser (CCCC), where it is condensed. Carbamate-containing stream 6 is fed into the reactor. The SD processing unit (BOSD) has an outlet 7 for the first SD urea solution. The SD dissociator (DSD) has an outlet 8 for the second SD urea solution. The SD condensation section (SCSD) has an outlet for carbamate solution SD 9 and an outlet for gas 1). The CD condensing section (CDCS) has, for example, a heat exchange wall in heat exchange contact with an optional pre-evaporator (PI) used to heat the urea solution 11a to extract water from the solution. The concentrated urea solution 11b is supplied, for example, to an optional finishing section to produce solid urea.
Как правило, как проиллюстрировано, раствор мочевины 7 из блока обработки СД (БОСД) подается прямо или косвенно в диссоциатор НД (ДНД), который также может быть описан как блок термической обработки НД и который используется для нагрева раствора. Диссоциатор НД (ДНД) имеет выпускное отверстие для раствора мочевины НД 11 и выпускное отверстие для газа НД 12. Газ НД подается, например, прямо или косвенно в блок потребления аммиака, например в секцию нейтрализации в секции аммиачной селитры (АС). Реактор, например, имеет выпускное отверстие 13 для газа, который, например, также подается в секцию нейтрализации.Typically, as illustrated, the urea solution 7 from the SD processing unit (BPSU) is supplied directly or indirectly to a ND dissociator (DND), which can also be described as an ND heat treatment unit and which is used to heat the solution. The ND dissociator (DND) has an outlet for urea solution ND 11 and an outlet for gas ND 12. The ND gas is supplied, for example, directly or indirectly to an ammonia consumption unit, for example to the neutralization section in the ammonium nitrate (AS) section. The reactor, for example, has an outlet 13 for gas, which, for example, is also supplied to the neutralization section.
В иллюстративном способе модификации существующей установки блок обработки СД, диссоциатор СД и секцию конденсации СД, а также предварительный испаритель добавляют к существующей установке. Также добавляют соответствующие подсоединения потоков.In an exemplary method of modifying an existing installation, an LED processing unit, an LED dissociator and an LED condensing section, and a pre-evaporator are added to the existing installation. Appropriate thread connections are also added.
На фиг. 2 схематически проиллюстрирован пример варианта осуществления способа и установки по изобретению, с необязательным отпаривателем СД (ОСД). Необязательный отпариватель СД принимает раствор мочевины 8 из диссоциатора СД (ДСД) и имеет впускное отверстие для газа отпарки СО2, как правило, потока газа СО2 СД, например, в виде первого потока газа СД 4 и/или газообразного сырья СО2 СД. Газообразное сырье СО2 СД необязательно используется в добавление к сырью СО2 ВД в отпариватель ВД. Необязательный отпариватель СД (ОСД) имеет выпускное отверстие для потока газа 15, соединенное с секцией конденсации СД (СКСД), и выпускное отверстие 14 для раствора мочевины, соединенное с блоком диссоциации НД (ДНД-2). Необязательный отпариватель СД (ОСД) также может принимать первый поток газа СД 4. Блок диссоциации НД, как правило, имеет выпускное отверстие 16, соединенное с линией подачи газа в конденсатор карбамата НД, а также выпускное отверстие 17 для раствора мочевины НД. В альтернативном варианте осуществления изобретения выпускное отверстие газа 16 соединено с секцией нейтрализации в секции аммиачной селитры (АС).In fig. 2 schematically illustrates an example embodiment of the method and installation according to the invention, with an optional SD steamer (OSD). The optional SD stripper receives the urea solution 8 from the SD dissociator (DSD) and has an inlet for CO 2 stripper gas, typically a CO 2 SD gas stream, for example, in the form of a first SD 4 gas stream and/or CO 2 SD feed gas. The gaseous CO2 SD feedstock is optionally used in addition to the HP CO2 feedstock in the HP steamer. The optional SD steamer (OSD) has a gas flow outlet 15 connected to the SD condensation section (SDS) and an outlet 14 for urea solution connected to the ND dissociation unit (DND-2). An optional SD steamer (OSD) may also receive the first SD gas stream 4. The ND dissociation unit typically has an outlet 16 connected to a gas supply line to the ND carbamate condenser, as well as an outlet 17 for the LD urea solution. In an alternative embodiment of the invention, the gas outlet 16 is connected to the neutralization section in the ammonium nitrate (AN) section.
В данной области применения для технологических потоков (т.е. не для паропроводов) высокое давление (ВД) превышает 100 бар, например, составляет от 120 до 300 бар, как правило, от 150 до 200 бар. Среднее давление (СД) составляет, например, 10-70 бар (включая промежуточное давление 3070 бар), в частности,10-40 бар, и низкое давление (НД) составляет, например, 1,0-10 бар, в частности 1,08 бар, например 1,5-5 бар. Все значения давления указаны в барах абсолютного давления.In this application, for process streams (ie not steam lines), the high pressure (HP) is greater than 100 bar, for example 120 to 300 bar, typically 150 to 200 bar. The medium pressure (MP) is, for example, 10-70 bar (including an intermediate pressure of 3070 bar), in particular 10-40 bar, and the low pressure (LP) is, for example, 1.0-10 bar, in particular 1. 08 bar, for example 1.5-5 bar. All pressure values are given in bar absolute pressure.
Соотношение N/C т.е. молярное отношение NH3 к СО2, в контексте данного документа, для реактора отражает состав так называемой исходной смеси перед производством мочевины, состоящей только из NH3, СО2 и Н2О, используемой в области техники установок по производству мочевины. В частности, соотношение N/C для зоны реакции отражает состав так называемой исходной смеси перед производством мочевины, состоящей только из NH3, СО2 и Н2О, измеряемый на выходе из реактора, как этот термин обычно используется в данной области техники. Соотношение N/C для конденсаторов карбамата представляет собой молярное отношение NH3 к СО2, измеряемое на выходе для раствора карбамата. Соотношение N/C для потоков газа представляет собой молярное отношение NH3 к СО2. Соотношение N/C для растворов мочевины после секции синтеза ВД представляет собой молярное отношение NH3 к СО2 фактической смеси на основе карбамата в пересчете на соответствующие количества NH3 и СО3, т.е. без учета компонента мочевины.N/C ratio i.e. The molar ratio of NH 3 to CO 2 , in the context of this document, for a reactor reflects the composition of the so-called initial mixture before urea production, consisting only of NH3, CO2 and H2O, used in the field of urea production plant technology. In particular, the N/C ratio for the reaction zone reflects the composition of the so-called feed mixture before urea production, consisting only of NH 3 , CO 2 and H 2 O, measured at the outlet of the reactor, as that term is commonly used in the art. The N/C ratio for carbamate condensers is the molar ratio of NH 3 to CO 2 measured at the outlet of the carbamate solution. The N/C ratio for gas streams is the molar ratio of NH 3 to CO 2 . The N/C ratio for urea solutions after the HP synthesis section is the molar ratio of NH 3 to CO 2 of the actual carbamate-based mixture in terms of the corresponding amounts of NH 3 and CO 3 , i.e. excluding the urea component.
Термин карбамат в контексте данного документа относится к карбамату аммония, обычно используемому в области производства мочевины.The term carbamate as used herein refers to ammonium carbamate commonly used in the urea industry.
Термины типичный и в частности используются для обозначения признаков, которые могут использоваться в некоторых вариантах осуществления, но не являются обязательными. Также предпочтительные признаки не являются обязательными.The terms typical and in particular are used to refer to features that may be used in some embodiments, but are not required. Also, preferred features are not mandatory.
Термин жидкостное сообщение и термин линия подачи жидкости относятся к линии подачи (например, трубопроводу или каналам), обеспечивающей прохождение жидкости между двумя блоками,The term fluid communication and the term fluid supply line refer to the supply line (such as piping or ducts) allowing fluid to pass between two units,
--
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21158449.5 | 2021-02-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA047090B1 true EA047090B1 (en) | 2024-05-30 |
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 | |
| US10376859B2 (en) | Urea production with bi-pressurized synthesis | |
| JP2011079829A (en) | Process for increasing capacity of urea plant | |
| CN115916745B (en) | Thermal stripping urea apparatus and method | |
| CN109070043B (en) | Urea production with controlled biuret | |
| CN109890788B (en) | Integrated process of urea and urea-ammonium nitrate | |
| SU1494865A3 (en) | Method of producing urea | |
| GB2557080A (en) | Urea production method and urea production device | |
| US8158823B2 (en) | Method for the modernization of a urea production plant | |
| CA2779841C (en) | A urea stripping process for the production of urea | |
| EA047090B1 (en) | METHOD OF UREA PRODUCTION AND INSTALLATION WITH PARALLEL LED BLOCKS | |
| CN116897076B (en) | Urea production process and plant with parallel MP units | |
| WO2018202619A1 (en) | Process and plant for the synthesis of urea | |
| EA034952B1 (en) | Method and system for the integrated production of urea and melamine | |
| US12139448B2 (en) | Urea and melamine production | |
| US20240262788A1 (en) | Urea and melamine production | |
| RU2316542C2 (en) | Method and the installation used for production of carbamide | |
| US20230227402A1 (en) | Urea production with triple mp streams | |
| RU2794580C2 (en) | Method for urea synthesis | |
| RU2809633C1 (en) | Method and unit for urea synthesis | |
| EA044065B1 (en) | THERMAL STEAMING INSTALLATION AND METHOD FOR UREA PRODUCTION | |
| EA040954B1 (en) | METHOD AND PLANT FOR PRODUCING UREA WITH HEAT INTEGRATION IN LOW PRESSURE REGENERATION SECTION |