RU2316542C2 - Способ и установка для получения мочевины - Google Patents
Способ и установка для получения мочевины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316542C2 RU2316542C2 RU2004134325/04A RU2004134325A RU2316542C2 RU 2316542 C2 RU2316542 C2 RU 2316542C2 RU 2004134325/04 A RU2004134325/04 A RU 2004134325/04A RU 2004134325 A RU2004134325 A RU 2004134325A RU 2316542 C2 RU2316542 C2 RU 2316542C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbamate
- carbon dioxide
- stream
- ammonia
- urea
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
- C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
- C07C273/04—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds from carbon dioxide and ammonia
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии производства мочевины из аммиака и диоксида углерода. Способ получения мочевины осуществляют путем взаимодействия аммиака и диоксида углерода в реакторе с получением реакционной смеси, содержащей мочевину, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, которую выпаривают, используя в качестве испаряющего газа весь поток свежего диоксида углерода. В результате выпаривания получают первый поток в паровой фазе, содержащий аммиак, диоксид углерода и карбамат, а также жидкий поток, содержащий мочевину и остаток карбамата в водном растворе, который направляют в секцию выделения мочевины, где водный раствор карбамата отделяют от мочевины. Первый парообразный поток делят на две части, одну из которых возвращают в реактор, а другую практически полностью конденсируют, и полученный водный раствор карбамата также направляют в реактор, а отделившийся второй парообразный поток непрореагировавших аммиака и диоксида углерода подвергают повторному выпариванию и разделению на газообразную фазу из аммиака и диоксида углерода, возвращаемых в реактор, и жидкую фазу, включающую карбамат. Установка для осуществления способа включает реактор, два выпаривателя для реакционной смеси и отделяемого водного раствора карбамата аммония, конденсатор для практически полной конденсации первой части первого парообразного потока, трубопроводы для перекачивания жидких и парообразных потоков. Технический результат - повышение конверсии сырья за счет применения рецикла непрореагировавших аммиака и диоксида углерода, улучшение энергетических и экономических показателей процесса. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу получения мочевины. Изобретение относится, в частности, к способу получения мочевины, заключающемуся в том, что проводят реакцию между аммиаком и диоксидом углерода в реакционном пространстве с получением реакционной смеси, содержащей мочевину, карбамат и свободный аммиак в водном растворе, полученную реакционную смесь выпаривают, используя в качестве испаряющего газа свежий диоксид углерода, с получением первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и потока, содержащего мочевину и остаток карбамата в водном растворе, поток, содержащий мочевину и остаток карбамата в водном растворе, направляют в секцию выделения мочевины, и в секции выделения мочевины остаток карбамата отделяют от мочевины с получением первого потока карбамата в водном растворе. Настоящее изобретение относится также к установке для получения мочевины описанным выше способом.
Уровень техники
В настоящее время мочевину обычно получают описанным выше способом на установке для получения мочевины, в основе которого лежит так называемая "технология выпаривания диоксидом углерода".
Отличительной особенностью работающей по этому принципу установки является наличие в ней по существу изобарического контура синтеза, основными элементами которого являются реактор синтеза или реакционное пространство, аппарат для выпаривания (выпариватель) и карбаматный конденсатор.
При получении мочевины методом выпаривания разложение основного количества непрореагировавшего карбамата аммония и удаление из раствора избытка аммиака происходит в изобарическом контуре синтеза при давлении, близком к давлению в реакторе синтеза.
Разложение карбамата аммония и удаление из раствора избытка аммиака происходит в выпаривателе, который установлен за реактором синтеза. Выделить из жидкой реакционной смеси пары аммиака и диоксида углерода можно только путем теплового выпаривания, однако обычно в выпариватель кроме реакционной смеси, содержащей мочевину, карбамат и свободный аммиак в водном растворе, подают и испаряющий газ, как правило, диоксид углерода, используя его и для разложения карбамата аммония, и для удаления из раствора большей части содержащегося в нем диоксида углерода и аммиака.
Поток выходящего из выпаривателя газа, в котором содержатся в основном аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе (первый поток), обычно подают в карбаматный конденсатор, который работает при давлении, равном давлению или близком к давлению в реакторе синтеза.
Поток выходящего из выпаривателя газа обычно по существу полностью конденсируют с получением раствора карбамата аммония, который затем возвращают обратно в реактор синтеза.
В описанной в WO 00/00466 установка для получения мочевины таким способом весь выходящий из выпаривателя поток газообразного аммиака и диоксида углерода конденсируют в карбаматном конденсаторе погружного типа (с затопленным или заполненным жидкостью пучком труб) и полученный в конденсаторе водный раствор карбамата с помощью эжектора, в котором в качестве движущей (рабочей) жидкости используют жидкий аммиак, возвращают обратно в реактор.
Однако при получении мочевины таким способом значительную часть свежего диоксида углерода приходится напрямую подавать в реактор для поддержания его теплового баланса.
Очевидно, что при этом существенно снижается эффективность выпаривания и заметно увеличивается содержание непрореагировавшего аммиака и диоксида углерода в полученном в выпаривателе и подлежащем дальнейшей обработке растворе мочевины, что требует дополнительных капиталовложений и увеличивает расходы, связанные с работой расположенной за изобарическим контуром синтеза секции выделения мочевины.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ получения мочевины, который обладал бы высоким конверсионным выходом и в то же самое время был бы прост в осуществлении и сравнительно недорогим по капиталовложениям, затратам на ремонт и текущее обслуживание.
В соответствии с настоящим изобретением эта задача решается с помощью способа указанного в начале описания типа, который отличается выполнением ряда дополнительных технологических операций, заключающихся в том, что первую часть первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, по существу полностью конденсируют с получением второго потока карбамата в водном растворе, второй поток карбамата в водном растворе возвращают в реакционное пространство, вторую часть первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, возвращают в реакционное пространство, по меньшей мере часть первого потока карбамата в водном растворе, полученного в секции выделения мочевины, подвергают обработке, заключающейся в частичном разложении карбамата, с получением второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и потока, содержащего оставшийся карбамат в водном растворе, и возвращают второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в реакционное пространство, либо возвращают второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в первую часть первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и по существу полностью конденсируют эти потоки с получением второго потока карбамата в водном растворе, либо возвращают второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в первый поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и их первую часть по существу полностью конденсируют с получением второго потока карбамата в водном растворе, а вторую часть возвращают в реакционное пространство.
Для получения практически не содержащих воды паров и для их более легкого возврата в реактор по меньшей мере часть первого потока карбамата в водном растворе предпочтительно обрабатывают с целью частичного разложения карбамата при давлении, по существу соответствующем давлению в реакционном пространстве.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа, кроме того, поток, содержащий оставшийся карбамат в водном растворе, полученный в результате частичного разложения по меньшей мере части первого потока карбамата в водном растворе, подают в секцию выделения мочевины.
В предлагаемом в изобретении способе предпочтительно по меньшей мере 60%, более предпочтительно по меньшей мере 80%, первого потока карбамата в водном растворе, выходящего из секции выделения мочевины, подвергают обработке, заключающейся в частичном разложении и отделении непрореагировавшего аммиака и диоксида углерода от богатого водой раствора, содержащего оставшийся карбамат.
Необходимый тепловой баланс в реакционном пространстве в предлагаемом в изобретении способе поддерживают путем подачи в реакционное пространство части первого содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе потока (а при необходимости и второго содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе потока или его части).
Для выпаривания реакционной смеси с максимально возможной эффективностью в предлагаемом в изобретении способе в качестве испаряющего газа используют весь подаваемый на установку свежий диоксид углерода.
Предлагаемый в изобретении способ отличается высоким конверсионным выходом в реакционном пространстве, достигаемым благодаря высокой эффективности процесса выпаривания реакционной смеси, и высокой степенью рекуперации непрореагировавших веществ в изобарическом контуре синтеза.
Кроме того, уменьшение количества непрореагировавших веществ в потоке мочевины, подаваемой в секцию выделения мочевины, позволяет уменьшить нагрузку на секцию выделения мочевины и за счет устранения этого "узкого" места повысить производительность всей предназначенной для получения мочевины установки, снизить объем капиталовложений и уменьшить связанные с ее эксплуатацией расходы по сравнению с известными установками.
В соответствии с другим объектом настоящего изобретения положенная в его основу задача, указанная выше, решается с помощью предлагаемой в нем установки, предназначенной для осуществления описанного выше способа получения мочевины. Эта установка содержит:
- реактор синтеза мочевины, в котором в результате реакции между аммиаком и диоксидом углерода образуется реакционная смесь, содержащая мочевину, карбамат и свободный аммиак в водном растворе,
- первый тепловой выпариватель, в котором в качестве испаряющего газа используется диоксид углерода и в котором в результате частичного разложения карбамата и частичного выделения из реакционной смеси содержащегося в ней свободного аммиака в водном растворе образуется первый поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и поток, содержащий мочевину и оставшийся карбамат в водном растворе, и
- секцию выделения мочевины, в которой происходит отделение мочевины от потока, содержащего мочевину и оставшийся карбамат в водном растворе, подаваемого в нее из первого выпаривателя, с получением первого потока карбамата в водном растворе,
и отличается наличием
- конденсатора по существу для полной конденсации первой части первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, с получением второго потока карбамата в водном растворе,
- трубопровода для перекачки второго потока карбамата в водном растворе обратно в реактор синтеза мочевины,
- трубопровода для перекачки второй части первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, обратно в реактор синтеза мочевины,
- второго выпаривателя, в котором в результате частичного разложения по меньшей мере части первого потока карбамата в водном растворе образуется второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и
- трубопровода для перекачки второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в реактор синтеза мочевины, или
- трубопровода для перекачки второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в конденсатор, или
- трубопровода для перекачки первой части второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в конденсатор и трубопровода для перекачки второй части второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в реактор синтеза мочевины.
Конденсатор по существу для полной конденсации полученного в первом выпаривателе потока паров и при необходимости второй выпариватель предпочтительно выполнить в виде вертикального карбаматного конденсатора с "затопленным змеевиком", т.е. в виде аппарата с заполненным (затопленным) жидкой фазой пучком труб, в котором (аппарате) конденсация парообразной фазы происходит при ее пропускании через жидкую фазу.
Выполненный таким образом конденсатор имеет небольшие размеры и в результате эффективного перемешивания газообразной и жидкой фазы отличается высокой эффективностью конденсации.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагаемая в нем установка содержит также трубопровод для подачи первой части свежего жидкого аммиака в реактор синтеза мочевины и трубопровод для подачи второй части свежего жидкого аммиака в карбаматный конденсатор.
Предпочтительно, чтобы количество жидкого аммиака, направляемого в реактор (первая часть), было больше количества жидкого аммиака, направляемого в карбаматный конденсатор (вторая часть).
Подача второй части аммиака в карбаматный конденсатор существенно ускоряет весь процесс конденсации паров, попадающих в конденсатор из выпаривателя(-ей).
В соответствии еще с одним вариантом осуществления настоящего изобретения указанная выше установка содержит также устройство для подогрева по меньшей мере части перового потока водного раствора карбамата, подаваемого во второй выпариватель, и устройство для подогрева первой части свежего жидкого аммиака, подаваемого в реактор синтеза мочевины, и/или второй части свежего жидкого аммиака, подаваемого в карбаматный конденсатор.
В целях экономии энергии для указанного выше подогрева предпочтительно использовать тепло, которое выделяется в процессе конденсации (в частности, в карбаматном конденсаторе).
Согласно изобретению трубопровод для подачи первой части свежего жидкого аммиака в реактор и трубопровод для перекачки обратно в реактор второго потока карбамата в водном растворе предлагается выполнить в виде эжектора, трубопровода для подачи в эжектор второго потока карбамата в водном растворе, трубопровода для подачи в эжектор первой части свежего жидкого аммиака и трубопровода для подачи из эжектора в реактор синтеза мочевины второго потока карбамата в водном растворе вместе с первой частью свежего жидкого аммиака.
В эжекторе в качестве рабочей (движущей) жидкости предпочтительно использовать первую часть свежего жидкого аммиака.
В предпочтительном варианте в качестве второго выпаривателя используется тепловой выпариватель, а на установке имеется трубопровод для подачи всего свежего диоксида углерода в первый выпариватель или трубопровод для подачи основной части свежего диоксида углерода в первый выпариватель и трубопровод для подачи остальной (небольшой) части свежего диоксида углерода во второй выпариватель.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения второй выпариватель работает в режиме теплового выпаривателя с использованием в качестве испаряющего газа диоксида углерода, и в этом варианте установка имеет также трубопровод для подачи (небольшой) части свежего диоксида углерода во второй выпариватель.
Предлагаемый в изобретении способ получения мочевины можно осуществлять и на новых установках, и на соответствующим образом модернизированных существующих установках. В последнем случае предлагаемый в изобретении способ позволяет увеличить производительность установки и определенным образом уменьшить потребление энергии.
Другие отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения более подробно рассмотрены на примере не ограничивающего объем изобретения предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж.
Краткое описание чертежа
На прилагаемом к описанию чертеже схематично показан участок установки для получения мочевины предлагаемым в изобретении способом.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Для пояснения сущности настоящего изобретения на иллюстрирующем его чертеже схематично показана только часть всей установки для получения мочевины, в частности показана секция изобарического синтеза (контур изобарического синтеза), поскольку все остальные секции установки (такие как секция выделения мочевины) по существу не относятся к настоящему изобретению.
Следует отметить также, что специальные ссылки в описании на обычные существующие на установках для получения мочевины и известные как таковые трубопроводы, которыми соединяются между собой отдельные аппараты описанной ниже установки, приводятся только в случае особой необходимости.
На прилагаемом к описанию чертеже показана схема обозначенной позицией 1 установки для получения мочевины предлагаемым в изобретении способом.
Установка 1, и в частности, ее контур изобарического синтеза, содержит реактор, или реакционное пространство, 2 для синтеза мочевины, вертикальный конденсатор 3 погружного типа с затопленным змеевиком, первый выпариватель 4, в котором для выделения из поступающей в него из реактора 2 реакционной смеси большей части непрореагировавшего карбамата и свежего аммиака в качестве испаряющего газа используется диоксид углерода, и второй выпариватель 5.
Установка 1 имеет, кроме того, промывочный аппарат 6, предназначенный для удаления пассивирующих реагентов и других не участвующих в реакции веществ, и не показанную на чертеже секцию выделения полученной мочевины.
Конденсатор 3, первый выпариватель 4 и второй выпариватель 5 обычно работают при том же давлении, что и реактор 2.
Давление изобарического процесса, протекающего в показанном на чертеже изобарическом контуре синтеза мочевины, обычно составляет от 140 до 160 бар.
Реактор 2 обычно работает при температуре от 180 до 200°С, при молярном соотношении между NH3 и СО2 от 2,5 до 4 и молярном соотношении между H2O и СО2, составляющем мене 0,5, предпочтительно от 0,1 до 0,2.
Первый и второй выпариватели 4, 5 обычно работают при температуре от 160 до 210°С, а конденсатор 3 - при температуре от 150 до 210°С.
В выполненной по так называемой "вертикальной схеме" секции синтеза установки 1 реактор 2 и конденсатор 3 расположены над верхней частью и первого, и второго выпаривателей 4, 5.
Свежий диоксид углерода по трубопроводу 8 поступает в первый выпариватель 4. В некоторых случаях небольшую часть свежего диоксида углерода по трубопроводу 8а (показанного на чертеже прерывистой линией) подают во второй выпариватель 5.
Позицией 9 на схеме обозначен трубопровод, по которому на установку подают жидкий аммиак. После подогрева в теплообменнике 10 поток аммиака разделяется на две части, одну из которых подают по трубопроводу 9а в конденсатор 3, а другую - по трубопроводу 9b через эжектор 11 в реактор 2.
По трубопроводу 12 из реакционного пространства 2 выходит поток жидкой реакционной смеси, содержащей мочевину, карбамат и свободный аммиак в водном растворе.
Выходящая из реактора реакционная смесь подается в выпариватель 4, в котором она подвергается обработке, заключающейся в частичном разложении карбамата и частичном выделении из реакционной смеси свободного аммиака в водном растворе.
Для работы выпаривателя 4 в качестве испаряющего газа используют свежий диоксид углерода, который подают в выпариватель 4 по трубопроводу 8.
В результате обработки реакционной смеси в выпаривателе 4 получают выходящий из него по трубопроводу 14 первый поток газа, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и выходящий из него по трубопроводу 15 поток жидкости, содержащей мочевину и оставшийся карбамат в водном растворе.
Выходящий из выпаривателя по трубопроводу 15 поток жидкости поступает в секцию выделения мочевины (не показана), в которой после выделения мочевины при среднем и/или низком давлении получают первый поток карбамата в водном растворе. Этот раствор, выходящий из секции выделения мочевины по трубопроводу 16, разделяется на две части, которые по трубопроводам 16а и 16b подают соответственно во второй выпариватель 5 и в промывочный аппарат 6.
В соответствии с настоящим изобретением протекающий по трубопроводу 14 первый поток газа, в котором содержатся аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, разделяют на две части, которые из трубопровода 14 попадают в трубопроводы 14а и 14b.
Вторую часть потока газа по трубопроводу 14а подают непосредственно в реактор 2 для поддержания в нем необходимого теплового баланса, а первую часть по трубопроводу 14b подают в конденсатор 3.
В конденсаторе 3 поступающие в него по трубопроводу 14b аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе вступают в контакт с поступающим в него по трубопроводу 19 из промывочного аппарата 6 потоком аммиака и карбамата в водном растворе и с потоком жидкого свежего аммиака, который поступает в конденсатор по трубопроводу 9а. Поступающие в конденсатор по трубопроводам 19 и 9а потоки жидкости выполняют функции абсорбирующей среды, ускоряющей процесс конденсации парообразной фазы.
Возвращаемый в конденсатор 3 из промывочного аппарата 6 поток аммиака и карбамата в водном растворе получают в промывочном аппарате 6 в результате конденсации поступающего в него по трубопроводу 17 из реактора 2 аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе и поступающей в него по трубопроводу 18 из конденсатора 3 оставшейся газообразной фазы.
Для конденсации паров и оставшейся в конденсаторе газообразной фазы в промывочном аппарате используют промывочную жидкость, содержащую часть первого потока карбамата в водном растворе, которую подают в промывочный аппарат 6 из секции выделения мочевины по трубопроводу 16b.
В оставшейся газообразной фазе, отбираемой из конденсатора 3 по трубопроводу 18, в основном содержатся инертные вещества и/или пассивирующие агенты вместе с небольшим количеством несконденсировавшихся аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе.
Из промывочного аппарата 6 пассивирующие агенты и/или инертные вещества, которые попадают в контур синтеза высокого давления вместе со свежим диоксидом углерода, отбирают под действием разрежения по трубопроводу 20.
В результате по существу полной конденсации поступающей в конденсатор 3 по трубопроводу 14b парообразной фазы, состоящей из аммиака и диоксида углерода, в нем образуется содержащая карбамат в водном растворе жидкая фаза, которая попадает из конденсатора в трубопровод 22 (и образует второй поток карбамата в водном растворе).
Под действием разрежения, создаваемого в эжекторе 11 поступающей в него по трубопроводу 9b частью свежего аммиака, поток жидкости из трубопровода 22 всасывается в эжектор, из которого он вместе с аммиаком по трубопроводу 24 попадает в реактор 2.
Кроме того, часть первого потока карбамата в водном растворе, поступающую из секции выделения мочевины по трубопроводу 16а во второй выпариватель 5, предпочтительно предварительно нагревают в теплообменнике 25. Для нагревания потока карбамата в водном растворе в теплообменнике 25 используют часть тепла, которое выделяется в карбаматном конденсаторе 3.
В соответствии с настоящим изобретением во втором выпаривателе 5 происходит разложение основной части карбамата, которая вместе со свободным аммиаком выделяется из раствора карбамата в виде паров аммиака и диоксида углерода с очень небольшим содержанием воды (второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе), и образовавшиеся во втором выпаривателе 5 пары по трубопроводу 27 в первом варианте подаются в реактор 2 для поддержания в нем необходимого теплового баланса.
Выходящий из второго выпаривателя 5 водный раствор, в котором содержится оставшийся карбамат и свободный аммиак, по трубопроводу 28 (поток, содержащий оставшийся карбамат в водном растворе) подается для последующей обработки обратно в секцию выделения мочевины.
В соответствии с другим вариантом предлагаемая в изобретении установка для получения мочевины вместо трубопровода 27 содержит трубопровод 27а (показанный на чертеже прерывистой линией), соединяющий второй поток газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, с первым потоком газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе (трубопровод 14). Иными словами, предлагаемая в этом варианте установка для получения мочевины имеет трубопроводы (27а, 14а и 14b), по которым первая часть второго потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, возвращается обратно в конденсатор 3, а вторая часть второго потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, возвращается обратно в реактор 2 синтеза мочевины.
В третьем варианте осуществления изобретения полученный во втором выпаривателе 5 второй поток газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, подают по трубопроводу 27b (показанному на чертеже прерывистой линией) и трубопроводу 14b в конденсатор 3 (выполненная по этому варианту установка для получения мочевины не имеет трубопроводов 27а и 27).
В предлагаемой в изобретении установке для получения мочевины тепловой баланс реактора 2 поддерживается за счет подачи в него по трубопроводу 14а полученного в первом выпаривателе 4 потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, и при определенных условиях по трубопроводу 27 полученного во втором выпаривателе 5 потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе.
Преимуществом выполненной таким образом установки для получения мочевины является принципиальная возможность подачи всего свежего диоксида углерода в первый выпариватель 4 и, как следствие этого, повышения его эффективности и производительности и соответствующего снижения капиталовложений и затрат, связанных с обслуживанием и работой всей установки и в первую очередь самого выпаривателя и секции выделения мочевины. В выполненной по такой схеме установке отпадает необходимость в трубопроводе 8а.
Максимально повысить эффективность и производительность первого выпаривателя 4 можно за счет подачи в него (по трубопроводу 8) большей части (по меньшей мере 90%) всего свежего диоксида углерода при подаче остального свежего диоксида углерода (по трубопроводу 8а) во второй выпариватель 5.
На описанной выше установке можно получать мочевину предлагаемым в изобретении способом, при осуществлении которого из аммиака и диоксида углерода в реакторе 2 получают реакционную смесь, содержащую мочевину, карбамат и свободный аммиак в водном растворе. Полученный в реакторе раствор подают в первый тепловой выпариватель 4, в который подают также (по трубопроводу 8) используемый в качестве испаряющего газа диоксид углерода, и в результате обработки в выпаривателе образующейся смеси раствора и газа происходит частичное разложение карбамата и частичное выделение из реакционной смеси содержащегося в ней свободного аммиака и образование первого потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе (который отбирают из выпаривателя по трубопроводу 14), и потока, состоящего из мочевины и оставшегося карбамата (который отбирают из выпаривателя по трубопроводу 15). Поток, состоящий из мочевины и оставшегося карбамата в водном растворе, подают в секцию выделения мочевины (по трубопроводу 15). В секции выделения мочевины оставшийся карбамат отделяют от мочевины с получением первого потока карбамата в водном растворе (трубопровод 16). Первую часть первого потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, по трубопроводу 14b подают в конденсатор 3, в котором в результате по существу полной конденсации паров получают второй поток карбамата в водном растворе. Второй поток карбамата в водном растворе по трубопроводу 22 перекачивают обратно в реакционное пространство 2. Вторую часть первого потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, по трубопроводу 14а возвращают обратно в реакционное пространство 2. Кроме того, по меньшей мере часть первого потока карбамата в водном растворе, полученного в секции выделения мочевины, перекачивают по трубопроводу 16а во второй выпариватель 5, в котором в результате частичного разложения карбамата получают второй поток газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, и поток, содержащий оставшийся карбамат в водном растворе.
В первом варианте второй поток газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, по трубопроводу 27 возвращают обратно в реакционное пространство 2.
Во втором варианте второй поток газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, по трубопроводу 27b подают в трубопровод, по которому проходит первая часть первого потока газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, и вместе с ней подают в конденсатор 3, в котором в результате по существу полной конденсации паров получают второй поток карбамата в водном растворе.
В третьем варианте второй поток газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, по трубопроводу 27а подают в трубопровод, по которому проходит первый поток газа, состоящего из аммиака и диоксида углерода в парообразной фазе, и первую часть образующегося потока газа подают по трубопроводу 14b в конденсатор 3, в котором в результате по существу полной конденсации паров получают второй поток карбамата в водном растворе, а вторую часть по трубопроводу 14а возвращают обратно в реакционное пространство 2.
На установке, схема которой показана на прилагаемом к описанию чертеже, можно также получать мочевину способом, при осуществлении которого первую часть свежего жидкого аммиака по трубопроводу 9b подают напрямую в реактор 2 синтеза мочевины, а вторую часть по трубопроводу 9а подают в конденсатор 3.
Кроме того, на предлагаемой в изобретении установке для получения мочевины можно дополнительно подогревать по меньшей мере часть первого потока карбамата в водном растворе, который подают во второй выпариватель, и подогревать первую часть свежего жидкого аммиака, подаваемого в реактор синтеза мочевины, и/или вторую часть свежего жидкого аммиака, подаваемого в конденсатор.
Для снижения расходов, связанных с потреблением энергии, при выполнении описанных выше операций подогрева целесообразно использовать тепло, выделяющееся в конденсаторе.
Изобретение не исключает возможности внесения в рассмотренные выше варианты его осуществления различных изменений и усовершенствований, не выходящих за объем изобретения, определяемый его формулой.
Так, в частности, для получения мочевины предлагаемым в изобретении способом можно использовать два отдельных конденсатора (не показанных на схеме), предназначенных соответственно по существу для полной конденсации первого и второго потоков газа, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе.
Claims (9)
1. Способ получения мочевины, заключающийся в том, что проводят реакцию между аммиаком и диоксидом углерода в реакционном пространстве с получением реакционной смеси, содержащей мочевину, карбамат и свободный аммиак в водном растворе, полученную реакционную смесь выпаривают, используя в качестве испаряющего газа свежий диоксид углерода, с получением первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и потока, содержащего мочевину и остаток карбамата в водном растворе, поток, содержащий мочевину и остаток карбамата в водном растворе, направляют в секцию выделения мочевины и в секции выделения мочевины остаток карбамата отделяют от мочевины с получением первого потока карбамата в водном растворе, отличающийся тем, что первую часть первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, по существу полностью конденсируют с получением второго потока карбамата в водном растворе, второй поток карбамата в водном растворе возвращают в реакционное пространство, вторую часть первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, возвращают в реакционное пространство, по меньшей мере часть первого потока карбамата в водном растворе, полученного в секции выделения мочевины, подвергают обработке, заключающейся в частичном разложении карбамата с получением второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и потока, содержащего оставшийся карбамат в водном растворе, и возвращают второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в реакционное пространство, либо возвращают второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в первую часть первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и по существу полностью конденсируют эти потоки с получением второго потока карбамата в водном растворе, либо возвращают второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в первый поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и их первую часть по существу полностью конденсируют с получением второго потока карбамата в водном растворе, а вторую часть возвращают в реакционное пространство.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть первого потока карбамата в водном растворе обрабатывают с целью частичного разложения карбамата при давлении, по существу соответствующем давлению в реакционном пространстве.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток, содержащий оставшийся карбамат в водном растворе, полученный в результате частичного разложения по меньшей мере части первого потока карбамата в водном растворе, подают в секцию выделения мочевины.
4. Установка (1) для получения мочевины, содержащая реактор (2) синтеза мочевины, в котором в результате реакции между аммиаком и диоксидом углерода образуется реакционная смесь, содержащая мочевину, карбамат и свободный аммиак в водном растворе, первый тепловой выпариватель (4), в котором в качестве испаряющего газа используется диоксид углерода и в котором в результате частичного разложения карбамата и частичного выделения из реакционной смеси содержащегося в ней свободного аммиака в водном растворе образуется первый поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и поток, содержащий мочевину и оставшийся карбамат в водном растворе, и секцию выделения мочевины, в которой происходит отделение мочевины от потока, содержащего мочевину и оставшийся карбамат в водном растворе, подаваемого в нее из первого выпаривателя, с получением первого потока карбамата в водном растворе, отличающаяся наличием конденсатора (3) по существу для полной конденсации первой части первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и получения второго потока карбамата в водном растворе; трубопровода (22, 24) для перекачки второго потока карбамата в водном растворе обратно в реактор (2) синтеза мочевины, трубопровода (14, 14b) для перекачки второй части первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, обратно в реактор (2) синтеза мочевины, второго выпаривателя (5), в котором в результате частичного разложения по меньшей мере части первого потока карбамата в водном растворе образуется второй поток, содержащий аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, и трубопровода (27) для перекачки второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в реактор (2) синтеза мочевины, либо трубопровода (27b) для перекачки второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в конденсатор (3), либо трубопровода (27а) для перекачки первой части второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в конденсатор (3) и второй части второго потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, в реактор (2) синтеза мочевины.
5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что конденсатор (3), в котором происходит полная конденсация первой части первого потока, содержащего аммиак и диоксид углерода в парообразной фазе, выполнен в виде карбаматного конденсатора погружного типа с затопленным жидкой фазой змеевиком.
6. Установка по п.5, отличающаяся наличием трубопровода (9, 9b, 11, 24) для подачи первой части свежего жидкого аммиака в реактор (2) синтеза мочевины и трубопровода (9, 9а) для подачи второй части свежего жидкого аммиака в карбаматный конденсатор (3).
7. Установка по п.5, отличающаяся наличием устройства (25) для подогрева по меньшей мере части первого потока раствора карбамата, подаваемого во второй выпариватель (5), и устройства (10) для подогрева первой части свежего жидкого аммиака, подаваемого в реактор (2) синтеза мочевины, и/или второй части свежего жидкого аммиака, подаваемого в карбаматный конденсатор (3).
8. Установка по п.6, отличающаяся тем, что трубопровод (9, 9b, 11, 24) для подачи первой части свежего жидкого аммиака в реактор (2) и трубопровод (11, 22, 24) для перекачки обратно в реактор (2) второго потока карбамата в водном растворе содержат эжектор (11), трубопровод (22) для подачи в эжектор (11) второго потока карбамата в водном растворе, трубопровода (9, 9b) для подачи в эжектор (11) первой части свежего жидкого аммиака и трубопровод (24) для подачи из эжектора (11) в реактор (2) синтеза мочевины второго потока карбамата в водном растворе вместе с первой частью свежего жидкого аммиака.
9. Установка по п.4, отличающаяся тем, что второй выпариватель (5) выполнен в виде теплового выпаривателя, в котором в качестве испаряющего газа используется диоксид углерода, при этом установка содержит трубопровод (8) для подачи основной части свежего диоксида углерода в первый выпариватель (4) и трубопровод (8а) для подачи остальной небольшой части свежего диоксида углерода во второй выпариватель (5).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP03003878A EP1449827A1 (en) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | Process and plant for the production of urea |
EP03003878.0 | 2003-02-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004134325A RU2004134325A (ru) | 2005-08-10 |
RU2316542C2 true RU2316542C2 (ru) | 2008-02-10 |
Family
ID=32731554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004134325/04A RU2316542C2 (ru) | 2003-02-21 | 2004-01-15 | Способ и установка для получения мочевины |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7091379B2 (ru) |
EP (2) | EP1449827A1 (ru) |
CN (1) | CN1313442C (ru) |
AT (1) | ATE376984T1 (ru) |
CA (1) | CA2484105A1 (ru) |
DE (1) | DE602004009761D1 (ru) |
EG (1) | EG23714A (ru) |
RU (1) | RU2316542C2 (ru) |
UA (1) | UA81430C2 (ru) |
WO (1) | WO2004074217A2 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1516664B1 (en) * | 2003-09-19 | 2011-03-09 | Urea Casale S.A. | Carbamate condensation method |
EP2128129A1 (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-02 | Urea Casale S.A. | Method for the modernization of a urea production plant |
EP2940006A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-04 | Casale Sa | Process and plant for the synthesis of urea and melamine |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1009516C2 (nl) * | 1998-06-29 | 2000-01-04 | Dsm Nv | Werkwijze voor de bereiding van ureum. |
NL1014756C2 (nl) * | 2000-03-27 | 2001-09-28 | Dsm Nv | Reactor en werkwijze voor de bereiding van ureum. |
-
2003
- 2003-02-21 EP EP03003878A patent/EP1449827A1/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-01-15 US US10/513,189 patent/US7091379B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-15 AT AT04702327T patent/ATE376984T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-01-15 DE DE602004009761T patent/DE602004009761D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-15 CA CA002484105A patent/CA2484105A1/en not_active Abandoned
- 2004-01-15 UA UAA200502361A patent/UA81430C2/xx unknown
- 2004-01-15 EP EP04702327A patent/EP1594820B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-01-15 RU RU2004134325/04A patent/RU2316542C2/ru active
- 2004-01-15 WO PCT/EP2004/000234 patent/WO2004074217A2/en active IP Right Grant
- 2004-01-15 CN CNB2004800001761A patent/CN1313442C/zh not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-08-15 EG EGNA2005000459 patent/EG23714A/xx active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1449827A1 (en) | 2004-08-25 |
WO2004074217A3 (en) | 2004-10-28 |
EG23714A (en) | 2007-06-07 |
CN1697826A (zh) | 2005-11-16 |
CA2484105A1 (en) | 2004-09-02 |
EP1594820B1 (en) | 2007-10-31 |
EP1594820A2 (en) | 2005-11-16 |
DE602004009761D1 (de) | 2007-12-13 |
CN1313442C (zh) | 2007-05-02 |
WO2004074217A2 (en) | 2004-09-02 |
RU2004134325A (ru) | 2005-08-10 |
US20050256339A1 (en) | 2005-11-17 |
ATE376984T1 (de) | 2007-11-15 |
UA81430C2 (en) | 2008-01-10 |
US7091379B2 (en) | 2006-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113195449B (zh) | 在低压回收段具有热整合的尿素生产方法和装置 | |
RU2446152C2 (ru) | Способ получения мочевины и установка для его осуществления | |
US4410503A (en) | Process for the removal of urea, ammonia, and carbon dioxide from dilute aqueous solutions | |
RU2491228C2 (ru) | Способ и установка для получения nh3 из содержащей nh3 и кислые газы смеси | |
EA020437B1 (ru) | Способ и установка для извлечения аммиака из газового потока | |
SU651692A3 (ru) | Способ получени мочевины из аммиака и двуокиси углерода | |
SU1494865A3 (ru) | Способ получени мочевины | |
RU2412163C2 (ru) | Способ и установка для получения мочевины | |
GB2557080A (en) | Urea production method and urea production device | |
SU1494864A3 (ru) | Способ получени мочевины | |
RU2491274C2 (ru) | Способ модернизации установки для получения мочевины | |
RU2132843C1 (ru) | Способ получения мочевины, установка для его осуществления (варианты), способ модернизации установки (варианты) | |
RU2316542C2 (ru) | Способ и установка для получения мочевины | |
SU602115A3 (ru) | Способ получени мочевины | |
RU2721699C2 (ru) | Способ производства мочевины с высокотемпературным стриппингом | |
EA024085B1 (ru) | Способ и установка для производства мочевины | |
RU2386621C2 (ru) | Интегрированный способ получения мочевины/меламина и соответствующая установка | |
RU2258063C2 (ru) | Способ получения мочевины (варианты), установка для получения мочевины и способ модернизации установки | |
RU2164912C2 (ru) | Способ модернизации установки для получения мочевины (варианты) и установка для получения мочевины (варианты) | |
RU2499791C1 (ru) | Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида | |
RU2458915C2 (ru) | Способ модернизации установки для получения мочевины | |
RU2002133441A (ru) | Способ и установка для получения мочевины | |
UA120395C2 (uk) | Спосіб підвищення продуктивності установки синтезу аміаку | |
RU2181359C2 (ru) | Способ получения мочевины, установка для его осуществления и способ модернизации такой установки | |
EA029247B1 (ru) | Способ усовершенствования установки синтеза мочевины |