Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида



Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида
Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида
Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида

Владельцы патента RU 2499791:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт карбамида и продуктов органического синтеза" (ОАО НИИК) (RU)

Изобретение относится к способу получения карбамида. Способ включает взаимодействие диоксида углерода и аммиака, подаваемого в избытке, в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях с образованием раствора синтеза карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и диоксид углерода, дистилляцию указанного раствора при подводе тепла на нескольких ступенях давления, включая дистилляцию при 1,5-2,5 и 0,2-0,5 МПа, с образованием водного раствора карбамида и газов дистилляции. Далее проводят конденсацию-абсорбцию газов дистилляции при охлаждении с использованием водных абсорбентов и образованием водных растворов углеаммонийных солей, рециркуляцию водного раствора углеаммонийных солей со стадии конденсации-абсорбции газов дистилляции при более низком давлении па стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции при более высоком давлении и далее в зону синтеза, выпаривание водного раствора карбамида и его дальнейшую переработку известными способами. При этом поток раствора из зоны синтеза перед подачей на стадию дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа подвергают адиабатической сепарации при давлении 8-12 МПа с последующей дистилляцией при этом же давлении в токе диоксида углерода, используемого в количестве 40-60% от общего его количества, вводимого в процесс. Проводят конденсацию-абсорбцию выделенных газов, а также части газов адиабатической сепарации, при том же давлении в контакте с водным раствором углеаммонийных солен, полученным при конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа, и при охлаждении конденсатом, кипящим под избыточным давлением с образованием пара, конденсацию-абсорбцию при давлении 1,5-2,5 МПа остальной части газов адиабатической сепарации при давлении 8-12 МПа совместно с газами дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа. Раствор углеаммонийных солей, полученный при конденсации-абсорбции при давлении 8-12 МПа, рециркулируют в зону синтеза. Технический результат состоит в повышении степени превращения исходных реагентов в зоне синтеза. 3 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к способам и установкам для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода и может быть использовано в химической промышленности и в производстве удобрений.

Известны способы получения карбамида взаимодействием диоксида углерода и аммиака, взятого в избытке, при повышенных температурах и давлениях с образованием раствора синтеза карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и диоксид углерода, разложением карбамата аммония в растворе синтеза карбамида при подводе тепла на нескольких ступенях давления с образованием водного раствора карбамида и газовых потоков, конденсацией-абсорбцией газовых потоков с использованием водных абсорбентов и образованием водного раствора углеаммонийных солей (УАС), рециркулируемого на стадию образования раствора синтеза карбамида, выпариванием водного раствора карбамида и получением твердого карбамида (В.И. Кучерявый, В.В. Лебедев. Синтез и применение карбамида, Л.: Химия, 1970, с.187-208). В этих способах использование избытка аммиака (стехиометрическое мольное отношение NH3:CO2 составляет 2:1, обычно используют отношение в пределах от 3:1 до 6:1) позволяет повысить степень превращения исходных реагентов в карбамид в зоне синтеза и тем сократить масштаб рециркуляции аммиака и диоксида углерода, выделяемых при разложении карбамата аммония, не превращенного в карбамид, за счет, однако, рециркуляции некоторого количества избыточного аммиака.

Известен способ получения карбамида взаимодействием аммиака и диоксида углерода при мольном отношении (3,6-6,0):1 в зоне синтеза, температуре 180-220°C и давлении 13-28 МПа, с образованием раствора, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и диоксид углерода, выделением избыточного аммиака из указанного раствора сепарацией при давлении 6-12 МПа, дистилляцией раствора в токе диоксида углерода, используемого в количестве 70% от общего его количества, вводимого в процесс, при подводе тепла и при том же давлении, последующей дистилляцией раствора при подводе тепла и при давлении 0,25 МПа, конденсацией-абсорбцией газов сепарации и газов дистилляции при давлении 6-12 МПа в двух зонах с образованием рециркулируемого раствора УАС, конденсацией-абсорбцией газов дистилляции при давлении 0,25 МПа с добавлением аммиака и воды и образованием раствора УАС, передаваемого на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 6-12 МПа (SU 839225, C07C 126/02, 1984). В этом способе количество аммиака и диоксида углерода, которое приходится выделять при низком давлении, весьма значительно. Так, согласно примеру из описания этого способа, раствор перед подачей на стадию дистилляции при давлении 0,25 МПа содержит еще 7% NH3 и 9% CO2. Конденсация-абсорбция выделенных газов при этом давлении возможна только с использованием значительных количеств воды, которая в конечном счете поступает в зону синтеза с раствором УАС, передаваемым на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 6-12 МПа. Это приводит к снижению степени превращения диоксида углерода в карбамид, которая в этом способе при отношении NH3:CO2 около 3,6 составляет всего 62%.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является известный способ получения карбамида взаимодействием аммиака и диоксида углерода при мольном отношении 4:1 в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях с образованием раствора синтеза карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и диоксид углерода, дистилляцией раствора при подводе тепла на двух ступенях давления, предпочтительно при 1,5-2,5 и 0,2-0,5 МПа, с образованием водного раствора карбамида и газов дистилляции, конденсацией-абсорбцией газов дистилляции при охлаждении с использованием водных абсорбентов и образованием водных растворов УАС, рециркуляцией водного раствора УАС со стадии конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 0,2-0,5 МПа на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа и со стадии конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа в зону синтеза, выпариванием водного раствора карбамида в несколько ступеней и выделением твердого карбамида (US 3366682, 260-555, 1968). В этом способе количество NH3 и CO2, которое приходится выделять при низком давлении, также весьма значительно. Поэтому значительно и количество воды, которая поступает в зону синтеза с раствором УАС, передаваемым на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, снижая степень превращения исходных реагентов в карбамид.

Известны установки для получения карбамида, включающие реактор синтеза карбамида, устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида, полученного в реакторе синтеза, на нескольких ступенях давления, аппараты для выпаривания водного раствора карбамида, полученного на последней ступени дистилляции, и выделения твердого карбамида из раствора, устройства для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции всех ступеней, средства для подачи аммиака и диоксида углерода в реактор синтеза карбамида, раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции первой ступени и далее в устройства для дистилляции последующих ступеней, водного раствора карбамида из устройства для дистилляции последней ступени в аппараты для выпаривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции каждой ступени в соответствующее устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции этой ступени, раствора УАС из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции каждой ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции предшествующей ступени и далее в реактор синтеза (В.И. Кучерявый, В.В. Лебедев. Синтез и применение карбамида, Л.: Химия, 1970, с.187-208).

Наиболее близкой к предложенной установке по технической сущности является известная установка для получения карбамида, включающая реактор синтеза карбамида, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида, полученного в реакторе синтеза, на первой ступени при давлении 1,5-2,5 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида на второй ступени при давлении 0,2-0,5 МПа, аппараты для выпаривания водного раствора карбамида, полученного на второй ступени дистилляции, и выделения твердого карбамида из раствора, устройства для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции обеих ступеней, средства для подачи аммиака и диоксида углерода в реактор синтеза карбамида, раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в устройство для дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для дистилляции второй ступени, водного раствора карбамида из устройства для дистилляции второй ступени в аппараты для выпаривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, газов дистилляции из устройства для дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, раствора УАС из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, раствора УАС из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в реактор синтеза карбамида (US 3366682, 260-555, 1968).

Известные способ и установка для его осуществления характеризуются тем, что весьма значительно количество воды, которая поступает в зону синтеза с раствором УАС, передаваемым на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, снижая степень превращения исходных реагентов в карбамид. Для уменьшения отрицательного влияния воды в известном способе использован большой избыток аммиака. В конечном счете, любое увеличение масштаба рециркуляции реагентов ведет к росту энергетических затрат.

Задачей данного изобретения является сокращение масштаба рециркуляции реагентов.

Для решения поставленной задачи предложен способ получения карбамида взаимодействием диоксида углерода и аммиака, подаваемого в избытке, в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях с образованием раствора синтеза карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и диоксид углерода, дистилляцией указанного раствора при подводе тепла на нескольких ступенях давления, включая дистилляцию при 1,5-2,5 и 0,2-0,5 МПа, с образованием водного раствора карбамида и газов дистилляции, конденсацией-абсорбцией газов дистилляции при охлаждении с использованием водных абсорбентов и образованием водных растворов углеаммонийных солей, рециркуляцией водного раствора углеаммонийных солей со стадии конденсации-абсорбции газов дистилляции при более низком давлении на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции при более высоком давлении и далее в зону синтеза, выпариванием водного раствора карбамида и его дальнейшей переработкой известными способами, отличающийся тем, что поток раствора из зоны синтеза перед подачей на стадию дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа подвергают адиабатической сепарации при давлении 8-12 МПа с последующей дистилляцией при этом же давлении в токе диоксида углерода, используемого в количестве 40-60% от общего его количества, вводимого в процесс, конденсацией-абсорбцией выделенных газов, а также части газов адиабатической сепарации, при том же давлении в контакте с водным раствором углеаммонийных солей, полученным при конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа, и при охлаждении конденсатом, кипящим под избыточным давлением с образованием пара, конденсацией-абсорбцией при давлении 1,5-2,5 МПа остальной части газов адиабатической сепарации при давлении 8-12 МПа совместно с газами дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа и раствор углеаммонийных солей, полученный при конденсации-абсорбции при давлении 8-12 МПа, рециркулируют в зону синтеза.

Для решения поставленной задачи предложена также установка для получения карбамида, включающая реактор синтеза карбамида, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида, полученного в реакторе синтеза, на первой ступени при давлении 1,5-2,5 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида на второй ступени при давлении 0,2-0,5 МПа, аппараты для выпаривания водного раствора карбамида, полученного на второй ступени дистилляции, устройства для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции обеих ступеней, средства для подачи аммиака и диоксида углерода в реактор синтеза карбамида, раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для дистилляции второй ступени, водного раствора карбамида из устройства для дистилляции второй ступени в аппараты для выпаривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, газов дистилляции из устройства для дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в зону более высокого давления, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно сепаратор раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в токе диоксида углерода, конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи газов из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи газов из сепаратора раствора синтеза карбамида в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, средства для подачи диоксида углерода в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, средства для подачи конденсата в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и отвода пара из этого конденсатора, причем средства для подачи раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции первой ступени включают средства для подачи раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в сепаратор раствора синтеза карбамида, из сепаратора раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа и из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в устройство для дистилляции первой ступени, а средства для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в зону более высокого давления включают средства для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и из конденсатора газов при давлении 8-12 МПа в реактор синтеза карбамида.

Для решения поставленной задачи предложен также способ модернизации установки для получения карбамида, включающей реактор синтеза карбамида, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида, полученного в реакторе синтеза, на первой ступени при давлении 1,5-2,5 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида на второй ступени при давлении 0,2-0,5 МПа, аппараты для выпаривания водного раствора карбамида, полученного на второй ступени дистилляции, и выделения твердого карбамида из раствора, устройства для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции обеих ступеней, средства для подачи аммиака и диоксида углерода в реактор синтеза карбамида, раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в устройство для дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для дистилляции второй ступени, водного раствора карбамида из устройства для дистилляции второй ступени в аппарат для выпаривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, газов дистилляции из устройства для дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в реактор синтеза, отличающийся тем, что дополнительно вводят сепаратор раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в токе диоксида углерода, средства для подачи диоксида углерода в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи раствора синтеза карбамида из сепаратора раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, средства для подачи газов из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа и части газов из сепаратора раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи раствора углеаммонийных солей из конденсатора газов при давлении 8-12 МПа в реактор синтеза карбамида, средства для подачи конденсата в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и отвода пара из этого конденсатора, заменяют средства для подачи раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в устройство для дистилляции первой ступени средствами для подачи раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в сепаратор раствора синтеза карбамида и из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида на первой ступени, средства для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в реактор синтеза средствами для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа.

Технический результат, достигаемый при использовании предложенных способа и установки, состоит в повышении степени превращения исходных реагентов в зоне синтеза. Так, при работе известной установки по известному способу согласно US 3366682 содержание NH3 и CO2 в растворе карбамида перед дистилляцией низкого давления составляет соответственно 6,1 и 2,4%, при конденсации отделенных при этом давлении газов приходится вводить значительное количество воды, и поэтому степень превращения CO2 в карбамид на уровне 69% достигается лишь при отношении NH3:CO2=4:1. При работе предложенной установки по предложенному способу повышенная эффективность дистилляции высокого давления приводит к тому, что раствор карбамида перед дистилляцией низкого давления содержит значительно меньшие количества NH3 и CO2 - соответственно 2,6-3,3 и 0,8-0,9%. Это ведет к снижению количества воды, которое подается в узел синтеза из узла конденсации низкого давления. В итоге высокая степень превращения (а значит, и высокая эффективность процесса) достигается при значительно более низких значениях отношения NH3:CO2 - на уровне (3,5-3,6):1, что ведет к сокращению размеров оборудования и расхода энергии на перекачку потоков в пределах установки.

Соответственно, такой же результат достигается при использовании предложенного способа модернизации известной установки для получения карбамида, которая благодаря введению новых и замене некоторых существовавших элементов превращается в предложенную установку

Указанный результат, как следует из приведенного выше описания известного способа согласно SU 839225, содержащего отличительные признаки предложенного способа, - адиабатическую сепарацию раствора из зоны синтеза при давлении 8-12 МПа с последующей дистилляцией при этом же давлении в токе диоксида углерода - не достигается в этом известном способе.

Сущность изобретения иллюстрируется прилагаемыми фиг.1-3. На фиг.1 изображена технологическая схема предложенной установки, на фиг.2 и 3 для сравнения приведены технологические схемы известных установок по US 3366682 и SU 839225, соответственно.

В соответствии с фиг.1 установка включает колонну синтеза 1, трубопроводы для подачи жидкого аммиака 2 и 3, трубопроводы для подачи диоксида углерода 4 и 5, трубопровод 6 для подачи раствора УАС в колонну синтеза 1, трубопровод 7 для вывода раствора синтеза карбамида из колонны синтеза 1, сепаратор 8, трубопровод 9 для вывода газа из сепаратора 8, карбаматный конденсатор 10, трубопровод 11 для вывода раствора синтеза карбамида из сепаратора 8, стриппер 12, трубопровод 13 для подачи диоксида углерода в стриппер 12, трубопровод 14 для вывода газов из стриппера 12 в карбаматный конденсатор 10, трубопровод 15 для подачи раствора УАС в карбаматный конденсатор 10, промывную колонну 16, трубопровод 17 для вывода несконденсированных газов из карбаматного конденсатора 10, конденсатор среднего давления 18, трубопровод 19 для вывода раствора синтеза карбамида из стриппера 12, узел дистилляции среднего давления 20, трубопровод 21 для вывода газов дистилляции из узла 20 в конденсатор 18, трубопровод 22 для подачи газожидкостного потока из конденсатора 18 в промывную колонну 16, трубопровод 23 для подачи жидкого аммиака в промывную колонну 16, конденсатор аммиака 24, трубопровод 25 для подачи раствора УАС в промывную колонну 16, трубопровод 26 для вывода аммиака из промывной колонны 16 в конденсатор 24, трубопровод 27 для рециркуляции жидкого аммиака в колонну синтеза, трубопровод 28 для вывода раствора синтеза карбамида из узла дистилляции среднего давления 20, узел дистилляции низкого давления 29, трубопровод 30 для вывода газов дистилляции из узла 29, конденсатор низкого давления 31, трубопровод 32 для подачи раствора УАС из узла обработки сточных вод в конденсатор 31, трубопровод 33 для вывода несконденсированных газов из конденсатора 31, трубопровод 34 для вывода раствора карбамида из узла дистилляции низкого давления 29 на дальнейшую переработку.

Сущность способа и работа установки иллюстрируются также приведенными ниже примерами. Примеры 1-3 описывают осуществление предложенного способа на предложенной установке. Примеры 4 и 5 являются сравнительными и иллюстрируют осуществление известных способов на известных установках. Значения давлений во всех примерах, за исключением особо оговоренных случаев, являются значениями избыточного давления.

Пример 1. В колонну синтеза 1, которая работает под давлением 20 МПа и при температуре 195°C, подают потоки аммиака 2 в количестве 51997 кг/ч (в том числе свежий аммиак 35438 кг/ч - поток 3), диоксида углерода 4 в количестве 22917 кг/ч (всего в агрегат подают 45833 кг/ч диоксида углерода - поток 5) и раствора УАС 6 (96926 кг/ч - 42,2% NH3, 44,7% CO2, 13,1% H2O). В колонне синтеза 1 происходит образование карбамида из поданных реагентов. Мольное соотношение NH3:CO2:H2O=3,63:1:0,47, степень конверсии С02 69,2%. Из колонны синтеза выходит раствор 7 (171840 кг/ч - 33,5% NH3, 11,9% CO2, 18,3% H2O, 36,4% карбамида), который после дросселирования до давления 9 МПа направляется в сепаратор 8. В сепараторе происходит разделение газовой и жидкой фаз. Газовая фаза 9 (22110 кг/ч - 81,8% NH3, 14,9% CO2, 3,3% H2O) направляется в карбаматный конденсатор 10 и зону конденсации среднего давления. Жидкая фаза 11 (149730 кг/ч - 26,3% NH3, 11,4% CO2, 20,5% H2O, 41,7% карбамида) направляется в стриппер 12. В стриппере под тем же давлением, что и в сепараторе - 9 МПа, происходит дистилляция раствора в токе подаваемого диоксида углерода (поток 13, 22917 кг/ч, 50% от общего количества, вводимого в процесс). Температура в нижней части стриппера поддерживается на уровне 170-180°C. Отогнанные в стриппере газы дистилляции 14 (65000 кг/ч - 42,4% NH3, 52,4% CO2, 5,2% H2O) направляются в карбаматный конденсатор 10. куда поступают также газы из сепаратора 8 и раствор УАС 15 (30415 кг/ч - 42,4% NH3, 30,1% CO2, 27,6% H2O) из промывной колонны 16. В карбаматном конденсаторе происходит конденсация газов дистилляции с образованием потока 6 раствора карбамата аммония, подаваемого в колонну синтеза 1. Не сконденсированная в конденсаторе 10 газовая фаза 17 (7769 кг/ч - 75,2% NH3, 22,5% CO2, 2,3% H2O), а также часть газовой фаз из сепаратора 9 дросселируется до давления 1,8 МПа и поступает в конденсатор среднего давления 18, входящий в состав устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, куда входят также промывная колонна 16, конденсатор аммиака 24 и трубопроводы 22, 23 и 26. Раствор 19 (107646 кг/ч - 11,0% NH3, 5,6% CO2, 25,4% H2O, 58,1% карбамида) из стриппера 12 дросселируется до давления 1,8 МПа и поступает в узел дистилляции среднего давления 20, где производится отгонка из раствора аммиака, диоксида углерода и воды. Газы дистилляции 21 (20608 кг/ч - 45,2% NH3, 25,5% CO2, 29,3% H2O) из узла 20 направляются в конденсатор 18, где происходит их конденсация при давлении 1,8 МПа совместно с газовой фазой из карбаматного конденсатора 10. Полученный газожидкостный поток 22 (44518 кг/ч - 63,7% NH3, 21,5% CO2, 15,2% H2O) подается в промывную колонну 16 для разделения фаз и отмывки газовой фазы от диоксида углерода. В промывную колонну также подают жидкий аммиак 23 из конденсатора 24 и раствор УАС 25 (5767 кг/ч - 43,2% NH3, 12,7% CO2, 44,2% H2O) из узла конденсации под давлением 0,3 МПа. Газовая фаза 26 из промывной колонны (25654 кг/ч - 100% NH3) направляется в конденсатор 24. Сконденсированный аммиак частично возвращается в виде флегмы в промывную колонну 16 (поток 23), а остальная его часть (поток 27 - 16559 кг/ч) поступает на рециркуляцию в узел синтеза. Полученный в промывной колонне раствор УАС 15 подают в карбаматный конденсатор 10. Раствор 28 (87038 кг/ч - 2,9% NH3, 0,8% CO2, 24,5% H2O, 71,8% карбамида) из узла дистилляции под давлением 1,8 МПа дросселируется и поступает в узел дистилляции 29, где при давлении 0,3 МПа производится отгонка из раствора аммиака, диоксида углерода и воды. Газы дистилляции 30 (5048 кг/ч - 45,2% NH3, 11,9% CO2, 42,9% H2O) направляются в конденсатор 31. Сюда же из узла обработки сточных вод (на фиг.1 не показан) подают раствор УАС 32 (1360 кг/ч - 35,8% NH3, 15,4% - CO2, 48,9% H2O) для улучшения условий конденсации. Полученный в конденсаторе 31 раствор УАС (поток 25) подают в промывную колонну 16, а несконденсированную газовую фазу 33 (641 кг/ч - 43,2% NH3, 12,7% CO2, 44,2% H2O) направляют на дальнейшую переработку. Раствор 34 (81990 кг/ч - 0,3% NH3, 0,2% CO2, 23,3% H2O, 76,2% карбамида) после узла дистилляции под давлением 0,3 МПа дросселируется и направляется на переработку известными методами в готовый продукт - карбамид. Составы и количества потоков по этому и двум последующим примерам приведены в прилагаемой таблице.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что в сепараторе 8, карбаматном конденсаторе 10 и стриппере 12 поддерживают давление 8 МПа.

Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что в сепараторе 8, карбаматном конденсаторе 10 и стриппере 12 поддерживают давление 12 МПа.

Пример 4 (сравнительный, по прототипу). В колонну синтеза 1, работающую при давлении 20 МПа и температуре 190°C, подают аммиак (поток 2) в количестве 80896 кг/ч (в том числе свежий аммиак - поток 3 - 35417 кг/ч), диоксид углерода (поток 4) в количестве 46774 кг/ч, а также раствор УАС 15 (59043 кг/ч - 36,9% NH3, 33,3% CO2, 29,9% H2O). В колонне 1 мольное соотношение NH3:CO2:H2O=4,0:1: 0,65, степень конверсии CO2 69,0%. Полученный раствор карбамида 7 (186713 кг/ч - 36,0% NH3, 11,0% CO2, 19,5% H2O, 33,5% карбамида) выводят из колонны 1, дросселируют до давления 1,7 МПа и при температуре 125°C подают в сепаратор 20A узла дистилляции среднего давления. В сепараторе происходит разделение потока на выделившиеся газы 21A (35166 кг/ч - 86,0% NH3, 8,8% CO2, 5,2% H2O), которые направляются в промывную колонну 16, и раствор карбамида 28A (151547 кг/ч - 24,4% NH3, 11,6% CO2, 22,8% H2O, 41,2% карбамид), который направляется в подогреватель 20B. Здесь он подогревается до температуры 160°C и поступает в сепаратор 20С, где отделяются газы дистилляции 21B (45331 кг/ч - 55,5% NH3, 30,0% CO2, 14,6% H 2 O ), которые через рекуператор 35 направляются в промывную колонну 16. Раствор карбамида 28B (106215 кг/ч - 11,1% NH3, 3,7% CO2, 26,3% H2O, 58,8% карбамид) из сепаратора 20C дросселируется до давления 0,4 МПа и поступает в колонну дистилляции 29A для дальнейшего выделения непрореагировавших компонентов и воды. Из колонны дистилляции газы 30A (22045 кг/ч - 47,0% NH3, 13,5% CO2, 39,5% H 2 O ) поступают на конденсацию в узел конденсации 31, а раствор карбамида 34А (97332 кг/ч - 6,1% NH3, 2,4% CO2, 27,3% H2O, 64,2% карбамид) - в подогреватель 29В, где он подогревается и поступает в сепаратор 29С. Газы дистилляции 30B (11162 кг/ч - 39,8% NH3, 12,7% CO2, 47,6% H2O) из сепаратора 29C передаются в колонну дистилляции 29А для улучшения условий массообмена. Раствор карбамида 34B (86170 кг/ч - 1,7% NH3, 1,1% CO2, 24,7% H2O, 72,5% карбамид) дросселируется до давления 0,04 МПа (абс.) и при температуре 105°C подается в рекуператор 35, где за счет тепла газов дистилляции 20 происходит нагрев его до 125°C. Полученный раствор 34B передается на стадию концентрирования и переработки в готовый продукт - карбамид. Газы дистилляции 21 В после рекуператора 35 подают в промывную колонну 16. Сюда же подают раствор УАС 25 (22045 кг/ч - 47,0% NH3, 13,5% CO2, 39,5% H2O) из узла конденсации 31, а также часть жидкого аммиака (поток 23; 40000 кг/ч - 100% NH3) из конденсатора 24. В промывной колонне происходит отмывка газов дистилляции от диоксида углерода с помощью подаваемого жидкого аммиака и раствора УАС. Раствор УАС 15 из промывной колонны направляют в реактор синтеза 1, газообразный аммиак 26 (84000 кг/ч - 100% NH3) из промывной колонны - на конденсацию в конденсатор 24. Часть сконденсированного аммиака подают на орошение промывной колонны, а остальное (поток 27) - в колонну синтеза.

Пример 5 (сравнительный, по SU 839225). В колонну синтеза 1, в которой поддерживают температуру 200°C и давление 25 МПа, подают аммиак (поток 2) в количестве 30599 кг/ч, диоксид углерода (поток 4) в количестве 32199 кг/ч и раствор УАС 6B (130116 кг/ч - 52% NH3 32% CO2, 16% H2O) из конденсатора 10B. Мольное соотношение в колонне NH3:CO2:H2O=3,46:1:0,69, степень конверсии CO2 62,0%. Раствор карбамида 7 (193827 кг/ч - 32,7% NH3, 14,5% CO2, 20,5% H2O, 32,3% карбамида), выходящий из колонны синтеза 1, дросселируют до 9 МПа и подают в сепаратор 8, где отделяется часть избыточного аммиака (поток 9). Раствор 11 (157285 кг/ч, 22,5% NH3, 12,4% CO2, 25,2% Н2О, 39,9% карбамида) из сепаратора 8 поступает в стриппер 12, где при том же давлении и при 165-175°C его подвергают дистилляции в токе CO2 (поток 13, 13800 кг/ч). Раствор 19 (114514 кг/ч - 7% NH3, 9% CO2, 29% H2O, 55% карбамид) из стриппера 12 дросселируют до 0,25 МПа и подают в колонну дистилляции низкого давления 29. Из колонны дистилляции 29 раствор мочевины 34 (93162 кг/ч - 0,75% NH3, 0,95% CO2, 31% H2O, 67,3% карбамида) дросселируют и направляют на переработку известными методами в готовый карбамид. Газовую фазу 9 (36542 кг/ч - 76,5% NH3, 23,5% CO2) из сепаратора 8 и газовую фазу 14 из стриппера 12 направляют на стадию конденсации при давлении 9 МПа в конденсатор 10А, куда подают раствор УАС 25 (34821 кг/ч - 33% NH3, 30% CO2, 37% H2O) из конденсатора 31 стадии дистилляции при давлении 0,25 МПа. Из конденсатора 10А раствор УАС 6А (96218 кг/ч - 36,3% NH3, 43,6% CO2, 20,1% H2O) и газовую фазу 36 (33397 кг/ч - 100% NH3) направляют во второй конденсатор 10 В при том же давлении. В конденсатор 10B подают воду 37 (500 кг/ч). Инертные газы 38 передают на дальнейшую переработку. Газовую фазу 30 из колонны дистилляции 29 направляют в конденсатор 31. Для полноты конденсации газов в конденсатор 31 подают также жидкий аммиак 39 (5000 кг/ч) и воду 40 (7500 кг/ч). Газовую фазу 33 из конденсатора 31 передают на дальнейшую переработку.

Таблица
Количества и составы потоков по примерам
  Количество, кг/ч Состав, % мас.
№ потока
  NH3 CO2 карбамид вода
Пример 1
2 51997 100      
3 35438 100      
4 22917   100    
5 45833   100    
6 96926 42,2 44,7   13,1
7 171840 33,5 11,9 36,4 18,3
9 22110 81,8 14,9   3,3
11 149730 26,3 11,4 41,7 20,5
13 22917   100    
14 65000 42,4 52,4   5,2
15 30415 42,4 30,1   27,6
17 7769 75,2 22,5   2,3
19 107646 11,0 5,6 58,1 25,4
21 20608 45,2 25,5   29,3
22 44518 63,7 21,5   15,2
23 9095 100      
25 5767 43,2 12,7   44,2
26 25654 100      
27 16559 100      
28 87038 2,9 0,8 71,8 24,5
30 5048 45,2 11,9   42,9
32 1360 35,8 15,4   48,9
33 641 43,2 12,7   44,2
34 81990 0,3 0,2 76,2 23,3
Пример 2
2 53247 100      
3 35436 100      
4 22917   100    
5 45833   100    
6 96413 41,4 45,1   13,5
7 172577 33,5 11,9 36,2 18,4
9 23901 81,6 15,4   3,1
11 148675 25,7 11,4 42,0 20,9
13 22917   100    
14 65331 42,1 52,2   5,7
15 33523 39,9 32,3   27,9
17 9372 70,8 26,3   2,9
19 106261 10,1 5,4 58,8 25,7
21 19513 43,2 25,9   30,9
11 45856 63,1 22,1   14,9
23 9219 100      
25 5478 41,1 12,8   46,1
26 27030 100      
27 17811 100      
28 86747 2,6 0,8 72,1 24,5
30 4806 42,9 12,1   45,0
32 1281 34,4 15,7   50,0
33 609 41,1 12,8   46,1
34 81941 0,3 0,2 76,3 23,3
Пример 3
2 48721 100      
3 35441 100      
4 22917   100    
5 45833   100    
6 99896 44,1 43,3   12,6
7 171534 33,5 11,9 36,4 18,3
9 18086 81,3 14,8   4,0
11 153448 27,8 11,5 40,7 20,0
13 22917   100    
14 66463 43,7 51,5   4,8
15 31002 45,6 27,4   27,0
17 5400 78,7 19,4   1,9
19 109902 12,4 5,8 56,9 24,9
21 22392 48,1 24,9   27,0
22 41357 63,0 20,9   16,2
23 8680 100      
25 6235 46,1 12,4   41,4
26 21960 100      
27 13280 100      
28 87509 3,3 0,9 71,4 24,4
30 5443 48,4 11,8   39,9
32 1485 37,9 14,9   47,2
33 693 46,1 12,4   41,4
34 82066 0,3 0,2 76,2 23,4

1. Способ получения карбамида взаимодействием диоксида углерода и аммиака, подаваемого в избытке, в зоне синтеза при повышенных температурах и давлениях с образованием раствора синтеза карбамида, содержащего карбамид, воду, карбамат аммония, аммиак и диоксид углерода, дистилляцией указанного раствора при подводе тепла на нескольких ступенях давления, включая дистилляцию при 1,5-2,5 и 0,2-0,5 МПа, с образованием водного раствора карбамида и газов дистилляции, конденсацией-абсорбцией газов дистилляции при охлаждении с использованием водных абсорбентов и образованием водных растворов углеаммонийных солей, рециркуляцией водного раствора углеаммонийных солей со стадии конденсации-абсорбции газов дистилляции при более низком давлении на стадию конденсации-абсорбции газов дистилляции при более высоком давлении и далее в зону синтеза, выпариванием водного раствора карбамида и его дальнейшей переработкой известными способами, отличающийся тем, что поток раствора из зоны синтеза перед подачей на стадию дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа подвергают адиабатической сепарации при давлении 8-12 МПа с последующей дистилляцией при этом же давлении в токе диоксида углерода, используемого в количестве 40-60% от общего его количества, вводимого в процесс, конденсацией-абсорбцией выделенных газов, а также части газов адиабатической сепарации, при том же давлении в контакте с водным раствором углеаммонийных солей, полученным при конденсации-абсорбции газов дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа, и при охлаждении конденсатом, кипящим под избыточным давлением с образованием пара, конденсацией-абсорбцией при давлении 1,5-2,5 МПа остальной части газов адиабатической сепарации при давлении 8-12 МПа совместно с газами дистилляции при давлении 1,5-2,5 МПа, и раствор углеаммонийных солей, полученный при конденсации-абсорбции при давлении 8-12 МПа, рециркулируют в зону синтеза.

2. Установка для получения карбамида, включающая реактор синтеза карбамида, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида, полученного в реакторе синтеза, на первой ступени при давлении 1,5-2,5 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида на второй ступени при давлении 0,2-0,5 МПа, аппараты для выпаривания водного раствора карбамида, полученного на второй ступени дистилляции, устройства для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции обеих ступеней, средства для подачи аммиака и диоксида углерода в реактор синтеза карбамида, раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для дистилляции второй ступени, водного раствора карбамида из устройства для дистилляции второй ступени в аппараты для выпаривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, газов дистилляции из устройства для дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в зону более высокого давления, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно сепаратор раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в токе диоксида углерода, конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи газов из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи газов из сепаратора раствора синтеза карбамида в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, средства для подачи диоксида углерода в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, средства для подачи конденсата в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и отвода пара из этого конденсатора, причем средства для подачи раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции первой ступени включают средства для подачи раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в сепаратор раствора синтеза карбамида, из сепаратора раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа и из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в устройство для дистилляции первой ступени, а средства для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в зону более высокого давления включают средства для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и из конденсатора газов при давлении 8-12 МПа в реактор синтеза карбамида.

3. Способ модернизации установки для получения карбамида, включающей реактор синтеза карбамида, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида, полученного в реакторе синтеза, на первой ступени при давлении 1,5-2,5 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида на второй ступени при давлении 0,2-0,5 МПа, аппараты для выпаривания водного раствора карбамида, полученного на второй ступени дистилляции, и выделения твердого карбамида из раствора, устройства для конденсации-абсорбции при охлаждении газов дистилляции обеих ступеней, средства для подачи аммиака и диоксида углерода в реактор синтеза карбамида, раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в устройство для дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для дистилляции второй ступени, водного раствора карбамида из устройства для дистилляции второй ступени в аппарат для выпаривания, газов дистилляции из устройства для дистилляции первой ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени, газов дистилляции из устройства для дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени, раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции второй ступени в устройство для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени и из устройства для дистилляции первой ступени в реактор синтеза, отличающийся тем, что дополнительно вводят сепаратор раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в токе диоксида углерода, средства для подачи диоксида углерода в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи раствора синтеза карбамида из сепаратора раствора синтеза карбамида в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа, средства для подачи газов из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа и части газов из сепаратора раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа, средства для подачи раствора углеаммонийных солей из конденсатора газов при давлении 8-12 МПа в реактор синтеза карбамида, средства для подачи конденсата в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа и отвода пара из этого конденсатора, заменяют средства для подачи раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в устройство для дистилляции первой ступени средствами для подачи раствора синтеза карбамида из реактора синтеза в сепаратор раствора синтеза карбамида и из устройства для дистилляции раствора синтеза карбамида при давлении 8-12 МПа в устройство для дистилляции раствора синтеза карбамида на первой ступени, средства для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в реактор синтеза средствами для подачи раствора углеаммонийных солей из устройства для конденсации-абсорбции газов дистилляции первой ступени в конденсатор газов при давлении 8-12 МПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения мочевины. При осуществлении способа жидкий аммиак и диоксид углерода подают в секцию (100) синтеза и подвергают в ней реакции для получения мочевины.

Изобретение относится к способу модернизации установки (1) для получения мочевины, использующей процесс самоотпарки. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу синтеза мочевины из аммиака и диоксида углерода при высоких давлении и температуре с образованием карбамата аммония в качестве промежуточного продукта.

Изобретение относится к способу модернизации установки (1) для получения мочевины. .

Изобретение относится к способу получения карбамида из аммиака и диоксида углерода. .

Изобретение относится к способу получения мочевины из аммиака и диоксида углерода. .

Изобретение относится к способу получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер.

Изобретение относится к устройствам и способам для получения карбамида и может быть использовано в химической промышленности и промышленности по производству удобрений.

Изобретение относится к тонкому органическому синтезу, синтезу медицинских препаратов и касается способа получения карбамида со стабильным изотопом углерода 13C для использования в медицинской диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Изобретение относится к способу получения мочевины. .

Изобретение относится к способу получения мочевины из биомассы. Способ включает стадии, на которых очищают исходное сырье из биомассы с целью удаления всех неорганических веществ, смешивают очищенное исходное сырье из биомассы с целью получения однородной смеси, гранулируют смешанное исходное сырье из биомассы с целью получения гранул преимущественно однородного размера, измельчают гранулы до размера частиц 1 мм или менее, газифицируют измельченные гранулы в газогенераторе, подвергают сжатию поток CO2 до давления не менее около 6000 фунт/кв. дюйм и не более около 7000 фунт/кв. дюйм, подают поток NH3 в обходной системе рециркуляции с 30% коэффициентом конверсии и давлении не менее около 6000 фунт/кв. дюйм и не более около 7000 фунт/кв. дюйм, и объединяют сжатый поток CO2 со сжатым потоком NH3. Изобретение позволяет осуществить экономически выгодное маломасштабное производство мочевины, основанное на модульном принципе с целью улучшения управления процессом и мобильности, а также обеспечивает чистое и однородное исходное сырье из биомассы. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к способу получения мочевины. Способ включает вступление в реакцию аммиака и диоксида углерода в контуре (1) высокого давления, включающем по меньшей мере реактор (2, 200) синтеза, секцию (3) термической отпарки и секцию (4) конденсации карбамата. При этом раствор (9) мочевины, полученный при взаимодействии аммиака и диоксида углерода, подвергают адиабатической отпарке в секции (10) адиабатической отпарки с подачей (11) диоксида углерода в качестве средства для отпарки, получая жидкий раствор (12) мочевины и паровую фазу (13), содержащую аммиак и диоксид углерода. Раствор (12) мочевины, полученный в процессе адиабатической отпарки, дополнительно подвергают термической отпарке в секции (3) термической отпарки и возвращают паровую фазу (13) в зону реакции в реакторе синтеза для повторного использования. Секция термической отпарки включает устройство для самоотпарки без добавления какого-либо средства для отпарки или включает устройство для отпарки диоксидом углерода, в которое в качестве средства для отпарки подают диоксид углерода, а линия (5) для подачи диоксида углерода разделена на первый участок (11), направленный в секцию (10) адиабатической отпарки, второй участок (8), направленный в реактор (2), и третий участок (16), направленный в секцию (3) термической отпарки, и при этом по первому участку (11) подается количество диоксида углерода, составляющее 20-60% от всего исходного количества. Также предложены установка для получения мочевины и способ ее модернизации. Изобретение позволяет увеличить выход реакции, обеспечить более высокую производительную мощность и снизить энергопотребление. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано для производства удобрений и смешанных видов топлива из простаивающего природного газа. Способ производства мочевины включает добычу простаивающего сырьевого природного газа, его смешение, удаление влаги и потенциально разрушительных веществ, риформинг, восстановление потока CO2 из природного риформинг-газа, сочетание регенерированного потока CO2 с потоком аммиака и выделение мочевины. Система для производства мочевины включает модуль очистки, модуль риформинга, модуль конверсии, модули получения аммиака и мочевины, при этом один из модулей является перемещаемым. Изобретение позволяет оптимизировать процесс производства, упростить конструкцию, уменьшить время производства мочевины, а также эксплаутировать систему в местах размещения скважин. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения карбамида из аммиака и диоксида углерода при повышенных температуре и давлении, молярном соотношении NH3:CO2=(3,4-3,7):1. Способ проводят в реакторе синтеза карбамида, из которого раздельно выводят газы и жидкий плав синтеза карбамида, с последующим выделением избыточного аммиака из плава синтеза карбамида сепарацией при давлении 9-12 МПа, двухступенчатой дистилляцией плава, конденсацией газов дистилляции с образованием рециркулируемых растворов углеаммонийных солей. Дистилляцию первой ступени проводят при давлении 9-12 МПа в токе диоксида углерода, плав после дистилляции передают на вторую ступень дистилляции, осуществляемую при низком давлении. Газы дистилляции первой ступени конденсируют в двух последовательных зонах при давлении дистилляции первой ступени, куда вводят также газы, выведенные из реактора синтеза, и избыточный аммиак, выделенный на стадии сепарации. В первой зоне конденсацию осуществляют при введении части раствора углеаммонийных солей, полученного при конденсации газов дистилляции второй ступени, а конденсирующиеся пары охлаждают конденсатом, кипящим под избыточным давлением, с получением пара. Во второй зоне конденсации газов дистилляции первой ступени конденсирующиеся пары охлаждают оборотной водой, а не сконденсированные газы при том же давлении промывают другой частью раствора углеаммонийных солей, полученного при конденсации газов дистилляции второй ступени. Образующийся раствор углеаммонийных солей вводят во вторую зону конденсации, раствор углеаммонийных солей, выходящий из второй зоны конденсации, направляют в реактор. Дистилляцию первой ступени проводят в токе диоксида углерода, используемого в количестве 35-40% от общего его количества, вводимого в процесс, 75-85% газов, выделенных на стадии сепарации, вводят в первую зону конденсации газов дистилляции первой ступени, а остальное количество газов, выделенных на стадии сепарации, вместе с газами, выведенными из реактора синтеза, вводят во вторую зону конденсации газов дистилляции первой ступени. Технический результат заключается в продуцировании в первой зоне конденсации газов дистилляции первой ступени пара с параметрами, обеспечивающими его использование на последующих стадиях процесса производства карбамида. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способу экологически чистого получения мочевины (CO(NH2)2) из отходов любого состава. Способ включает следующие стадии: а) получение синтез-газа, содержащего CO, CO2 и H2, посредством высокотемпературной обработки отходов в реакторе в присутствии кислорода O2, который получают посредством процесса криогенного разделения воздуха; б) преобразование CO, содержащегося в синтез-газе, с использованием H2O, в CO2+H2 (реакция сдвига) и отделение CO2 от H2; в) преобразование H2, полученного на стадии (б), с использованием N2, полученного из процесса криогенного разделения воздуха на стадии (а), с получением аммиака (NH3), и г) преобразование NH3 со стадии (в), с использованием CO2 со стадии (б), с получением мочевины (CO(NH2)2). Изобретение позволяет получить мочевину экономичным способом без газообразных выбросов, загрязняющих воздух. 1 ил.

Изобретение относится к реактору для проведения газожидкостных двухфазных химических реакций. Вертикальный реактор для получения мочевины с помощью прямого синтеза, начинающегося с аммиака и диоксида углерода, в газожидкостной двухфазной смеси, включает полую конструкцию, ограниченную внешней стенкой, имеющей цилиндрическую форму, закрытую на концах полукруглыми крышками и содержащую отверстия для впуска и выпуска технологических жидкостей, так чтобы обеспечить возможность попутного протекания газовой и жидкой фаз внутри реактора, множество наложенных друг на друга перфорированных тарелок, проходящих горизонтально внутри конструкции до внутренней поверхности цилиндрической стенки и подходящим образом разнесенных вдоль вертикальной оси таким образом, что между каждой парой соседних тарелок имеется сектор, находящийся в гидравлическом соединении с сектором, расположенным соответственно выше и/или ниже него, при этом по меньшей мере один сектор содержит разделительную перегородку, расположенную между двумя соседними тарелками и перпендикулярно им и закрепленную на поверхности тарелок и на внутренней поверхности футеровки внешней стенки, так чтобы разделить сектор на две секции, объемы которых находятся в отношении друг к другу, составляющем от 1/3 до 3/1, предпочтительно от 0,95 до 1,05, более предпочтительно равном 1. Изобретение обеспечивает эффективность и экономичность газожидкостных реакций, а также увеличение производственной мощности реактора. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины. Способ включает получение аммиака и диоксида углерода и топочного газа для первого потока аммиака, потока диоксида углерода и потока топочного газа, содержащего диоксид углерода; разделение первого потока аммиака на второй поток аммиака и третий поток аммиака, причем второй поток аммиака переносится в абсорбер, и третий поток аммиака переносится в секцию синтеза мочевины процесса получения мочевины для получения мочевины; перенос потока диоксида углерода в секцию синтеза мочевины; перенос потока топочного газа в абсорбер; объединение второго потока аммиака и потока обедненного растворителя, поступающего из процесса получения мочевины для образования смешанного потока; приведение в контакт смешанного потока с потоком топочного газа в абсорбере для поглощения диоксида углерода из потока топочного газа с образованием потока обогащенного растворителя и потока обработанного газа; перенос потока обогащенного растворителя, выпускаемого из абсорбера, в секцию синтеза мочевины; приведение в контакт потока диоксида углерода, третьего потока аммиака и потока обогащенного растворителя в секции синтеза мочевины для образования мочевины и потока обедненного растворителя и перенос потока обедненного растворителя из процесса получения мочевины в абсорбер. Также предложены способ формирования мочевины посредством объединения части процесса аммиака и процесса получения мочевины, системы для осуществления способов. Изобретение позволяет уменьшить потребности в потреблении энергии и требования к капитальным затратам. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу модернизации установки для производства мочевины с самоотпариванием, включающей секцию синтеза мочевины высокого давления, куда входит по меньшей мере реактор, термическая или аммиачная отпарные секции и конденсатор, секция обработки среднего давления и секция извлечения низкого давления. Способ включает стадии, на которых осуществляют монтаж промежуточной секции (30) извлечения, соединенной между секцией синтеза высокого давления и секцией среднего давления, направление, по меньшей мере частично, потока раствора мочевины (14А, 15А), полученного в секции высокого давления, в промежуточную секцию (30), направление потока концентрированного раствора (15В) из промежуточной секции в секцию среднего давления, разложение карбамата и извлечение раствора карбамата из потока раствора мочевины в промежуточной секции (30) извлечения, работающей при промежуточном давлении, которое ниже рабочего давления в секции синтеза и выше, чем рабочее давление в секции среднего давления, с получением потока концентрированного раствора (15В) при промежуточном давлении. Также предложены способ синтеза мочевины с самоотпариванием и установка для производства мочевины. Изобретение позволяет увеличить производительность установки для производства мочевины с самоотпариванием. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к способу получения аммиака-мочевины. Жидкий аммиак (20), содержащий незначительные количества водорода, азота, метана и необязательно других инертных в отношении мочевины газов, получают в процессе синтеза аммиака, который проводят при определенном давлении синтеза аммиака, и по крайней мере часть указанного жидкого аммиака используют для обеспечения входного потока аммиака (24) процесса синтеза мочевины 16. При этом жидкий аммиак, образующийся в результате указанного процесса синтеза аммиака, обрабатывают непосредственно при указанном давлении синтеза аммиака на стадиях очистки, предназначенных для удаления инертных в отношении мочевины газов, и таким образом формируют входной поток аммиака (24), пригодный для указанного процесса синтеза мочевины при давлении, близком к указанному давлению синтеза аммиака. Процесс очистки включает по крайней мере следующие стадии: а) охлаждение жидкого аммиака (20) для получения охлажденного потока жидкого аммиака (21), б) отделение газообразной фракции (22), включающей водород и метан, из указанного охлажденного жидкого аммиака, при этом получают очищенный жидкий аммиак (23) при высоком давлении, и в) повторное нагревание указанного очищенного жидкого аммиака (23) после отделения указанной газообразной фракции, при этом получают повторно нагретый очищенный аммиак (24) при температуре, пригодной для подачи в процесс синтеза мочевины. Также предложены установка для получения аммиака-мочевины и способ реконструкции установки для получения аммиака-мочевины. Изобретение позволяет повысить эффективность способа подачи потока аммиака из секции аммиака в секцию мочевины. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу синтеза мочевины из аммиака и двуокиси углерода с образованием карбамата аммония в качестве промежуточного химического соединения. Способ включает следующие стадии: a) взаимодействие аммиака и двуокиси углерода как такового или в виде карбамата аммония при молярном соотношении NH3/CO2 в диапазоне от 2,3 до 6, при температуре в диапазоне от 140 до 215°С и под давлением в диапазоне от 12 до 25 МПа с образованием первой жидкой смеси, содержащей мочевину, карбамат аммония, аммиак и воду; b) подача упомянутой первой жидкой смеси на стадию разложения-стриппинга, чтобы осуществить разложение, по крайней мере, кратного количества, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения от 50 до 99% карбамата аммония в аммиак и двуокись углерода, при работе под таким же давлением, как и на упомянутой стадии реакции (а) и при температуре в диапазоне от 160 до 240°С, одновременно подвергая упомянутую жидкую смесь стриппингу с образованием первой газообразной смеси, содержащей аммиак и двуокись углерода, и второй жидкой смеси, содержащей мочевину, воду, аммиак и карбамат аммония; c) конденсация, по крайней мере, 50% упомянутой первой газообразной смеси на стадии конденсации при работе по существу под таким же давлением, как упомянутая стадия (а), с образованием третьей жидкой смеси, содержащей карбамат аммония, аммиак и, возможно, мочевину, прямо или косвенно подаваемую на стадию реакции (а); d) выделение мочевины, содержащейся в упомянутой второй жидкой смеси на одном или большем количестве последовательных стадий разложения и сепарации (Р) с образованием четвертой жидкой смеси, содержащей воду, аммиак и карбамат аммония, и, возможно, жидкой фазы, содержащей аммиак; e) подача, по крайней мере, части упомянутой четвертой жидкой смеси, полученной на стадии (d), в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения от 50 до 100%, на упомянутую стадию разложения-стриппинга (b), направляя возможно оставшуюся часть на упомянутую стадию реакции (а), или, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения, на упомянутую стадию конденсации (с). При этом упомянутая четвертая жидкая смесь, полностью или частично подаваемая на упомянутую стадию разложения-стриппинга (b), предварительно нагревается путем теплообмена с любой из вышеупомянутых смесей, образующихся на стадиях (а), (b) или (с). Также предложены способ повышения выхода мочевины и способ модификации установки синтеза мочевины. Изобретение позволяет довести конверсию СО2 в мочевину до уровня выше 70% без значительной дополнительной подачи тепла на стадию стриппинг-процесса. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-11-27 2013-11-26T14:43:12
Наверх