Спосіб виробництва сечовини з високою продуктивністю синтезу і низьким енергоспоживанням, установка для його реалізації (варіанти) і спосіб модернізації існуючої установки (варіанти)

1. Спосіб виробництва сечовини з високою продуктивністю синтезу та низьким енергоспоживанням, за яким провадять синтез між аміаком та діоксидом вуглецю до одержання продукту, що містить сечовину, карбамат і вільний аміак у водному розчині, піддають згадуваний продукт частковому розкладу карбамату і частковому відділенню згадуваного вільного аміаку у водному розчині для одержання першого потоку з аміаком і діоксидом вуглецю в паровій фазі і потоку, що містить сечовину і залишковий карбамат у водному розчині, піддають перший потік, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі, щонайменше, частковій конденсації для одержання першої порції карбамату у водному розчині, повертають першу порцію карбамату в зону синтезу, подають згадуваний потік, що містить аміак і залишковий карбамат у водному розчині, у відновлювальну секцію реактора, відділяють у відновлювальній секції залишковий карбамат від сечовини для одержання другої порції карбамату у водному розчині, який відрізняється тим, що додатково піддають щонайменше частину згадуваної другої порції карбамату у водному розчині, одержаної в відновлювальній секції, частковому розкладу для одержання другого потоку з аміаком і діоксидом вуглецю в паровій фазі, та потік, що містить залишковий карбамат у водному розчині, піддають другий потік, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі, щонайменше, частковій конденсації для одержання третьої порції карбамату у водному розчині, повертають згадувану третю порцію карбамату в згадувану зону реакції. C2 (54) СПОСІБ ВИРОБНИЦТВА СЕЧОВИНИ З ВИСОКОЮ ПРОДУКТИВНІСТЮ СИНТЕЗУ І НИЗ ЬКИМ ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯМ, УСТАНОВКА ДЛЯ ЙОГО РЕАЛІЗАЦІЇ (ВАРІАНТИ) І СПОСІБ МОД ЕРНІЗАЦІЇ ІСНУЮЧОЇ УСТАНОВКИ (ВАРІАНТИ) 42814 вернення в реактор третьої порції карбамату у водному розчині. 8. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що в засоби для конденсації, виконані з можливістю виходу парів із другої секції для відгонки, додатково включені засоби конденсації парів, виконані з можливістю ви ходу парів із першої секції для відгонки. 9. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що далі включені засоби для подачі у відновлювальну секцію потоку з залишковим карбаматом у водному розчині із другої секції для відгонки. 10. Установка для виробництва сечовини з високою продуктивністю синтезу та низьким енергоспоживанням, що містить реактор синтезу сечовини, секцію для відгонки, в якій продукти реакції, що виходять із першого реактора, піддаються частковому розкладу карбамату і частковому відділенню вільного аміаку у водному розчині, що присутній в згадуваних продуктах, засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, які виходять із секції для відгонки і повернення першої порції карбамату у водному розчині в реактор, відновлювальну секцію потоку, що містить сечовину і залишковий карбамат у водному розчині, що виходить із секції для відгонки сечовини, виробленої в реакторі, з другої порції карбамату у водному розчині, яка відрізняється тим, що в секції для відгонки включені засоби для подачі, принаймні, другої порції карбамату у водному розчині. 11. Спосіб модернізації установки для виробництва сечовини, за яким використовують реактор синтезу сечовини, першу секцію для відгонки продуктів реакції, які виходять із реактора на частковий розклад карбамату і часткове відділення вільного аміаку у водному розчині, який присутній у продуктах реакції, засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, які виходять із першої секції для відгонки і повернення першої порції карбамату у водному розчині в реактор, відновлювальну секцію потоку з сечовиною і залишковим карбаматом у водному розчині, який виходить із першої секції для відгонки сечовини, виробленої в реакторі з другої порції карбамату у водному розчині, який відрізняє ться тим, що в установці додатково встановлюють другу секцію для відгонки, принаймні, частини другої порції карбамату у водному розчині, що піддається частковому розкладу, та за соби для конденсації, принаймні частково, парів, які виходять із другої секції для відгонки і повернення в реактор третьої порції карбамату у водному розчині. 12. Спосіб модернізації установки для виробництва сечовини, в якому використовують реактор синтезу сечовини, першу секцію для відгонки продуктів реакції, які виходять із реактора, які піддаються частковому розкладу карбамату і частковому відділенню вільного аміаку у водному розчині, що присутній в продуктах реакції, засоби для конденсації, принаймні частково, парів, які виходять із першої секції для відгонки та повернення в реактор першої порції карбамату у водному розчині, відновлювальну секцію потоку з сечовиною та залишковим карбаматом у водному розчині, який виходить із першої секції для відгонки сечовини, виробленої в реакторі з другої порції карбамату у водному розчині, який відрізняється тим, що додатково встановлюють другу секцію для відгонки, принаймні, частини другої порції карбамату у водному розчині, який піддається частковому розкладу та засоби для подачі парів, які виходять із другої секції в засоби для конденсації парів, які виходять із першої секції для відгонки. 13. Спосіб за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що додатково встановлюють засоби для подачі потоку, який містить залишковий карбамат у водному розчині, із другої секції для відгонки у відновлювальну секцію. 14. Спосіб модернізації установки для виробництва сечовини, за яким використовують реактор синтезу сечовини, секцію для відгонки продуктів реакції, які виходять із першого реактора, що піддають частковому розкладу карбамату і частковому відділенню вільного аміаку у водному розчині, який присутній в продуктах реакції, засоби для конденсації, принаймні частково, парів, які виходять із секції для відгонки, і повернення в реактор першої порції карбамату у водному розчині, відновлювальну секцію потоку з сечовиною і залишковим карбаматом у водному розчині, який виходить із секції для відгонки сечовини, виробленої в реакторі з другої порції карбамату у водному розчині, який відрізняється тим, що додатково встановлюють в секцію для відгонки засоби для подачі, принаймні, частини порції карбамату у водному розчині. Винахід відноситься до хімічної технології, зокрема до способу виробництва сечовини. Згідно винаходу виконують синтез між аміаком і діоксидом вуглецю до одержання продукту реакції, що містить сечовину, карбамат і вільний аміак у водному розчині, піддають продукт частковому розкладу карбамата і частковому відділенню згадуваного вільного аміаку у водному розчині для одержання першого потоку, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі і потоку, що містить сечовину і залишковий карбамат у водному розчині, повертають першу порцію карбамату в зону синтезу, подають потік з аміаком і залишковим карбаматом у водному розчині у відновлювальну секцію реактора, відокремлюють в відновлювальній секції залишковий карбамат від сечовини для одержання другої порції карбамату у водному розчині. Даний винахід також включає установку для реалізації запропонованого способу і спосіб модернізації існуючої установки для одержання сечовини згідно з запропонованим способом. Відомо, що в те хніці, що пов'язана з виробництвом сечовини є потреба в збільшенні кількості установок, які мають мати більшу потужність і більш технологічні в обслуговуванні - це з одного боку, і такого, що вимагає мінімальних інвестицій, вартості обслуговування і, особливо, мінімальних енерговитрат - з другого. На сьогодні було запропоновано і реалізовано ряд способів виробництва сечовини [патенти США А, № 4354040 (INQUE SGIGEU et all). 12.10.1982 та № A, 4504679 (INQUE SGIGEU et all). 12.03.1985; патент ЕР, A, 0212744 (STAMIC ARBON), 04.03.1987]. Вони базуються на реакції син 2 42814 тезу сечовини в зоні синтезу шляхом подачі аміаку (NН3) і діоксиду вуглецю (CO2) і рециркуляції непрореагованих речовин, які містяться в реакційній суміші (продуктах), що залишають зону синтезу, таких, як аміак, діоксид вуглецю і карбамат у водному розчині. Подібний синтез показано на фіг. 1 і містить потік реагентів, що спрямовані донизу у зону синтезу, секцію, де проводиться регенерація сечовини для відокремлення з розчину непрореагованих речовин, котрі далі піддають рециркуляції. В якості прототипу для способу виробництва сечовини з високою продуктивністю синтезу і низьким енергоспоживанням обрано спосіб виробництва сечовини, за яким провадять синтез між аміаком та діоксидом вуглецю до одержання продукту, що містить сечовину, карбамат і вільний аміак у водному розчині, піддають продукт частковому розкладу карбамату і частковому відділенню вільного аміаку у водному розчині для одержання першого потоку з аміаком і діоксидом вуглецю в паровій фазі і потоку з сечовиною і залишковим карбаматом у водному розчині, піддають перший потік, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі, щонайменше, частковій конденсації для одержання першої порції карбамату у водному розчині, повертають першу порцію карбамату в зону синтезу, подають потік з аміаком і залишковим карбаматом у водному розчині у відновлювальну секцію реактору, відділяють у відновлювальній секції залишковий карбамат від сечовини для одержання другої порції карбамату у водному розчині (див. патент ЕР №0212744, С07С126/08, публ. 04.03.1987). В якості прототипу для варіантів установки для виробництва сечовини з високою продуктивністю синтезу і низьким енергоспоживанням обрано установку для виробництва сечовини, що містить реактор для синтезу сечовини, першу секцію для відгонки (стріпінга, чи відділення), в якій продукти, що виходять із реактора, піддаються частковому розкладу карбамату і частковому відновленню вільного аміаку у водному розчині, що присутній у продуктах реакції, засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, які виходять із першої секції для відгонки і повернення першої порції карбамату у водному розчині в реактор, відновлювальну секцію, в якій потік, що містить сечовину та залишковий карбамат у водному розчині, виходить із першої секції для відгонки, де піддається відділенню сечовини, виробленої в реакторі від другої порції карбамату у водному розчині (патент ЕР № 0212744, С07С126/08,публ. 04.03.1987). В якості варіантів способу модернізації установки для виробництва сечовини, обрано спосіб, за яким використовують установку, що містить реактор синтезу сечовини, першу секцію для відгонки продуктів реакції, які виходять із реактора на частковий розклад карбамату і часткове відділення вільного аміаку у водному розчині, який присутній у згадуваних продуктах, засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, які виходять із першої секції для відгонки і повернення першої, порції карбамату у водному розчині в реактор, відновлювальну секцію потоку з сечовиною і залишковим карбаматом у водному розчині, який виходить із першої секції для відгонки сечовини, виробленої в реакторі з другої порції карбамату у водному розчині (патент ЕР № 0212744, С07С126/08, публ. 04.03.1987). Якщо, з одного боку, рециркуляція дає змогу повністю завершати відновлювання різних речовин, аміак і діоксид вуглецю, але, з іншого боку, вона вимагає великої кількості води (Н2О), що небажано з точки зору загального зменшення продуктивності реакції синтезу - відсоткового відношення діоксиду вуглецю до кінцевого продукту – сечовини. Продуктивність реакції, до даного винаходу, не перевищувала 59-63%. Це є недоліком, як прототипу, так і існуючи х способів. Задача, яка поставлена в основу даного винаходу, полягає в тому, щоб розробити і практично реалізувати спосіб виробництва сечовини з високою продуктивністю реакції синтезу сечовини – високим відсотком переробки продуктів реакції. Спосіб має бути те хнічно і технологічно простим, вимагати низьких інвестицій і експлуатаційних витрат. Відповідно до винаходу задача вирішується способом, який відрізняється тим, що містить такі допоміжні операції, за якими піддають, щонайменше, частину др угої порції карбамату у водному розчині, одержаного в відновлювальній секції, частковому розкладу для одержання другого потоку, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі потік, що містить залишковий карбамат у водному розчині, піддають другий потік, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі, щонайменше, частковій конденсації для одержання третьої порції карбамату у водному розчині, повертають третю порцію карбамату в зону реакції. Відповідно до винаходу, частина карбамату у водному розчині, яка залишилась у відновлювальній секції сечовини, піддається майбутній переробці, яка полягає в частковому розкладі для відділення непрореагованих аміаку і діоксиду вуглецю з водного розчину. В результаті непрореаговані речовини після відновлювання одержують низький вміст води. Таким чином, є можливість суттєво скоротити подачу води в зону синтезу і одержати високий відсоток переробки реагентів - високу продуктивність процесу синтезу. Для одержання високого ступеню розкладу другої порції карбамату у водному розчині, корисно цю технологічну операцію провадити при тиску, що відповідає тиску в зоні синтезу. Щоб збільшити і сприяти конденсації та відокремленню непрореагованих компонентів у відновлювальній секції сечовини, потік, який містить залишковий карбамат у водному розчині, далі піддають частковому розкладу другої порції карбамату, який подають у відновлювальну секцію виробництва сечовини. Відповідно до другого рішення цього винаходу, за способом подають реакційний продукт, що містить сечовину, карбамат і вільний аміак у водному розчині в секцію, де йде розклад продукту, подають щонайменше частину другої порції карбамату у водному розчині в секцію розкладу. Частковий розклад суміші (1-го продукту) і другої порції карбамату проводиться переважно у тій же самій секції. В цій же секції отримують перший і другий потік, який містить аміак і діоксид вуглецю в 3 42814 паровій фазі і потік, що містить сечовину та залишковий карбамат у водному розчині. Це рішення набагато спрощує реалізацію процесу виробництва сечовини тому, що зникає необхідність у додатковому устаткуванні (в порівнянні з відомими досі технічними рішеннями). Потрібні малі інвестиції для впровадження цього способу. Особливо позитивні результати були одержані, коли друга порція карбамату у водному розчині піддавалась частковому розкладу у відсотковому відношенні не менше 50%, ще краще - 65%. У відповідності до другого аспекту цього винаходу, поставлена ви ще задача розв'язується шляхом розробки установки, яка реалізує вищезгаданий спосіб виробництва сечовини. Відома установка містить реактор синтезу сечовини, першу секцію для відгонки, в якій продукти, що ви ходять із реактора, піддаються частковому розкладу карбамату і частковому відновленню вільного аміаку у водному розчині, що присутній у продуктах, засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, які виходять із першої секції для відгонки і повернення першої порції карбамату у водному розчині в реактор, відновлювальну сек-цію, в якій потік, що містить сечовину та залишковий карбамат у водному розчині, виходить із першої секції для відгонки, де піддається відділенню сечовини, виробленої в реакторі від другої порції карбамату у водному розчині. Поставлена задача вирішується тим, в відому установку додатково включені друга секція для відгонки, яка виконана з можливістю часткового розкладу у водному розчині, щонайменше, частини другої, порції карбамату та засоби для конденсації, виконані з можливістю виходу із другої секції для відгонки, щонайменше частково, парів і можливістю повернення в реактор третьої порції карбамату у водному розчині. Крім того, в засоби для конденсації, виконані з можливостю виходу парів із другої секції для відгонки, додатково включені засоби конденсації парів, виконані з можливістю виходу парів із першої секції для відгонки. Також додатково включені засоби для подачі потоку з залишковим карбаматом у водному розчині із другої секції для відгонки в відновлювальну секцію. У відповідності до другого варіанту у запропоновану установку що додатково включені засоби для подачі в секції для відгонки, принаймні, другої порції карбамату у водному розчині. У відповідності до третього аспекту цього винаходу, поставлена задача досягається шляхом модернізації існуючої установки, яка реалізує запропонований спосіб виробництва сечовини, що призведе до збільшення продуктивності існуючих установок з одночасним зменшенням енерговитрат. Відповідно до цього аспекту винаходу отримують практичний спосіб модернізації установки виробництва сечовини, за яким використовують існуючі реактор синтезу сечовини, першу секцію для відгонки продуктів реакції, які виходять із реактора на частковий розклад карбамату і часткове відділення вільного аміаку у водному розчині, який присутній у продуктах реакції, засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, які виходять із пер шої секції для відгонки і повернення першої порції карбамату у водному розчині в реактор, відновлювальну секцію потоку з сечовиною і залишковим карбаматом у водному розчині, який виходить із першої секції для відгонки сечовини, виробленої в реакторі з другої порції карбамату у водному розчині. Згідно винаходу за способом модернизації в установці додатково встановлюють другу секцію для відгонки, принаймні, частини другої порції карбамату у водному розчині, який піддається час-тковому розкладу, та засоби для конденсації, принаймні частково, парів, які виходять із другої секції для відгонки і повернення в реактор третьої порції карбамату у водному розчині. Згідно з другим варіантом винаходу за способом модернизації в установці додатково встановлюють другу секцію для відгонки, принаймні частини, другої порції карбамату у водному розчині, який піддається частковому розкладу та засоби для подачі парів, які виходять із другої секції в засоби для конденсації парів, які виходять із першої секції для відгонки. Крім того, за цими варіантами в установку додатково встановлюють засоби для подачі в відновлювальну секцію потоку з залишковим карбаматом у водному розчині із другої секції для відгонки. Згідно з другим варіантом винаходу за способом модернизації в установці додатково встановлюють в секцію для відгонки засоби для подачі, принаймні, частини порції карбамату у водному розчині. Далі наводяться характеристики і переваги запропонованого винаходу в детальному описі деяких рішень і прикладів (можливі і інші приклади) з посиланням на графічні матеріали. Фіг. 1 - блок-схема способу виробництва сечовини за відомим технічним рішенням. Фіг. 2 - блок-схема першого рішення способу виробництва сечовини за даним винаходом. Фіг. 3 - блок-схема другого рішення засобу виробництва сечовини за даним винаходом. На фіг. 1 подана блок-схема, в якій наведені операції для виробництва сечовини відповідно до відомих технічних рішень. Блок 1 - зона високого тиску, в якій проводиться синтез сечовини, коли подаються туди потоки 21 і 22, які містять суттєво чисті аміак і діоксид вуглецю. При проведенні реакції синтезу використовують такі типові параметри: молярні відношення NН3/СО2 на вході: 2,9...3,4; молярні відношення Н2О/СО2 на вході: 0,4...0,7; ступінь переробки CO2 в сечовину: 59...63%; тиск: 150 бар; температура: 185...190°C Блоки 2, 5, 6, відповідно, означають секції розкладу, що виконується при високому тиску, секції грануляції чи здрібнювання і секцію конденсації при високому тиску. В секціях 2 і 6, відповідно, розкладу і конденсації, підтримують той же тиск, що і в реакційній зоні. Відновлювальна секція сечовини показана блоками 3, 4, 7 і 8. Зокрема, блоки 3 і 4 означають 4 42814 секції для відгонки і дистиляції, а блоки 7 і 8 – конденсаційну секцію. Блок 4 також означує секцію кінцевого продукту - сечовини, де одержують суміш з 99,7%. Блок 8 - секцію, де знаходиться вода, одержана при відділенні сечовини. В блоках 3 і 7 підтримують середній тиск (біля 18 бар), а в 4 і 8 блоці застосовують низький тиск (біля 4 бар). Лінія потоку 23 показує рідкий потік продукту, який минає блок 1 і має сечовину і непрореаговані речовини, головним з яких є карбамат і вільний аміак у водному розчині. Рідкий потік 23 подають до блоку 2, де він піддається частковому розкладу карбамату і частковому відділенню вільного аміаку. Секція розкладу показана блоком 2, який має стрипер (десорбційний апарат), в якому переробляють потік 30 діоксиду вуглецю, стріпіруючого реактиву, що проходить з потоку лінії 22. Виходячи із блока 2, лінії потоків 22 і 23 відповідно позначають газові потоки аміаку і діоксиду вуглецю в паровій фазі і рідкий потік з сечовиною та залишковим карбаматом у водному розчині. Лінія потоку 24 перетинає секцію конденсації – блок 6, де конденсується аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі з одержанням потоку карбамату у водному розчині, який відновлюється в зоні 1. Потік з сечовиною і залишковим карбаматом у водному розчині (показано лінією потоку 25) перетинає дистиляційну секцію відновлювання сечовини (блоки 3, 4), де залишковий карбамат розкладають і відділяють від розчину сечовини. Вміст сечовини в рідкому потоці 25 загалом додержує 70-72% після блоку 3 і біля 99% - після 4-го блоку. Лінія потоків 26 і 27 показує газові потоки, що містять аміак і діоксид вуглецю в газовій фазі, одержані, відповідно, в блоках 3 та 4. Потік 27 перетинає конденсаційну секцію, що означена блоком 8, де аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі конденсуються з одержанням потоку карбамату у водному розчині і потім подаються в конденсаційну секцію 7, де сприяють конденсації газового потоку 26. Аналогічно потік 26 перетинає конденсаційну секцію - блок 7, де аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі конденсуються з одержанням потоку карбамату у водному розчині та подають в конденсаційну секцію 6, де він сприяє конденсації газового потоку 24. Частина води у водному розчині, після конденсаційного блоку 8, потім переробляється і очищується від усіх залишок аміаку і сечовини в переробній секції (блок 8). Від блоку 8 відходить лінія потоку 28 - очищеного водного потоку від речовин, пов'язаних з виробництвом сечовини. В кінці потік розчину сечовини 25, виходячи з блоку 4, перетинає грануляційну, чи здрібнюючу секції - блок 5, де перетворюється в кінцевий продукт - сечовину, закінчуючи весь процес виробництва сечовини (лінія потоку 29. За альтернативним рішенням відомого технічного рішення, згідно з рівнем техніки, блок 7 також показує дані, потрібного вмісту аміаку в розчині для відділення з розчину суттєво чистого аміаку. Потім цей чистий аміак посилають у зону синтезу 1 в додаток до потоку 21, як показано лінією потоку 31 на фіг. 1. Як показано на фіг. 1, при виробництві сечовини за відомим технічним рішенням, увесь карбамат, який містить водний розчин, відділяється від сечовини та повертається в зону 1 з витратою великої кількості води, яка використовується для конденсації і доставки непрореагованих речовин. На фіг. 2 та 3 показана блок-схема першого способу виробництва сечовини за даним винаходом. На цих фігурах позначення блоків структурно і функціонально відповідають позначенням на фіг. 1, позначені тими ж номерами, далі не обновлюються. На фіг. 2 блок 9 означає секцію розкладу, який проводять при високому тиску, що дорівнює тиску в зоні 1. Рідкий потік 26, що містить карбамат у водному розчині з високим вмістом води подають в блок 9, де його ефективно піддають операції розкладу карбамату. Лінії потоків 32 і 33 показані на виході з блоку 9. Вони зображують відповідно газовий потік, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі і рідкий потік, що містить сечовину та залишковий карбамат у водному розчині. Газовий потік 32, багатий аміаком і діоксидом вуглецю і який має мало води (тільки кілька відсотків), перетинає секцію конденсації - блок 6, де аміак та діоксид вуглецю конденсуються з одержанням потоку карбамату в водному розчині і повертаються в зону 1 по лінії потоку 24. В прикладі - фіг. 2, весь карбамат у водному розчині відділяється від сечовини у відновлювальній секції і піддається розкладу в блоці 9. Однак, задовільні результати отримані тільки при подачі в блок 9 частки карбамату, що ви ходить з відновлювальної секції сечовини. Бажано, щоб щонайменше 50% карбамату подавалось до блоку 9. Згідно з запропонованим способом за цим винаходом, реакція аміаку з діоксидом вуглецю провадиться в зоні 1 з одержанням продуктів, що містять сечовину, карбамат та вільний аміак у водному розчині, далі продукти піддаються розкладу карбамату і частковому відділенню вільного аміаку у водному розчині. З секції розкладу 2 виходить перший потік 24, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі та потік 25, який містить сечовину, і залишковий карбамат у водному розчині. Потік 24 потім піддається щонайменше частковій конденсації в блоці 6, для одержання першої порції карбамату у водному розчині, який повертають у зону 1. Потік 25, навпаки, подають у відновлювальну секцію виробництва сечовини (блоки 3, 4, 7 і 8), де сечовина відділяється від другої порції карбамату у водному розчині, зображеному на лінії потоку 26. Відповідно з другим рішенням способу даного винаходу краще, якщо, принаймні, частина потоку 26 піддається частковому розкладу в блоці 9 до одержання другого потоку 32, що містить аміак і діоксид вуглецю в паровій фазі, і потік 33, що містить залишковий карбамат у водному розчині. Потік 32 потім, принаймні, частково конденсується в блоці 6 до одержання третьої порції карбамату у водному розчині, котрий потім повертають в зону по лінії потоку 24. Виконання цих операцій призводить до високого виходу продуктів синтезу, тому що висококонцентрований розчин карбамату з малим вмістом води повторно повертається. 5 42814 Відповідно до запропонованого способу, досягається збільшення виходу синтезу, бо збільшена переробка діоксиду вуглецю в сечовину, що досягає 70-75% - значно більших величин виходу, ніж у попередніх способах. Крім збільшення виходу синтезу, суттєве зменшення і відсутність води, необхідної для відновлювання в зоні 1 - також позитивний результат, бо зменшується потік речовин, що відділяються від розчину сечовини. Цей результат одержано за рахунок ефективних операцій, що виконуються в секціях розкладу 2, в дистиляційній секції 3 і відновлювальній - 4. На прикладі фіг. 2 видно, що рідкий потік 33, багатий водою, корисно повертається в секцію для повернення сечовини, щоб сприяти конденсації і поверненню непрореагованих речовин, котрі залишаються в дистиляційних секціях 3 і 4. Лінія потоку 33 перетинає дистиляційну секцію - блок 10, де залишковий карбамат далі розкладають на розчин, дуже багатий водою, який подають в блок 8. З блоку 10 також виходить лінія потоку 34 (з дуже малим вмістом води), що містить залишковий аміак і діоксид вуглецю, який подають в конденсаційну секцію - блок 9, секції повернення. Таким чином, здобувають окрему замкнуту петлю циркуляції (повернення) води, яка сприяє кращій конденсації аміаку і діоксиду вуглецю в секціях 7 і 8 без повернення в зону 1. Таким чином, також усуваються негативні сторони синтезу аміаку з діоксидом вуглецю. В альтернативному рішенні способу, відповідно до винаходу, наведеному на фіг. 3, лінія потоку 26, що ви ходить з секції відновлювання сечовини, а саме секції конденсації 7, замість повторного повернення прямо в зону 1 через блок 6 (як у відомому рішенні способу) ефективно подається в секції розкладу - блок 2. В цьому блоці отримують потік аміаку і діоксиду вуглецю в паровій фазі, який повертають через лінію потоку 24 в зону 1 після конденсації в блоці 6. Ця операція часткового розкладу другої порції карбамату у водному розчині (потік 26) провадиться в тій же самій секції розкладу продукту - потік 23, таким чином дозволяючи виконати спосіб по цьому винаходу, котрий не потребує додаткового обладнання в порівнянні з попереднім технічним рішенням. Стріпіруючим (десорбційним) реактивом в секції розкладу 2 може бути частина потоку аміаку, котрий подають в зону синтезу. В альтернативі, блок 2 може бути експлуатований в самостріпінговому вигляді, де паруючий аміак сприяє розкладу карбамату. Крім цього, секція відновлювання сечовини може містити також низький тиск в секціях 4 і 8. В цьому випадку потік містить сечовину і залишковий карбамат у водному розчині, який виходить з секції розкладу 2, котрий подають прямо до блоку 4 для кінцевого відділення сечовини від речовин, які не прореагували. Установка для виробництва сечовини, спеціально спроектована для виконання способу по цьому винаходу. Установка для виробництва сечовини переважно містить реактор синтезу сечовини - блок 1, першу і др угу секції для відгонки - блоки 2, 9, секцію відновлювання сечовини - блоки 3, 4, 7, 8 і засоби конденсації і повернення в реактор парів, які виходять з першої і другої секції для відгонки. З посиланням на рішення способу, наведеного на фіг. 2, видно, що засоби для конденсації парів, які виходять з другої секції для відгонки, переважно містять засоби для конденсації парів, які виходять з першої секції для відгонки 2 і позначені блоком 6. Дистилятор - блок 10 - знаходиться між другою секцією відгонки і секцією відновлювання. З посиланням на рішення способу, наведеного на фіг. 3, видно, що установка для виробництва сечовини містить засоби, позначені лінією потоку 26, між відновлювальною секцією і секцією для відгонки 2. При реалізації цього рішення відпадає необхідність в секції для відгонки 9 і в секції дистилятора 10. Засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, що виходять, спроектовані для виконання способу виробництва сечовини, за винаходом, можуть бути як в новій заводській установці, так і в установці, що одержана шляхом модернізації існуючої установки, як, наприклад, установка, що призначена для виконання способу, наведеного на фіг. 1. По першому рішенню винаходу, спосіб модернізації виконують за допомогою таких операцій: встановлюють другу секцію для відгонки (блок 9), в якій, принаймні, частина карбамату у водному розчині, який виходить з відновлювальної секції (лінія потоку 26), піддається частковому розкладу; встановлюють засоби для конденсації, щонайменше частково, парів, які виходять із другої секції для відгонки і повернення одержаного висококонцентрованого розчину карбамату в реактор. По другому рішенню винаходу, спосіб модернізації виконують так: встановлюють засоби для подачі парів, які виходять з другої секції для відгонки (блок 9) прямо в засоби для конденсації парів, які виходять з першої секції для відгонки 2 (блок 6). Переважно, спосіб модернізації існуючої установки додатково містить такі операції: встановлюють засоби для подачі (лінія потоку 33) потоку, який містить залишковий карбамат у водному розчині з другої секції для відгонки (блок 9) в відновлювальну секцію виробництва сечовини. Зокрема, переважно рішенню цього винаходу, спосіб модернізації далі містить такі операції: встановлюють засоби для подачі (лінія потоку 26) частини розчину карбамату, який виходить з відновлювальної секції сечовини в секцію для відгонки (блок 2). За допомогою способу модернізації даного винаходу не тільки суттєво зростає ступінь переробки, а також і продуктивність реакторів для синтезу сечовини. Фактично, оскільки дуже мало води повертається в реактор 1, більший потік аміаку і діоксиду вуглецю можна подати туди, не боячись перенасичення реактора, секції розкладу 2 і дистиляційної секції 3 і секції відновлення. В наступних прикладах порівнюються способи перетворення продуктів синтезу з використанням нової установки та способу модернізації існуючої установки, що реалізують поданий спосіб винаходу у зіставленні з установками, в яких використовують попередній спосіб. 6 42814 Приклад 1 Попередню установку, яка реалізує спосіб (фіг. 1), модернізують для реалізації способу, показаного на фіг. 2. Існуюча установка базується на так званому аміаковому самостріпінговому процесі, коли аміак і діоксид вуглецю - стріпінговий агент - не подаються в зону розкладу (блок 2). Зрозуміло, що в цьому випадку лінія потоку 30 відсутня. Параметри реактора синтезу сечовини перед модернізацією установки такі: NН3/СО2 на вході: 3,2 Н2О/СО2 на вході: 0,6 ступінь переробки CO2 в сечовину: 61% тиск: близько 150 бар продуктивність: 1800 МТД сечовини, де: МТД - метричних тонн в день. Після модифікації існуючої установки шляхом встановлення другої секції для відгонки 9, яка постачається подачею 77%-го розчину карбамату, який виходить з секції відновлення сечовини і подачі парів, які виходять з другої стріпінг секції в зону 1 через секцію конденсатора 6, яка показана на фіг. 2, нові робочі параметри реактора складали: NН3/СО2 на вході: 3,2 Н2О/СО2 на вході: 0,19 ступінь переробки CO2 в сечовину: 70% тиск: близько 150 бар; температура: 190°С продуктивність: 2500 МТД сечовини Завдяки винаходу, маємо можливість збільшити на 9% переробку в сечовину і збільшити продуктивність на 700 МТД сечовини - на 39% початкової продуктивності. Таке необхідне збільшення відсотку переробки і значне зменшення кількості поверненої води в реактор дозволяє здобути нове збільшення продуктивності при мінімальній модернізації попередніх установок і з малими інвестиціями. Крім цього, ця висока степінь синтезу також приводить до зменшення енерговитрат у модернізованих установках. Приклад 2 Існуюча раніше установка, що реалізує спосіб, зображений на фіг. 1, була модернізована для виконання процесу, зображеного на фіг. 2. Попередня установка базувалась на способі, в якому потік діоксиду вуглецю був стріпінговим агентом, що подавався в секцію розкладу, (блок 2, лінія потоку 30). В цьому випадку нема потреби в секції для відділення аміаку в блоці 7 і лінія потоку 31 відсутня. Також відсутні секції 3 і 7, а секція відновлення сечовини тільки містить секції низького тиску 4 і 8. Робочі параметри реактора синтезу сечовини перед модернізацією обладнання були: NН3/СО2 на вході: 3,0 Н2О/СО2 на вході: 0,25 ступінь переробки CO2 в сечовину: близько 66% тиск: близько 150 бар температура: 185°С продуктивність: 1900 МТД сечовини Після модернізації попередньо існуючої установки - встановленням другої секції для відгонки 9, яка постачається 70%-м розчином карбамату, який виходить з відновлювальної секції і подачею парів, що ви ходять з другої секції для відгонки в реакторну зону 1 через конденсаторну секцію 6, як зображено на фіг. 3, нові робочі параметри реактора стали такі: NН3/СО2 на вході: 3,0 Н2О/СО2 на вході: 0,25 ступінь переробки CO2 в сечовину: близько 66% тиск: близько 150 бар температура: 190°С продуктивність: 2500 МТД сечовини Завдяки винаходу, стало можливим збільшити процент переробки на 6% і збільшити продуктивність на 600 МТД сечовини - на 32% більше початкової продуктивності. Також в цьому випадку потрібні тільки незначні зміни при модернізації попереднього обладнання і малі інвестиції, щоб одержати значне збільшення продуктивності і степені синтезу. Приклад 3 За цим прикладом збільшили ступінь синтезу реактора нової заводської установки з використанням способу за даним винаходом. Як і в попередньому прикладі 2, установка базується на діоксид-вуглецевому стріпінговому процесі, коли діоксид вуглецю подають в реактор 1 першим як стріпінговий агент (реактив). Його подають в секцію розкладу, показану блоком 2 через лінію потоку 30. В цьому випадку лінія потоку 22 відсутня, оскільки відсутні секція відділення аміаку, яка міститься в блоці 7, і лінія потоку 31. Секція відновлення сечовини містить секції середнього і низького тиску 3, 4, 7 і 8. Робочі параметри реактора виробництва сечовини згідно з винаходом такі: NН3/СО2 на вході: 3,2 Н2О/СО2 на вході: 0,1 тиск: близько 150 бар температура: 190°С продуктивність: 400 МТД сечовини Ступінь переробки СО2 в сечовину, одержана при цьому в реакторі, дуже висока: 72%. Оскільки в секцію розкладу і далі у відновлювальну секцію посилається мало води і непрореагованих речовин, які містяться у продуктах суміші, це призводить до зменшення зносу обладнання порівняно з існуючим, а також зменшення енерговитрат і інвестицій. Результати експериментів, наведених вище, здобуті добре відомим шляхом обчислювання алгоритмів. 7 42814 Фіг. 1 8 42814 Фіг. 2 9 42814 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 10