Спосіб та установка з отримання сечовини з нульовим вмістом викидів

Реферат: У винаході розкрито спосіб виробництва аміаку, що дозволяє значне зниження, навіть до нульового значення, постійних викидів аміаку, що традиційно є результатом такого процесу. Згідно з бажаним варіантом виконання винаходу реакція з утворенням сечовини з двоокису вуглецю та аміаку здійснюється у секції синтезу, що не потребує пасивації киснем. В результаті відсутності кисню газовий потік, насичений воднем, утворюється у секції синтезу, який може застосовуватись як паливо у агрегаті спалювання. У агрегаті спалювання згорають газові потоки, що містять аміак, з процесу виробництва сечовини. UA 114789 C2 (12) UA 114789 C2 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки винаходу Винахід стосується галузі зменшення безперервних викидів аміаку при виробленні сечовини, зокрема способом отримання розплаву сечовини. Винахід також направлений на застосування секції синтезу сечовини, що не потребує пасивації киснем при досягненні зниження викидів аміаку, та обладнання з вироблення сечовини, в якому водень у сировині вуглекислого газу не спалюється. Винахід також стосується установки з отримання сечовини, що містить секцію синтезу сечовини та секцію концентрації сечовини. Передумови винаходу Сечовина (NH2CONH2) може бути отримана з аміаку та двоокису вуглецю при підвищеній температурі (зазвичай, між 150C і 250C) і тиску (зазвичай, між 12 і 40 МПа) у зоні синтезу установки з отримання сечовини. При такому синтезі вважається, що відбувається дві послідовні стадії реакції. На першій стадії утворюється карбамат амонію, а на наступній стадії цей карбамат амонію зневоднюється щоб отримати сечовину, Перша стадія (i) є екзотермічною, а друга стадія може бути представлена як ендотермічна рівновісна реакція (ii): (i) 2NH3 + CO2  H2N – CO – ONH4 (ii) H2N – CO – ONH4  H2N – CO – NH2 + H2O У типовій установці з отримання сечовини вищевказані реакції здійснюються в секції синтезу сечовини щоб в результаті отримати водний розчин, який містить сечовину. В одній чи більше послідуючих секціях концентрації цей розчин концентрується до кінцевої вихідної сечовини у формі розплаву, аніж розчину. Цей розплав надалі піддається одній чи більше завершальній стадії, як-то гранулювання, таблетування або ущільнення. Спосіб, який часто використовується для отримання сечовини згідно способу десорбції є спосіб десорбції двоокисом вуглецю як, наприклад, описано в Енциклопедії промислової хімії Ульмана, Т. A27, 1996, ст. 333-350 [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350]. У цьому способі за секцією синтезу слідує одна чи більше секцій відновлення. Секція синтезу містить реактор, десорбер, конденсатор, але необов’язково, скрубер, в якому робочий тиск становить в межах від 12 до 18 МПа і бажано в межах від 13 до 16 МПа. В секції синтезу розчин сечовини, що виходить з реактору сечовини подається до десорбера, де значна кількість неконвертованого аміаку і двоокис вуглецю відокремлюються від водного розчину сечовини. Такий десорбер може являти собою корпус і трубчастий теплообмінник, в якому розчин сечовини подається до верхньої частини у трубній поверхні і постачання двоокису вуглецю до синтезу здійснюється до нижньої частини десорберу. З корпусного простору подається пара для нагрівання розчину. Розчин сечовини виходить з теплообмінника у нижній частині, в той час як парова фаза виходить з десорбера у верхній частині. Пара, що виходить з вказаного десорбера містить аміак, двоокис вуглецю, інертні гази і невелику кількість води. Вказана пара конденсується у теплообміннику типу стікаючої плівки або конденсаторі зануреного типу, який може бути горизонтальним або вертикальним. Занурений теплообмінник горизонтального типу описано в Енциклопедії промислової хімії Ульмана, Т. A27, 1996, ст. 333350. [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350]. Тепло, що вивільняється екзотермічною реакцією конденсації карбамату у вказаному конденсаторі, зазвичай використовується для вироблення пари, що використовується у послідуючій секції обробки сечовини для нагрівання та концентрації розчину сечовини. Оскільки необхідний певний час знаходження рідини у конденсаторі зануреного типу частина реакції сечовини відбувається вже у вказаному конденсаторі. Утворений розчин, який містить конденсований аміак, двоокис вуглецю, воду та сечовину разом з неконденсованим аміаком, двоокисом вуглецю та інертною парою надходить до реактора. У реакторі вищевказана реакція з карбамату на сечовину досягає балансу. Молярне співвідношення аміаку до двоокису вуглецю у розчині сечовини, який виходитьз реактора зазвичай становить в межах від 2.5 до 4 моль/моль. Також можливо, щоб конденсатор і реактор були об’єднані в одному апараті. Приклад такого апарату описано в Енциклопедії промислової хімії Ульмана, Т. A27, 1996, ст. 333-350 [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350]. Утворений розчин сечовини, який виходить з реактору сечовини подається до десорбера і інертна пара, яка містить неконденсований аміак і двоокис вуглецю, надходить до секції скрубера, що працює при тому ж значенні тиску, що і реактор. У такій секції скрубера аміак і двоокис вуглецю відокремлюють від інертної пари. Утворений розчин карбамату з послідуючої відновної системи використовується як абсорбент у такій секції скруберу. Розчин сечовини, що виходить з десорберу у цій секції синтезу потребує концентрації сечовини щонайменше 45 мас. % і бажано щонайменше 50 мас. %, щоб оброблятись в одній єдиній системі відновлення внизу десорбера. Секція відновлення містить нагрівач, сепаратор рідини/газу і конденсатор. Тиск в такій секції відновлення становить в межах від 0.2 до 0.5 МПа. У нагрівачі секції відновлення маса аміаку і двоокису вуглецю 1 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відокремлюється від сечовини і водної фази шляхом нагрівання розчину сечовини. Зазвичай пара використовується в якості теплоносія. Фаза сечовини та води містить невелику кількість розчиненого аміаку і двоокису вуглецю, що виходить з секції відновлення і надходить до послідуючої секції обробки сечовини, де розчин сечовини концентрується шляхом випаровування води з вказаного розчину. Пара, вивільнена до нагрівача системи відновлення містить аміак, двоокис вуглецю і воду. Вказана пара конденсується в конденсаторі. Тепло конденсації розсіюється в охолоджуючій воді. Утворений карбамат використовується як абсорбент у вказаному скрубері в секції синтезу. Деяка неконденсована пара, що містить аміак, двоокис вуглецю і інертний газ, що виходять з такого скрубера надходить до конденсатора або абсорбера з метою очистки інертного газу перед вивільненням його до атмосфери. Тиск у вказаному конденсаторі і/або абсорбері є зазвичай нижчим аніж тиск у секції синтезу. Невід’ємним наслідком виробництва сечовини є небажане вивільнення аміаку, зокрема як результат непрореагованого аміаку, що виходить з зони синтезу. Також на найбільш сучасних установках для вироблення сечовини такого вивільнення не можна уникнути, за виключенням вкрай високих витрат енергії та аналогічних експлуатаційних витрат на відокремлення та утримання всього аміаку. Наприклад, у типовій установці для отримання розплаву сечовини згідно процесу десорбування CO2, відбуваються постійні викиди аміаку на наступних точках викиду процесу: - абсорбер з низьким тиском; - атмосферний абсорбер; - дихальна система при зберіганні розчину сечовини; - дихальна система при зберіганні технічного конденсату Відповідно, на декількох етапах виробництва розплаву сечовини відбуваються викиди аміаку. Хоча й деякі можуть бути періодичними, метою є подальше зменшення і бажано уникнення постійних викидів аміаку. Технологія за рівнем техніки для мінімізації викидів аміаку з установок з отримання розплаву сечовини базується на “технології очистки в кінці виробничого циклу” технології “спалювання”. Особливо для зменшення постійних викидів аміаку спалювання є витратним рішенням, оскільки спалювання цих постійних джерел викидів потребує відносно великих кількостей допоміжного газу та азоту для попередження вибухових сумішей випарів, викликаних поступанням кисню через факельні наконечники. Окрім того, спалювання спричиняє другорядні викиди, наприклад, шляхом утворення оксидів азоту (NOx). Короткий виклад сутності винаходу З метою кращого дослідження однієї чи більше вищевказаних цілей, винахід, з одного боку, представляє спосіб отримання сечовини, який складається з піддавання аміаку і двоокису вуглецю реакції при умовах, за яких утворюється сечовина, щоб утворився водний розчин сечовини, піддавання вказаного розчину концентрації щоб утворилась концентрована сечовина, спосіб складається з забезпечення газового потоку, що містить газоподібний водень, і піддавання вказаного газу, який містить водень, згоранню при впливі кисню разом з газом, що містить аміак, утвореного в результаті виробництва сечовини. З іншої сторони, винахід представляє застосування при виробництві сечовини секції синтезу, де водень не згорає при подаванні двоокису вуглецю до синтезу, з метою зниження постійних викидів аміаку з установки з отримання розплаву сечовини, де сечовина отримується шляхом піддавання, у вказаній секції синтезу, аміаку і двоокису вуглецю реакції за умов створення сечовини, щоб утворився водний розчин сечовини, і піддавання вказаного розчину концентрації щоб утворилась концентрована сечовина, де газ, що містить водень, газ, що містить аміак, та кисень піддаються згоранню. З ще одного боку, винахід стосується установки з отримання сечовини, де вказана установка має секцію синтезу сечовини і агрегат спалювання, де вказана секція синтезу містить вихід для рідини та вихід для газу, де вказаний вихід для газу є напряму чи опосередковано з’єднаним з впуском палива агрегату спалювання. Короткий опис креслень Фіг. 1 є схематичним кресленням традиційної установки з отримання сечовини типу CO2 десорбції. Фіг. 2 є схематичним кресленням установки з отримання сечовини типу десорбції CO2 у відповідності до винаходу. Детальний опис винаходу У промислових вихідних хімічних продуктах для синтезу сечовини, зокрема у двоокису вуглецю, водень (H2) наявний в якості домішки. Зазвичай, кількість водню у потоці двоокису вуглецю до секції синтезу установки з отримання сечовини становить в межах від 0.05 до 1.2 2 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 об’єм. %. У багатьох способах отримання сечовини цей водень згорає, за наявності кисню при утворенні води. За умови, що водень все ж може утримуватись у процесі отримання сечовини, він зазвичай випускається до атмосфери, бажано на ранньому етапі процесу. Винахід в широкому розумінні базується на визнанні того, в процесі отримання сечовини водень можна зробити корисним в якості палива для згорання газу, що містить аміак, з метою зменшення постійних викидів аміаку. Щоб це запровадити, фахівцеві в галузі має бути зрозуміло, що газ, який містить водень, має утримуватись, а не випускатись, і він має залишатись доступним в якості палива. Даний винахід надалі буде описано по відношенню до конкретних варіантів виконання і з посиланням на конкретні креслення, але винахід ними не обмежується, а обмежується формулою. Будь-які позиції посилання у формулі не мають вважатись такими, що обмежують обсяг винаходу. Креслення описані лише схематично і не є обмежуючими. На кресленнях розмір деяких елементів може бути перебільшений і не відображений за масштабом в ілюстративних цілях. У місцях в даному описі та формулі, де використовується термін "що містить" це не означає що виключаються інші елементи або стадії. В місцях, де використовується визначений чи невизначений артикль при посиланні на іменник в однині, наприклад, "a" or "an", "the", це включає множину такого іменника, окрім випадку, якщо конкретно зазначено щось інше. У бажаному варіанті виконання винаходу умови незгорання стосуються зменшення, і бажано відсутності кисню в секції синтезу установки з отримання сечовини. З цією метою бажано за даним винаходом, використовувати секцію синтезу, зроблену з матеріалу, що не обов’язково потребує пасивації киснем. Відповідно, наявності кисню у реакторі можливо суттєво уникнути, наприклад, до 0.05 об’єм..% CO2 потоку, що використовується при синтезі сечовини, і навіть може дорівнювати нулю. За наявності пасиваційного кисню водень буде загалом схильний до згорання при утворенні води. В результаті суттєвої відсутності кисню водень по суті утримується, і таким чином все ще є доступним для подальшого застосування. Те ж саме стосується метану (CH4), який іноді також наявний у потоці двоокису вуглецю і який також є інертним газом по відношенню до синтезу сечовини. Кількість водню і необов’язково метану, що стає доступним таким способом, є відносно великою. Наприклад, типовий потік інертних газів з синтезу сечовини після абсорбційної обробки містить 70 об’єм. % H2, 20 об’єм. %CH4,і 10 об’єм. % N2. Винахід базується на розсудливому усвідомленні, що такий доступний водень і необов’язково метан можуть бути використані в якості палива для агрегату спалювання і їх користь полягає в спалюванні газових потоків, що містять NH3 у такому агрегаті спалювання. Має бути зрозуміло, що у агрегаті спалювання також має бути присутній кисень. Це може надаватись киснем, який притаманно буде наявний в одному чи більше вихідних газових потоків, що містять NH3, окремим додаванням кисню чи повітря до агрегату спалювання, або обидва варіанти. В одному бажаному варіанті виконання винаходу на основі матеріалу, що не потребує пасивації киснем, якщо він використовується у секції синтезу установки з отримання сечовини, вказана секція синтезу містить дуплексну феритово-аустенітну нержавіючу сталь, що має високий вміст Cr і N, а також низький вміст Ni. Посиланням з цього питання є WO 95/00674, розкриття якого включено до тексту шляхом посилання. Має бути зрозуміло, що інші секції синтезу є припустимі, що можуть використовуватись без пасивації киснем. Також є зрозумілим, що вираз “зроблено з” не означає, що кожна частина секції синтезу зроблена із вказаної сталі. По суті, частини, що перебувають в контакті з робочою рідиною і відповідно внутрішні частини, що піддаються вкрай корозійним умовам вироблення сечовини, виготовляються з вищевказаної сталі. Бажано, щоб весь корпус апарату по суті складався з такої сталі. В іншому бажаному варіанті виконання винаходу секція синтезу (і зокрема її внутрішні частини) виготовляються з дуплексної нержавіючої сталі, що містить, у вагових відсотках, C: 0.03% чи менше, Si: 0.5% чи менше, Mn: 2% чи менше, P: 0.04% чи менше, S: 0.003% чи менше, Cr: 26% чи більше, але менше за 28%, Ni: 7.3-10%, Mo: 0.2-1.7%, W: більше за 2%, але не більше за 3%, N: більше за 0.3%, але не більше за 0.4%, де балансом є Fe і домішки, де вміст Cu як домішки становить не більше ніж 0.1%. Ця сталь описана в US 7,347,903, розкриття якого включеного до даного опису шляхом посилання. Бажана секція синтезу виготовлена з дуплексної нержавіючої сталі, що містить у вагових відсотках: - C: максимально 0.05%, бажано максимально 0.03%; - Si максимально 0,8%, бажано максимально 0.5; - Mn 0.3 – 4%, бажано 0.3-1%; 3 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - Cr 28 – 35%, бажано 29-33%; - Ni 3 – 10%; - Mo 1.0 – 4.0%, бажано 1.0-1.3%; - N 0.2 – 0.6%, бажано 0.36-0.55%; - Cu максимально 1.0%; - W максимально 2.0%; - S максимально 0,01 %; - Ce 0 – 0.2%; залишком є Fe і домішки і добавки, що зазвичай наявні, вміст фериту становить 30- 70 об’єм. %, бажано 33-35 об’єм.%. У зоні синтезу аміак та двоокис вуглецю об’єднуються при підходящому значення тиску (наприклад, 12-40 МПа) і підходящій температурі (наприклад, 150-250ºC), щоб міг утворитись карбамат амонію і наступною дегідратацією для утворення сечовини. Сечовина утворюється у водному розчині і відхідний газ зони синтезу містить незначні кількості непрореагованого аміаку і двоокису вуглецю, і головним чином вищевказані інертні гази, що були введені як компоненти до вихідного матеріалу, і які випустились із секції синтезу до абсорбування, що здійснюється при більш низькому значенні тиску, аніж тиск синтезу. Завдяки відсутності згорання водню у потоці двоокису вуглецю і/або повній відсутності пасиваційного кисню у реакторі, що функціонує згідно способу за даним винаходом, вихідний газ зони синтезу утримує доступний водень і може розглядатись як відносно H2-насиченим газовим потоком. Зазвичай, компонентами такого потоку будуть в наступних діапазонах, виражених у відсотках об’єму : - непрореагований NH3: 0.1 до 10 %; - непрореагований CO2: 0.1 до 10 %; - водень (H2): 10 до 90 %; - метан (CH4): 0 до 20 %; - азот (N2): 0 до 20 %; За традиційними способами повної переробки сечовини і способами отримання сечовини при десорбуванні сечовини, продувний газ може все ж містити кисень на додачу до водню, таким чином роблячи такий газовий потік потенційно вогненебезпечним. Традиційні способи повної переробки сечовини характеризуються умовами способу, враховуючи, що тиск при синтезі становить в межах 19 і 22 МПа і температура синтезу становить в межах 185 і 210 °C. Загалом, секція синтезу у традиційних установках повної переробки сечовини складається з реактору та в деяких традиційних секціях синтезу сечовини –змішувач може бути встановлений вгорі реактора. В таких способах утворений кисень, що містить інертний газ, відповідно зазвичай направляється на вихід до атмосфери. У способі за даним винаходом газовий потік, насичений воднем, стає паливом, але як такий не буде легко запалюваним. Щоб спалити газоподібне паливо як паливо, має бути зрозуміло , що потрібен додатковий кисень. Згідно з винаходом цей спосіб по суті використовується для спалювання NH3 з самого джерела і з одного або більше джерел в установці сечовини, де інші постійні інертні випари, що містять аміак, випускаються, як-то дихальні гази резервуарів і інертні гази, що виходять з абсорберів і/або конденсаторів. Таким чином, один чи більше газових потоків, що містять NH3 подаються до агрегату спалювання і згорають в ньому, де потік, насичений воднем, стає доступним в якості палива, і кисень і/або повітря застосовується для уможливлення горіння. Джерела повітря і/або кисню можуть бути різноманітними. Наприклад, він може подаватись окремо (через впускний отвір для повітря) до агрегату спалювання, що використовується для горіння потоку, насиченого воднем. Однак, бажано, щоб щонайменше частина повітря і/або кисню збиралась з одного чи більше інших газових джерел в тій самій установці з отримання сечовини, і/або в будь-якій іншій установці, що може бути з’єднана з установкою з отримання сечовини. Ці джерела повітря і/або кисню можуть містити невеликі кількості аміаку. Таким чином, потік, насичений воднем, з зони синтезу бажано поєднується з одним чи більше потоком, насиченим повітрям і/або киснем, у агрегаті спалювання. Потоки, насичені повітрям і/або киснем можуть бути тими ж газовими потоками, що і потоки, що містять аміак, що має бути спалений, тобто, з дихальних систем резервуарів і абсорберів. Установка з отримання сечовини може необов’язково бути установкою для отримання сечовини будь-якого типу. Огляд промислових способів виробництва сечовини наданий у, наприклад, Ullmann Encyclopedia, 2005 Wiley-VCH Verlag, Weinheim, Germany, chapter “Urea.” Винахід додає в якості окремого блоку або невід’ємної частини установки, агрегат спалювання. Будь-який агрегат спалювання, що може отримувати, утримувати та спалювати 4 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 гази, може бути використаний. Горіння (спалювання) відбувається у камері згорання. Для горіння постачається паливо вищевказаним потоком, наповненим воднем, установки з отримання сечовини. Є вірогідним підведення запасного палива задля використання при обставинах, коли необхідне спалювання хоч, з будь-якої причини, що може трапитись у звичній роботі будь-якого промислового заводу, вивід або доступність водню з зони синтезу може бути порушений. Агрегати спалювання, придатні пальники, а також камери спалювання відомі фахівцям у галузі, і не вимагають детального пояснення в цьому документі. У камері спалювання агрегату спалювання відбувається горіння. Зазвичай, запальник, що підтримується природнім газом, може бути наявним. Випари, що виходять з камери спалювання, бажано охолоджуються, генеруючи пару, і потім надходять до атмосфери через каталізатор для селективного каталітичного відновлення (SCR каталізатор), щоб зменшити будь-які викиди NOx. Невелика кількість аміаку і/або розчину сечовини додається до SCR каталізатора задля зменшення реакції NOx у вихлопній трубі агрегату спалювання, що створюється в результаті високих температур у камері спалювання. Системи контролю за реакцією відновлення є відомими з рівня техніки і промислово-доступні. Генерована пара вводиться до парової системи установки для отримання розплаву сечовини і переважно зменшує витрати пари високого тиску установки. Зазвичай, заощадження пари установки з отримання сечовини зменшує типово від приблизно 10 до 50 кг/тон відбірної пари за таким застосуванням в залежності від вмісту водню в CO2 подачі і продуктивності теплообмінника агрегату спалювання. В якості альтернативи, пара, що виходить з камери спалювання, може піддаватись селективному некаталітичному відновленню (SNCR) щоб термічно знизити утворений NOx і подальшому селективному каталітичному відновленню (SCR). Таким способом, більше ніж 90% NOx наявного у газах, що виходять з агрегату спалювання, може бути видалено і залишок аміаку не перевищує декількох м.ч. Термальний процес денітрифікації або SNCR (селективне некаталітичне відновлення) є післяспалювальним відновлюючим способом, що відновлює NOx шляхом контрольованого введення відновника до горючих газів. Відновлюючий компонент або відновник в SNCR (селективному некаталітичному відновленні), SCR (селективному каталітичному відновленні), або в обох, може бути аміаком або сечовиною, що бажано постачається з установки з отримання сечовини. Більш бажано, щоб відновлюючим компонентом був аміак. Робоча температура становить приблизно 950-1100 °C, відповідно бажано, щоб охолоджуюче повітря надходило для зниження температури димових газів. Відповідно, у варіанті виконання даного винаходу охолодження газового потоку відбувається після SNCR (селективного некаталітичного відновлення) і, необов’язково, також після SCR (селективного каталітичного відновлення). В останньому випадку димові гази від SCR каталізатора застосовуються для попереднього нагріву технологічної води для створення пари, що має використовуватись будь-де в системі, наприклад, як теплоносій. Щоб покращити змішування агрегат спалювання може бути оснащений проточним елементом. Винахід також додає до традиційних установок з повної переробки сечовини та десорбційних установок, в яких водень у потоці двоокису вуглецю до секції синтезу не згорає, обов’язкові трубопроводи, які мають утримувати вищевказаний насичений воднем потік від секції синтезу і подавати такий потік до агрегату спалювання. Винахід також додає до традиційних установок з повної переробки сечовини, необхідні трубопроводи для направляння одного чи більше потоків, що містять NH3 з процесу виробництва речовини до агрегату спалювання, тобто від дихальних систем і абсорберів. Винахід також стосується установки з виробництва сечовини, причому вказана установка має секцію синтезу сечовини і агрегат спалювання, де вказана секція синтезу має вихід для рідини і вихід для газу, причому вихід для газу прямо або опосередковано з’єднаний з входом палива агрегату спалювання. У своїй найпростішій формі установка за винаходом має реактор для здійснення реакції між аміаком і двоокисом вуглецю з утворенням сечовини, як зазначено вище. Реактор має, традиційно, виходи для утвореного розчину сечовини (тобто, вихід для рідини) і для залишкового газу (аміак, двоокис вуглецю і інертні гази).В якості новизни за даним винаходом газовий вихід прямо або опосередковано (тобто незалежно від будь-яких подальших стадій обробки) з’єднаний з пальниками агрегату спалювання. Бажано, щоб секція синтезу мала, на додачу до реактора, десорбер, конденсатор і скрубер, що є традиційним для установки десорбції сечовини. У цьому варіанті виконання винаходу вищевказаний вихід для газу цієї секції синтезу з’єднаний, прямо чи опосередковано, з агрегатом спалювання. Бажано, щоб абсорбер був між секцією синтезу і агрегатом спалювання. 5 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Установка згідно з винаходом надає можливість застосовувати газ, що містить паливо, виділений з секції синтезу сечовини, в якості палива для агрегату спалювання. В результаті цього установка може призвести до зменшення постійних викидів аміаку шляхом спалювання газу, що містить аміак, у вказаному агрегаті спалювання. Тому, у бажаному варіанті виконання винаходу установка за винаходом має агрегат спалювання, камера спалювання якого має вхід для газу, що з’єднаний з блоку, що слугує джерелом газу, що містить аміак, як-то дихальні гази резервуарів і залишкові інертні гази з атмосферних абсорберів. З іншої сторони, винахід базується на розсудливій здогадці, що вибір вищевказаного виду секції синтезу, що не потребує значної пасивації киснем, уможливлює досягнення мети зменшення постійних викидів аміаку з установки з виробництва розплаву сечовини. Ця мета досягається як описано вище. В цьому відношенні сечовина отримується шляхом піддавання, у вказаній секції синтезу, аміаку і двоокису вуглецю реакції при умовах утворення сечовини, щоб отримати водний розчин сечовини, і піддавання вказаного розчину концентрації щоб отримати концентровану сечовину, де газ, що містить водень, газ, що містить аміак, та кисень піддаються згоранню. У відповідності до винаходу суттєве зменшення, навіть до нульового значення, постійних викидів аміаку, що традиційно є результатом виробництва сечовини, може бути досягнуте. Винахід надалі буде додатково проілюстровано з посиланням на наступні, необмежуючі приклади. Приклад 1 У цьому прикладі відомий рівень техніки типової секції синтезу з десорбування сечовини описано і проілюстровано на фігурі 1. Двоокис вуглецю додається до десорбера (STRIP) через трубопровід (a) у секцію синтезу сечовини процесу десорбції сечовини. Двоокис вуглецю містить інертні гази і водень, а також іноді метан і може містити повітря задля підтримання конструкційних матеріалів обладнання та трубопроводів у такій секції синтезу стійкими проти дії надлишкової корозії. В деяких секціях синтезу сечовини водень в двоокису вуглецю згорає перед поступленням до секції синтезу. Розчин сечовини з реактору (REA) подається до десорбера (STRIP) через трубопровід (b) і в протилежному напрямі контактує з двоокисом вуглецю, що постачається. Таким чином парціальний тиск аміаку у розчині сечовини зменшується і призводить до розпаду неконвертованого карбамату. В якості теплоносія пара при звичному тиску від 1.5 до 2.5 МПа подається до міжтрубного простору вказаного десорбера (STRIP) через трубопровід (c) з метою отримання концентрату сечовини у такому розчині сечовини, що виходить з такого десорбера з приблизно 45 - 56 мас. % через трубопровід (l). Пара, що виходить з десорбера (STRIP) через трубопровід (d) містить аміак, двоокис вуглецю, інертні гази і невелику кількість води і подається до конденсатора (HPCC). Аміак подається до такого конденсатора (HPCC) і через трубопровід (e).У цьому конденсаторі аміак і двоокис вуглецю конденсуються у розчин карбамату. Вивільнена теплота конденсації використовується для вироблення пари через трубопровід (f), що застосовується з метою нагрівання у послідовній переробці установкою сечовини. Якщо конденсатор (HPCC) є конденсатором зануреного типу настає час дії рідинної фази, що спричиняє здійснення ендотермічної реакції сечовини. Отриманий розчин разом з неконденсованою інертною парою виходить з конденсатора (HPCC) і надходить до реактора (REA) через трубопровід (g), де ендотермічна реакції сечовини досягає рівноваги. На горі реактора (REA) розчин відокремлюється від неконденсованої інертної пари. Розчин надходить до вказаного десорбера (STRIP) через трубопровід (b) і неконденсована інертна пара надходить до скрубера (SCRUB) через трубопровід (h). У скрубері (SCRUB) неконденсований аміак і двоокис вуглецю відокремлюються від інертної пари, використовуючи утворений карбамат у нижній секції відновлення в якості абсорбенту через трубопровід (i). Інертна пара через трубопровід (j) направляється напряму в атмосферу або може бути оброблена в одному чи більше абсорберів , що працюють при більш низькому тиску, аніж тиск у секції синтезу. Зазвичай, аміак, вивільнений такою випускною парою, становить 0.05 - 25 кг на вироблену тону сечовини. Утворений розчин карбамату у скрубері (SCRUB) повертається до конденсатору (HPCC) через трубопровід (k). У послідовній переробці в секції синтезу сечовини інертна пара, що містить аміак, вивільняється до атмосфери. Джерело такої вихідної пари походить, наприклад, з дихальних систем резервуарів через трубопровід (m) і/ або вакуумні системи для концентрування розчину сечовини через трубопровід (n). Ці випари можуть, але необов’язково, потребувати обробки в одному чи більше абсорберів (ATMABS) перед вивільненням до атмосфери. Зазвичай, аміак, вивільнений такими випускними парами, становить 0.01 - 20 кг на вироблену тону сечовини. Приклад 2 6 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей приклад з посиланням на Фігуру 2, ілюструє приклад згідно з винаходом. Секція синтезу виготовлена з дуплексної нержавіючої сталі у відповідності до WO 95/00674. Двоокис вуглецю додається до десорбера (STRIP) через трубопровід (a) у секції синтезу сечовини в процесі десорбування сечовини. Двоокис вуглецю містить інертний газ і водень. Розчин сечовини з реактору (REA) подається до десорбера (STRIP) через трубопровід (b) і в протилежному напрямі контактує є двоокисом вуглецю, що постачається. Таким чином, парціальний тиск аміаку у розчині сечовини зменшується і спричиняє розпад неконвертованого карбамату. В якості теплоносія пара при звичному тиску 1.5 - 2.5 МПа постачається до міжтрубного простору вказаного десорбера (STRIP) через трубопровід (c) щоб отримати концентрат сечовини у розчині сечовини, що виходить з вказаного десорбера з приблизно 45 – 56 мас. %. Пара, що виходить з десорбера (STRIP) через трубопровід (d) містить аміак, двоокис вуглецю, водень, необов’язково метан, інертний газ і невелику кількість води і постачається до конденсатора (HPCC). Аміак подається до такого конденсатора (HPCC) і через трубопровід (e). У цьому конденсаторі аміак і двоокис вуглецю конденсуються до розчину карбамату. Вивільнене тепло конденсації використовується для вироблення пари через трубопровід (f), що застосовується з метою нагрівання у поступовій переробці установкою сечовини. Якщо конденсатор (HPCC) є конденсатором зануреного типу, час дії рідинної фази створюється і що спричиняє здійснення ендотермічної реакції сечовини. Утворений розчин разом з неконденсованою парою, що виходить з конденсатора (HPCC) надходить до реактора (REA) через трубопровід (g), де ендотермічна реакція сечовини досягає рівноваги. На горі реактора (REA) розчин відокремлюється від неконденсованої інертної пари. Розчин надходить до вказаного абсорбера (STRIP) через трубопровід (b) і неконденсована інертна пара находить до скрубера (SCRUB) через трубопровід (h). У скрубері (SCRUB) неконденсований аміак і двоокис вуглецю відокремлюються від інертної пари, що містить окрім неконденсованого аміаку і двоокису вуглецю також водень, використовуючи утворений карбамат у нижній секції відновлення в якості абсорбенту через трубопровід (i). Інертна пара, що містить водень і можливо (але необов’язково) метан через трубопровід (j) надходить до абсорбера (ABS), що працює при більш низькому тиску аніж тиск у секції синтезу. Утворений карбаматний розчин у скрубері (SCRUB) повертається до конденсатора (HPCC) через трубопровід (k). Водень, що містить інертну пару, виходить з абсорберу (ABS) через трубопровід (q), піддається дії пальників агрегату спалювання (INC). У поступовій переробці у секції синтезу сечовини інертна пара, що містить аміак, вивільняється до камери спалювання агрегату спалювання (INC). Джерело таких вихідних випарів походить з, наприклад, дихальних систем резервуарів через трубопровід (m) і/ або вакуумних систем для концентрування розчину сечовини через трубопровід (n). Ці випари можуть бути оброблені, але це необов’язково, в одному чи більше абсорберів (ATMABS). Повітря, що містить вихідні випари, збирається через трубопровід (p) і при додаванні повітря через трубопровід (o) ці газові суміші піддаються дії камери спалювання агрегату спалювання (INC). У випадку задіяння атмосферних резервуарів або абсорберів, ці випари можуть підвищуватись в тиску через лопасть (FAN) для подолання необхідного спаду тиску агрегату спалювання (INC) і залучених трубопроводів. Робочий тиск в агрегаті спалювання становить максимально тиск водню, що містить пару, і мінімально атмосферний. У агрегаті спалювання (INC) відбувається згорання водню і повітря. Необхідне повітря, що містить вихідні випари, є в надлишку в порівнянні з воднем, що містить пару, щоб забезпечити повне згорання водню. За допомогою існуючої високої температури такої реакції спалювання водню весь аміак, що поступає з будь-якого джерела до агрегату спалювання, згорає (INC). Гаряча пара, що виходить з агрегату спалювання містить NOx і охолоджується у теплообміннику (HH) шляхом вироблення пари при тиску в межах 0.4 - 2.5 МПа через трубопровід (s). Кількість виробленої пари зазвичай становить в межах від 2 до 50 кг на тону виробленої сечовини в залежності від кількості водню у потоці двоокису вуглецю до секції синтезу як виражено трубопроводом (a). Отримана пара може використовуватись як теплоносій у власне установці сечовини або може передаватись до установок переробки назовні установки сечовини. Вивільнені охолоджені видувні гази з теплообмінника (HH) піддаються трубопроводом (t) SCR каталізатору (SCR), де NOx, наявний в такій парі, перетворюється на азот та воду. В якості відновника аміак або сечовина можуть бути використані і додаються через трубопровід (u ) до каталізатора (SCR). Аміак і NOx у видувній парі, що виходить з каталізатора (SCR) через трубопровід (v) є незначними (≤ 0.01 кг на тону виробленої сечовини) і випускаються до атмосфери. У альтернативному варіанті виконання винаходу (не відображеному на Фіг. 2), гаряча пара, що виходить з агрегату спалювання (INC) надалі надходить до термального блоку нейтралізації 7 UA 114789 C2 5 10 окису азоту, що працює при 1100 °C, де NOx відновлюється через контрольоване введення відновника до газу спалювання. Відновником є аміак, що постачається з установки з отримання сечовини. Щоб досягти робочої температури 350 °C при входженні до каталітичної нейтралізації окисів азоту, обдувальний бойлер розміщено після стадії термальної нейтралізації що охолоджує газ, що виходить з блоку термальної нетралізації. Обдувальний бойлер виробляє пару, що може використовуватись в якості теплоносія в установці з отримання сечовини. Охолоджений газовий потік надалі направляється до блоку каталітичної нейтралізації або SCR (селективного каталітичного відновлення). Під час селективного каталітичного відновлення SCR NOx , що наявний в газовому потоці, реагує з газоподібним аміаком з установки сечовини при наявності каталізатора для відновлення за необхідних умов для отримання азоту та води. Необов’язково, теплообмінник для подальшого відновлення тепла та для зменшення температури відпрацьованих газів може бути включено до стадії SCR. В результуючому потоці, отриманому в такому варіанті виконання винаходу, до 90% NOx і бажано навіть більше видаляються з газового потоку і вміст аміаку становить менше, ніж декілька м.д. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб виробництва сечовини, що складається з піддавання аміаку і двоокису вуглецю реакції в умовах утворення сечовини, щоб отримати водний розчин сечовини, піддавання вказаного розчину концентрації, щоб утворилась концентрована сечовина, де спосіб складається з забезпечення газового потоку, що містить газоподібний водень, який походить з потоку двоокису вуглецю та який став доступний в результаті реакції аміаку і двоокису вуглецю при відсутності кисню, і піддавання вказаного газового потоку згоранню при впливі кисню разом з газом, що містить аміак, що утворився в результаті вироблення сечовини. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що спалювання здійснюють у камері згорання агрегату спалювання, та де стадія спалювання включає направлення однієї або більше повітряних сумішей, які містять аміак, від установки для виробництва сечовини до вказаної камери згорання, та додатково включає застосування вказаних повітряних сумішей для спалювання вказаного газового потоку, що містить водень. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що спалювання додатково включає додавання повітря до камери згорання агрегату спалювання. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що вироблене тепло згорання використовують для вироблення пари при тиску в межах бажано від 0,3 до 3 МПа. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що пару, що виходить з камери спалювання, подають до каталізатора для селективного каталітичного відновлення (SCR), щоб знизити утворений NOx. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що перед селективним каталітичним відновленням (SCR) пару, яка виходить із камери спалювання, піддають селективному некаталітичному відновленню (SNCR). 7. Спосіб за будь-яким з пп., який відрізняється тим, що реакцію аміаку і двоокису вуглецю здійснюють у секції синтезу, виконаної з дуплексної феритово-аустенітової нержавіючої сталі, яка має високий вміст Сr і N і низький вміст Ni. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що секція синтезу виконана з дуплексної нержавіючої сталі, яка містить у масових відсотках: С максимально 0,05 %, бажано максимально 0,03 %; Si максимально 0,8 %, бажано максимально 0,5 %; Мn 0,3-4 %, бажано 0,3-1 %; Сr 28-35 %, бажано 29-33 %; Ni 3-10 %; Мо 1,0-4,0 %, бажано 1,0-1,3 %; N 0,2-0,6 %, бажано 0,36-0,55 %; Сu максимально 1,0 %; W максимально 2,0 %; S максимально 0,01 %; Се 0-0,2 %; залишком є Fe і типові зазвичай домішки та добавки, вміст фериту становить 30-70 об. %, бажано 33-35 об. %. 9. Спосіб за будь-яким із пп., який відрізняється тим, що газовий потік містить газоподібний водень, а також містить газ метан. 8 UA 114789 C2 5 10 15 20 25 10. Застосування при виробництві сечовини секції синтезу без суттєвого згорання водню у потоці двоокису вуглецю, де сечовину виробляють шляхом піддавання у вказаній секції синтезу аміаку і двоокису вуглецю реакції в умовах утворення сечовини, щоб отримати водний розчин сечовини, і піддавання вказаного розчину концентрації, щоб отримати концентровану сечовину, де газ, що містить водень, і газ, що містить аміак та кисень або повітря, піддають згоранню. 11. Застосування за п. 10, яке відрізняється тим, що реактор виконаний зі сталі, як визначено у п. 7 або 8. 12. Установка для виробництва сечовини, де вказана установка містить секцію синтезу сечовини і агрегат спалювання, причому вказана секція синтезу містить вихід для рідини і вихід для газу, де вказаний вихід для газу прямо чи опосередковано з'єднаний з входом палива вказаного агрегату спалювання. 13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що секція синтезу має реактор, десорбер, конденсатор та скрубер з зазначеним виходом для газу, що з'єднаний з десорбером, і десорбер оснащено газопроводом, що підходить прямо чи опосередковано до агрегату спалювання. 14. Установка за п. 12 або 13, яка має абсорбер між десорбером та агрегатом спалювання. 15. Установка за будь-яким з пп. 12-14, яка відрізняється тим, що камера спалювання агрегату спалювання має газовий вхід, під'єднаний з блока, що постачає газ, який містить аміак. 16. Установка за будь-яким з пп. 12-15, яка відрізняється тим, що камера згорання агрегату спалювання має проточний елемент. 17. Установка за будь-яким з пп. 12-16, яка відрізняється тим, що секція синтезу включає реактор (REA), абсорбер (STRIP) та конденсатор (НРСС), та додатково включає скрубер високого тиску (SCRUB) і трубопровід (h) для подання пари з реактора (REA) до вказаного скрубера (SCRUB) і трубопровід (k) для подання рідини зі скрубера (SCRUB) до вказаного конденсатора (НРСС), та установка додатково включає абсорбер (ABS) і трубопровід (j) для подання пари від вказаного скрубера (SCRUB) до вказаного абсорбера (ABS) та трубопровід (q) для подання пари від вказаного абсорбера (ABS) до вказаного агрегату спалювання (INC). 9 UA 114789 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10