Спосіб сумісного виробництва аміаку та сечовини, установка для сумісного виробництва аміаку та сечовини та спосіб одночасної модернізації установки синтезу аміаку і установки синтезу сечовини

1 Спосіб сумісного виробництва аміаку та сечовини, для якого використовують установку, що містить реактор синтезу аміаку, реактор синтезу сечовини та секцію регенерації сечовини, який відрізняється тим, що принаймні частину потоку, що містить карбамат у водному розчині, який надходить із згаданої секції регенерації сечовини, піддають обробці з частковим розкладом для отримання потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, і потоку, що містить розведений карбамат у водному розчині, подають згаданий потік, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, до згаданого реактора синтезу сечовини, подають згаданий потік, що містить розведений карбамат у водному розчині, який є результатом стадії згаданої обробки, разом з газовим потоком, що містить водень, азот і дюксид вуглецю, переважно, отриманим при паровому риформінгпроцесі вуглеводнів, і разом з потоком, що містить аміак, який надходить зі згаданого реактора синтезу аміаку, до секції синтезу карбамату, забезпечують реагування згаданого аміаку із згаданим дюксидом вуглецю у згаданій секції синтезу карбамату для отримання потоку, що містить карбамат у водному розчині, і газового потоку, що містить водень та азот, подають згаданий потік, що містить розведений карбамат у водному розчині, до згаданого реактора синтезу сечовини, подають згаданий газовий потік, що містить водень та азот, до згаданого реактора синтезу аміаку 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що згаданий потік, що виходить зі згаданого реактора синтезу аміаку, містить аміак в паровій фазі 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що на далі він включає попередню стадію охолодження згаданого газового потоку, що містить азот, водень та дюксид вуглецю шляхом непрямого теплообміну з потоком, що містить сечовину у водному розчині, у згаданій секції регенерації сечовини 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що надалі принаймні частину згаданого потоку, що містить карбамат у водному розчині, отриманого в згаданій секції синтезу карбамату, піддають обробці з частковим розкладом для отримання потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, і потоку, що містить розведений карбамат у водному розчині, подають згаданий потік, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, до згаданого реактора синтезу сечовини, подають згаданий потік, що містить розведений карбамат у водному розчині, який є результатом стадії згаданої обробки, до згаданої секції синтезу карбамату 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що надалі включають попередній розігрів потоку, що включає оборотний аміак, який надходить з секції синтезу сечовини, та подають згаданий попередньо розігрітий потік, що містить аміак, до згаданого реактора синтезу сечовини 6 Спосіб за п 1 або 4, який відрізняється тим, що надалі охолоджують потік, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, отриманий в результаті згаданої обробки з частковим розкладом карбамату, та подають цей охолоджений потік до згаданого реактора синтезу сечовини 7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що надалі подають потік, що містить воду, який надходить із секції концентрації сечовини, до згаданої секції синтезу карбамату 8 Установка для сумісного виробництва аміаку та сечовини, що включає реактор синтезу аміаку, секцію синтезу карбамату, реактор синтезу сечовини, секцію регенерації сечовини та секцію розкладу карбамату, яка відрізняється тим, що до установки включені засоби для подавання принаймні частини потоку, що містить карбамат у водному розчині, який надходить зі згаданої секції регенерації сечовини, до згаданої секції розкладу карбамату, засоби для подавання потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, отриманого в згаданій секції розкладу карбамату, О 1^ о ю 57017 до неї включені засоби для охолодження згаданодо згаданого реактора синтезу сечовини, ВІДПОВІДго потоку, що містить водень, азот та дюксид вугНІ засоби для подавання потоку, що містить розлецю, шляхом непрямого теплообміну з потоком, ведений карбамат у водному розчині, отриманого що містить сечовину у водному розчині в згаданій у згаданій секції розкладу карбамату, газового посекції регенерації сечовини току, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, 15 Установка за п 8, яка відрізняється тим, що який надходить, переважно, з секції парового ридо неї включені засоби для подавання принаймні формінгу вуглеводнів, та потоку, що містить аміак, частини згаданого потоку, що містить карбамат у який надходить зі згаданого реактора синтезу аміводному розчині, який надходить зі згаданої секції аку, до згаданої секції синтезу карбамату, засоби синтезу карбамату, до згаданої секції розкладу для подавання потоку, що містить карбамат у водкарбамату ному розчині, отриманого у згаданій секції синтезу карбамату, до згаданого реактора синтезу сечови16 Установка за п 8, яка відрізняється тим, що ни, і засоби для подавання газового потоку, що до неї включені засоби для попереднього розігріву містить водень та азот, отриманого у згаданій секпотоку, що містить оборотний аміак, що надходить ції синтезу карбамату, до згаданого реактора синзі згаданої секції регенерації сечовини, та засоби тезу аміаку для подавання згаданого розігрітого потоку, що містить аміак, до реактора синтезу сечовини 9 Установка за п 8, яка відрізняється тим, що в установку включені засоби для подавання потоку, 17 Установка за п 8 або 15, яка відрізняється що містить воду, до згаданої секції синтезу карбатим, що до неї включені засоби для охолодження мату в комунікації з секцією концентрації сечовини згаданого потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, який надходить зі згаданої 10 Установка за п 8, яка відрізняється тим, що секції розкладу карбамату, засоби для подавання згадана секція синтезу карбамату містить першу згаданого охолодженого потоку до згаданого реаккамеру, сполучену комунікацією зі згаданими затора синтезу сечовини собами для подавання газового потоку, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, до згаданої секції 18 Спосіб одночасної модернізації установки синсинтезу карбамату, і зі згаданими засобами для тезу аміаку і установки синтезу сечовини, які місподавання потоку, що містить карбамат у водному тять, ВІДПОВІДНО, реактор синтезу аміаку і реактор розчині, отриманого в секції синтезу карбамату, до синтезу сечовини та секцію регенерації сечовини, згаданого реактора синтезу сечовини, ВІДПОВІДНО, який відрізняється тим, що встановлюють секції другу камеру, сполучену комунікацією зі згаданими синтезу карбамату і секції розкладу карбамату, засобами для подавання потоку, що містить аміак, встановлюють засоби для подавання принаймні який надходить зі згаданого реактора синтезу амічастини потоку, що містить карбамат у водному аку до згаданої секції синтезу карбамату, третю розчині, який надходить зі згаданої секції регенекамеру, сполучену комунікацією зі згаданими зарації сечовини до згаданої секції розкладу карбасобами для подавання потоку, що містить розвемату, встановлюють засоби для подавання потоку, дений карбамат у водному розчині, до згаданої що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фасекції синтезу карбамату, і зі згаданими засобами зі, отриманого в згаданій секції розкладу карбамадля подавання газового потоку, що містить водень ту до згаданого реактора синтезу сечовини, встата азот, отриманого в згаданій секції синтезу карновлюють ВІДПОВІДНІ засоби для подавання потоку, бамату до згаданого реактора синтезу аміаку, ВІДщо містить розведений карбамат у водному розПОВІДНО, перший плівковий абсорбер, який розтачині, отриманого в згаданій секції розкладу карбашовано між згаданою першою та згаданою другою мату, газового потоку, що містить водень, азот та камерами, при цьому він включає багато труб з дюксид вуглецю, який переважно надходить з секопозитними кінцями в комунікації зі згаданою перції парового риформінгу вуглеводнів, і потоку, що шою та, ВІДПОВІДНО, згаданою другою камерами, містить аміак, який надходить зі згаданого реактодругий плівковий абсорбер, який розташовано між ра синтезу аміаку до згаданої секції синтезу карзгаданою другою та згаданою третьою камерами, бамату, встановлюють засоби для подавання попри цьому він включає багато труб з опозитними току, що містить карбамат у водному розчині, кінцями в комунікації зі згаданою другою та, ВІДПОотриманого в згаданій секції синтезу карбамату до ВІДНО, згаданою третьою камерами згаданого реактора синтезу сечовини, встановлюють засоби для подавання потоку, що містить во11 Установка за п 10, яка відрізняється тим, що день та азот, отриманого в згаданій секції синтезу згадана третя камера сполучена комунікацією з карбамату до згаданого реактора синтезу аміаку засобами для подавання потоку, що містить воду, який надходить з секції концентрації сечовини 19 Спосіб модернізації за п 18, який відрізняється тим, що згадана секція синтезу карбамату 12 Установка за п 10, яка відрізняється тим, що включає першу камеру, сполучену комунікацією зі згадані три камери і згадані два плівкових абсорзгаданими засобами для подавання газового потобери виконано в одному, переважно вертикальноку, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, до му, трубчастому апараті, при цьому перша камера згаданої секції синтезу карбамату, і зі згаданими і третя камера розташовані, ВІДПОВІДНО, В нижньозасобами для подавання потоку, що містить карму та верхньому кінцях згаданого апарата бамат у водному розчині, отриманого у згаданій 13 Установка за п 8, яка відрізняється тим, що секції синтезу карбамату, до згаданого реактора згадані засоби для подавання потоку, що містить синтезу сечовини, ВІДПОВІДНО, другу камеру, споаміак, безпосередньо з'єднують згаданий реактор лучену комунікацією зі згаданими засобами для синтезу аміаку зі згаданою секцією синтезу карбаподавання потоку, що містить аміак, який надхомату дить зі згаданого реактора синтезу аміаку, до зга14 Установка за п 8, яка відрізняється тим, що 57017 човину у водному розчині, в згаданій секції регенерації сечовини 21 Спосіб модернізації за п 18, який відрізняється тим, що надалі встановлюють засоби для подавання принаймні частини згаданого потоку, що містить карбамат у водному розчині, який надходить зі згаданої секції синтезу карбамату, до згаданої секції розкладу карбамату 22 Спосіб модернізації за п 18, який відрізняється тим, що надалі встановлюють засоби для попереднього розігріву потоку, що містить оборотний аміак, що надходить з секції регенерації сечовини, та встановлюють засоби для подавання згаданого розігрітого потоку, що містить аміак, до реактора синтезу сечовини 23 Спосіб модернізації за п 18, який відрізняється тим, що надалі встановлюють засоби для охолодження згаданого потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, який надходить зі 20 Спосіб модернізації за п 18, який відрізняєтьзгаданої секції розкладу карбамату, встановлюють ся тим, що він надалі включає стадію встановлензасоби для подавання охолодженого потоку до ня засобів для охолодження згаданого потоку, що згаданого реактора синтезу сечовини містить водень, азот та дюксид вуглецю, шляхом непрямого теплообміну з потоком, що містить се даної секції синтезу карбамату, третю камеру, сполучену комунікацією зі згаданими засобами для подавання потоку, що містить розведений карбамат у водному розчині, до згаданої секції синтезу карбамату, і зі згаданими засобами для подавання газового потоку, що містить водень та азот, отриманого в згаданій секції синтезу карбамату, до згаданого реактора синтезу аміаку, ВІДПОВІДНО, перший плівковий абсорбер, який розташовано між згаданою першою та згаданою другою камерами, який включає багато труб з опозитними кінцями в комунікації зі згаданою першою та, ВІДПОВІДНО, згаданою другою камерами, другий плівковий абсорбер, який розташовано між згаданою другою та згаданою третьою камерами, який включає багато труб з опозитними кінцями в комунікації зі згаданою другою та, ВІДПОВІДНО, згаданою третьою камерами Винахід відноситься до галузі хімічної технологи, зокрема до процесу сумісного виробництва аміаку та сечовини в обладнанні, що включає реактор синтезу аміаку, реактор синтезу сечовини та секцію регенерації сечовини, а також стосується устаткування для втілення вищезгаданого процесу Винахід може бути використаний в ХІМІЧНІЙ, біологічній та інших галузях промисловості В наведеному нижче описі та наступних пунктах формули винаходу під поняттям "спосіб сумісного виробництва аміаку та сечовини" слід розуміти суцільний процес, який поєднує процес виробництва аміаку з процесом виробництва сечовини Інакше кажучи, за цією технологією сечовину виробляють - принаймні частково - змушуючи аміак, отриманий в реакторі синтезу аміаку, реагувати з дюксидом вуглецю, який міститься в потоці нерегенерованого синтез-газу, що складається, окрім інших компонентів, із водню та азоту і що надходить, наприклад, з секції риформінгу Потік нерегенерованого синтез-газу, вільний від дюксиду вуглецю, ВІДПОВІДНО спрямовується до реактору синтезу аміаку Процеси цього типу дозволяють вилучити, або, в усякому випадку, скоротити значний просторовий розмір а) секції декарбонізації для потоку нерегенерованого синтез-газу, б) секції відокремлення для аміаку, що виробляється у відповідному реакторі синтезу, і в) секції стиску дюксиду вуглецю Окрім того, витрачання енергії та капіталовкладення для такої єдиної інтегрованої системи можуть суттєво знизитися у порівнянні з двома окремими устаткуваннями для аміаку та для сечовини Потреба в забезпеченні такого інтегрованого процесу особливо відчувається в усіх тих випадках, коли весь або, в усякому разі, більша частина аміаку перетворюється в сечовину при введенні його в реакцію з дюксидом вуглецю, що отримується як побічний продукт при виробленні синтезгазу В наведеному нижче описі та наступних пунктах формули винаходу під поняттям "секція регенерації сечовини" буде розумітися установка вниз за потоком від реактора синтезу сечовини, яка включає в цілому один або два декомпозери (апарата для розкладу) карбамату при середньому тиску (біля 18 бар) або, ВІДПОВІДНО, при середньому і низькому тиску (біля 4 бар), та ВІДПОВІДНІ конденсатори карбамату, функція яких полягає у відокремленні виробленої сечовини від реакційної суміші, що надходить з ВІДПОВІДНОГО реактора синтезу, дозволяючи в такий спосіб отримати розчин сечовини, сконцентрований до 60 - 75% Цей винахід також стосується способу одночасної модернізації установки синтезу аміаку і установки синтезу сечовини В наведеному нижче описі та наступних пунктах формули винаходу під поняттям "одночасна модернізація" буде розумітися модернізація, яка стосується - в той самий час - як існуючого устаткування для синтезу аміаку, так і існуючого обладнання для синтезу сечовини, з метою їх поєднання Об'єднання процесів виробництва аміаку та сечовини, де дюксид вуглецю, що міститься в сирому синтез-газі, і синтезований аміак залучаються до реакції, утворюючи водний розчин карбамату, спрямовуючись до реактора синтезу сечовини, включає, з одного боку, спрощення устаткування з особливим наголосом на секціях декарбонізації та відокремлення аміаку, і секції стиску СОг - але, з іншого боку, з виробництвом сечовини пов'язане значне перевантаження секцій, особливо завдяки дефіциту утворення тепла і надмірному мольному співвідношенню Н2О/СО2 в реакторі синтезу сечо 57017 8 вини і, внаслідок, з низьким виходом продукту та лецю, що міститься в потоці сирого синтез-газу з значним витрачанням енергії секції риформінгу, утворюючи карбамат амонію, Як наслідок, в галузі сумісного виробництва який спрямовується до реактора синтезу сечовиаміаку та сечовини відчувається зростання потрени би в забезпеченні процесів виробництва сечовини В цьому випадку також передбачається поглинайпростішим та більш економічним шляхом нання дюксиду вуглецю і наступне його перетвоДля того, щоб задовольнити вищеозначені порення в карбамат у середовищі, багатому водою, треби, в цій галузі було запропоновано декілька які потім разом спрямовують до реактора синтезу процесів сумісного виробництва аміаку та сечовисечовини ни До того ж, теплоутворення карбамату, що вивільняється при поглинанні дюксиду вуглецю розНаприклад, в заявках US-A-3 303 215 та US-Aчином аміаку, спричиняє сильне випаровування 3 310 376 деталізовано процес сумісного виробниостаннього, і це включає потребу додаткової регецтва рівня існуючої техніки, в якому належним чинерації аміаку на виході із секції синтезу карбаманом очищений рідкий аміак вводиться до реакції з ту з ВІДПОВІДНОЮ проблемою надлишкового розведюксидом вуглецю, що міститься в сирому синтездення карбамату В той же час, оскільки реактор газі, який включає також водень і азот конверсії сечовини віддає тепло утворення карбаВ реакторі синтезу сечовини аміак та дюксид мату, умови експлуатації згаданого реактора ставуглецю реагують з утворенням карбамату амоють більш складними нію, котрий, в свою чергу, шляхом дегідратації перетворюється у сечовину Інакше кажучи, згідно з цим процесом існуючого рівня техніки, утворення карбамату за межами Недолік цього процесу полягає в тому, що вереактора синтезу сечовини включає не тільки лике виділення тепла, що супроводжує утворення втрату не тільки ВІДПОВІДНОГО тепла при утворенні карбамату, і присутність інертних газів (водню та карбамату, а також потребує додаткової води, що азоту), які зменшують парціальний тиск аміаку та є прямо протилежним наступній дегідратації кардюксиду вуглецю, з необхідністю змушує в реактобамату у сечовину і тому не дозволяє досягти зарі синтезу сечовини оперувати при високому тиску довільного виходу конверсії для втримання реагентів в рідкій фазі, що спричиняє, внаслідок, великий рівень споживання енергії Як висновок, процеси сумісного виробництва та експлуатаційних витрат аміаку та сечовини існуючого рівня техніки, окрім потреби у дуже складному устаткуванні для їх втіБільш ТОГО, З причини подавання до реактора лення та високому рівні капіталовкладень і екссинтезу сечовини великої КІЛЬКОСТІ води, наприплуатаційних витрат разом із значним споживанклад, у формі водного розчину карбамату, для ням енергії, не дозволяють у будь-якому випадку полегшення поглинання дюксиду вуглецю в розчидосягти високого виходу конверсії сечовини завдяні аміаку з наступним перетворенням в карбамат, ки надлишковому мольному співвідношенню мольне співвідношення Н2О/СО2 в такому реакторі Н2О/СО2, яке має місце у відповідному реакторі синтезу є відносно високим, і це спричиняє незасинтезу довільний вихід конверсії Ще один недолік полягає в структурній та ексЗ причини цих недоліків, вищезгадані процеси плуатаційній складності реактора синтезу сечовидотепер не знайшли конкретного застосування ни, який є необхідним для втілення цього процесу попри відчутне зростання потреби в цій галузі Він має включати окрему одиницю для відокремВ основу винаходу поставлено задачу - заполення інертних газів (водень та азот) від дюксиду чаткувати процес для сумісного виробництва аміавуглецю і від аміаку в паровій фазі ку та сечовини, такий, щоб дозволяв, з одного боку, отримати високий вихід конверсії сечовини, а, з Згідно З процесом існуючого рівня техніки, таіншого боку, був би простим у впровадженні з никож забезпечується стадія конденсації та відокрезькими експлуатаційними та капітальними витрамлення аміаку, який побічно утворюється з непротами, та до того ж із малим споживанням енергії реагованих газів і, що є типовим для процесів виробництва аміаку Це ще потребує додаткових Для цього до способу сумісного виробництва експлуатаційних витрат та споживання енергії аміаку та сечовини, для якого використовують установку, що містить реактор синтезу аміаку, реаВ патентних заявках US-A-3349126, US-Aктор синтезу сечовини та секцію регенерації сечо4012443, US-A-4013718 розкрито інший тип процевини, згідно винаходу, принаймні частину потоку, сів існуючого рівня техніки, які включають окрему що містить карбамат у водному розчині, який надсекцію для поглинання дюксиду вуглецю і синтезу ходить із згаданої секції регенерації сечовини, підкарбамату дають обробці з частковим розкладом для отриНайбільш близьким до запропонованого є спомання потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю сіб сумісного виробництва аміаку та сечовини, для в паровій фазі, і потоку, що містить розведений якого використовують установку, що містить реаккарбамат у водному розчині, подають згаданий тор синтезу аміаку, реактор синтезу сечовини та потік, що містить аміак та дюксид вуглецю в паросекцію регенерації сечовини [патентна заявка USвій фазі, до згаданого реактора синтезу сечовини, А-4-320 103] подають згаданий потік, що містить розведений Згідно З ЦИМ процесом, аміак, що надходить з карбамат у водному розчині, який є результатом ВІДПОВІДНОГО реактора синтезу, відокремлюється стадії згаданої обробки, разом з газовим потоком, від газів, що не вступили до реакції, - в основному що містить водень, азот і дюксид вуглецю, переза допомогою поглинання водою в спеціальній важно отриманим при паровому риформінгсекції абсорбції - а далі спрямовується до секції процесі вуглеводнів, і разом з потоком, що містить синтезу карбамату, де він реагує з дюксидом вуг 57017 10 так що синтез карбамату амонію може відбуватись аміак, який надходить зі згаданого реактора синтепринаймні частково в газовій фазі з дуже швидкою зу аміаку, до секції синтезу карбамату, забезпечуреакцією між аміаком та дюксидом вуглецю, що не ють реагування згаданого аміаку із згаданим дюкспричиняє потреби в попередньому поглинанню сидом вуглецю у згаданій секції синтезу карбамату дюксиду вуглецю в рідинному потоці, що містить для отримання потоку, що містить карбамат у водаміак ному розчині, і газового потоку, що містить водень та азот, подають згаданий потік, що містить розЯкщо в секції синтезу карбамату водна маса ведений карбамат у водному розчині, до згаданого повинна бути більшою, ніж у розведеному водному реактора синтезу сечовини, подають згаданий потоці, що містить карбамат у водному розчині, газовий потік, що містить водень та азот, до згадаотриманий в результаті стадії обробки, процес за ного реактора синтезу аміаку даним винаходом переважно включає подальшу стадію подавання потоку, що містить воду, який Перевагою є те, що завдяки процесові за данадходить із секції концентрації сечовини, до зганим винаходом, і, зокрема, стадії часткового розданої секції синтезу карбамату кладу карбамату, що надходить із секції регенерації сечовини, є можливим надсилати до секції синВ такий спосіб, з повертанням води, отриманої тезу карбамату збагачений на воду розчин, і в цей в одній із секцій вниз за потоком від реактора синсамий час надсилати до реактора синтезу сечовитезу сечовини, надалі немає потреби спрямовувани потік, що містить аміак і суттєво безводний дюти до секції синтезу карбамату потік, що містить ксид вуглецю, що дозволяє зменшити мольне воду, який надходить зовні, отримуючи в такий співвідношення Н2О/СО2 в такому реакторі із зросспосіб економію експлуатаційних коштів танням внаслідок цього виходу конверсії сечовини Для того, щоб переважно збільшити вихід конверсії сечовини, процес за даним винаходом доВ такий спосіб, окрім дотримання низького модатково льного співвідношення Н2О/СО2 в реакторі синтезу сечовини, також є можливим переважно викориспіддають принаймні частину згаданого потоку, товувати принаймні частину води розчину карбащо містить карбамат у водному розчині, отриманомату, що надходить із секції регенерації сечовини, го в згаданій секції синтезу карбамату, обробці з повертати и простим та заощаджувальним шлячастковим розкладом для отримання потоку, що хом до секції синтезу карбамату, щоб полегшити містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, і поглинання дюксиду вуглецю і втримати карбамат, потоку, що містить розведений карбамат у водноутворений у формі водного розчину, запобігаючи му розчині, таким способом небажаній його кристалізації подають згаданий потік, що містить аміак та Ще одна перевага, що її можна отримати в дадюксид вуглецю в паровій фазі, до згаданого реакному процесі, полягає в тому факті, що подавантора синтезу сечовини, ням до зони реакції синтезу сечовини газового подають згаданий потік, що містить розведепотоку, що містить аміак та дюксид вуглецю, є моний карбамат у водному розчині, який є результажливим подавати принаймні частково тепло, необтом стадії згаданої обробки, до згаданої секції синхідне для синтезу сечовини, від тепла, що утворютезу карбамату, ється в реакції між аміаком та дюксидом вуглецю в включають попередній розігрів потоку, що реакторі синтезу сечовини (теплоутворення карвключає оборотний аміак, який надходить з секції бамату) В такий спосіб, є можливим відвернути синтезу сечовини, та подають згаданий поперепроблему теплової рівноваги в реакторі синтезу дньо розігрітий потік, що містить аміак, до згаданосечовини, навіть в тих випадках, коли практично го реактора синтезу сечовини, весь дюксид вуглецю, що міститься в сирому синохолоджують потік, що містить аміак та дюктез-газі, перетворюється у карбамат у специфічній сид вуглецю в паровій фазі, отриманий в резульсекції синтезу таті згаданої обробки з частковим розкладом карбамату та подають цей охолоджений потік до згаТому, процес згідно з даним винаходом, доданого реактора синтезу сечовини, зволяє отримати дуже простим та ефективним шляхом поєднане виробництво аміаку та сечовини подають потік, що містить воду, який надхопри низьких капіталовкладеннях та експлуатаційдить із секції концентрації сечовини, до згаданої них витратах, і до того ж, з малим рівнем спожисекції синтезу карбамату, вання енергії та високим виходом конверсії сечоподавання згаданого потоку, що містить аміак вини та дюксид вуглецю в паровій фазі, до реактора синтезу сечовини, На відміну від процесів існуючого рівня техніки, даний винахід також переважно дозволяє виподавання згаданого потоку, що містить розлучити обтяжливу стадію відокремлення аміаку ведений карбамат у водному розчині, який є реза допомогою конденсації або поглинання (абсорзультатом стадії згаданої обробки, до згаданої бції) - від непрореагованих газів секції синтезу карбамату Насправді, за даним винаходом аміак та дюкФактично, в такий спосіб є можливим надсиласид вуглецю відокремлюються одночасно від ВІДти до секції синтезу сечовини практично безводПОВІДНИХ потоків і прямо піддаються реакції в одній ний потік, що містить аміак та дюксид вуглецю, що секції синтезу карбамату з використанням їх висодозволяє ще більш скоротити мольне співвіднокої здатності до хімічної реакції, з утворенням розшення Н2О/СО2 з ВІДПОВІДНИМ зростанням виходу чину карбамату, який має бути спрямовано до реконверсії, з переважним повертанням до секції актора синтезу сечовини синтезу карбамату води, яка присутня в потоці карбамату, який надходить з такої секції Перевагою є те, що потік, що надходить з реактора синтезу аміаку включає аміак в паровій фазі, Для того, щоб контролювати температуру все 12 11 57017 редині реаісгору синтезу сечовини і забезпечити потоку, що містить аміак, який надходить зі згадаоптимальні експлуатаційні умови для конверсії ного реактора синтезу аміаку, до згаданої секції сечовини, в способі згідно з даним винаходом насинтезу карбамату, засоби для подавання потоку, далі включають що містить карбамат у водному розчині, отриманого у згаданій секції синтезу карбамату, до згаданопопередній розігрів потоку, що включає оборого реактора синтезу сечовини, і засоби для податний аміак, який надходить з секції синтезу сечовання газового потоку, що містить водень та азот, вини, та отриманого у згаданій секції синтезу карбамату, до подають згаданий попередньо розігрітий потік згаданого реактора синтезу аміаку до згаданого реактора синтезу сечовини Згідно З альтернативним втіленням способу за Крім того, в установку включені засоби для даним винаходом, температура всередині реактоподавання потоку, що містить воду, до згаданої ру синтезу сечовини контролюється завдяки факту секції синтезу карбамату в комунікації з секцією таких додаткових дій концентрації сечовини, згадана секція синтезу карбамату містить першу камеру, сполучену комуніохолоджують потік, що містить аміак та дюккацією зі згаданими засобами для подавання газосид вуглецю в паровій фазі, який отриманий в вого потоку, що містить водень, азот та дюксид результаті згаданої обробки з частковим розклавуглецю, до згаданої секції синтезу карбамату, і зі дом карбамату, згаданими засобами для подавання потоку, що подають таким чином охолоджений потік до містить карбамат у водному розчині, отриманого в згаданого реактора синтезу сечовини секції синтезу карбамату, до згаданого реактора Обидві з вищеозначених альтернатив дозвосинтезу сечовини, ВІДПОВІДНО, другу камеру, споляють виконувати прямий та ефективний контроль лучену комунікацією зі згаданими засобами для за температурою в реакторі синтезу сечовини, подавання потоку, що містить аміак, який надхороблячи спроможним постачання тепла в необхіддить зі згаданого реактора синтезу аміаку до зганій КІЛЬКОСТІ для високого виходу конверсії даної секції синтезу карбамату, третю камеру, В першому випадку, до реактора синтезу сесполучену комунікацією зі згаданими засобами для човини подається належним чином попередньо подавання потоку, що містить розведений карбарозігрітий потік, що містить оборотний аміак, в той мат у водному розчині, до згаданої секції синтезу час як у другому випадку, потік, що містить аміак карбамату, і зі згаданими засобами для подавання та дюксид вуглецю в паровій фазі, перед подагазового потоку, що містить водень та азот, отриванням до реактора синтезу сечовини належним маного в згаданій секції синтезу карбамату до згачином охолоджують даного реактора синтезу аміаку, ВІДПОВІДНО, перДругим об'єктом даного винаходу є установка ший плівковий абсорбер, який розташовано між для сумісного виробництва аміаку та сечовини згаданою першою та згаданою другою камерами, і Найбільш близькою до запропонованої є установтакий, що він включає багато труб з опозитними ка для сумісного виробництва аміаку та сечовини, (протинаправленими) кінцями в комунікації зі згащо включає реактор синтезу аміаку, секцію синтеданою першою та, ВІДПОВІДНО, згаданою другою зу карбамату, реактор синтезу сечовини, секцію камерами, другий плівковий абсорбер, який розрегенерації сечовини та секцію розкладу карбаматашовано між згаданою другою та згаданою трету [патентна заявка US-A-4-320 103] тьою камерами, і такий, що він включає багато Вище пояснено, чому така установка не затруб з опозитними кінцями в комунікації зі згадабезпечує оптимальні умови для сумісного виробною другою та, ВІДПОВІДНО, згаданою третьою каництва аміаку та сечовини мерами При цьому згадана третя камера сполуТаким чином, задачею винаходу також є чена комунікацією з засобами для подавання поспрощення конструкції установки для сумісного току, що містить воду, який надходить з секції конвиробництва аміаку та сечовини, яка дозволяє центрації сечовини підвищити більш високого виходу конверсії сечовини та зменшити експлуатаційні витрати разом із Також згадані три камери і згадані два плівкозменшенням енергетичних затрат вих абсорбери виконано в одному переважно вертикальному трубчастому апараті, при цьому перша Для цього в установці для сумісного виробникамера і третя камера розташовані, ВІДПОВІДНО, В цтва аміаку та сечовини, що включає реактор синнижньому та верхньому кінцях згаданого апарату, тезу аміаку, секцію синтезу карбамату, реактор а згадані засоби для подавання потоку, що містить синтезу сечовини, секцію регенерації сечовини та аміак, безпосередньо з'єднують згаданий реактор секцію розкладу карбамату, згідно винаходу, синтезу аміаку зі згаданою секцією синтезу карбавключені засоби для подавання принаймні частини мату потоку, що містить карбамат у водному розчині, який надходить зі згаданої секції регенерації сечоКрім того до установки включені засоби вини, до згаданої секції розкладу карбамату, засодля охолодження згаданого потоку, що містить би для подавання потоку, що містить аміак та дюкводень, азот та дюксид вуглецю, шляхом непрямосид вуглецю в паровій фазі, отриманого в згаданій го теплообміну з потоком, що містить сечовину у секції розкладу карбамату, до згаданого реактора водному розчині в згаданій секції регенерації сесинтезу сечовини, ВІДПОВІДНІ засоби для подаванчовини, ня потоку, що містить розведений карбамат у водзасоби для подавання принаймні частини зганому розчині, отриманого у згаданій секції розкладаного потоку, що містить карбамат у водному ду карбамату, газового потоку, що містить водень, розчині, який надходить зі згаданої секції синтезу азот та дюксид вуглецю, який надходить переважкарбамату, до згаданої секції розкладу карбамату, но з секції парового риформінгу вуглеводнів, та для попереднього розігріву потоку, що містить 14 13 57017 оборотний аміак, що надходить зі згаданої секції НІСТЬ регенерації сечовини, та засоби для подавання З посиланням на фіг, позначка 1 взагалі стозгаданого розігрітого потоку, що містить аміак, до сується установки для сумісного виробництва аміреактора синтезу сечовини, аку та сечовини згідно з даним винаходом для охолодження згаданого потоку, що містить Перевагою є те, що установка 1 включає реакаміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, який надтор синтезу аміаку 2, секцію синтезу карбамату З, ходить зі згаданої секції розкладу карбамату, засекцію синтезу сечовини 4, секцію регенерації сесоби для подавання згаданого охолодженого почовини 5 та секцію розкладу карбамату 6 току до згаданого реактора синтезу сечовини Секція синтезу сечовини 4 включає розташовані в ряд один відносно іншого реактор синтезу Згідно З наступним аспектом даного винаходу, сечовини 7 та стрипінг-апарат 8, високого тиску також передбачається спосіб одночасної модерні(біля 180 бар) для часткового розкладу карбамату зації установки синтезу аміаку та установки синтета відокремлення вільного аміаку в водному роззу сечовини, що містить ВІДПОВІДНО реактор синтечині, який присутній в реакційній суміші, що надхозу аміаку та реактор синтезу сечовини і секцію дить з реактора 7 регенерації сечовини, ВІДПОВІДНО якому встановлюють Як буде видно пізніше, спосіб сумісного виробництва аміаку та сечовини за даним винаходом секції синтезу карбамату і секції розкладу кардозволяє в реакторі синтезу сечовини отримати бамату, вихід порівняний з виходом установок виробництзасоби для подавання принаймні частини пова сечовини існуючого рівня техніки, а саме вихід в току, що містить карбамат у водному розчині, який межах 62 - 70% надходить зі згаданої секції регенерації сечовини до згаданої секції розкладу карбамату, Приклад умов експлуатації реактора синтезу сечовини 7, що його можна, дотримуватись за дазасоби для подавання потоку, що містить аміним винаходом такий мольне співвідношення ак та дюксид вуглецю в паровій фазі, отриманого в NH3/CO2 - 3,8, мольне співвідношення Н2О/СО2 згаданій секції розкладу карбамату до згаданого 0,8, вихід конверсії - 64%, тиск - 180 бар, темперареактора синтезу сечовини, тура -190°С ВІДПОВІДНІ засоби для подавання потоку, що містить розведений карбамат у водному розчині, В прикладі на фіг, частина установки для виотриманого в згаданій секції розкладу карбамату, робництва сечовини є суцільно оборотного типу, а газового потоку, що містить водень, азот та дюксаме з повертанням реагентів до реактора синтезу сид вуглецю, який переважно надходить з секції сечовини 7 Проте, даний винахід не обмежується парового риформінгу вуглеводнів, і потоку, що особливим типом процесу синтезу сечовини, але містить аміак, який надходить зі згаданого реактоможе бути переважно втілений також і в установра синтезу аміаку до згаданої секції синтезу карках, що технологічно розраховані на процеси синбамату, тезу сечовини, наприклад, частково оборотного типу або ж однопрохідного типу без повернення засоби для подавання потоку, що містить карреагентів бамат у водному розчині, отриманого в згаданій секції синтезу карбамату до згаданого реактора Позначками 9, 10, 11 та 12 зображено, ВІДПОсинтезу сечовини, ВІДНО, трубопроводи для подавання газового потоку, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, засоби для подавання потоку, що містить вопотоку, що містить аміак, потоку, що містить воду, і день та азот, отриманого в згаданій секції синтезу потоку, що містить розведений карбамат у воднокарбамату до згаданого реактора синтезу аміаку му розчині, до секції синтезу карбамату З Завдяки вищеозначеному способові модернізації, який поєднує існуючу установку виробництва Газовий потік, що містить водень, азот та дюкаміаку та існуючу установку виробництва сечовисид вуглецю, надходить переважно з секції парони, є можливим отримати - простим та вигідним вого риформінгу вуглеводнів 13, яка включає одишляхом - високий вихід конверсії сечовини і в той ницю первинного риформінгу та одиницю вторинсамий час радикальні зменшення експлуатаційних ного риформінгу, які на фіг не показано і які є звивитрат та споживання енергії чайного типу і тому ВІДОМІ фахівцеві в даній галузі Характеристики та переваги даного винаходу В наведеному нижче описі та наступних пунквикладено детальніше в описі втілення останньотах формули винаходу під поняттям "вуглеводні" го, який наведено нижче, шляхом викладення не взагалі розумітиметься сирий матеріал, який є обмежуючого даний винахід прикладу з посиланджерелом водню та вуглецю, такий, як, наприклад, ням до доданої фігури метан або суміш рідких і/чи газоподібних вуглеводнів, таких як природний газ чи нафта Фіг схематично показує устаткування для сумісного виробництва сечовини та аміаку згідно з Газовий потік, що містить вуглеводні та водяну даним винаходом реалізовану ex novo або отрипару, подається через трубопровід 14 до одиниці ману шляхом модернізації існуючої установки випервинного риформінгу секції 13, де відбувається робництва аміаку та існуючої установки виробницперший розклад вуглеводнів водяною парою, що тва сечовини звичайного типу призводить до утворення водню, монооксиду вуглецю та дюксиду вуглецю Потім, розкладові заТільки З метою зробити опис даного винаходу вдають продовження впродовж стадії вторинного більш простим, посилання робитимуться на комуриформінгу, коли також додається газовий потік, нікаційні трубопроводи різних частин установки, що містить азот (звичайно повітря) таким же чином, як і на ті ж самі частини установки, описані нижче та представленні на фіг, по суті Позначками 15, 16 та 17 ВІДПОВІДНО позначено звичайні, тільки коли в цьому є гостра необхідсекцію десульфуризацм потоку, що містить вугле 15 57017 водні, секцію високотемпературної конверсії та секцію низькотемпературної конверсії для конверсії монооксиду вуглецю у дюксид вуглецю Секції 15, 16 та 17 є звичайного типу, і тому в наступному викладенні їх не буде описано детально Для потреб даного винаходу, газовий потік, що містить водень, азот та дюксид вуглецю подається крізь трубопровід 9 до секції синтезу карбамату З Цей потік, як альтернативу риформінгові вуглеводнів парою, може бути отримано за допомогою будь-якої іншої відомої технології Потік, ЩО МІСТИТЬ аміак, надходить з реактору синтезу аміаку 2 і подається до секції 3 крізь трубопровід 10 Згідно З прикладом на ф і г , заслуговує на увагу те, що трубопровід 10 безпосередньо з'єднує реактор синтезу аміаку 2 та секцію синтезу карбамату З В такий спосіб є можливим подавати до останньої секції газовий потік, що містить аміак в паровій фазі, який швидко реагує з дюксидом вуглецю, присутнім у секції 3, сприяючи синтезові карбамату Перевагою є те, що принаймні частина води, що подається до секції синтезу карбамату 3 для прискорювання поглинання дюксиду вуглецю та його швидкої реакції з аміаком, міститься в потоці, що включає розведений карбамат у водному розчині, - крізь трубопровід 1 2 - з секції розкладу карбамату 6, що детально буде описано далі В прикладі на фіг додаткова КІЛЬКІСТЬ ВОДИ та кож подається до секції синтезу карбамату крізь трубопровід 11 Така вода - або частина її - може надходити із зовнішнього по відношенню до установки 1 джерела, або, що більш прийнятно, з секції концентрації сечовини 18 Однак, подавання потоку, що містить воду, крізь трубопровід 11 є зовсім не обов'язковим і слугує головним чином для збільшення вмісту води всередині секції синтезу карбамату З Фактично, забезпечується, але тут не показане, втілення даного винаходу, де вся вода подається до секції 3 крізь трубопровід 12 і надходить із секції розкладу карбамату 6 Згідно з наступним втіленням даного винаходу, яке тут також не показане, у секцію синтезу карбамату 3 подається тільки крізь трубопровід 12 додаткова КІЛЬКІСТЬ ВОДИ, яка надходить з ЗОВНІШНІХ ПО відношенню до установки 1 джерел або з секції концентрації сечовини 18 Перевагою є те, що біля ЗО - 40% загальної КІЛЬКОСТІ води, що подається до секції синтезу карбамату 3, подається крізь трубопровід 1 1 , та біля 60 - 70% (наприклад, 65%) подається крізь трубопровід 12 З секції синтезу карбамату 3 трубопроводи 19 та 20 відводять ВІДПОВІДНО ПОТІК, ЩО МІСТИТЬ кар бамат у водному розчині, до реактора синтезу сечовини 7, та потік, що містить водень та азот, до реактора синтезу аміаку 2 Перед тим, як подаватись до реактора синтезу аміаку 2, газовий потік, що містить водень та азот, прямує - крізь трубопровід 20 - до секції метанування 21 та далі до секції висушування 22 звичайних типів, де газовий потік проходить належне очищення 16 Зокрема, в секції метанування 2 1 , можливі сліди монооксиду вуглецю і/або дюксиду вуглецю належним чином перетворюються в метан В секції висушування 22, газовий потік, що містить водень та азот, навпаки, зневоднюється промиванням останнього рідким аміаком, так щоб вилучити можливі сліди води Відносно ЦЬОГО, ПОТІК, ЩО МІСТИТЬ рідкий аміак, вливається у трубопровід 20 крізь трубопровід 23, а потім подається, разом з газовим потоком, що містить водень та азот, до секції висушування 22, яка звичайно включає газовий/рідинний сепаратор В сепараторі вода, що присутня в газовому потоці, поглинається аміаком, так що утворюється його водний розчин, котрий переважно повертається до секції синтезу сечовини 4 крізь трубопроводи 19 та 24, в той же час, вільний від води газовий потік, що містить водень та азот, подається до реактора синтезу аміаку 2 крізь трубопровід 20 Експлуатаційні умови тиску та температури всередені реактора синтезу аміаку 2 є типовими для установки синтезу аміаку, і вони добре ВІДОМІ фахівцеві в даній галузі Окрім секції синтезу 4, частина установки для виробництва сечовини також включає секцію регенерації сечовини 5, секцію концентрації сечовини 18 та секцію розкладу карбамату 6 В прикладі на ф і г , секція регенерації сечовини 5 є такого типу, що включає декомпозер карбамату 25 середнього тиску (біля 18 бар), декомпозер карбамату 26 низького тиску (біля 4 бар), та колону дистиляції аміаку 27 Секція концентрації сечовини 18 включає в свою чергу пару вакуумних кубів 28 та 29 ВІДПОВІДНО І вакуумну одиницю ЗО, показану на фіг перервною ЛІНІЄЮ До реактора синтезу сечовини 7 внизу приєднано трубопроводи 19 і 3 1 , аз секцією синтезу карбамату 3 він з'єднаний трубопроводом 23 потоку рідкого аміаку ВІДПОВІДНО МІЖ секцією синтезу карбамату 3 та реактором синтезу сечовини 7 забезпечено сепаратор 32, для вилучення з потоку, що містить карбамат у водному розчині, - крізь трубопровід 33 - можливих включень водню та азоту Реактор синтезу сечовини 7 також з'єднаний завжди з нижнього кінця - крізь трубопровід 34 - зі стрипінг-апаратом 8, з котрого надходить парова фаза (що включає аміак, дюксид вуглецю та водяну пару), яка повертається до реактора синтезу сечовини 7 по трубопроводу 35, і рідка фаза (що включає розчин частково очищеної сечовини), який подається до декомпозера карбамату 25 секції регенерації сечовини 5 по трубопроводу 36 Трубопровід 36 проходить крізь секції концентрації та регенерації сечовини 18 і 5 так, щоб отримати на виході з кубу 29 потік очищеної сечовини, який надсилається - завжди по трубопроводу 36 - до кінцевих апаратів звичайного типу, і тому тут не представлених Позначкою 37 зображено трубопроводи для подавання парів, що містять аміак, до вакуумної одиниці ЗО, де ці пари конденсуються згідно з добре відомим методом Отримані конденсати, що містять певну кіль 18 17 57017 кість залишкового аміаку у водному розчині, надсинтезу карбамату 3, дозволяючи в такий спосіб силаються до секції обробки водою (не показано) простим та ефективним шляхом - отримати високі крізь трубопровід 38 виходи конверсії сечовини Особливість даного винаходу полягає в тому, Інакше кажучи, стадія часткового розкладу кащо трубопровід 11 для подавання потоку, що місрбамату дозволяє процесу мати високу гнучкість, тить воду, до секції синтезу карбамату 3 сполучеоскільки можна оперувати навіть з великими кільний рідинною комунікацією з трубопроводом 38 костями води в секції синтезу карбамату 3 без сутчерез трубопровід 39 (на фіг представлено перетєвого впливу на мольне співвідношення Н2О/СО2 рвною ЛІНІЄЮ) в реакторі синтезу сечовини 7, і тому з високим виходом конверсії В такий спосіб, є можливим подавання до секції синтезу карбамату 3 потоку, що містить воду і Згідно З особливо переважним втіленням данадходить із секції концентрації сечовини 18, пеного винаходу, є можливим ще більше скоротити реважно повертаючи частину води, що вже місмольне співвідношення Н2О/СО2 в реакторі синтетиться в установці зу сечовини 7, внаслідок чого збільшивши вихід конверсії, подаванням принаймні частини потоку, Пари, що містять воду, аміак і дюксид вуглещо містить карбамат у водному розчині, що надцю, отримані в декомпозерах карбамату 25 і 26 ходить з секції синтезу карбамату 3 до секції рознадсилаються - після того, як вони принаймні часкладу карбамату 6 крізь трубопровід 42 (показаний тково сконденсуються - до колони дистиляції аміаперервною ЛІНІЄЮ на фіг), отримуючи суттєво знеку 27, яка відокремлює в основному чистий аміак вожений потік, що містить аміак та дюксид вуглевід водного розчину карбамату цю в паровій фазі, який надсилається до реактора Аміак, що утворився при дистиляції, і принайсинтезу сечовини 7 по трубопроводах 41 і 35, і мні частково повертається до реактора синтезу дуже розведений потік карбамату у водному розсечовини 7 крізь трубопроводи 23 та 31, і до секції чині, який переважно повертається до секції синвисушування 22 крізь трубопроводи 23 та 20 ВІДтезу карбамату 3 крізь трубопровід 12 ПОВІДНО ЗГІДНО З особливо переважним втіленням даного винаходу, потік, що містить карбамат у водному розчині і надходить з нижньої частини колони дистиляції аміаку 27, надсилається - по трубопроводу 40 - до секції розкладу карбамату 6 В такий спосіб, отримується суттєво зневожений потік, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, який повертається до реактора синтезу сечовини 7 крізь трубопроводи 41 та 35, і дуже розведений потік карбамату у водному розчині, який переважно повертається до секції синтезу карбамату З крізь трубопровід 12 Перевагою є те, що згідно з процесом сумісного виробництва аміаку та сечовини даного винаходу, принаймні частина потоку, що містить карбамат у водному розчині, що надходить (трубопровід 40) з секції регенерації сечовини 5, піддається обробці з частковим розкладом, в результаті утворюється потік, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, і потік, що містить розведений карбамат у водному розчині Потік, ЩО МІСТИТЬ аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, подається (трубопроводи 41, 35) до реактора синтезу сечовини 7, в той час як потік, що містить розведений карбамат у водному розчині разом з газовим потоком, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, і потоком, що містить аміак, який надходить з реактора синтезу аміаку 2, подається (трубопроводи 12, 9, 10) до секції синтезу карбамату 3, де аміак та дюксид вуглецю вступають до реакції, утворюючи потік карбамату у водному розчині і газовий потік, що містить водень та азот Потік, що містить карбамат у водному розчині, потім подається (трубопровід 19) до реактора синтезу сечовини 7, в той час, як газовий потік, що містить водень та азот, подається (трубопровід 20) до реактора синтезу аміаку 2 Завдяки даному винаходу є можливим контролювати - і підтримувати на низьких рівнях - КІЛЬКІСТЬ води, що надсилається до реактора синтезу сечовини 7, яка переважно повертається до секції Як наслідок, процес сумісного виробництва аміаку та сечовини надалі характеризується тим, що принаймні частина потоку, що містить карбамат у водному розчині, яка надходить (трубопровід 19) з секції синтезу карбамату 3, переважно піддається обробці з частковим розкладом для отримання потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, і потоку, що містить розведений карбамат у водному розчині, які, ВІДПОВІДНО, надсилаються (трубопроводи 41, 35) до реактора синтезу сечовини 7, і до (трубопровід 12) секції синтезу карбамату З Перевагою є те, що в залежності від вмісту води в потоках, що містять карбамат у водних розчинах, які надходять з секцій 3 та 5, більші чи менші частини таких потоків надсилаються до секції розкладу карбамату 6, таким чином реалізуючи повертання води до секції синтезу карбамату 3, і спрямування до реактора синтезу сечовини 7 суттєво безводних реагентів Частковий розклад карбамату, ВІДПОВІДНО, який міститься в потоці, що надходить з секції синтезу карбамату 3, і в потоці, що надходить з секції регенерації сечовини 5, може відбуватися в двох окремих одиницях розкладу або - як це показано на фіг - в єдиній одиниці розкладу, що утворює секцію 6 Як правило, секція розкладу карбамату 6 оперує тими самими умовами тиску та температури стрипінг-апарату 8, які такі ж самі, як і в реакторі синтезу сечовини 7 Згідно З пунктом даного винаходу, що має особливу перевагу, секція синтезу карбамату З включає три камери 43, 44 і 45, розділені двома плівковими абсорберами 46 і 47 В прикладі на фіг, камери 43, 44 і 45 та ПЛІВКОВІ абсорбери 46, 47 змонтовані в одному переважно вертикальному трубчастому апараті Перша камера 43 розміщена в нижньому КІНЦІ секції синтезу карбамату 3, і сполучена рідинною комунікацією з трубопроводом 9, подаючи газовий 19 потік, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, до секції синтезу карбамату 3, ВІДПОВІДНО, з трубопроводом 19, подаючи потік, що містить карбамат у водному розчині, отриманий в секції синтезу карбамату 3, до реактора синтезу сечовини 7 Друга камера 44 розташована в центральній частині секції синтезу карбамату 3, і сполучена рідинною комунікацією з трубопроводом 10, подаючи потік, що містить аміак, який надходить з реактора синтезу аміаку 2 до секції синтезу карбамату З Третя камера 45 розміщена в верхньому КІНЦІ секції синтезу карбамату 3, і сполучена рідинною комунікацією з трубопроводами 11 та 12, подаючи, ВІДПОВІДНО, потік, що містить розведений карбамат у водному розчині, до секції синтезу карбамату З, із трубопроводом 20, подаючи газовий потік, що містить водень та азот, отриманий в секції синтезу карбамату 3 до реактора синтезу аміаку 2 Перший плівковий абсорбер 46 розташовано між першою та другою камерами 43 і 44, він включає багато труб з опозитними (протинаправленими) кінцями в рідинній комунікації з першою та, ВІДПОВІДНО, другою камерами Другий плівковий абсорбер 47, розташовано між другою та третьою камерами 44 і 45, він включає багато труб з опозитними (протинаправленими) кінцями в рідинній комунікації з другою та, ВІДПОВІДНО, третьою камерами Завдяки такій побудові секції синтезу карбамату 3, є можливим отримати швидку та ефективну реакцію між аміаком та дюксидом вуглецю в малій зоні реакції, просто побудованому агрегаті, який потребує невеликих зусиль для реалізації та експлуатаційних витрат Потік, ЩО МІСТИТЬ розведений карбамат у водному розчині, що надходить з секції регенерації сечовини 5, переважно подається до третьої камери 45 - крізь трубопровід 12 - безпосередньо до другого плівкового абсорбера 47 Більш ТОГО, особливо задовільні результати можна отримати подаванням згаданого потоку, що містить розведений карбамат у водному розчині, до третьої камери 45, безпосередньо до верхнього кінця секції синтезу карбамату 3, як представлено на фіг перервною ЛІНІЄЮ Тим самим способом потік, що містить воду, подається до третьої камери 45 - крізь трубопровід 11 - безпосередньо до верхнього кінця секції синтезу карбамату З Перевагою є те, що третя камера 45 - котра оперує переважно в адіабатичних умовах - включає багато горизонтальних перфорованих пластин звичайного типу, які дозволяють збільшити вихід абсорбції Згідно З такою особливою побудовою секції синтезу карбамату 3 на ф і г , потік, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, що надходить з секції парового риформінгу вуглеводнів 13, подається - крізь трубопровід 9 - до першої камери 43 Від камери 43 згаданий потік спрямовується входити з боку труб у перший плівковий абсорбер 46, де він перетинається в протитоці з потоком, що містить аміак і карбамат у водному розчині, що надходить з другої камери 44 В цій частині більшість дюксиду вуглецю реа 57017 20 гує з вільним аміаком - переважно або в паровій або в рідкій формі - утворюючи карбамат, котрий збирається в камері 43 Приклад складу потоку, що містить карбамат у водному розчині, який залишає камеру 43, що можна спостерігати в процесі за даним винаходом, є наступним аміак - 37,7% за вагою, дюксид вуглецю - 44,7% за вагою, та вода 19,0% за вагою Газовий потік, що покидає перший плівковий абсорбер 46, змішується - в камері 44 - з потоком аміаку, що надходить з реактора синтезу аміаку 2 крізь трубопровід 10, і поступає - з боку труб - у другий плівковий абсорбер 47, де більша частина дюксиду вуглецю та аміаку в паровій фазі поглинаються розведеним розчином аміаку, що надходить з третьої камери 45 Третя камера 45, куди подається через трубопроводи 11 і 12 ВІДПОВІДНО, потік, що містить воду, який надходить з секції концентрації сечовини 18, та потік, що містить карбамат у водному розчині, який надходить з секції регенерації сечовини 5, дозволяє впровадити в процесі кінцеве видалення залишкових аміаку та дюксиду вуглецю Завдяки даному винаходу, є можливим, наприклад, отримати газовий потік, що містить водень та азот і виходить з камери 45 (трубопровід 20), який має вміст залишкового аміаку приблизно І м о л ь н %, та вміст залишкового дюксиду вуглецю приблизно 0,05мольн % Тепло реакції, що виділяється в секції синтезу карбамату 3, переважно видаляється шляхом непрямого теплообміну з охолоджуючою рідиною (наприклад, водою), яка переважно спрямовується вздовж стінки апарату з плівковими абсорберами 46 і 47 В такий спосіб є можливим підтримувати температуру всередені секції синтезу карбамату 3 в межах таких значень, щоб запобігти будь-якій кристалізації карбамату в трубах плівкових абсорберів 46 і 47 Оптимальні значення тиску і температури всередені секції синтезу карбамату 3, наприклад, лежать в межах 140 - 200 бар (бажано 180 бар) і 110 - 150°С (бажано 130°С), ВІДПОВІДНО Надлишковий газ, багатий на інертні компоненти, такі, як азот і метан, що надходить з реактора синтезу аміаку 2, належним чином відокремлюється від компонентів, що вступили до реакції, та промивається в секції промивання 48 потоком, що містить воду, який подається в секцію синтезу карбамату 3 крізь трубопровід 11 Після однократного промивання надлишковий газ надсилається до регенераційної установки звичайного типу (не показано) В такий спосіб є можливим регенерувати - хоч і промивочною водою - більшість аміаку, що потрапив до надлишкового газу, який потім переважно повертається до секції синтезу карбамату З Позначка 49 представляє охолоджуючий апарат, що дозволяє охолоджувати потік, що надходить з реактора синтезу аміаку 2, до значень температури біля 100°С Згідно З особливо переважним аспектом даного винаходу, в установці для сумісного виробництва аміаку та сечовини забезпечуються засоби для охолодження газового потоку, що містить водень, 22 21 57017 азот та дюксид вуглецю, шляхом непрямого тепзі, який надходить з секції розкладу карбамату лообміну з потоком, що містить сечовину у водно(позначки 8 та 6), і засобами (трубопроводи 41 і му розчині в секції регенерації сечовини 5 35) для подавання таким чином охолодженого потоку до реактора синтезу сечовини 7 Зокрема, як показано на фіг, газовий потік, що містить водень, азот та дюксид вуглецю, що надВодний потік переважно використовується як ходить з секції парового риформінгу вуглеводнів охолоджуюча рідина, з тим, щоб виробляти оборо13, спрямовується - по трубопроводу 9 - крізь детну пару високого вмісту тепла, наприклад, 5 бар композери карбамату 25 і 26 секції регенерації Установка на фіг може бути повністю новим сечовини 5, де він охолоджується шляхом непряустаткуванням або може бути втілена шляхом момого теплообміну з частково очищеним потоком дернізації вже існуючого устаткування для виробсечовини ництва аміаку і вже існуючого устаткування для виробництва сечовини В такий спосіб, переважно, досягається подвійна мета охолодження, з одного боку, газового Згідно З даним винаходом, спосіб для одночапотоку, що надходить з секції парового риформінгу сної модернізації установки синтезу аміаку і уставуглеводнів 13, що подається до секції синтезу новки синтезу сечовини, які включають, ВІДПОВІДкарбамату 3, і постачання, з іншого боку тепла, НО, реактор синтезу аміаку 2, реактор синтезу сенеобхідного для розкладу карбамату, що міститься човини 7 і секцію регенерації сечовини 5, перевав частково очищеному потоці сечовини, без пожно складається із стадій встановлення, ВІДПОВІДтреби звертатися до зовнішнього джерела тепла, НО, секції синтезу карбамату 3 і секції розкладу що тому призводить до значної економії з точки карбамату 6, засобів для подавання принаймні зору споживання енергії та експлуатаційних вичастини потоку, що містить карбамат у водному трат розчині, що надходить зі згаданої секції регенерації сечовини 5 до згаданої секції розкладу карбаЗгідно З ІНШОЮ особливістю даного винаходу, мату 6, засобів 41, 35 для подавання потоку, що температура в зоні реакції синтезу сечовини перемістить аміак та дюксид вуглецю в паровій фазі, важно контролюється подаванням до реактора отриманого в згаданій секції розкладу карбамату 6 синтезу сечовини 7 належним чином попередньо до згаданого реактора синтезу сечовини 7, ВІДПОрозігрітого потоку, що містить аміак ВІДНИХ засобів 12, 9 і 10 для подавання потоку, що З цією метою установка для сумісного виробмістить розведений карбамат у водному розчині, ництва аміаку та сечовини забезпечується ще заотриманого в згаданій секції розкладу карбамату собами (показано на фіг як теплообмінник 50) для 6, газового потоку, що містить водень, азот та дюпопереднього розігріву потоку, що містить оборотксид вуглецю, який переважно надходить з секції ний аміак, що надходить - по трубопроводах ЗО і парового риформінгу вуглеводнів, і потоку, що 31 - з секції регенерації сечовини 5, і засобами містить аміак, який надходить зі згаданого реакто(трубопровід 31) для подавання таким чином розіра синтезу аміаку 2 до згаданої секції синтезу каргрітого потоку, що містить аміак, до реактора синбамату 3, засобів 19 для подавання потоку, що тезу сечовини 7 містить карбамат у водному розчині, отриманого в Якщо більш-менш значні КІЛЬКОСТІ аміаку та дізгаданій секції синтезу карбамату 3 до згаданого оксиду вуглецю потрапляють до реактора синтезу реактора синтезу сечовини 7 і засобів 20 для посечовини 7, контроль температури вже не відбувадавання потоку, що містить водень та азот, отриється тільки за допомогою попереднього розігріву маного в згаданій секції синтезу карбамату 3 до потоку, що містить аміак, але й належним охолозгаданого реактора синтезу аміаку 2 дженням потоку, що містить аміак та дюксид вуглецю Більш ТОГО, ЗГІДНО З подальшими втіленнями Фактично, в цьому разі тепло, необхідне для згаданого способу модернізації за даним винахореакції синтезу сечовини постачається принаймні дом, далі передбачається встановлення прийнятчастково від тепла реакції утворення карбамату, них секцій і засобів, як описано в ВІДПОВІДНИХ пункщо продукується в межах реактора синтезу сечотах формули винаходу вини 7 В даному описі та наступних пунктах формули винаходу поняття "засоби для подавання" взагалі Як наслідок, в залежності від КІЛЬКОСТІ аміаку означає різноманітні частини установки, такі як, та дюксиду вуглецю, що подаються до реактора 7, наприклад, трубопроводи, насоси і компресори, може статись необхідним постачати додаткове що слугують для транспортування рідинних чи тепло через теплообмінник 50, або зменшувати газоподібних компонентів від одної частини устаутворення тепла всередені реактора 7 шляхом новки до іншої вилучення його надлишку Також забезпечено останню з перелічених Виходячи з викладеного вище опису, є зрозуможливостей контролю, коли секція розкладу кармілими численні переваги, що їх можна досягнути бамату 6 є буфером, окрім стрипінг-апарату 8 секза даним винаходом В особливості - це є отриції синтезу сечовини 4 мання процесу сумісного виробництва аміаку та сечовини з високим виходом, який є простий у втіВ цьому разі установка згідно з даним винахоленні з низькими капіталовкладеннями і експлуадом переважно включає засоби (представлені на таційними витратами та малим споживанням енефіг теплообмінником 51) для охолодження потоку, ргії що містить аміак та дюксид вуглецю в паровій фа 23 24 57017 I 39 Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна