Спосіб синтезу сечовини, який включає організацію пасивувального потоку в нижній частині відгінної колони

1. Поліпшений спосіб одержання сечовини із аміаку і діоксиду вуглецю при високій температурі і тиску, із утворенням карбамату амонію як проміжного продукту, який включає наступні стадії, в секції синтезу:

(і) взаємодію аміаку і діоксиду вуглецю при загальному тиску, який знаходиться в межах від 12 до 20 МПа, при молярному відношенні NH3/CO2, самого по собі або в формі карбамату амонію, яке знаходиться в межах від 2,1 до 6, переважно від 2,8 до 4,5, на стадії реакції, яку здійснюють у відповідному вертикальному реакторі (R), в який вводять щонайменше один потік аміаку і щонайменше один потік свіжого діоксиду вуглецю, який містить пасивувальний агент в такій кількості, що його еквівалентний вміст кисню становить щонайменше 0,1 %, переважно від 0,15 до 0,30 % в молях відносно молів діоксиду вуглецю, із утворенням першої рідкої суміші, яка містить сечовину, карбамат амонію, воду і аміак, яка знаходиться в рівновазі рідина/пара із газовою фазою, яка містить щонайменше частину пасивувального агента;

(іі) перенесення вказаної першої рідкої суміші щонайменше на одну стадію розкладання-відгонки, яку здійснюють у відповідному вертикальному пристрої, який називається відгінною колоною (S), що працює при тиску щонайменше на 0,1 МПа, переважно на 0,2-2,0 МПа, більш переважно на 0,5-1,5 МПа нижче, ніж на вказаній стадії реакції (і);

(ііі) нагрівання вказаної першої рідкої суміші на вказаній стадії розкладання-відгонки, для здійснення розкладання частини карбамату амонію на аміак і діоксид вуглецю, і, одночасно, впливу на вказану рідку суміш відгонки, переважно використовуючи аміак як газ для відгонки, із утворенням першої газової суміші, яка містить аміак і діоксид вуглецю, і другої рідкої суміші, яка містить сечовину, воду, аміак і частину карбамату амонію, яка не розклалася;

(iv) перенесення щонайменше частини, а переважно всієї, вказаної першої газової суміші щонайменше на одну стадію конденсації, яка працює, по суті, при такому ж тиску, як і на стадії розкладання-відгонки (ііі), і конденсацію газової фази, яка переноситься, із утворенням третьої рідкої суміші, яка містить карбамат амонію, воду і аміак;

(v) перенесення вказаної третьої рідкої суміші і можливої частини вказаної першої газової суміші, яка залишається, на стадію реакції (і);

який відрізняється тим, що щонайменше частину вказаної газової фази, яка знаходиться в рівновазі із першою рідкою сумішшю зі стадії (і), відділяють в сепараторі газ-рідина (D1), який розташований після реактора (R) і працює, по суті, при такому ж тиску, із утворенням другої газової суміші, що містить пасивувальний агент, яку вводять в нижню секцію вказаної відгінної колони (S).

2. Спосіб за п. 1, в якому на стадії (ііі) вказана відгінна колона працює при тиску на 0,5-1,5 МПа нижче, ніж для вказаної стадії реакції (і).

3. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів 1 або 2, в якому, на стадії (ііі), вказану першу рідку суміш піддають впливу відгонки із використанням аміаку як газу для відгонки.

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що на вказаній стадії (ііі) розкладання-відгонку карбамату амонію із аміаком здійснюють за умов автоматичної відгонки.

5. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, в якому вказаний пасивувальний агент вибирають із повітря, кисню, озону, повітря, збагаченого киснем, перекису водню або їх суміші, і який переважно являє собою повітря або повітря, збагачене киснем.

6. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, в якому на вказаній стадії синтезу (і) реактор працює при температурах, які знаходяться в межах від 150 до 215 °C, переважно від 160 до 195 °C.

7. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, в якому кількість вказаної другої газової суміші становить не більше ніж 5 % маси, більш переважно вона знаходиться в межах від 1 до 4 % мас. відносно маси вказаної першої рідкої суміші.

8. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, в якому температура вказаної відгінної колони (S) знаходиться в межах, у верхній секції, від 170 до 210 °C, переважно від 180 до 200 °C, при цьому вона знаходиться в межах від 180 до 220 °C, переважно від 190 до 210 °C, в нижній секції.

9. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, в якому понижують тиск як вказаної першої рідкої суміші, так і вказаної другої газової суміші, до робочого тиску відгінної колони (S) на стадії (ііі), за допомогою проходження кожної із вказаних вище сумішей через редукційний пристрій для пониження тиску, переважно через клапан.

10. Спосіб за п. 9, в якому швидкість потоку вказаної другої газової суміші і різницю тисків між реактором (R) і відгінною колоною (S) регулюють за допомогою першого клапана (VI).

11. Спосіб за п. 9, в якому швидкість потоку першого рідкого потоку із сепаратора (D1) у відгінну колону (S) і, як наслідок, рівень рідини в сепараторі (D1) регулюють за допомогою другого клапана (V2).

12. Установка для здійснення способу за будь-яким із пп. 1-11, яка містить секцію синтезу, в якій вертикальний реактор (R) знаходиться в сполученні текучих середовищ із вертикальною відгінною колоною (S) типу в'язки труб із падаючою плівкою рідини, яка відрізняється тим, що сепаратор газ-рідина (D1) розташований між вказаним реактором і вказаною відгінною колоною, сепаратор приєднаний на одній стороні до верхньої частини реактора (R), з якої генеруються дві лінії в сполученні текучих середовищ із вказаною відгінною колоною (S), так що транспортна лінія для газової суміші з'єднує верхню частину вказаного сепаратора (D1) із нижньою секцією відгінної колони (S), а транспортна лінія для рідкої суміші з'єднує нижню частину вказаного сепаратора (D1) із верхньою секцією цієї відгінної колони (S).

13. Установка за попереднім п. 12, в якій два редукційні пристрої для пониження тиску розміщують між вказаним сепаратором (D1) і вказаною відгінною колоною (S), переважно два клапани (VI) і (V2), кожний, відповідно, на одній із двох ліній для сполучення текучих середовищ вказаного обладнання.

14. Спосіб поліпшення існуючого раніше способу одержання сечовини, починаючи із аміаку і діоксиду вуглецю, із проміжним утворенням карбамату амонію, який працює за допомогою секції синтезу високого тиску, який включає:

стадію реакції, яку здійснюють у вертикальному реакторі (R), в який вводять щонайменше потік свіжого діоксиду вуглецю і щонайменше потік рідкого аміаку, який працює при загальному тиску, що знаходиться в межах від 12 до 20 МПа, при молярному відношенні NH3/CO2, самого по собі або в формі карбамату амонію, яке знаходиться в межах від 2,1 до 6, переважно від 2,8 до 4,5, із утворенням рідкої суміші, яка виходить у верхній зоні реактора, що містить сечовину, воду, аміак і неперетворений карбамат амонію;

стадію розкладання-відгонки карбамату амонію у вказаній рідкій суміші із відділенням газового потоку, який містить діоксид вуглецю і аміак, які утворюються таким чином, що здійснюють у відповідному вертикальному пристрої із в'язками труб, що називається відгінна колона (S), розташованому після вказаного реактора (R); і

стадію конденсації в конденсорі (С) газового потоку, який залишає вказану відгінну колону (S), із утворенням рідкого потоку, який містить карбамат амонію, що надходить як рецикльований продукт у вказаний перший реактор,

який відрізняється тим, що він включає наступні операції:

(a) введення пасивувального агента у вказаний потік діоксиду вуглецю, який надходить в реактор, переважно перед фазою стиснення до тиску реактора, в такій кількості, що його еквівалентний вміст кисню становить щонайменше 0,1 %, переважно від 0,15 до 0,30 % в молях, відносно молів діоксиду вуглецю,

(b) регулювання умов тиску і температури реактора таким чином, що утворюється газова фаза щонайменше в його верхній зоні, яка містить щонайменше частину пасивувального агента в рівновазі рідина-пара із вказаною рідкою сумішшю;

с) розташування сепаратора газ-рідина (D1) між вказаним реактором (R) і вказаною відгінною колоною (S), який працює, по суті, при такомуж тиску, як реактор, для утворення другої газової суміші, яка містить щонайменше частину пасивувального агента, який вводиться в нижню секцію вказаної відгінної колони (S), рідка суміш, яка залишилася, надходить у верхню секцію цієї відгінної колони;

(d) встановлення робочих умов вказаної стадії розкладання-відгонки у відгінній колоні (S), таким чином, що вона здійснюється при тиску щонайменше на 0,1 МПа, переважно на 0,2-2,0 МПа, більш переважно на 0,5-1,5 МПа нижче, ніж для вказаної стадії реакції.

15. Спосіб за п. 14, в якому два редукційні пристрої для пониження тиску розміщують між вказаним сепаратором (D1) і вказаною відгінною колоною (S), переважно два клапани, які працюють на потоках, які надходять у відгінну колону, відповідно, які складаються із вказаної другої газової суміші і вказаної рідкої суміші.