Спосіб і установка для виробництва карбаміду і спосіб модернізації установки для виробництва карбаміду
Номер патенту: 86273
Опубліковано: 10.04.2009
Автори: Аксьонова Єлєна Юрьєвна, Кузнєцов Ніколай Міхайловіч, Прокопьєв Алєксандр Алєксєєвіч, Воробьєв Алєксандр Андрєєвіч, Костін Олег Ніколаєвіч, Єсін Ігорь Вєніаміновіч, Солдатов Алєксєй Владіміровіч, Сєргєєв Юрій Андрєєвіч, Андєржанов Рінат Вєнєровіч
Формула / Реферат
1. Спосіб виробництва карбаміду, що включає взаємодію аміаку і діоксиду вуглецю в реакторі синтезу при підвищених температурі і тиску з утворенням реакційної суміші, яка містить карбамід, карбамат амонію і вільний аміак у водному розчині, наступну подачу реакційної суміші в стрипер для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоці вихідного діоксиду вуглецю при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, з одержанням газового потоку, включаючого аміак і діоксид вуглецю, і рідинного потоку, включаючого карбамід і залишковий карбамат амонію у водному розчині, подачу рідинного потоку із стрипера на стадії наступного розкладу карбамату амонію, відокремлення аміаку і діоксиду вуглецю і виділення карбаміду, подачу газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора для його змішування з вихідним рідким аміаком і часткової абсорбції-конденсації при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, подачу рідинного потоку, що утворений в вертикальному конденсаторі в реактор синтезу, очистку від аміаку і діоксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, які містять, в основному, інертні гази, водяним абсорбентом при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, який відрізняється тим, що потік вихідного діоксиду вуглецю ділять на дві частині, одну із яких направляють в стрипер, а другу частину використовують як робочий потік для інжектування газового потоку із стрипера в вертикальний конденсатор.
2. Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що частину газового потоку, який виходить із стрипера, рециркулюють в стрипер.
3. Спосіб за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що газовий потік із вертикального конденсатора, який містить, в основному, інертні гази, направляють в реактор синтезу.
4. Установка для виробництва карбаміду, яка складається з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоці вихідного діоксиду вуглецю, вертикального конденсатора для змішування газового потоку із стрипера з вихідним рідким аміаком і його часткової абсорбції-конденсації, скрубера для очистки від аміаку і діоксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, засобів для подачі вихідного діоксиду вуглецю і рідинного потоку із реактора в стрипер, вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора, рідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, рідинного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату амонію і виділення карбаміду, газового потоку із реактора синтезу в скрубер, яка відрізняється тим, що вона включає засоби для інжектування газового потоку із стрипера в вертикальний конденсатор частиною потоку вихідного діоксиду вуглецю.
5. Установка за пунктом 4, яка відрізняється тим, що вона додатково включає засоби для рециркуляції в стрипер частини газового потоку, який виходить із стрипера.
6. Установка за пунктом 4 або 5, яка відрізняється тим, що вона додатково включає засоби для подачі газового потоку із вертикального конденсатора в реактор.
7. Установка за пунктом 4 або 5, яка відрізняється тим, що в нижній частині вертикального конденсатора вона включає засоби для інтенсифікації змішування вихідного аміаку і газового потоку із стрипера.
8. Спосіб модернізації установки для виробництва карбаміду, яка складається з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоці вихідного діоксиду вуглецю, вертикального конденсатора для змішування газового потоку із стрипера з вихідним рідким аміаком і його часткової абсорбції-конденсації, скрубера для очистки від аміаку і діоксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, засобів для подачі вихідного діоксиду вуглецю і рідинного потоку із реактора в стрипер, вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора, рідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, рідинного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату амонію і виділення карбаміду, газового потоку із реактора синтезу в скрубер, який відрізняється тим, що в установку включають засоби для інжектування газового потоку із стрипера в вертикальний конденсатор частиною потоку вихідного діоксиду вуглецю.
9. Спосіб за пунктом 8, який відрізняється тим, що до складу установки додатково включають засоби для рециркуляції в стрипер частини газового потоку, який виходить із стрипера.
10. Спосіб за пунктом 8 або 9, який відрізняється тим, що до складу установки додатково включають засоби для подачі газового потоку із вертикального конденсатора в реактор.
11. Спосіб за пунктом 8 або 9, який відрізняється тим, що до складу установки включають засоби для інтенсифікації змішування вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижній частині вертикального конденсатора.
Текст
1. Спосіб виробництва карбаміду, що включає взаємодію аміаку і діоксиду вуглецю в реакторі синтезу при підвищених температурі і тиску з утворенням реакційної суміші, яка містить карбамід, карбамат амонію і вільний аміак у водному розчині, наступну подачу реакційної суміші в стрипер для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоці вихідного діоксиду вуглецю при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, з одержанням газового потоку, включаючого аміак і діоксид вуглецю, і рідинного потоку, включаючого карбамід і залишковий карбамат амонію у водному розчині, подачу рідинного потоку із стрипера на стадії наступного розкладу карбамату амонію, відокремлення аміаку і діоксиду вуглецю і виділення карбаміду, подачу газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора для його змішування з вихідним рідким аміаком і часткової абсорбції-конденсації при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, подачу рідинного потоку, що утворений в вертикальному конденса 2 (19) 1 3 86273 4 подачі газового потоку із вертикального конденсатора в реактор. 7. Установка за пунктом 4 або 5, яка відрізняється тим, що в нижній частині вертикального конденсатора вона включає засоби для інтенсифікації змішування вихідного аміаку і газового потоку із стрипера. 8. Спосіб модернізації установки для виробництва карбаміду, яка складається з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоці вихідного діоксиду вуглецю, вертикального конденсатора для змішування газового потоку із стрипера з вихідним рідким аміаком і його часткової абсорбції-конденсації, скрубера для очистки від аміаку і діоксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, засобів для подачі вихідного діоксиду вуглецю і рідинного потоку із реактора в стрипер, вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора, рідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, рі динного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату амонію і виділення карбаміду, газового потоку із реактора синтезу в скрубер, який відрізняється тим, що в установку включають засоби для інжектування газового потоку із стрипера в вертикальний конденсатор частиною потоку вихідного діоксиду вуглецю. 9. Спосіб за пунктом 8, який відрізняється тим, що до складу установки додатково включають засоби для рециркуляції в стрипер частини газового потоку, який виходить із стрипера. 10. Спосіб за пунктом 8 або 9, який відрізняється тим, що до складу установки додатково включають засоби для подачі газового потоку із вертикального конденсатора в реактор. 11. Спосіб за пунктом 8 або 9, який відрізняється тим, що до складу установки включають засоби для інтенсифікації змішування вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижній частині вертикального конденсатора. Винахід відноситься до способів і пристроїв для виробництва карбаміду з аміаку і двооксиду вуглецю. Відомі способи виробництва карбаміду, включаючі взаємодію аміаку і двооксиду вуглецю в реакторі синтезу при підвищених температурі і тиску з утворенням реакційної суміші, яка містить карбамід, карбамат амонію (далі - карбамат) і вільний аміак у водному розчині, наступну подачу реакційної суміші в стрипер для часткового розкладу карбамату і часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, з одержанням газового потоку, включаючого аміак і двооксид вуглецю, і рідинного потоку, включаючого карбамід і залишковий карбамат у водному розчині, подачу рідинного потоку із стрипера на стадії наступного розкладу карбамату, відокремлення аміаку і двооксиду вуглецю і виділення карбаміду, подачу газового потоку із стрипера на стадію часткової абсорбції-конденсації при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, подачу утворюємого на цій стадії рідкого потоку в реактор синтезу [Д.М. Горловский и др. Технология карбамида, М.: Химия, 1981, с. 151-168]. Найбільш близьким до запропонованого способу являється спосіб виробництва карбаміду, включаючий взаємодію аміаку і двооксиду вуглецю в реакторі синтезу при підвищених температурі і тиску з утворенням реакційної суміші, яка містить карбамід, карбамат амонію і вільний аміак у водному розчині, наступну подачу реакційної суміші в стрипер для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, з одержанням газового потоку, включаючого аміак і двооксид вуглецю, і рідинного потоку, включаючо го карбамід і залишковий карбамат амонію у водному розчині, подачу рідинного потоку із стрипера на стадії наступного розкладу карбамату амонію, відокремлення аміаку і двооксиду вуглецю і виділення карбаміду, подачу частини газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора для його змішування з вихідним рідким аміаком і часткової абсорбції-конденсації при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, подачу другої частині газового потоку із стрипера в реактор синтезу, подачу утворюємого в вертикальному конденсаторі рідинного потоку в реактор синтезу, очистку від аміаку і двооксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, які містять, в основному, інертні гази, водяним абсорбентом при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу [RU 2233836, С 07 С 273/04, 2004]. Відомі установки для виробництва карбаміду, які складаються з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату і часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю, конденсатора для часткової абсорбції-конденсації газового потоку із стрипера, засобів для подачі вихідних аміаку і двооксиду вуглецю, засобів для подачі рідинного потоку із реактора в стрипер, газового потоку із стрипера в конденсатор, рідинного потоку із конденсатора в реактор, рідинного потоку із стрипера і газових потоків із реактора синтезу і конденсатора в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату і виділення карбаміду [Д.М. Горловский и др. Технология карбамида, М.: Химия, 1981, с. 151-168]. Найбільш близькою до запропонованої установки являється установка для виробництва карбаміду, яка складається з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату амонію і 5 часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю, вертикального конденсатора для змішування газового потоку із стрипера з вихідним рідким аміаком і його часткової абсорбції-конденсації, скрубера для очистки від аміаку і двооксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, засобів для подачі рідинного потоку із реактора і вихідного потоку двооксиду вуглецю в стрипер, частини газового потоку із стрипера в реактор синтезу, другої частини газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора, рідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, рідинного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату амонію і виділення карбаміду, газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора в скрубер. Дана відома установка призначена для здійснення описаного вище відомого способу [RU 2233836, С 07 С 273/04, 2004]. Найбільш близьким до запропонованого способу являється спосіб модернізації установки для виробництва карбаміду, яка складається з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю, вертикального конденсатора для змішування газового потоку із стрипера з вихідним рідким аміаком і його часткової абсорбції-конденсації, скрубера для очистки від аміаку і двооксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, засобів для подачі вихідного двооксиду вуглецю і рідинного потоку із реактора в стрипер, рідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, рідинного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату амонію і виділення карбаміду, газового потоку із реактора синтезу в скрубер, шляхом включення в установку засобів для подачі частини газового потоку із стрипера в реактор синтезу, другої частини газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора [RU 2233836, С 07 С 273/04, 2004]. При здійсненні відомого способу на відомій установці подача частини газів із стрипера в реактор зменшує кількість тепла, яке можна було б утилізувати в вертикальному конденсаторі, а також зміщує гідродинамічний режим в реакторі в сторону режиму ідеального змішування, зменшуючи тим самим ефективний час перебування реагуючих речовин в реакторі. Велика кількість потоків високого тиску, що необхідно розподілити, утворює істотні труднощі в управлінні процесом, які в значній степені зв'язані з тим, що вузол синтезу (реактор, стрипер, конденсатор і скрубер) являє собою систему апаратів, які знаходяться практично під єдиним тиском, і рух потоків в цій системі підпорядкований законам гідравліки. Технічна задача, на вирішення якої направлено винахід, полягає в такому перерозподілі потоків у вузлі синтезу, який дозволив би збільшити степінь конверсії вихідних реагентів в карбамід і, відповідно, скоротити масштаб рециркуляції не конвертованих реагентів. 86273 6 Для вирішення цієї задачі запропоновано спосіб виробництва карбаміду, включаючий взаємодію аміаку і двооксиду вуглецю в реакторі синтезу при підвищених температурі і тиску з утворенням реакційної суміші, яка містить карбамід, карбамат амонію і вільний аміак у водному розчині, наступну подачу реакційної суміші в стрипер для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, з одержанням газового потоку, включаючого аміак і двооксид вуглецю, і рідинного потоку, включаючого карбамід і залишковий карбамат амонію у водному розчині, подачу рідинного потоку із стрипера на стадії наступного розкладу карбамату амонію, відокремлення аміаку і двооксиду вуглецю і виділення карбаміду, подачу газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора для його змішування з вихідним рідким аміаком і часткової абсорбціїконденсації при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, подачу утворюємого в вертикальному конденсаторі рідинного потоку в реактор синтезу, очистку від аміаку і двооксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, які містять, в основному, інертні гази, водяним абсорбентом при тиску, практично рівному тиску в реакторі синтезу, який відрізняється тим, що потік вихідного двооксиду вуглецю ділять на дві частині, одну із яких направляють в стрипер, а другу частину використовують як робочий потік для інжектування газового потоку із стрипера в вертикальний конденсатор. При здійсненні способу частину газового потоку, який виходить із стрипера, можна рециркулювати в стрипер, наприклад, змішуючи його з частиною потоку вихідного двооксиду вуглецю, який подається в стрипер, для інжектування потоку, що рециркулюється. Газовий потік із вертикального конденсатора, який містить, в основному, інертні гази, може бути спрямований в реактор синтезу. Для вирішення зазначеної технічної задачі запропонована також установка для виробництва карбаміду, яка складається з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю, вертикального конденсатора для змішування газового потоку із стрипера з вихідним рідким аміаком і його часткової абсорбції-конденсації, скрубера для очистки від аміаку і двооксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, засобів для подачі вихідного двооксиду вуглецю і рідинного потоку із реактора в стрипер, вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора, рідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, рідинного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату амонію і виділення карбаміду, газового потоку із реактора синтезу в скрубер, яка відрізняється тим, що вона містить засоби для інжектування газового потоку із стрипера в вертикальний конденсатор частиною потоку вихідного двооксиду вуглецю. Установка може мати засоби для рецир 7 куляції в стрипер частини газового потоку, який виходить із стрипера, наприклад, у вигляді інжектора, робочим потоком в якому являється частина потоку вихідного двооксиду вуглецю, який направлений в стрипер. Установка може мати також засоби для подачі в реактор синтезу газового потоку, який виходить із вертикального конденсатора і містить, в основному, інертні гази, і/або засоби для інтенсифікації змішування вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижній частині вертикального конденсатора. Для вирішення зазначеної технічної задачі запропоновано також спосіб модернізації установки для виробництва карбаміду, яка складається з реактора синтезу, стрипера для часткового розкладу карбамату амонію і часткового відокремлення вільного аміаку в потоку вихідного двооксиду вуглецю, вертикального конденсатора для змішування газового потоку із стрипера з вихідним рідким аміаком і його часткової абсорбції-конденсації, скрубера для очистки від аміаку і двооксиду вуглецю газових потоків із реактора синтезу і вертикального конденсатора, засобів для подачі вихідного двооксиду вуглецю і рідинного потоку із реактора в стрипер, вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора, рідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, рідинного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату амонію і виділення карбаміду, газового потоку із реактора синтезу в скрубер, який відрізняється тим, що до складу установки включають засоби для інжектування газового потоку із стрипера в вертикальний конденсатор частиною потоку вихідного двооксиду вуглецю. До складу установки можуть також бути включені засоби для подачі газового потоку із вертикального конденсатора в реактор, і/або засоби для рециркуляції в стрипер частини газового потоку, який виходить із стрипера, і/або засоби для інтенсифікації змішування вихідного аміаку і газового потоку із стрипера в нижній частині вертикального конденсатора. Технічний результат, виникаючий при використанні запропонованого способу і запропонованої установки, полягає в слідуючому. Завдяки розподілу потоку вихідного двооксиду вуглецю на дві частини і подачі всього потоку газів із стрипера в вертикальний конденсатор, співвідношення між кількостями компонентів, що відганяються в стрипері, змінюється таким чином, що в рідинному потоку, який надходить із вертикального конденсатора в реактор, збільшується кількість аміаку і зменшується кількість води. Внаслідок цього зростає степінь перетворення вихідних реагентів в карбамід, зменшуються навантаження на послідуючі стадії розділення реакційної суміші і рециркуляції речовин, які не прореагували, і, відповідно, енергетичні витрати на здійснення цих процесів. Одночасно покращується керування системою синтезу. Для застосування способу виробництва карбаміду можуть бути використані як нові установки, так і існуючі, модифіковані запропонованим способом. 86273 8 Суть винаходу ілюструється доданими Фіг.1, 2. На Фіг.1 відображено принципову технологічну схему конкретного втілення запропонованої установки, яка реалізує запропонований спосіб. На Фіг.2 відображено принципову технологічну схему варіанту конкретного втілення запропонованої установки, який включає засоби для рециркуляції в стрипер частини газового потоку, який надходить із стрипера. Установка, яка відображена на Фіг.1, включає реактор синтезу карбаміду 1, стрипер 2, вертикальний конденсатор 3, скрубер 4, компресор 5 для подачі двооксиду вуглецю в установку по трубопроводу 6, насос 7 для подачі аміаку в вертикальний конденсатор по трубопроводу 8 через ежектор 9 і далі по трубопроводу 10, трубопровід 11 для подачі рідинного потоку із реактора в стрипер, ежектор 12 для подачі газового потоку із стрипера в нижню частину вертикального конденсатора по трубопроводу 13 за допомогою частини потоку вихідного двооксиду вуглецю, який відбирають з трубопровода 6 по трубопроводу 14, трубопровід 15 для подачі газорідинного потоку із вертикального конденсатора в реактор, трубопровід 16 для подачі рідинного потоку із стрипера в апарати для здійснення процесів наступного розкладу карбамату і виділення карбаміду, трубопровід 17 для подачі газового потоку із реактора в скрубер, трубопровід 18 для подачі рідинного потоку із скрубера в ежектор 9, трубопровід 19 для подачі невеликої частини рідинного потоку із реактора в ежектор 9, трубопровід 20 для передачі газів, не абсорбованих в скрубері, в апарати для абсорбції газів, виділених в апаратах для наступного розкладу карбамату амонію, насос 21 для подачі в скрубер по трубопроводу 22 рециркулюючого розчину вуглеамонійних солей (ВАС) із апаратів для абсорбції газів, виділених в апаратах для наступного розкладу карбамату амонію, трубопровід 23 для подачі двооксиду вуглецю в стрипер із трубопровода 6. Установка, яка відображена на Фіг.2, на відміну від установки, відображеної на Фіг.1, містить ежектор 24 для рециркуляції частини газового потоку із стрипера в нижню його частину по трубопроводу 25. Робочим потоком в ежекторі являється потік вихідного двооксиду вуглецю, що надходить по трубопроводам 6 і 23; змішаний потік надходить в нижню частину стрипера по трубопроводу 26. Суть винаходу ілюструється також приведеними нижче прикладами здійснення запропонованого способу виробництва карбаміду з використанням запропонованої установки, а також запропонованого способу модернізації установки карбаміду. Приклад 1. Відповідно з Фіг.1 потік вихідного двооксиду вуглецю в кількості 47214кг/год. (з домішкою інертів) з температурою 100°С компресором 5 по трубопроводу 6 подають у вузол синтезу. Частину двооксиду вуглецю в кількості 30840кг/год. направляють в нижню частину стрипера 2 по трубопроводу 23 як стрипінг-агент. В верхню частину стрипера по трубопроводу 11 подають 182770кг/год. рідинного потоку із реактора 9 синтезу карбаміду 1 з температурою 185°С (NH3 56355кг/год., СО2 28050кг/год., карбамід 63940кг/год., Н2О 34425кг/год.). Під впливом пари з температурою 195°С і тиском 20кгс/см2, яку подають в міжтрубний простір стрипера 2 в кількості 48,5т/год., в трубках стрипера чиниться відгін компонентів в потоку газів. 115724кг/год. розчину після відгону з температурою 168°С (NH3 9862кг/год., СО2 10940кг/год., карбамід 63940кг/год., Н2О 30983кг/год.) по трубопроводу 16 направляють на стадію наступної дистиляції. Газовий потік із стрипера 2 з температурою 187°С і тиском 140кгс/см2 (NH3 46493кг/год., СО2 47716кг/год., Н2О 3443кг/год.) в кількості 97886кг/год. надходить в ежектор 12 як інжектований потік. Робочим потоком в ежекторі 12 являється вихідний двооксид вуглецю (з домішкою інертів) з температурою 100°С і тиском 145кгс/см2, який надходить по трубопроводу 14 в кількості 16374кг/ч. Змішаний потік (114260кг/год.; NH3 46493кг/год., СО2 63966кг/год., Н2О 3443кг/год.) з температурою 182°С по трубопроводу 13 надходить в спеціальний змішуючий пристрій в нижній камері вертикального конденсатора 3. В цю же камеру по трубопроводу 10 надходить рідинний потік із ежектора 9. В ежекторі 9 робочим потоком являється рідкий аміак з температурою 22°С (36447кг/год.), який подається насосом 7 по трубопроводу 8, а інжектованим - розчин ВАС із скрубера 4 з температурою 165°С (48878кг/год.; NH3 18714кг/год., СО2 17413кг/год., Н2О 12561кг/год.), який надходить по трубопроводу 18. При необхідності для покращення умов проведення процесу в вертикальному конденсаторі 3 в ежектор 9 по трубопроводу 19 може підсмоктуватися невелика кількість рідинного потоку із реактора синтезу карбаміду 1. В вертикальному конденсаторі 3 відбувається утворення карбамату; при цьому в міжтрубному просторі генерується пара низьких параметрів (50,6т/год.). Вертикальний конденсатор 3 працює в затопленому режимі. Газова і рідка фази рухаються в трубках прямотоком знизу вверх. В конденсаторі частково відбувається утворення карбаміду (степінь конверсії СО2 в карбамід до 20%). Утворена в конденсаторі 3 газорідинна суміш з температурою 171°С по трубопроводу 15 надходить в реактор синтезу карбаміду 1 (199584кг/год.; NH3 91073кг/год., СО2 67867кг/год., карбамід 18862кг/год., Н2О 21604кг/год.). В реакторі синтезу карбаміду, де підтримують температуру 185°С, відбувається подальше утворення карбаміду. При цьому не прореагувані і залишкові гази відводяться в верхній частині реактора, а одержаний плав карбаміду направляється в стрипер 2 через переливну трубу. Гази з температурою 183°С (16814кг/год.; NH3 9174кг/год., СО2 6580кг/год., Н2О 703кг/год., інерти 358кг/год.) по трубопроводу 17 надходять в скрубер 4. В скрубер насосом 21 по трубопроводу 22 подають рециркулюючий розчин ВАС з температурою 80°С (34425кг/год.; NH3 11207кг/год., СО2 11121кг/год., Н2О 11907кг/год.). В скрубері відбувається конденсація газів, які виходять із реактора. Не сконденсовані гази з температурою 165°С (2362кг/год.; NH3 1667кг/год., СО2 287кг/год., Н2О 49кг/год., інерти 358кг/год.) направляють по трубо 86273 10 проводу 20 у вузол абсорбції, одержаний розчин по трубопроводу 18 в ежектор 9 на змішування з рідким аміаком. В порівнянні з прототипом степінь конверсії СО2 в карбамід збільшується с 62 до 62,5%, витрата пари в стрипері зменшується на 3,6%, навантаження на скрубер по газу скорочується в 1,35 разу. Приклад 2. Установка карбаміду відповідно Фіг.5 із [опису RU 2233836] модернізована слідуючим чином. Потік вихідного двооксиду вуглецю, який раніше було направлено безпосередньо в стрипер, поділено на дві частини. Одна із цих частин використана як робочий потік для інжектування частини газів, які виходять із стрипера, в нижню частину вертикального конденсатора, а друга частина використана як робочий потік в ежекторі для повернення другої частини газів, які виходять із стрипера, в нижню частину останнього. Газорідинний потік із верхньої частини вертикального конденсатора направлено без розділу фаз в нижню частину реактора. Схема після модернізації відповідає Фіг.2. Потік вихідного двооксиду вуглецю в кількості 47214кг/год. (з домішкою інертів) з температурою 100°С компресором 5 подають у вузол синтезу. Частину двооксиду вуглецю в кількості 11294кг/год. з температурою 100°С і тиском 145кгс/см2 направляють по трубопроводу 6 і далі по трубопроводу 23 через ежектор 24 і трубопровід 26 в нижню частину стрипера 2 як стрипінгагент. В верхню частину стрипера по трубопроводу 11 подають 182770кг/год. рідинного потоку із реактора синтезу карбаміду 1 з температурою 185°С (NH3 56355кг/год., СО2 28050кг/год., карбамід 63940кг/год., Н2О 34425кг/год.). Під впливом пари з температурою 195°С і тиском 20кгс/см2, яку подають в міжтрубний простір стрипера 2 в кількості 46,7т/год., в трубках стрипера відбувається відгін компонентів в потоку двооксиду вуглецю. 115724кг/год. розчину після відгону з температурою 168°С (NH3 9862кг/год., СО2 10940кг/год., карбамід 63940кг/год., Н2О 30983кг/год.) по трубопроводу 16 направляють на стадію наступної дистиляції. Газовий потік виходить із стрипера 2 з температурою 187°С і тиском 140кгс/см2 (NH3 65362кг/год., СО2 39821кг/год., Н2О 4840кг/год.) в кількості 110134кг/год. Частина цього газового потоку (31794кг/год.; NH3 18869кг/год., СО2 11503кг/год., Н2О 1397кг/год.) по трубопроводу 25 надходить в ежектор 24 як інжектуємий потік. Змішаний потік (43088кг/год.; NH3 18869кг/год., СО2 22711кг/год., Н2О 1397кг/год.) з температурою 179°С по трубопроводу 26 надходить в нижню частину стрипера 2. Остання частина виходячих із стрипера газів з температурою 187°С (78340кг/год.; NH3 46493кг/год., СО2 28319кг/год., Н2О 3443кг/год.) як інжектуємий потік надходить в ежектор 12, робочим потоком в якому являється свіжий двооксид вуглецю (з домішкою інертів) з температурою 100°С і тиском 145кгс/см2 (35920кг/год.), що надходить по трубопроводу 14. Змішаний потік (114260кг/год.; NH3 46493кг/год., СО2 63966кг/год., Н2О 3443кг/год.) з температурою 177°С надходить по трубопроводу 13 в спеціальний змішуючий пристрій в нижній камері вертикального конденсатора 3. В цю же камеру по трубо 11 86273 проводу 10 надходить рідинний потік із ежектора 9. В ежекторі 9 робочим потоком являється рідкий аміак з температурою 22°C (36447кг/год.), який подається насосом 7 по трубопроводу 8, а інжектуємим - розчин ВАС із скрубера 4 з температурою 165°С (48878кг/год.; NH3 18714кг/год., СО2 17413кг/год., Н2О 12561кг/год.), що надходить по трубопроводу 18. При необхідності для покращення умов проведення процесу в вертикальному конденсаторі 3 в ежектор 9 по трубопроводу 19 може підсмоктуватися невелика кількість рідинного потоку із реактора синтезу карбаміду 1. В вертикальному конденсаторі 3 відбувається утворення карбамату амонію; при цьому в міжтрубному просторі генерується пара низьких параметрів (51,6т/год.). Вертикальний конденсатор 3 працює в затопленому режимі. Газова і рідка фази рухаються в трубках прямотоком знизу вверх. В конденсаторі частково відбувається утворення карбаміду (степінь конверсії СО2 в карбамід до 20%). Утворена в конденсаторі З газорідинна суміш з температурою 171°С по трубопроводу 15 надходить в реактор синтезу карбаміду 1 (199584кг/год.; NH3 91073кг/год., СО2 67867кг/год., карбамід Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 12 18862кг/год., Н2О 21604кг/год.). В реакторі синтезу карбаміду, де підтримують температуру 185°С, відбувається подальше утворення карбаміду. При цьому не прореагувані і залишкові гази відводяться в верхній частині реактора, а одержаний плав карбаміду направляється в стрипер 2 через переливну трубу. Гази з температурою 183°С (16814кг/год.; NH3 9174кг/год., СО2 6580кг/год., Н2О 703кг/год., інерти 358кг/год.) по трубопроводу 17 надходять в скрубер 4. В скрубер насосом 21 по трубопроводу 22 подають рециркулюючий розчин ВАС з температурою 80°С (34425кг/год.; NH3 11207кг/год., СО2 11121кг/год., Н2О 11907кг/год.). В скрубері відбувається конденсація газів, які виходять із реактора. Не сконденсовані гази з температурою 165°С (2362кг/год.; NH3 1667кг/год., СО2 287кг/год., Н2О 49кг/год., інерти 358кг/год.) направляють по трубопроводу 20 у вузол абсорбції, одержаний розчин - по трубопроводу 18 в ежектор 9 на змішування з рідким аміаком. В порівнянні з прототипом степінь конверсії СО2 в карбамід збільшується з 62 до 62,5%, витрата пари в стрипері зменшується на 7,6%, навантаження на скрубер по газу скорочується в 1,35 разу. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess and apparatus for the production of carbamide and method for the modernization of the apparatus for the carbamide production
Автори англійськоюSerheev Yurii Andreevich, Anderzhanov Rinat Venerovich, Vorobev Aleksandr Andreevich, Aksonova Elena Yurievna, Soldatov Aleksei Vladimirovich, Prokopiev Aleksandr Alekseevich, Kostin Oleh Nikolaevich, Kuznetsov Nikolai Mikhailovich, Yesin Ihor Veniaminovich
Назва патенту російськоюСпособ и установка для производства карбамида и способ модернизации установки для производства карбамида
Автори російськоюСергеев Юрий Андреевич, Андержанов Ринат Венерович, Воробьев Александр Андреевич, Аксенова Елена Юрьевна, Солдатов Алексей Владимирович, Прокопьев Александр Алексеевич, Костин Олег Николаевич, Кузнецов Николай Михайлович, Есин Игорь Вениаминович
МПК / Мітки
МПК: C07C 273/04, B01D 53/00
Мітки: карбаміду, виробництва, модернізації, спосіб, установки, установка
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-86273-sposib-i-ustanovka-dlya-virobnictva-karbamidu-i-sposib-modernizaci-ustanovki-dlya-virobnictva-karbamidu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і установка для виробництва карбаміду і спосіб модернізації установки для виробництва карбаміду</a>
Попередній патент: Уловлювач крапель
Наступний патент: Резервуар
Випадковий патент: Зблокований фільтр із автоматичним збором перших порцій фільтрату з підвищеною екологічною небезпекою автофільтр-66