RU2380629C1 - Carbon dioxide liquefaction plant - Google Patents
Carbon dioxide liquefaction plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380629C1 RU2380629C1 RU2008137900/06A RU2008137900A RU2380629C1 RU 2380629 C1 RU2380629 C1 RU 2380629C1 RU 2008137900/06 A RU2008137900/06 A RU 2008137900/06A RU 2008137900 A RU2008137900 A RU 2008137900A RU 2380629 C1 RU2380629 C1 RU 2380629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- pump
- absorption water
- compression
- mpa
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 65
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000013526 supercooled liquid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологическим линиям ожижения диоксида углерода и может найти применение на крупнотоннажных производствах, связанных с технологией получения карбамида.The invention relates to technological lines for liquefying carbon dioxide and may find application in large-scale industries associated with the technology for producing urea.
Известны [Справочник азотчика. Т.2. - М.: Химия, 1969. - 444 с.]. установки компримирования газообразного диоксида углерода до давления 15 МПа перед подачей его в агрегат синтеза карбамида. Они создаются на базе поршневых или центробежных компрессоров, но могут быть комбинированными и использовать компрессоры разных типов, например, вначале для сжатия СO2 от 0,1 МПа до 3 МПа - центробежный компрессор, а затем для его окончательное сжатия от 3 МПа до 15 МПа - поршневой компрессор.Known [Reference nitrogen. T.2. - M.: Chemistry, 1969. - 444 p.]. carbon dioxide gas compression unit to a pressure of 15 MPa before feeding it to the urea synthesis unit. They are created on the basis of reciprocating or centrifugal compressors, but can be combined and use different types of compressors, for example, first, for the compression of СО 2 from 0.1 MPa to 3 MPa, a centrifugal compressor, and then for its final compression from 3 MPa to 15 MPa - piston compressor.
Недостатками известных установок являются высокие удельные затраты энергии на компримирование CO2. При его сжатии в одном компрессоре или группе компрессоров до 15 МПа они составляют 0,135-0,145 кВт·ч/кг СO2.The disadvantages of the known installations are the high specific energy consumption for compression of CO 2 . When it is compressed in one compressor or group of compressors up to 15 MPa, they amount to 0.135-0.145 kW · h / kg CO 2 .
Наиболее близки по технической сущности к заявляемому изобретению компрессорно-холодильные установки для ожижения диоксида углерода [Пименова Т.Ф. // Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - С.79-80]. При их использовании из газообразного СО2 можно получать жидкий диоксид углерода с температурой окружающей среды либо с более низкой, значение которой определяется давлением в изотермической емкости, предназначенной для сбора и хранения жидкого диоксида углерода.The closest in technical essence to the claimed invention, compressor-refrigeration units for liquefying carbon dioxide [Pimenova TF // Production and use of dry ice, liquid and gaseous carbon dioxide. - M .: Light and food industry, 1982. - S.79-80]. When used from gaseous CO 2 , liquid carbon dioxide can be obtained with an ambient temperature or with a lower temperature, the value of which is determined by the pressure in an isothermal tank designed to collect and store liquid carbon dioxide.
Недостатками этих установок являются:The disadvantages of these settings are:
- получение жидкого диоксида углерода с температурой окружающей среды и давлениями 6,0-7,0 МПа, которые ниже давления 15 МПа, необходимого для производства карбамида;- obtaining liquid carbon dioxide with an ambient temperature and pressures of 6.0-7.0 MPa, which are lower than the pressure of 15 MPa required for the production of urea;
- получение низкотемпературного жидкого диоксида углерода с давлением 1,6-1,8 МПа, которое требует дополнительного компримирования перед подачей в реактор синтеза карбамида.- obtaining a low-temperature liquid carbon dioxide with a pressure of 1.6-1.8 MPa, which requires additional compression before feeding the urea synthesis reactor.
Технической задачей заявляемого изобретения является установка компримирования углекислого газа, позволяющая вырабатывать углекислый газ с параметрами, необходимыми для производства карбамида при пониженных энергозатратах.The technical task of the invention is the installation of carbon dioxide compression, which allows to produce carbon dioxide with the parameters necessary for the production of urea at low energy consumption.
Поставленная задача достигается с помощью компрессорно-насосной установки, в которой газообразный СО2 вначале сжимается центробежным компрессором до 3,0 МПа, конденсируется за счет холода абсорбционной водоаммиачной холодильной машины, компримируется затем насосом до давления 15 МПа, после чего газифицируется с поглощением тепла в рекуперативном теплообменнике и подается на агрегат карбамида. Компрессорно-насосная установка, соответствующая заявляемому изобретению, характеризуется не только оптимальным построением ее технологической схемы, но также применением двух источников холода - абсорбционной водоаммиачной холодильной машины.The task is achieved by means of a compressor-pump installation in which gaseous CO 2 is first compressed by a centrifugal compressor to 3.0 MPa, condensed by the cold of an absorption water-ammonia refrigeration machine, then compressed by a pump to a pressure of 15 MPa, and then gasified with heat absorption in a regenerative heat exchanger and fed to the urea unit. The compressor-pumping unit corresponding to the claimed invention is characterized not only by the optimal construction of its technological scheme, but also by the use of two sources of cold - an absorption water-ammonia refrigeration machine.
Сущностью предлагаемого технического решения является установка ожижения диоксида углерода, включающая центробежный компрессор, насос, парогенератор, конденсатор-испаритель и абсорбционную водоаммиачную холодильную машину, причем процесс ожижения предварительно охлажденного диоксида углерода производится за счет двухступенчатого сжатия диоксида углерода в центробежном компрессоре и насосе, а также холода абсорбционной водоаммиачной холодильной машины и с одновременным производством пара в парогенераторе путем использования теплоты сжатия диоксида углерода в центробежном компрессоре с его подачей в абсорбционную водоаммиачную холодильную машину.The essence of the proposed technical solution is the installation of carbon dioxide liquefaction, including a centrifugal compressor, pump, steam generator, condenser-evaporator and absorption water-ammonia refrigeration machine, and the process of liquefaction of pre-cooled carbon dioxide is carried out by two-stage compression of carbon dioxide in a centrifugal compressor and pump, as well as cold absorption water-ammonia refrigeration machine and with the simultaneous production of steam in the steam generator by using those carbon dioxide compression rafts in a centrifugal compressor with its supply to an absorption water-ammonia refrigeration machine.
Технологическая схема компрессорно-насосной установки для обеспечения диоксидом углерода высокого давления производства карбамида изображена на чертеже.The technological scheme of the compressor-pumping unit for providing high pressure carbon dioxide with the production of urea is shown in the drawing.
Принцип ее действия иллюстрируется следующим примером.The principle of its action is illustrated by the following example.
ПримерExample
Газообразный диоксид углерода подается при температуре 45°С в рекуперативный теплообменник 1, в котором он охлаждается до 24°С. Там из него конденсируется влага, отделяемая в сепараторе 2. После этого он компримируется в центробежном компрессоре 3 до давления 3 МПа и поступает с температурой 190-200°С в парогенератор 4, в котором охлаждается до 140-150°С, расходуя тепло на производство пара с температурой 120-130°С. Пар подается в теплоиспользующую абсорбционную водоаммиачную холодильную машину 6, а конденсат из нее возвращается в парогенератор 4 водяным насосом 5.Gaseous carbon dioxide is supplied at a temperature of 45 ° C in a
Газообразный СО2 охлаждается в рекуперативном теплообменнике 7 до 35°С, а сконденсированная влага отделяется в сепараторе 8. После этого газообразный диоксид углерода направляется в блок осушки 9 и охлаждается в рекуперативном теплообменнике 10. Затем он конденсируется и переохлаждается за счет холода кипящего аммиака в конденсаторе-испарителе 11, в который аммиак подается из абсорбционной водоаммиачной холодильной машины 6 аммиачным циркуляционным насосом 12. Далее СO2 в виде переохлажденной низкотемпературной жидкости поступает в накопительную емкость 13. Пары диоксида углерода и неконденсирующиеся газы из накопительной емкости 13 используются для осуществления процессов регенерации и охлаждения переключающихся адсорберов блока осушки 9. При этом они дросселируются до давления 0,6 МПа через вентиль 14 и последовательно проходят рекуперативный теплообменник 9 и электроподогреватель 15, который в режиме регенерации адсорбера блока осушки включен, а в режиме охлаждения его выключен. После блока осушки 9 пары диоксида углерода и неконденсирующиеся примеси выбрасываются в атмосферу. Жидкий низкотемпературный диоксид углерода из накопительной емкости 13 компримируется насосом 16 до давления 15 МПа и, пройдя последовательно три рекуперативных теплообменника 10, 7 и 1, газифицируется и подается в колонну синтеза карбамида.Gaseous CO 2 is cooled in a
Компрессорно-насосная углекислотная установка для обеспечения диоксидом углерода высокого давления процесса производства карбамида имеет более низкие удельные энергозатраты по сравнению с установкой-прототипом, а также характеризуется высокой надежностью. Например, по прототипу при компримировании диоксида углерода в количестве 28800 нм3/ч в центробежном компрессоре до давления 15 МПа потребляемая электроэнергия составляет 7,2 МВт, а удельные затраты достигают 0,136 кВт·ч/кг СO2.The compressor-pumping carbon dioxide plant for providing a high pressure carbon dioxide with a urea production process has lower specific energy consumption compared to the prototype installation, and is also characterized by high reliability. For example, according to the prototype, when compressing carbon dioxide in an amount of 28800 nm 3 / h in a centrifugal compressor to a pressure of 15 MPa, the energy consumption is 7.2 MW, and the unit cost reaches 0.136 kW · h / kg CO 2 .
В предлагаемой компрессорно-насосной углекислотной установке суммарные расходы электроэнергии на компримировании CO2 в количестве 28800 нм3/ч в турбокомпрессоре до 3 МПа, его осушку и конденсацию в испарителе абсорбционной водоаммиачной холодильной машины и последующее его сжатия в насосе до 15 МПа, после чего он нагревается и газифицируется в рекуперативных теплообменниках, составляют 5,5 МВт, из которых 5,35 МВт приходится на турбокомпрессор и 0,15 МВт на привод насоса и обеспечение работы абсорбционной водоаммиачной холодильной машины. Удельный расход электроэнергии на производство CO2 с давлением 15 МПа будет равняться 0,104 кВт·ч/кг. Таким образом, экономия электроэнергии на производство одного и того же количества CO2 с давлением 15 МПа составит около 24% или 1,7 МВт.In the proposed compressor-pumping carbon dioxide installation, the total energy consumption for compression of CO 2 in the amount of 28800 nm 3 / h in a turbocharger up to 3 MPa, its drying and condensation in the evaporator of an absorption water-ammonia refrigeration machine and its subsequent compression in the pump up to 15 MPa, after which it Heated and gasified in recuperative heat exchangers, make up 5.5 MW, of which 5.35 MW falls on the turbocharger and 0.15 MW on the pump drive and the operation of the absorption water-ammonia refrigeration machine. The specific energy consumption for the production of CO 2 with a pressure of 15 MPa will be 0.104 kWh / kg. Thus, energy savings for the production of the same amount of CO 2 with a pressure of 15 MPa will be about 24% or 1.7 MW.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008137900/06A RU2380629C1 (en) | 2008-09-22 | 2008-09-22 | Carbon dioxide liquefaction plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008137900/06A RU2380629C1 (en) | 2008-09-22 | 2008-09-22 | Carbon dioxide liquefaction plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2380629C1 true RU2380629C1 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=42122198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008137900/06A RU2380629C1 (en) | 2008-09-22 | 2008-09-22 | Carbon dioxide liquefaction plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2380629C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104142043A (en) * | 2014-08-06 | 2014-11-12 | 中国成达工程有限公司 | Ammonia and carbon separation device and ammonia and carbon separation technology |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU44257A1 (en) * | 1934-10-15 | 1935-09-30 | И.Ц. Бадылькес | Method for producing liquid carbon dioxide from flue gases |
| US4639262A (en) * | 1983-07-06 | 1987-01-27 | Heichberger Albert N | Method and apparatus for carbon dioxide liquefaction and evaporation |
| RU2237615C1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-10-10 | Харин Владимир Михайлович | Low-temperature carbon dioxide production process |
| FR2869404A1 (en) * | 2004-04-27 | 2005-10-28 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR LIQUEFACTING CARBON DIOXIDE GAS. |
-
2008
- 2008-09-22 RU RU2008137900/06A patent/RU2380629C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU44257A1 (en) * | 1934-10-15 | 1935-09-30 | И.Ц. Бадылькес | Method for producing liquid carbon dioxide from flue gases |
| US4639262A (en) * | 1983-07-06 | 1987-01-27 | Heichberger Albert N | Method and apparatus for carbon dioxide liquefaction and evaporation |
| RU2237615C1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-10-10 | Харин Владимир Михайлович | Low-temperature carbon dioxide production process |
| FR2869404A1 (en) * | 2004-04-27 | 2005-10-28 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR LIQUEFACTING CARBON DIOXIDE GAS. |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПИМЕНОВА Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с.79-80. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104142043A (en) * | 2014-08-06 | 2014-11-12 | 中国成达工程有限公司 | Ammonia and carbon separation device and ammonia and carbon separation technology |
| CN104142043B (en) * | 2014-08-06 | 2016-04-20 | 中国成达工程有限公司 | A kind of ammonia carbon separator and separating technology thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6629431B2 (en) | Conversion of waste heat of gas processing plant to electric power based on organic Rankine cycle | |
| CA2805336C (en) | Energy efficient production of co2 using single stage expansion and pumps for elevated evaporation | |
| JP2006513391A (en) | Refrigeration method and production of liquefied natural gas | |
| MX2013014870A (en) | Process for liquefaction of natural gas. | |
| CN103629854A (en) | Ammonia and lithium bromide integrated absorption refrigeration device driven by heating medium water and method | |
| CN103438598B (en) | Based on folding type cooling system and the method for just inverse circulation coupling | |
| CN114279254B (en) | Flue gas waste heat utilization and carbon dioxide capturing and recycling process | |
| JP3640023B2 (en) | Emission CO2 recovery system | |
| JP2005134036A (en) | Air separator, and its operating method | |
| CN107683397B (en) | Liquefaction of industrial and hydrocarbon gases | |
| CN106958987A (en) | A kind of air pre-dehumidified separated for air and chilldown system | |
| CN117308171A (en) | Air compression-heating combined system based on absorption heat pump precooling | |
| RU2378590C1 (en) | Carbon dioxide liquefaction line | |
| RU2380629C1 (en) | Carbon dioxide liquefaction plant | |
| RU2376537C1 (en) | Carbon dioxide liquefying method | |
| RU2380628C1 (en) | Carbon dioxide liquefaction plant | |
| CN113339696A (en) | Carbon dioxide pressurizing storage device and method | |
| RU96416U1 (en) | COMPLEX FOR AUTONOMOUS PRODUCTION OF LIQUID LOW-TEMPERATURE CARBON DIOXIDE AND GAS-NITROGEN, AND ALSO LIQUID OXYGEN OR NITROGEN | |
| CN203572091U (en) | Heating-medium-water-driving ammonia and lithium bromide integrated absorption refrigeration device | |
| CN113883739B (en) | A CO2 pressurized storage device with combined absorption refrigeration and organic Rankine cycle | |
| CN118031530A (en) | A device for producing liquid using flue gas with low energy consumption and a method for using the same | |
| CN102997617A (en) | Method and device for production of pressurized oxygen by low-temperature fractionation of air | |
| CN116878218A (en) | Method and device for purifying liquefied carbon dioxide from industrial tail gas | |
| CA3224829A1 (en) | Integrated refrigeration system of a liquefied natural gas production plant comprising a carbon capture unit | |
| US11408674B2 (en) | System for treating and cooling a hydrocarbon stream |