RU2838741C1 - Energy-saving urea production system - Google Patents
Energy-saving urea production system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2838741C1 RU2838741C1 RU2024118073A RU2024118073A RU2838741C1 RU 2838741 C1 RU2838741 C1 RU 2838741C1 RU 2024118073 A RU2024118073 A RU 2024118073A RU 2024118073 A RU2024118073 A RU 2024118073A RU 2838741 C1 RU2838741 C1 RU 2838741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- medium
- liquid
- column
- low
- Prior art date
Links
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 title claims abstract description 75
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 99
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 90
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 72
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 50
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 41
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 31
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 31
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 20
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 17
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims description 5
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 description 30
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 7
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000006297 carbonyl amino group Chemical group [H]N([*:2])C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к области химического оборудования, а именно касается энергосберегающей технологической системы получения мочевины с использованием аммиака и СО2 в качестве сырья.The invention relates to the field of chemical equipment, namely, concerns an energy-saving technological system for producing urea using ammonia and CO2 as raw materials.
Уровень техникиState of the art
Промышленное производство мочевины использует газообразный CO2 и жидкий аммиак в качестве сырья и перерабатывает их в продукты мочевины посредством синтеза под высоким давлением, разложения и рекуперации при среднем и/или низком давлении, вакуумной концентрации и грануляции.Industrial urea production uses gaseous CO2 and liquid ammonia as raw materials and processes them into urea products through high-pressure synthesis, medium and/or low-pressure decomposition and recovery, vacuum concentration and granulation.
Синтез мочевины из CO2 и жидкого аммиака под высоким давлением делится на две стадии. Первая стадия — это реакция NH3 и CO2 с образованием промежуточного продукта — карбамата аммония (называемого карбаматом). Эта реакция представляет собой быструю экзотермическую реакцию. Вторая стадия — это реакция дегидратации карбамата аммония до мочевины. Данная реакция представляет собой медленную эндотермическую реакцию. Реакции этих двух стадий являются обратимыми равновесными реакциями. Формула реакции и теплота реакции следующие:The synthesis of urea from CO 2 and liquid ammonia under high pressure is divided into two stages. The first stage is the reaction of NH 3 and CO 2 to form an intermediate product, ammonium carbamate (called carbamate). This reaction is a fast exothermic reaction. The second stage is the dehydration reaction of ammonium carbamate to urea. This reaction is a slow endothermic reaction. The reactions of these two stages are reversible equilibrium reactions. The reaction formula and heat of reaction are as follows:
В приведенных выше реакций двух стадий формула реакции второй стадии является стадией контроля всего синтеза мочевины. Поскольку аммиак легко растворяется в воде и легко восстанавливается, в реальном промышленном производстве используют избыток аммиака, то есть мольное соотношение между аммиаком и CO2 в реакции синтеза превышает 2. Поскольку формула реакции синтеза представляет собой обратимую равновесную реакцию, здесь существует проблема скорости равновесной конверсии, которую обычно калибруют по скорости конверсии CO2. Согласно принципу фазового равновесия степень свободы реакции синтеза мочевины равна 3, то есть на реакцию синтеза мочевины влияют три переменные. В промышленном производстве температуру, мольное соотношение между аммиаком и СО2 и мольное соотношение между водой и CO2 используют в качестве управляющих переменных реакции синтеза мочевины. Для получения готовой продукции мочевины необходимо переработать карбамат, используемый для получения мочевины в процессе синтеза мочевины. В промышленности принцип процесса заключается в том, чтобы сначала разложить карбамат в растворе синтеза на NH3 и CO2, а затем рекуперировать NH3 и CO2. Различные процессы разложения и рекуперации образуют разные процессы производства мочевины.In the above two-stage reactions, the second-stage reaction formula is the control step of the entire urea synthesis. Since ammonia is easily soluble in water and easily reduced, excess ammonia is used in actual industrial production, that is, the molar ratio between ammonia and CO2 in the synthesis reaction is greater than 2. Since the synthesis reaction formula is a reversible equilibrium reaction, there is a problem of the equilibrium conversion rate, which is usually calibrated by the conversion rate of CO2 . According to the phase equilibrium principle, the degree of freedom of the urea synthesis reaction is 3, that is, the urea synthesis reaction is affected by three variables. In industrial production, temperature, the molar ratio between ammonia and CO2 , and the molar ratio between water and CO2 are used as the control variables of the urea synthesis reaction. In order to obtain the finished urea product, it is necessary to process the carbamate used to obtain urea in the urea synthesis process. In industry, the process principle is to first decompose the carbamate in the synthesis solution into NH3 and CO2 , and then recover NH3 and CO2 . Different decomposition and recovery processes form different urea production processes.
Согласно основным принципам синтеза мочевины, весь процесс синтеза мочевины представляет собой экзотермическую реакцию. Однако, поскольку химическая реакция синтеза мочевины является обратимой равновесной реакцией, существуют ограничения на скорость равновесной конверсии при различных давлениях синтеза. Те карбаматы, из которых не получают мочевину, необходимо разлагать и рекуперировать. В этом случае разложение является эндотермической реакцией, а рекуперация — экзотермической реакцией. Процесс разложения потребляет энергию высокого класса, в то время как процесс рекуперации выделяет тепло низкого класса. Различия между различными производственными процессами в основном отражаются в технологическом процессе и типе оборудования. Существуют различия в энергопотреблении, сложности эксплуатации и уровне инвестиций.According to the basic principles of urea synthesis, the entire urea synthesis process is an exothermic reaction. However, since the chemical reaction of urea synthesis is a reversible equilibrium reaction, there are limits on the rate of equilibrium conversion at different synthesis pressures. Those carbamates from which urea is not obtained must be decomposed and recovered. In this case, decomposition is an endothermic reaction, and recovery is an exothermic reaction. The decomposition process consumes high-grade energy, while the recovery process releases low-grade heat. The differences between different production processes are mainly reflected in the technological process and the type of equipment. There are differences in energy consumption, operational complexity, and investment level.
В настоящее время основными процессами производства мочевины являются следующие: стриппинг-процесс CO2 голландской компании Stamicarbon, процесс отпарки аммиака итальянской компании Saipem (ранее технология Snamprogetti), процесс ACES21 японской компании TOYO и др. Среди них, стриппинг-процесс CO2 голландской компании Stamicarbon больше всего распространен.Currently, the main processes for producing urea are the following: the CO2 stripping process of the Dutch company Stamicarbon, the ammonia stripping process of the Italian company Saipem (formerly Snamprogetti technology), the ACES21 process of the Japanese company TOYO, etc. Among them, the CO2 stripping process of the Dutch company Stamicarbon is the most widespread.
В традиционном процессе отпарки CO2 жидкий аммиак и газообразный CO2 подвергаются сжатию и направляются в колонну синтеза мочевины (давление 13,5-15 МПа асб.) для синтеза мочевины. Раствор мочевины на выходе колонны синтеза мочевины содержит карбамат аммония (китайское сокращение: карбамат). Данный раствор перерабатывают в твердые продукты мочевины путем разложения и рекуперации под высоким давлением (давление 13,5-15 МПа асб.), разложения и рекуперации под низком давлением (давление 0,3-0,4 МПа асб.), вакуумного концентрирования и грануляции. Разложение под высоком давлением выполняют с помощью пара среднего давления 2,3 МПа асб. для нагревания, а разложение под низком давлением и вакуумное концентрирование выполняют с помощью пара низкого давления 0,45 МПа асб., вырабатываемым системой рекуперации высокого давления, для нагревания.In the traditional CO2 stripping process, liquid ammonia and gaseous CO2 are compressed and sent to the urea synthesis column (pressure 13.5-15 MPa asb.) to synthesize urea. The urea solution at the outlet of the urea synthesis column contains ammonium carbamate (Chinese abbreviation: carbamate). This solution is processed into solid urea products through high-pressure decomposition and recovery (pressure 13.5-15 MPa asb.), low-pressure decomposition and recovery (pressure 0.3-0.4 MPa asb.), vacuum concentration and granulation. High-pressure decomposition is carried out by medium-pressure steam of 2.3 MPa asb. for heating, and low pressure decomposition and vacuum concentration are performed using low pressure steam of 0.45 MPa asbestos generated by the high pressure recovery system for heating.
Согласно основному принципу синтеза мочевины, реакция образования карбамата аммония на первом этапе представляет собой быструю экзотермическую реакцию. Низкое молярное соотношение NH3/CO2 и высокое молярное соотношение H2O/CO2 могут повысить температуру конденсации карбамата аммония и привести к образованию больше побочных продуктов, т.е., насыщенных паров более высокого давления. Второй этап реакции получения мочевины требует высокого молярного соотношения NH3/CO2 и низкого молярного соотношения H2O/CO2, что полезно для улучшения скорости равновесной конверсии синтеза, иными словами, реакция конденсации карбамата аммония и реакция образования мочевины требуют разных оптимальных условий процесса. Таким образом, основываясь на основном принципе двухстадийной реакции синтеза мочевины, синтез мочевины под высоким давлением представляет собой технологическую схему, в которой конденсацию и реакцию осуществляют при соответствующем ближайшем молярном соотношении NH3/CO2 и H2O/CO2, что может увеличить давление парового побочного продукта и скорость синтетической конверсии для достижения цели экономии энергии. В традиционном методе отпарки CO2 в технологической установке для производства мочевины, поскольку сырьевой жидкий аммиак и CO2 под высоким давлением конденсируют в карбаматном конденсаторе под высоким давлением, газовая и жидкая фазы поступают в колонну синтеза мочевины, молярное соотношение NH3/CO2 и молярное соотношение H2O/CO2 конденсации и реакции равны. Итак конденсация и реакция не находятся в оптимальных условиях процесса, давление парового побочного продукта низкое, степень конверсии синтеза низкая, а потребление пара в производстве мочевины высока.According to the basic principle of urea synthesis, the reaction of ammonium carbamate formation in the first step is a fast exothermic reaction. Low NH3 / CO2 molar ratio and high H2O / CO2 molar ratio can increase the condensation temperature of ammonium carbamate and lead to the formation of more by-products, i.e., higher pressure saturated vapor. The second step of urea reaction requires high NH3 / CO2 molar ratio and low H2O / CO2 molar ratio, which is beneficial to improve the equilibrium conversion rate of the synthesis, in other words, the condensation reaction of ammonium carbamate and the reaction of urea formation require different optimum process conditions. Therefore, based on the basic principle of two-step urea synthesis reaction, high-pressure urea synthesis is a process scheme in which condensation and reaction are carried out under the appropriate nearest molar ratio of NH3 / CO2 and H2O / CO2 , which can increase the by-product steam pressure and the synthetic conversion rate to achieve the purpose of saving energy. In the traditional CO2 stripping method in urea production process plant, since the raw liquid ammonia and high-pressure CO2 are condensed in the high-pressure carbamate condenser, the gas and liquid phases enter the urea synthesis column, the NH3 / CO2 molar ratio and the H2O / CO2 molar ratio of condensation and reaction are equal. So the condensation and reaction are not under the optimal process conditions, the by-product steam pressure is low, the synthesis conversion rate is low, and the steam consumption in urea production is high.
Обычно в технологической установке для отпарки CO2 пар среднего давления (2,3 МПа асб.) в основном используют для нагрева отпарной колонны CO2 высокого давления и нагрева гидролизера мочевины системы очистки технологического конденсата. Его расход составляет примерно 1 000 кг/т мочевины. Часть пара низкого давления 0,45 МПа асб., вырабатываемый карбаматным конденсатором высокого давления, используют для самой системы, и около 200 кг/т пара мочевины низкого давления должно быть отправлено вне схемы. Как правило, сеть паропроводов низкого давления на заводах по производству аммиака и мочевины должна иметь давление не менее 0,5 МПа изб. Пар низкого давления 0,45 МПа асб., производимый установкой производства мочевины, имеет низкое качество и не может быть включен в сеть паропроводов низкого давления. что затрудняет его повторное использование, даже если его подают в паровую турбину компрессора CO2 (компрессор с приводом от паровой турбины), эффективность также очень низка, а также требуется большое количество дополнительной оборотной воды для охлаждения. Некоторым заводам пришлось его сбросить, и он был потрачен впустую.Generally, in the CO2 stripping process unit, the medium-pressure steam (2.3 MPa asb.) is mainly used to heat the high-pressure CO2 stripping column and heat the urea hydrolyzer of the process condensate purification system. Its consumption is about 1,000 kg/t urea. Part of the low-pressure steam of 0.45 MPa asb. generated by the high-pressure carbamate condenser is used for the system itself, and about 200 kg/t of the low-pressure urea steam needs to be sent outside the circuit. Generally, the low-pressure steam pipeline network in the ammonia and urea plants should have a pressure of at least 0.5 MPa g. The low-pressure steam of 0.45 MPa asb. generated by the urea plant is of poor quality and cannot be included in the low-pressure steam pipeline network. which makes it difficult to reuse, even if it is fed to the steam turbine of the CO2 compressor (steam turbine driven compressor), the efficiency is also very low, and a large amount of additional recycled water is required for cooling. Some plants had to dump it and it was wasted.
В настоящее время, ввиду высокого энергопотребления технологической установки для отпарки CO2, была изобретена энергосберегающая система производства мочевины, позволяющая снизить энергозатраты производства мочевины.At present, due to the high energy consumption of the CO2 stripping process plant, an energy-saving urea production system has been invented to reduce the energy consumption of urea production.
Содержание изобретенияContents of the invention
Целью настоящего изобретения является создание энергосберегающей системы производства мочевины с учетом недостатков существующей технологии.The aim of the present invention is to create an energy-saving system for the production of urea taking into account the shortcomings of the existing technology.
Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении используют следующее техническое решение: энергосберегающая система производства мочевины, которая характеризуется тем, что включает в себя: первую колонну синтеза, вторую колонну синтеза, отпарную колонну, карбаматный конденсатор высокого давления, скруббер высокого давления, систему разложения среднего давления, систему разложения низкого давления, вакуумный предконцентратор и систему испарительного концентрирования и грануляции;In order to achieve the above-mentioned objective, the present invention uses the following technical solution: an energy-saving urea production system, which is characterized in that it includes: a first synthesis column, a second synthesis column, a stripping column, a high-pressure carbamate condenser, a high-pressure scrubber, a medium-pressure decomposition system, a low-pressure decomposition system, a vacuum preconcentrator, and an evaporative concentration and granulation system;
Первую колонну синтеза используют для проведения реакции синтеза мочевины между сырьевым жидким аммиаком и газообразным CO2. Синтетическая жидкость поступает в отпарную колонну и отпаривается под газом CO2. Газовый поток в первой колонне синтеза после отпарки объединяют и подают в нижнюю часть карбаматного конденсатора высокого давления, смешивают с жидкой фазой из скруббера высокого давления в карбаматном конденсаторе для реакции с образованием карбамата аммония. Выходящий из верхней части карбаматного конденсатора поток подают во вторую колонну синтеза для реакции синтеза мочевины, газовый поток второй колонны синтеза поступает в скруббер высокого давления сверху для промывки, а жидкий поток поступает в первую колонну синтеза для участия в реакции синтеза мочевины;The first synthesis column is used to carry out the urea synthesis reaction between raw liquid ammonia and gaseous CO 2 . The synthetic liquid enters the stripping column and is stripped under CO 2 gas. The gas stream in the first synthesis column after stripping is combined and fed to the bottom of the high-pressure carbamate condenser, mixed with the liquid phase from the high-pressure scrubber in the carbamate condenser for a reaction to form ammonium carbamate. The stream leaving the top of the carbamate condenser is fed to the second synthesis column for the urea synthesis reaction, the gas stream of the second synthesis column enters the high-pressure scrubber from above for washing, and the liquid stream enters the first synthesis column to participate in the urea synthesis reaction;
Выходящая жидкость из отпарной колонны последовательно поступает в систему разложения среднего давления, систему разложения низкого давления и вакуумный предконцентратор для дальнейшей реакции и концентрирования. Моча, концентрированная в вакуумном предконцентраторе, отправляется в систему испарительного концентрирования и гранулирования для дальнейшего концентрирования и гранулирования.The discharge liquid from the stripping column is successively sent to the medium-pressure decomposition system, low-pressure decomposition system and vacuum preconcentrator for further reaction and concentration. The urine concentrated in the vacuum preconcentrator is sent to the evaporative concentration and granulation system for further concentration and granulation.
Далее, карбаматный конденсатор высокого давления, вторая колонна синтеза и скруббер высокого давления могут быть независимыми установками или могут быть расположены в объединенной колонне синтеза снизу вверх. Данная комбинированная колонна синтеза имеет секцию конденсации высокого давления в нижней части, секцию синтеза мочевины в середине и секцию промывки высокого давления в верхней части. В указанной секции конденсации высокого давления используют трубчатый теплообменник. Указанная реакционная секция имеет не менее 1 тарелки. В указанной секции промывки высокого давления устанавливают насадки. Секция конденсации высокого давления и секция синтеза мочевины напрямую соединены трубной решеткой, а жидкость из секции промывки высокого давления поступает в нижнюю часть секции конденсации высокого давления в нижней части аппарата по встроенному трубопроводу.Further, the high-pressure carbamate condenser, the second synthesis column and the high-pressure scrubber may be independent units or may be located in a combined synthesis column from the bottom up. This combined synthesis column has a high-pressure condensation section at the bottom, a urea synthesis section in the middle and a high-pressure washing section at the top. A tubular heat exchanger is used in said high-pressure condensation section. Said reaction section has at least 1 plate. Packings are installed in said high-pressure washing section. The high-pressure condensation section and the urea synthesis section are directly connected by a tube sheet, and liquid from the high-pressure washing section enters the lower part of the high-pressure condensation section at the bottom of the apparatus through an integrated pipeline.
Далее, данная система дополнительно включает эжектор карбамата. Данный эжектор карбамата приводят в действие жидким аммиаком высокого давления и используют для подачи жидких материалов во второй колонне синтеза в первую колонну синтеза после повышения давления.Further, this system additionally includes a carbamate ejector. This carbamate ejector is driven by high-pressure liquid ammonia and is used to feed liquid materials in the second synthesis column to the first synthesis column after increasing the pressure.
Далее, данная энергосберегающая система производства мочевины дополнительно включает в себя систему рекуперации среднего давления и систему рекуперации низкого давления. Газовую фазу, образованную в указанной системе разложения среднего давления, подают в систему рекуперации среднего давления для дальнейшей конденсации в раствор карбамата аммония после ее рекуперации в межтрубном пространстве вакуумного преконцентратора и конденсации тепла. Выпускаемый из системы рекуперации среднего давления раствор карбамата аммония поступает в скруббер высокого давления для промывки поступающей газовой фазы. Газовая фаза и отходящий газ из скруббера высокого давления поступает в систему рекуперации низкого давления для рекуперации. Рекуперированный раствор карбамата аммония поступает на сторону кожуха вакуумного преконцентратора на конденсацию тепла после повышения давления.Further, this energy-saving urea production system additionally includes a medium-pressure recovery system and a low-pressure recovery system. The gas phase formed in the said medium-pressure decomposition system is fed to the medium-pressure recovery system for further condensation into an ammonium carbamate solution after its recovery in the inter-tube space of the vacuum preconcentrator and heat condensation. The ammonium carbamate solution discharged from the medium-pressure recovery system enters the high-pressure scrubber for washing the incoming gas phase. The gas phase and the exhaust gas from the high-pressure scrubber enter the low-pressure recovery system for recovery. The recovered ammonium carbamate solution enters the shell side of the vacuum preconcentrator for heat condensation after increasing the pressure.
Далее, данная система рекуперации среднего давления включает в себя карбаматный конденсатор среднего давления и бак уровня жидкости карбаматного конденсатора среднего давления. Газожидкостную смесь со стороны кожуха секции рекуперации тепла вакуумного преконцентратора дополнительно конденсируют в карбаматном конденсаторе среднего давления. Газожидкостная смесь после конденсации поступает в бак уровня жидкости карбаматного конденсатора среднего давления на сепарацию. Выделенная жидкая фаза поступает в скруббер высокого давления, а газовая фаза поступает в систему рекуперации низкого давления после снижения давления.Further, this medium pressure recovery system includes a medium pressure carbamate condenser and a medium pressure carbamate condenser liquid level tank. The gas-liquid mixture from the side of the casing of the heat recovery section of the vacuum preconcentrator is additionally condensed in the medium pressure carbamate condenser. The gas-liquid mixture after condensation enters the medium pressure carbamate condenser liquid level tank for separation. The separated liquid phase enters the high pressure scrubber, and the gas phase enters the low pressure recovery system after pressure reduction.
Далее, нагреватель колонны разложения среднего давления выполнен двухступенчатым и выполняет нагревание с помощью парового конденсата, нагретого на паровой стороне отпарной колонны и побочного продукта в виде пара низкого давления карбаматного конденсатора высокого давления.Further, the heater of the medium-pressure decomposition column is designed as a two-stage heater and performs heating using the steam condensate heated on the steam side of the stripping column and the by-product in the form of low-pressure steam of the high-pressure carbamate condenser.
Далее, система рекуперации низкого давления включает в себя аппарат разложения низкого давления и карбаматн конденсатор низкого давления;Next, the low pressure recovery system includes a low pressure decomposition apparatus and a low pressure carbamate condenser;
Аппарат разложения низкого давления используют для нагрева входящего побочного продукта в виде пара низкого давления карбаматного конденсатора высокого давления и газовой фазы системы рекуперации среднего давления. После того, как образованную газовую фазу разложения низкого давления конденсируют с помощью карбаматного конденсатора низкого давления. Жидкость карбамата поступает на сторону кожуха вакуумного преконцентратора в качестве абсорбирующей жидкости после конденсации.The low-pressure decomposition apparatus is used to heat the incoming by-product low-pressure steam of the high-pressure carbamate condenser and the gas phase of the medium-pressure recovery system. After the formed low-pressure decomposition gas phase is condensed by the low-pressure carbamate condenser. The carbamate liquid enters the shell side of the vacuum preconcentrator as an absorbent liquid after condensation.
Далее, поток материала жидкой фазы выделяют из трубы для выпуска жидкости первой колонны синтеза. Давление отводимого материала жидкой фазы снижают до 1,0-3,0 МПа асб. с помощью редукционного клапана, отводимый материал составляет 0-50% от массы материала жидкой фазы. Давение жидкого материала из отпарной колонны снижают до 1,0-3,0 МПа асб. с помощью редукционного клапана. Эти два потока объединяют и направляют в систему разложения среднего давления.Next, the liquid phase material flow is separated from the liquid discharge pipe of the first synthesis column. The pressure of the liquid phase material being separated is reduced to 1.0-3.0 MPa asb. by means of a pressure reducing valve, the separated material is 0-50% of the liquid phase material mass. The pressure of the liquid material from the stripping column is reduced to 1.0-3.0 MPa asb. by means of a pressure reducing valve. These two flows are combined and sent to the medium pressure decomposition system.
Далее, система также включает в себя компрессор CO2 для генерации CO2 среднего и высокого давления.Furthermore, the system also includes a CO2 compressor to generate medium and high pressure CO2 .
Далее, 75-95(об.)% CO2 высокого давления направляют в отпарную колонну, а 5-25(об.)% направляют в первую колонну синтеза для поддержания теплового баланса в первой колонне синтеза.Next, 75-95(vol)% of high pressure CO2 is sent to the stripping column, and 5-25(vol)% is sent to the first synthesis column to maintain the heat balance in the first synthesis column.
Учитывая высокое энергопотребление традиционного технологической установки для отпарки CO2, в этой заявке была изобретена низкоэнергетическая технологическая система мочевины с точки зрения снижения энергопотребления и основанная на основном принципе двухстадийной реакции при синтезе мочевины. Устанавливают две колонны синтеза мочевины так, чтобы реакцию первого этапа и реакцию второго этапа синтеза мочевины проводили в оптимальных условиях процесса соответственно, получая более высокую степень конверсии синтеза и побочный продукт в виде насыщенного пара под более высоким давлением. Кроме того, побочный продукт в виде насыщенного пара можно использовать в системе разложения среднего давления. Вторая колонна синтеза отводит часть материала в систему разложения среднего давления, снижая нагрузку на отпарную колонну и, таким образом, уменьшая потребление пара среднего давления. Давление парового побочного продукта в карбаматном конденсаторе высокого давления увеличивают с 0,45 МПа асб. перед преобразованием до более чем 0,60 МПа асб., а степень конверсии в колонне синтеза может быть увеличена с 58-60% до 60-63%. В то же время устанавливают систему разложения среднего давления для отвода нагрузки отпарной колонны, а побочный продукт в виде насыщенного пара низкого давления карбаматного конденсатора высокого давления, полностью используют, так что нагрузка модифицированной отпарной колонны и карбаматного конденсатора высокого давления уменьшают, что может не только значительно снижает потребление пара среднего давления, но и увеличивает мощность существующей традиционной установки отпарки мочевины из CO2 и снижает расход среднего давления одновременно за счет модернизации.Considering the high energy consumption of the conventional CO2 stripping process unit, a low-energy urea process system was invented in this application from the viewpoint of reducing energy consumption and based on the basic principle of a two-stage reaction in urea synthesis. Two urea synthesis columns are installed so that the first-stage reaction and the second-stage reaction of urea synthesis are carried out under optimal process conditions respectively, obtaining a higher synthesis conversion degree and a by-product saturated steam under a higher pressure. In addition, the by-product saturated steam can be used in a medium-pressure decomposition system. The second synthesis column discharges a part of the material to the medium-pressure decomposition system, reducing the load on the stripping column and thus reducing the consumption of medium-pressure steam. The pressure of the steam by-product in the high-pressure carbamate condenser is increased from 0.45 MPa asb. before conversion to more than 0.60 MPa asb., and the conversion rate of the synthesis column can be increased from 58-60% to 60-63%. At the same time, a medium-pressure decomposition system is installed to remove the load of the stripping column, and the by-product low-pressure saturated steam of the high-pressure carbamate condenser is fully utilized, so that the load of the modified stripping column and the high-pressure carbamate condenser is reduced, which can not only greatly reduce the consumption of medium-pressure steam, but also increase the capacity of the existing conventional CO2 urea stripping plant and reduce the medium-pressure consumption at the same time through the upgrading.
75-95(об.)% CO2 высокого давления из компрессора CO2 направляют в отпарную колонну, а 5-25(об.)% направляют в первую колонну синтеза для поддержания теплового баланса в первой колонне синтеза. Давление материала жидкой фазы, отводимого из трубы для выпуска жидкости первой колонны синтеза, снижают до 1,0-3,0 МПа асб. с помощью редукционного клапана, отводимый материал составляет 0-50(масс.)%. Давление жидкого материала из отпарной колонны снижают до 1,0-3,0 МПа асб. с помощью редукционного клапана. Эти два потока объединяют и направляют в систему разложения среднего давления. В качестве источника тепла в колонне разложения среднего давления используют нагретый паровой конденсат на паровой стороне отпарной колонны и побочный продукт в виде пара низкого давления из карбаматного конденсатора высокого давления. Газ CO2 среднего давления, извлекаемый из компрессора CO2 направляют в нижнюю часть колонны разложения среднего давления в качестве отпарного газа. Образованные газы NH3 и CO2, а также жидкость карбамата из карбаматного конденсатора низкого давления в системе рекуперации низкого давления поступают в секцию рекуперации тепловой энергии на стороне кожуха вакуумного преконцентратора, где их конденсируют и поглощают. А тепло конденсации используют для нагрева раствора мочевины на трубной стороне. Таким образом, осуществляют рекуперацию тепла конденсации. Газожидкостную смесь, выходящую из кожуха вакуумного преконцентратора, дополнительно конденсируют в карбаматном конденсаторе среднего давления. Газожидкостную смесь разделяют в баке уровня жидкости карбаматного конденсатора среднего давления. Карбамат поступает в скруббер высокого давления после нагнетания карбаматным насосом высокого давления, а газовая фаза поступает в карбаматный конденсатор низкого давления системы рекуперации низкого давления после снижения давления.75-95(vol)% of high-pressure CO2 from the CO2 compressor is sent to the stripping column, and 5-25(vol)% is sent to the first synthesis column to maintain heat balance in the first synthesis column. The pressure of the liquid phase material withdrawn from the liquid outlet pipe of the first synthesis column is reduced to 1.0-3.0 MPa asb. using a pressure-reducing valve, the withdrawn material is 0-50(wt)%. The pressure of the liquid material from the stripping column is reduced to 1.0-3.0 MPa asb. using a pressure-reducing valve. These two streams are combined and sent to the medium-pressure decomposition system. The heated steam condensate on the steam side of the stripping column and the by-product in the form of low-pressure steam from the high-pressure carbamate condenser are used as a heat source in the medium-pressure decomposition column. The medium-pressure CO 2 gas extracted from the CO 2 compressor is sent to the lower part of the medium-pressure decomposition column as stripping gas. The formed NH 3 and CO 2 gases, as well as the carbamate liquid from the low-pressure carbamate condenser in the low-pressure recovery system, enter the heat energy recovery section on the shell side of the vacuum preconcentrator, where they are condensed and absorbed. And the condensation heat is used to heat the urea solution on the tube side. Thus, the condensation heat is recovered. The gas-liquid mixture leaving the shell of the vacuum preconcentrator is additionally condensed in the medium-pressure carbamate condenser. The gas-liquid mixture is separated in the liquid level tank of the medium-pressure carbamate condenser. The carbamate enters the high-pressure scrubber after being pumped by the high-pressure carbamate pump, and the gas phase enters the low-pressure carbamate condenser of the low-pressure recovery system after the pressure is reduced.
Система разложения среднего давления включает в себя колонну разложения среднего давления и нагреватель колонны разложения среднего давления. Система рекуперации среднего давления включает в себя карбаматный конденсатор среднего давления и бак уровня жидкости карбаматного конденсатора среднего давления. Вакуумный предконцентратор представляет собой устройство рекуперации тепловой энергии. Сторона кожуха соединена с системой разложения среднего давления и системой рекуперации среднего давления. Трубчатая сторона соединена с системой разложения низкого давления и системой грануляции концентратора мочевины. Ключевым оборудованием системы разложения среднего давления является нагреватель колонны разложения среднего давления, который выполнен двухступенчатым (из верхней и нижней секций) и выполняет нагревание с помощью парового конденсата, нагретого на паровой стороне отпарной колонны и побочного продукта в виде пара низкого давления карбаматного конденсатора высокого давления. По принципу отпарки газа, CO2 среднего давления используют в качестве отпарного агента. Вводят определенное количество газа CO2 среднего давления в нижнюю часть колонны разложения среднего давления, чтобы могли разложить карбамат в растворе мочевины под давлением 1,0-3,0 МПа асб. и достигать требуемой скорости разложения карбамата, и нагревать среду на стороне кожуха нагревательной секции колонны разложения среднего давления с помощью побочного продукта карбаматного конденсатора высокого давления в виде пара низкого давления, и разумно утилизировать побочный продукт в виде пара низкого давления, тем самым снижая потребление пара среднего давления (2,3 МПа асб.).The medium-pressure decomposition system includes a medium-pressure decomposition column and a medium-pressure decomposition column heater. The medium-pressure recovery system includes a medium-pressure carbamate condenser and a liquid level tank of the medium-pressure carbamate condenser. The vacuum preconcentrator is a heat energy recovery device. The shell side is connected to the medium-pressure decomposition system and the medium-pressure recovery system. The tubular side is connected to the low-pressure decomposition system and the granulation system of the urea concentrator. The key equipment of the medium-pressure decomposition system is the medium-pressure decomposition column heater, which is designed as a two-stage (upper and lower sections) and performs heating using the steam condensate heated on the steam side of the stripping column and the by-product in the form of low-pressure steam of the high-pressure carbamate condenser. According to the principle of gas stripping, medium-pressure CO2 is used as a stripping agent. Introduce a certain amount of medium-pressure CO2 gas into the lower portion of the medium-pressure decomposition column so that it can decompose the carbamate in the urea solution under a pressure of 1.0-3.0 MPa asb and achieve a required carbamate decomposition rate, and heat the medium on the shell side of the heating section of the medium-pressure decomposition column with the by-product of the high-pressure carbamate condenser in the form of low-pressure steam, and reasonably utilize the by-product in the form of low-pressure steam, thereby reducing the consumption of medium-pressure steam (2.3 MPa asb).
Согласно расчетам, расход пара среднего давления (2,3 МПа абс., насыщенный пар) на тонну мочевины, производимой на установке производства мочевины, построенной с использованием технологической технологии настоящего изобретения, можно контролировать ниже 600 кг. По сравнению с традиционным методом отпарки CO2, данная установка производства мочевины может сэкономить примерно 400 кг пара. Если взять в качестве примера установку производства мочевины с годовой производительностью 500 тыс.тонн, ежегодно можно экономить около 200 тыс.тонн насыщенного пара (2,3 МПа абс.), и эффект энергосбережения очень очевиден.According to the calculation, the consumption of medium pressure steam (2.3 MPa abs., saturated steam) per ton of urea produced by the urea production plant constructed using the process technology of the present invention can be controlled below 600 kg. Compared with the traditional CO2 stripping method , this urea production plant can save about 400 kg of steam. Taking a urea production plant with an annual output of 500 thousand tons as an example, about 200 thousand tons of saturated steam (2.3 MPa abs.) can be saved annually, and the energy saving effect is very obvious.
Описание чертежейDescription of drawings
На фиг. 1 представлена структурная схема энергосберегающей системы производства мочевины согласно варианту реализации 1.Fig. 1 shows a structural diagram of an energy-saving system for producing urea according to embodiment 1.
На фиг. 2 представлена структурная схема энергосберегающей системы производства мочевины согласно варианту реализации 2.Fig. 2 shows a structural diagram of an energy-saving system for producing urea according to embodiment 2.
На фиг. 3 представлена структурная схема комбинированной колонны синтеза.Fig. 3 shows the structural diagram of the combined synthesis column.
Подробные способы реализацииDetailed implementation methods
Чтобы дать возможность специалистам в области техники лучше понять решение настоящей заявки, техническое решение в варианте реализации настоящей заявки будет четко и полностью описано ниже вместе с чертежами в варианте реализации настоящей заявки. Очевидно, что описанные варианты реализации являются лишь частью вариантов реализации настоящей заявки, а не всеми вариантами реализации. На основе вариантов реализации настоящей заявки все другие варианты реализации, полученные специалистами в данной области техники без творческих усилий, должны подпадать под объем охраны данной заявки.In order to enable those skilled in the art to better understand the solution of the present application, the technical solution in the embodiment of the present application will be clearly and completely described below together with the drawings in the embodiment of the present application. It is obvious that the described embodiments are only a part of the embodiments of the present application, and not all the embodiments. Based on the embodiments of the present application, all other embodiments obtained by those skilled in the art without creative efforts shall fall within the scope of protection of this application.
Следует отметить, что термины «включающий» и «имеющий» и любые их вариации в описании и формуле изобретения настоящей заявки и вышеупомянутых чертежах предназначены для охвата неисключительного включения, например, процесс, способ, система, продукт или оборудование, включающее серии стадий или блоков, не обязательно ограничивается теми, которые четко перечислены, но может включать другие стадии или блоки, которые четко не перечислены или которые присущи этим процессам, способам, продуктам или оборудованию.It should be noted that the terms "including" and "having" and any variations thereof in the description and claims of the present application and the above-mentioned drawings are intended to cover a non-exclusive inclusion, for example, a process, method, system, product or equipment comprising a series of steps or units is not necessarily limited to those that are expressly listed, but may include other steps or units that are not expressly listed or that are inherent in these processes, methods, products or equipment.
Вариант реализации 1Implementation option 1
По фиг. 1, энергосберегающая система производства мочевины включает в себя: первую колонну синтеза 1, вторую колонну синтеза 6, отпарную колонну 2, карбаматный конденсатор высокого давления 3, скруббер высокого давления 4, систему разложения среднего давления 7, систему рекуперации среднего давления 8, систему разложения низкого давления 10, система рекуперации низкого давления 11, вакуумный предконцентратор 9, система испарительного концентрирования и грануляции 12, эжектор карбамата 5.According to Fig. 1, the energy-saving urea production system includes: a first synthesis column 1, a second synthesis column 6, a stripping column 2, a high-pressure carbamate condenser 3, a high-pressure scrubber 4, a medium-pressure decomposition system 7, a medium-pressure recovery system 8, a low-pressure decomposition system 10, a low-pressure recovery system 11, a vacuum preconcentrator 9, an evaporative concentration and granulation system 12, a carbamate ejector 5.
Большая часть газа CO2 под высоким давлением из компрессора CO2 поступает в отпарную колонну 2, которую используют для отпарки синтетической жидкости из первой колонны синтеза 1. Отпаренная газовая фаза поступает в нижнюю часть карбаматного конденсатора высокого давления 3, смешивается с жидкой фазой скруббера высокого давления 5 и реагирует в карбаматном конденсаторе высокого давления с получением карбамата. При этом выделяется большое количество тепла и удаляется питательной водой котла со стороны кожуха и используется для производства побочного продукта в виде пара низкого давления. Газожидкостная смесь, выходящая из верха карбаматного конденсатора высокого давления 3, поступает во вторую колонну синтеза 6 снизу по трубопроводу, и реакция получения мочевины осуществляется во второй колонне синтеза 6. Синтетическая жидкость, выходящая из верхней части второй колонны синтеза 6, поступает в первую колонну синтеза 1 после повышения давления через карбаматный эжектор 5. Газовая фаза поступает в скруббер высокого давления 4, где выполняют промывку жидкостью карбамата высокого давления из системы рекуперации среднего давления 8 в скруббере высокого давления 4. Хвостовой газ высокого давления после промывки поступает в последующую систему рекуперации низкого давления 11, а жидкая фаза самотеком стекает на дно карбаматный конденсатор высокого давления 3. Верхняя жидкая фаза первой колонны синтеза 1 самотеком поступает в отпарную колонну 2, а газовая фаза поступает в нижнюю часть карбаматного конденсатора высокого давления 3 вместе с газовой фазой из отпарной колонны 2.Most of the high-pressure CO2 gas from the CO2 compressor enters the stripper 2, which is used to strip the synthetic liquid from the first synthesis column 1. The stripped gas phase enters the lower part of the high-pressure carbamate condenser 3, mixes with the liquid phase of the high-pressure scrubber 5 and reacts in the high-pressure carbamate condenser to produce carbamate. In this case, a large amount of heat is released and is removed by the boiler feedwater from the shell side and is used to produce a by-product in the form of low-pressure steam. The gas-liquid mixture leaving the top of the high-pressure carbamate condenser 3 enters the second synthesis column 6 from below through a pipeline, and the urea production reaction is carried out in the second synthesis column 6. The synthetic liquid leaving the top of the second synthesis column 6 enters the first synthesis column 1 after increasing the pressure through the carbamate ejector 5. The gas phase enters the high-pressure scrubber 4, where it is washed with high-pressure carbamate liquid from the medium-pressure recovery system 8 in the high-pressure scrubber 4. The high-pressure tail gas after washing enters the subsequent low-pressure recovery system 11, and the liquid phase flows by gravity to the bottom of the high-pressure carbamate condenser 3. The upper liquid phase of the first synthesis column 1 enters by gravity into the stripping column 2, and the gas phase enters the lower part of the high-pressure carbamate condenser pressure 3 together with the gas phase from the stripping column 2.
После того, как давление потока материала, отводимого из трубы выпуска жидкости первой колонны синтеза 1, снижается до 1,0-3,0 МПа абс. с помощью редукционного клапана, количество отведенных материалов составляет 0-50%. Эти материалы объединяют с материалами, выходящими из отпарной колонны 2 после снижения давления последних до 1,0-3,0 МПа абс. с помощью редукционного клапана. Затем все эти материалы отправляют в систему разложения среднего давления 7. Моча из системы разложения среднего давления 7 отправляют в систему разложения низкого давления 10 после снижения давления с помощью редукционного клапана. Разложенная газовая фаза под средним давлением проходит через вакуумный преконцентратор 9 для рекуперации тепла конденсации перед дальнейшей конденсацией в жидкость карбамата в системе рекуперации среднего давления 8. Газ CO2 среднего давления из граничной зоны поступает в систему разложения среднего давления 7 для регулирования мольного соотношения NH3/CO2 в системе рекуперации среднего давления 8.After the pressure of the material flow discharged from the liquid outlet pipe of the first synthesis column 1 is reduced to 1.0-3.0 MPa abs. by the pressure-reducing valve, the amount of the discharged materials is 0-50%. These materials are combined with the materials discharged from the stripping column 2 after the pressure of the latter is reduced to 1.0-3.0 MPa abs. by the pressure-reducing valve. Then, all these materials are sent to the medium-pressure decomposition system 7. Urine from the medium-pressure decomposition system 7 is sent to the low-pressure decomposition system 10 after the pressure is reduced by the pressure-reducing valve. The decomposed gas phase under medium pressure passes through a vacuum preconcentrator 9 to recover the heat of condensation before further condensation into carbamate liquid in the medium pressure recovery system 8. Medium pressure CO2 gas from the boundary zone enters the medium pressure decomposition system 7 to regulate the NH3 / CO2 molar ratio in the medium pressure recovery system 8.
Разложенная жидкая фаза низкого давления системы разложения низкого давления 10 поступает в вакуумный предконцентратор 9 после снижения давления с помощью редукционного клапанома. Теплоту конденсации разложенного газа под средним давлением системы разложения среднего давления 7 используют для концентрирования мочи, причем мочу концентрируют вакуумным предконцентратором 9 и направляют в систему последующего испарительного концентрирования и грануляции 12. Разложенный газ под низким давлением извлекают в системе рекуперации низкого давления 11, а извлеченную жидкость карбамата направляют на сторону кожуха вакуумного преконцентратора 9 после создания давления.The decomposed liquid phase of the low pressure of the low pressure decomposition system 10 enters the vacuum preconcentrator 9 after reducing the pressure using the pressure reducing valve. The heat of condensation of the decomposed gas under the medium pressure of the medium pressure decomposition system 7 is used to concentrate the urine, wherein the urine is concentrated by the vacuum preconcentrator 9 and sent to the system of subsequent evaporative concentration and granulation 12. The decomposed gas under low pressure is extracted in the low pressure recovery system 11, and the extracted carbamate liquid is sent to the side of the casing of the vacuum preconcentrator 9 after creating pressure.
Вариант реализации 2Implementation option 2
По фиг. 2, энергосберегающая система производства мочевины включает в себя: первую колонну синтеза 1, комбинированную колонну синтеза 13, отпарную колонну 2, систему разложения среднего давления 7, систему рекуперации среднего давления 8, систему разложения низкого давления 10, система рекуперации низкого давления 11, вакуумный предконцентратор 9, система испарительного концентрирования и грануляции 12, эжектор карбамата 5.According to Fig. 2, the energy-saving urea production system includes: a first synthesis column 1, a combined synthesis column 13, a stripping column 2, a medium-pressure decomposition system 7, a medium-pressure recovery system 8, a low-pressure decomposition system 10, a low-pressure recovery system 11, a vacuum preconcentrator 9, an evaporative concentration and granulation system 12, a carbamate ejector 5.
Большая часть газа CO2 под высоким давлением из компрессора CO2 поступает в отпарную колонну 2. Газ CO2 используют для отпарки синтетической жидкости из первой колонны синтеза 1. Отпаренная газовая фаза поступает в нижнюю часть комбинированной колонны синтеза 13 (внешний вид комбинированной колонны синтеза см. прилагаемую фигуру 3), смешивается с жидкой фазой из верхней промывочной секции комбинированной колонны синтеза 13 и подвергается реакции с образованием карбамата в нижней секции конденсации (секция А), и выделяет большое количество тепла, которое выделяется на стороне трубы питательной водой котла для получения побочного продукта в виде пара низкого давления. Синтетическая жидкость, выходящая из средней реакционной секции (секция B) комбинированной колонны синтеза 13, нагнетается эжектором карбамата 5 и затем направляется в первую колонну синтеза 1. Газовая фаза из средней реакционной секции (секция B) комбинированной колонны синтеза 13 непосредственно поступает в верхнюю секцию промывки высокого давления (секция С). На секции промывки высокого давления (секция С) данная газовая фаза промывается жидкостью карбамата высокого давления из системы рекуперации среднего давления 8. Хвостовой газ после промывки высокого давления поступает в последующее абсорбционное оборудование низкого давления, а жидкая фаза самотеком подается по встроенному трубопроводу в нижнюю часть секции конденсации (секция A) в нижней части комбинированной колонны синтеза 13. Верхняя жидкая фаза первой колонны синтеза 1 самотеком поступает в отпарную колонну 2, а ее газовая фаза вместе с газовой фазой из отпарной колонны 2 поступает в нижнюю часть комбинированной колонны синтеза 13.Most of the high-pressure CO2 gas from the CO2 compressor enters the stripping column 2. The CO2 gas is used to strip the synthetic liquid from the first synthesis column 1. The stripped gas phase enters the lower portion of the combined synthesis column 13 (for the appearance of the combined synthesis column, see the attached figure 3), mixes with the liquid phase from the upper wash section of the combined synthesis column 13, and reacts to form carbamate in the lower condensing section (section A), and releases a large amount of heat, which is released on the tube side by the boiler feedwater to obtain a by-product in the form of low-pressure steam. The synthesis liquid leaving the middle reaction section (section B) of the combined synthesis column 13 is pumped by the carbamate ejector 5 and then sent to the first synthesis column 1. The gas phase from the middle reaction section (section B) of the combined synthesis column 13 directly enters the upper high-pressure washing section (section C). In the high-pressure washing section (section C), this gas phase is washed with high-pressure carbamate liquid from the medium-pressure recovery system 8. The tail gas after high-pressure washing enters the subsequent low-pressure absorption equipment, and the liquid phase is fed by gravity through an integrated pipeline to the lower part of the condensation section (section A) at the bottom of the combined synthesis column 13. The upper liquid phase of the first synthesis column 1 enters by gravity into the stripping column 2, and its gas phase, together with the gas phase from the stripping column 2, enters the lower part of the combined synthesis column 13.
После того, как давление потока материала, отводимого из трубы выпуска жидкости первой колонны синтеза 1, снижается до 1,0-3,0 МПа абс. с помощью редукционного клапана, количество отведенных материалов составляет 0-50%. Эти материалы объединяют с материалами, выходящими из отпарной колонны 2 после снижения давления последних до 1,0-3,0 МПа абс. с помощью редукционного клапана. Затем все эти материалы отправляют в систему разложения среднего давления 7. Моча из системы разложения среднего давления 7 отправляют в систему разложения низкого давления 10 после снижения давления с помощью редукционного клапана. Разложенная газовая фаза под средним давлением в системе разложения среднего давления 7 проходит через вакуумный преконцентратор 9 для рекуперации тепла конденсации перед дальнейшей конденсацией в жидкость карбамата в системе рекуперации среднего давления 8. После этого она возвращается в секцию промывки высокого давления на верхней части комбинированной колонне синтеза 13. Газ CO2 среднего давления из граничной зоны поступает в систему разложения среднего давления 7 для регулирования мольного соотношения NH3/CO2 в системе рекуперации среднего давления 8.After the pressure of the material flow discharged from the liquid outlet pipe of the first synthesis column 1 is reduced to 1.0-3.0 MPa abs. by the pressure-reducing valve, the amount of the discharged materials is 0-50%. These materials are combined with the materials discharged from the stripping column 2 after the pressure of the latter is reduced to 1.0-3.0 MPa abs. by the pressure-reducing valve. Then, all these materials are sent to the medium-pressure decomposition system 7. Urine from the medium-pressure decomposition system 7 is sent to the low-pressure decomposition system 10 after the pressure is reduced by the pressure-reducing valve. The decomposed gas phase under medium pressure in the medium pressure decomposition system 7 passes through a vacuum preconcentrator 9 to recover the heat of condensation before further condensation into carbamate liquid in the medium pressure recovery system 8. After that, it returns to the high pressure wash section at the top of the combined synthesis column 13. The medium pressure CO2 gas from the boundary zone enters the medium pressure decomposition system 7 to regulate the NH3 / CO2 molar ratio in the medium pressure recovery system 8.
Разложенная жидкая фаза низкого давления системы разложения низкого давления 10 поступает в вакуумный предконцентратор 9 после снижения давления с помощью редукционного клапана. Теплоту конденсации разложенного газа под средним давлением системы разложения среднего давления 7 используют для концентрирования мочи, причем мочу концентрируют вакуумным предконцентратором 9 и направляют в систему последующего испарительного концентрирования и грануляции 12. Жидкость карбамата в системе рекуперации низкого давления 11 направляют на сторону кожуха вакуумного преконцентратора 9 после создания давления.The decomposed liquid phase of the low pressure of the low pressure decomposition system 10 enters the vacuum preconcentrator 9 after reducing the pressure using the pressure reducing valve. The heat of condensation of the decomposed gas under the medium pressure of the medium pressure decomposition system 7 is used to concentrate the urine, wherein the urine is concentrated by the vacuum preconcentrator 9 and sent to the system of subsequent evaporative concentration and granulation 12. The carbamate liquid in the low pressure recovery system 11 is sent to the side of the casing of the vacuum preconcentrator 9 after pressure is created.
Вышеизложенное представляет собой дальнейшее подробное описание настоящего изобретения и не может рассматриваться как ограничение конкретной реализации настоящего изобретения. Для специалистов в области техники, к которой относится настоящее изобретение, простые выводы или замены, не выходящие за рамки концепции настоящего изобретения, находятся в пределах объема охраны настоящего изобретения.The foregoing is a further detailed description of the present invention and cannot be considered as limiting the specific implementation of the present invention. For those skilled in the art to which the present invention pertains, simple derivations or substitutions that do not depart from the concept of the present invention are within the scope of protection of the present invention.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410764360.2 | 2024-06-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2838741C1 true RU2838741C1 (en) | 2025-04-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2043336C1 (en) * | 1991-03-22 | 1995-09-10 | Снампрогетти С.п.А | Method of synthesis of urea from ammonia and carbon dioxide |
| US6287525B1 (en) * | 1994-12-23 | 2001-09-11 | Urea Casale | Process and plant for urea production with reaction spaces having differentiated yields |
| RU2446152C2 (en) * | 2006-11-04 | 2012-03-27 | Уреа Касале С.А. | Method of producing urea and apparatus for realising said method |
| RU2491274C2 (en) * | 2008-05-20 | 2013-08-27 | Уреа Касале С.А. | Method of modernising urea production apparatus |
| CN114409573A (en) * | 2022-01-05 | 2022-04-29 | 中国五环工程有限公司 | Improved low energy CO2Urea process by steam stripping method |
| US20220251033A1 (en) * | 2019-07-18 | 2022-08-11 | Casale Sa | A process for the synthesis of urea |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2043336C1 (en) * | 1991-03-22 | 1995-09-10 | Снампрогетти С.п.А | Method of synthesis of urea from ammonia and carbon dioxide |
| US6287525B1 (en) * | 1994-12-23 | 2001-09-11 | Urea Casale | Process and plant for urea production with reaction spaces having differentiated yields |
| RU2446152C2 (en) * | 2006-11-04 | 2012-03-27 | Уреа Касале С.А. | Method of producing urea and apparatus for realising said method |
| RU2491274C2 (en) * | 2008-05-20 | 2013-08-27 | Уреа Касале С.А. | Method of modernising urea production apparatus |
| US20220251033A1 (en) * | 2019-07-18 | 2022-08-11 | Casale Sa | A process for the synthesis of urea |
| CN114409573A (en) * | 2022-01-05 | 2022-04-29 | 中国五环工程有限公司 | Improved low energy CO2Urea process by steam stripping method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3436430B1 (en) | Urea production with bi-pressurized synthesis | |
| RU2468002C2 (en) | Improved urea synthesis method | |
| RU2446152C2 (en) | Method of producing urea and apparatus for realising said method | |
| CA2246217C (en) | Process for combined production of ammonia and urea | |
| RU2043336C1 (en) | Method of synthesis of urea from ammonia and carbon dioxide | |
| WO2025222607A1 (en) | Energy-saving urea production system | |
| CN114409573B (en) | Improved low energy consumption CO 2 Stripping urea process | |
| US3155722A (en) | Recovery of residual ammonia and carbon dioxide in the synthesis of urea | |
| RU2225356C2 (en) | Method of joint modification of ammonia producing plant and carbamide producing plant | |
| CN1980887B (en) | Process for preparing urea | |
| RU2838741C1 (en) | Energy-saving urea production system | |
| EP3398935A1 (en) | Process and plant for the synthesis of urea | |
| EP3939963B1 (en) | Urea production method | |
| CN112028089A (en) | Ammonium nitrate production device and method | |
| JP7604673B2 (en) | Urea manufacturing process and plant with parallel MP units | |
| CN111995592B (en) | Method and device for co-production of urea and melamine | |
| CA2743659C (en) | Improvement to the high-pressure loop in a process for synthesis of urea | |
| US3301897A (en) | Process for urea synthesis | |
| RU2848655C1 (en) | Vertical combined urea synthesis reactor and its system | |
| CN118988206B (en) | Urea synthesis device | |
| CN212356562U (en) | Ammonium nitrate production device | |
| CN119793382A (en) | A low-energy urea synthesis system and method | |
| EP0136764A2 (en) | Process for the preparation of urea | |
| WO2025181112A1 (en) | A stripping process and plant for urea production | |
| CN117258328A (en) | A kind of urea energy-saving production system and process |