Способ формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины и система для этого

Способ формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины и система для этого

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины, и к системе для осуществления указанного способа. Оно относится также к способу формирования мочевины посредством объединения части процесса получения аммиака и процесса получения мочевины, и к системе для осуществления указанного способа.

Уровень техники

В нескольких процессах горения и в хорошо известных процессах получения аммиака образуется топочный газ, содержащий, среди прочего, диоксид углерода. Этот компонент диоксида углерода часто выделяется или улавливается из топочного газа в одной или нескольких системах абсорберов с использованием поглотителя растворителя. Как правило, отработанный диоксид углерода из поглотителя растворителя затем регенерируется в одной или нескольких регенерационных колоннах. В системах улавливания диоксида углерода этого вида имеется необходимость в уменьшении потребления энергии в системе и требований к капитальным затратам ("капитальные затраты"). Для таких систем улавливания диоксида углерода на основе растворителей, большая часть потребления энергии и капитальные затраты связаны с необходимостью регенерации поглотителя растворителя, то есть, десорбции диоксида углерода в регенерационных колоннах. Регенерационные колонны имеют высокие требования к потреблению энергии из-за значительной потребности в тепле от ребойлера или другого источника для десорбции диоксида углерода. Растворители, как правило, используемые в системах улавливания диоксида углерода на основе растворителей, включают амины и аммиак. Например, в процессе получения аммиака обычно используют систему улавливания диоксида углерода на основе растворителя, известную как холодный аммиачный процесс (САР). В САР в качестве растворителя используют аммиак. Другие процессы, включающие систему улавливания диоксида углерода на основе растворителя, используют различные виды аминов или их смесей.

WO 2006/022885 описывает сверхтонкую очистку газа горения, включающую удаление диоксида углерода в поглотительной подсистеме с одной или более ступенями поглощения диоксида углерода и последующей регенерацией подсистемы.

Процесс получения мочевины является хорошо известным и широко описывается в литературе. Существуют различные варианты процесса получения мочевины, но их общей особенностью является то, что аммиак и диоксид углерода используют в качестве реагентов при повышенном давлении в колонне синтеза мочевины или в реакторе для получения мочевины. В соответствии с ними, имеют место следующие две равновесные реакции:

2NH₃+CO₂↔NH₂COONH₄ (карбамат аммония)

NH₂COONH₄↔NH₂CONH₂ (мочевина)+H₂O

После реакции синтеза мочевины, мочевина, карбамат, вода и избыток аммиака переносятся в дистилляционный реактор, из которого раствор или суспензия, среди прочего, карбамата в равновесии с аммиаком, диоксидом углерода и водой рециклируется обратно в реактор синтеза мочевины для дальнейшего взаимодействия.

WO 2008/135150 описывает способ очистки топочных газов из инсинераторов, а затем получения мочевины. В этом способе, аммиак и топочный газ, содержащий диоксид углерода, добавляют в промывочное устройство, в котором поглощается диоксид углерода. Раствор, содержащий (NH₄)₂CO₃ и (NH₄)₂SO₄, извлекается из промывочной установки и переносится в десорбер, в котором отделяется (NH₄)₂SO₄ и (NH₄)₂CO₃ подвергается воздействию энергоемкого разложения на диоксид углерода и аммиак. Затем этот диоксид углерода и аммиак используют в процессе получения мочевины.

GB 1359715 описывает объединенный процесс получения аммиака и мочевины, включающий стадии процесса, включающие поглощение диоксида углерода из концентрированного раствора аммиака с целью получения концентрированного раствора карбамата аммония, который должен вводиться в реактор для получения мочевины, где источник диоксида углерода представляет собой сырой синтез-газ, содержащий диоксид углерода и водород.

Разработаны способы понижения потребления энергии и капитальных затрат для систем улавливания диоксида углерода на основе растворителей, но по-прежнему существует необходимость в дальнейшем уменьшении затрат.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание системы и способа улавливания диоксида углерода на основе растворителя с уменьшенными потребностями в потреблении энергии и требованиями к капитальным затратам. Эта цель достигается посредством системы и способа формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины. В результате этого встраивания, аммиак и диоксид углерода, полученный из синтез-газа ("сингаза"), образуются во время парового риформинга или газификации в сочетании с процессом получения аммиака в блоке получения аммиака. Соответственно, образуются первый поток аммиака, поток диоксид углерода и поток топочного газа, содержащего диоксид углерода. Первый поток аммиака разделяется на второй поток аммиака для транспортировки в абсорбер и третий поток аммиака для транспортировки в секцию синтеза мочевины, которая может представлять собой часть реактора синтеза мочевины в установке для получения мочевины. Поток диоксида углерода также переносится в секцию синтеза мочевины, а поток топочного газа переносится в абсорбер для поглощения диоксида углерода в смешанном потоке, содержащем второй поток аммиака и поток обедненного растворителя, содержащий аммиак и имеющий относительно низкое содержание диоксида углерода. После поглощения диоксида углерода смешанным потоком, поток обогащенного растворителя, содержащий аммиак и имеющий относительно высокое содержание диоксида углерода, извлекается из абсорбера и переносится в секцию синтеза мочевины. В секции синтеза мочевины, диоксид углерода и аммиак взаимодействуют с получением мочевины. Это получение мочевины дает поток относительно обедненного растворителя, содержащий аммиак и имеющий относительно низкую концентрацию диоксида углерода для рециклирования из установки для получения мочевины в абсорбер.

Преимущество этого способа заключается в том, что десорбция диоксида углерода не является необходимой, поскольку диоксид углерода в потоке растворителя связан с аммиаком, то есть, это два реагента, необходимых для процесса получения мочевины. При этом, с использованием аммиака, связанного с диоксидом углерода, в процессе получения мочевины, вместо использования аммиака, связанного с диоксидом углерода, после десорбции, потребность системы в энергии и капитальные затраты значительно понижаются.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, топочный газ получают от горения в блоке получения аммиака.

В соответствии с одним из вариантов осуществления способа, горение в блоке получения аммиака осуществляют в паровом риформере.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, поток топочного газа охлаждают до температуры 0-25°C, предпочтительно, до температуры 10-20°C, перед переносом в абсорбер.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, абсорбер представляет собой абсорбер САР (холодного аммиачного процесса).

В соответствии с одним из вариантов осуществления, из абсорбера извлекают поток чистого газа.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, концентрация аммиака в смешанном потоке и в потоке обогащенного растворителя составляет 2-12 моль на литр раствора, предпочтительно, 6-10 моль на литр раствора, при этом концентрация диоксида углерода в потоке обедненного растворителя составляет 0,2-4,0 моль на литр раствора, предпочтительно, 1,5-4 моль на литр раствора, и при этом концентрация диоксида углерода в потоке обогащенного растворителя составляет 1,0-10,0 моль на литр раствора, предпочтительно, 3-6,0 моль на литр раствора.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, отношение концентрации аммиака к концентрации диоксида углерода в потоке обедненного растворителя и в потоке обогащенного растворителя составляет до 1:1 до 3:1, предпочтительно, от 3:2 до 5:2.

Цель настоящего изобретения, подобным же образом, может быть достигнута посредством альтернативного способа формирования мочевины, то есть, посредством объединения части процесса получения аммиака с частью процесса получения мочевины. Соответственно, в сочетании с процессом получения аммиака, топочный газ, содержащий диоксид углерода и азот от горения, переносится в абсорбер низкого давления, и газовая смесь водород/диоксид углерода из пара от риформинга переносится в абсорбер высокого давления. Абсорбер высокого давления содержит поток растворителя, полуобогащенный поглощенным диоксидом углерода. После контакта с газовой смесью водород/диоксид углерода, поток растворителя, содержащий аммиак и обогащенный диоксидом углерода или имеющий его высокое содержание, извлекается из абсорбера высокого давления и переносится в установку для получения мочевины. В установке для получения мочевины, переносимые диоксид углерода и аммиак взаимодействуют с получением мочевины. Поток рецикла, содержащий карбамат в растворе или суспензии, содержащей аммиак, диоксид углерода и воду, переносится из процесса получения мочевины в абсорбер низкого давления. Подобным же образом, поток остатка аммиака переносится из блока получения аммиака в абсорбер низкого давления установки для получения мочевины. Этот альтернативный способ подробно описывается ниже.

В соответствии с одним из вариантов осуществления описанного выше альтернативного способа, поток сингаза, содержащий водород и монооксид углерода, образовавшийся во время реакции парового риформинга процесса получения аммиака, переносится в блок конверсии монооксида углерода, в котором монооксид углерода преобразуется в диоксид углерода, с образованием потока водорода/диоксида углерода.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, поток, содержащий азот, выпускают из абсорбера низкого давления процесса получения мочевины, и поток водорода выпускают из абсорбера высокого давления процесса получения мочевины. Как поток, содержащий азот, так и поток водорода переносятся в блок получения аммиака и взаимодействуют с получением аммиака.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, поток аммиака, необязательно получаемый из блока получения аммиака, добавляют в поток рецикла, используемый для генерирования потока обедненного растворителя, содержащего аммиак и имеющий относительно низкое содержание диоксида углерода.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, отводимый поток, который отводится от потока относительно обогащенного растворителя, переносится в абсорбер низкого давления.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, часть потока от потока относительно обедненного растворителя добавляется в абсорбер высокого давления или в поток полуобогащенного растворителя.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, часть потока из потока полуобогащенного растворителя переносится в установку для получения мочевины.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, давление в абсорбере низкого давления составляет 0,08-0,15 МПа, предпочтительно, 0,095-0,11 МПа, и давление в абсорбере высокого давления может быть 0,3-4,0 МПа, предпочтительно, 1-2,5 МПа.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, концентрация аммиака в потоке относительно обедненного растворителя, в потоке полуобогащенного растворителя и в потоке относительно обогащенного растворителя составляет 2-12, предпочтительно, 6-9 моль на литр раствора.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, концентрация диоксида углерода в потоке относительно обедненного растворителя составляет 0,2-4,0, предпочтительно, 1,5-4,0, моль на литр раствора, концентрация диоксида углерода в потоке полуобогащенного растворителя составляет 1,0-5,5, предпочтительно, 2,5-4,5, моль на литр раствора и концентрация диоксида углерода в потоке относительно обогащенного растворителя составляет 1,0-10,0, предпочтительно, 3,0-6,0, моль на литр раствора.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, отношение между концентрацией аммиака и концентрацией диоксида углерода в потоках обедненного, полуобогащенного и обогащенного растворителя, соответственно, составляет 1:3, предпочтительно, 1,5:2,5.

Другая цель настоящего изобретения заключается в создании систем, в которых осуществляется объединенный способ и альтернативный объединенный способ.

Эта дополнительная цель достигается с помощью системы для объединенного способа формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины, где указанная система содержит блок получения аммиака, абсорбер и секцию синтеза мочевины в установке для получения мочевины. Указанная система включает канал для первого потока аммиака из блока получения аммиака, разделенный на канал для второго потока аммиака, соединенный по текучей среде с абсорбером или с каналом для потока обедненного растворителя, с образованием, таким образом, смешанного потока, и канал для третьего потока аммиака, соединенного по текучей среде с секцией синтеза мочевины. Подобным же образом, канал для потока топочного газа, содержащего диоксид углерода, присоединен по текучей среде между блоком для получения аммиака или другим источником топочного газа и абсорбером. Канал для потока диоксида углерода присоединен по текучей среде между блоком получения аммиака и секцией синтеза мочевины. Канал для потока обогащенного растворителя присоединен по текучей среде между абсорбером и секцией синтеза мочевины, и канал для потока обедненного растворителя располагается между установкой для получения мочевины и абсорбером.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, эта система содержит канал для потока чистого газа, соединенный по текучей среде с абсорбером.

Эта дополнительная цель достигается с помощью альтернативного объединенного способа с системой для формирования мочевины посредством объединения части процесса получения аммиака с частью процесса получения мочевины. Такая система содержит паровой риформер или реактор газификации блока получения аммиака, абсорбер низкого давления, абсорбер высокого давления и установку для получения мочевины, где канал для потока топочного газа присоединен по текучей среде между паровым риформером или реактором газификации и абсорбером низкого давления. Канал для потока водорода/диоксида углерода располагается между паровым риформером, реактором газификации или другим источником топочного газа и абсорбером высокого давления. Канал для потока полуобогащенного растворителя присоединен по текучей среде между абсорбером низкого давления и абсорбером высокого давления. Канал для потока обогащенного растворителя присоединен по текучей среде между абсорбером высокого давления и установкой для получения мочевины, и канал для потока обедненного растворителя присоединен по текучей среде между установкой для получения мочевины и абсорбером низкого давления.

В соответствии с одним из вариантов осуществления альтернативного объединенного способа, система содержит блок получения аммиака, канал для потока водорода, присоединенный по текучей среде между абсорбером высокого давления и блоком получения аммиака, и канал для потока, содержащего азот, присоединенный по текучей среде между абсорбером низкого давления и блоком получения аммиака. Система также содержит канал для потока остатка аммиака, присоединенный по текучей среде между блоком получения аммиака и установкой для получения мочевины.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, система содержит блок конверсии монооксида углерода для преобразования монооксида углерода в диоксид углерода, где канал для потока сингаза, содержащего водород и монооксид углерода, присоединен по текучей среде между паровым риформером или реактором газификации и блоком конверсии монооксида углерода. Подобным же образом, канал для потока водорода/диоксида углерода присоединен по текучей среде между блоком конверсии монооксида углерода и абсорбером высокого давления.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, система содержит канал для части потока из потока полуобогащенного растворителя, присоединенный по текучей среде между каналом для потока полуобогащенного растворителя и каналом для потока обогащенного растворителя.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, система содержит канал для потока рецикла, содержащего карбамат в растворе или в суспензии, содержащей также аммиак, диоксид углерода и воду, присоединенный по текучей среде между установкой для получения мочевины и каналом для потока обедненного растворителя. Подобным же образом, канал для потока аммиака соединен по текучей среде с каналом для потока рецикла.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, система содержит канал для части потока из потока обедненного растворителя, присоединенный по текучей среде между каналом для потока обедненного растворителя и каналом для потока полуобогащенного растворителя или абсорбером высокого давления.

Согласно формуле изобретения предлагается способ формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака и процесса получения мочевины, включающий:

получение аммиака и диоксида углерода и топочного газа для первого потока аммиака, потока диоксида углерода и потока топочного газа, содержащего диоксид углерода,

разделение первого потока аммиака на второй поток аммиака и третий поток аммиака, причем второй поток аммиака переносится в абсорбер, и третий поток аммиака переносится в секцию синтеза мочевины процесса получения мочевины для получения мочевины;

перенос потока диоксида углерода в секцию синтеза мочевины;

перенос потока топочного газа в абсорбер;

объединение второго потока аммиака и потока обедненного растворителя, поступающего из процесса получения мочевины для образования смешанного потока;

приведение в контакт смешанного потока с потоком топочного газа в абсорбере, для поглощения диоксида углерода из потока топочного газа, с образованием потока обогащенного растворителя и потока обработанного газа;

перенос потока обогащенного растворителя выпускаемого из абсорбера, в секцию синтеза мочевины;

приведение в контакт потока диоксида углерода, третьего потока аммиака и потока обогащенного растворителя в секции синтеза мочевины для образования мочевины и потока обедненного растворителя, и

перенос потока обедненного растворителя из процесса получения мочевины в абсорбер.

Предпочтительно поток топочного газа получают во время горения в блоке получения аммиака.

Предпочтительно горение в блоке получения аммиака осуществляют в паровом риформере.

Предпочтительно поток топочного газа охлаждают до температуры 0-25°C перед поступлением в абсорбер.

Предпочтительно абсорбер представляет собой абсорбер холодного аммиачного процесса (САР).

Предпочтительно, по меньшей мере, часть потока обработанного газа, покидающего абсорбер, переносится в процесс получения аммиака.

Предпочтительно концентрация аммиака в смешанном потоке и в потоке обогащенного растворителя составляет 2-12 моль на литр раствора; концентрация диоксида углерода в потоке обедненного растворителя составляет 0,2-4,0 моль на литр раствора и концентрация диоксида углерода в потоке обогащенного растворителя составляет 1,0-10,0 моль на литр раствора.

Предпочтительно отношение между концентрацией аммиака и концентрацией диоксида углерода в потоке обогащенного растворителя составляет от 1:1 до 3:1, предпочтительно, от 3:2 до 5:2.

Также предлагается способ формирования мочевины посредством объединения части процесса получения аммиака и процесса получения мочевины, включающий:

получение потока водорода/диоксида углерода из процесса получения аммиака и потока топочного газа, содержащего диоксид углерода и азот,

перенос потока топочного газа в абсорбер низкого давления;

приведение в контакт потока топочного газа с потоком обедненного растворителя в абсорбере низкого давления для получения потока полуобогащенного растворителя и потока очищенного газа, содержащего азот;

перенос потока водорода/диоксида углерода в абсорбер высокого давления;

перенос потока полуобогащенного растворителя из абсорбера низкого давления в абсорбер высокого давления;

приведение в контакт потока водорода/диоксида углерода с потоком полуобогащенного растворителя в абсорбере высокого давления для образования потока обогащенного растворителя и потока водорода;

перенос потока обогащенного растворителя из абсорбера высокого давления в процесс получения мочевины с получением мочевины и потока обедненного растворителя, содержащего раствор карбамата, аммиака, диоксида углерода и воды,

перенос потока обедненного растворителя в абсорбер низкого давления и

перенос потока остатка аммиака из блока получения аммиака в процесс получения мочевины.

Предпочтительно поток топочного газа получают во время горения в паровом риформере, в процессе получения аммиака.

Предпочтительно поток сингаза, содержащего водород и монооксид углерода, и образующийся во время реакции парового риформинга процесса получения аммиака, переносится в блок конверсии монооксида углерода, в котором монооксид углерода преобразуется в диоксид углерода с образованием потока водорода/диоксида углерода.

Предпочтительно способ дополнительно включает перенос потока очищенного газа, содержащего азот, и потока водорода в процесс получения аммиака и взаимодействие их обоих с получением аммиака.

Предпочтительно поток аммиака добавляют в поток обедненного растворителя перед поступлением в абсорбер низкого давления.

Предпочтительно, по меньшей мере, часть потока обогащенного растворителя, выпускаемого из абсорбера высокого давления, переносится в абсорбер низкого давления.

Предпочтительно, по меньшей мере, часть потока обедненного растворителя добавляют в абсорбер высокого давления.

Предпочтительно часть потока из потока полуобогащенного растворителя, покидающего абсорбер низкого давления, переносится в установку для получения мочевины.

Предпочтительно давление в абсорбере низкого давления составляет 0,08-0,15 МПа, и давление в абсорбере высокого давления составляет 0,3-4,0 МПа.

Предпочтительно давление в абсорбере низкого давления составляет 0,095-0,11 МПа, и давление в абсорбере высокого давления составляет 1-2,5 МПа.

Предпочтительно концентрация диоксида углерода в потоке обедненного растворителя составляет 0,2-4,0 моль на литр раствора, концентрация диоксида углерода в потоке полуобогащенного растворителя составляет 1,0-5,5 моль на литр раствора и концентрация диоксида углерода в потоке обогащенного раствора составляет 1,0-10,0 моль на литр раствора.

Предпочтительно отношение между концентрацией аммиака и концентрацией диоксида углерода в потоке обогащенного растворителя составляет от 1:1 до 3:1, предпочтительно, от 3:2 до 5:2.

Кроме того предлагается система для осуществления вышеуказанного способа формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака с процессом получения мочевины, причем указанная система содержит блок получения аммиака, абсорбер и секцию синтеза мочевины в установке для получения мочевины, канал для первого потока аммиака из блока получения аммиака, разделенный на канал для второго потока аммиака, соединенный по текучей среде с абсорбером или с каналом для потока обедненного растворителя, образуя, таким образом, смешанный поток, и на канал для третьего потока аммиака, соединенный по текучей среде с секцией синтеза мочевины, канал для потока топочного газа, содержащий диоксид углерода, присоединенный по текучей среде между блоком получения аммиака или другим источником топочного газа и абсорбером, канал для потока диоксида углерода присоединенный по текучей среде между блоком получения аммиака и секцией синтеза мочевины, канал для потока обогащенного растворителя присоединенный по текучей среде между абсорбером и секцией синтеза мочевины, и канал для потока обедненного растворителя расположенный между установкой для получения мочевины и абсорбером.

Предпочтительно система дополнительно содержит канал для потока чистого газа, соединенный по текучей среде с абсорбером.

Также предлагается система для осуществления способа по п. 9 формирования мочевины посредством объединения части процесса получения аммиака с частью процесса получения мочевины, содержащая паровой риформер или реактор газификации блока получения аммиака, абсорбер низкого давления, абсорбер высокого давления и установку для получения мочевины, канал для потока топочного газа присоединенный по текучей среде между паровым риформером или реактором газификации и абсорбером низкого давления, канал для потока водорода/диоксида углерода расположенный между паровым риформером или реактором газификации или другим источником топочного газа и абсорбером высокого давления, канал для потока полуобогащенного растворителя присоединенный по текучей среде между абсорбером низкого давления и абсорбером высокого давления, канал для потока обогащенного растворителя присоединенный по текучей среде между абсорбером высокого давления и установкой для получения мочевины и канал для потока обедненного растворителя расположенный между установкой для получения мочевины и абсорбером низкого давления.

Предпочтительно система дополнительно содержит блок получения аммиака, канал для потока водорода, присоединенный по текучей среде между абсорбером высокого давления и блоком получения аммиака, канал для потока, содержащего азот, присоединенный по текучей среде между абсорбером низкого давления и блоком получения аммиака, и канал для потока остатка ммиака, присоединенный по текучей среде между блоком получения аммиака и установкой для получения мочевины.

Предпочтительно система дополнительно содержит блок конверсии монооксида углерода для преобразования монооксида углерода в диоксид углерода, причем канал для потока сингаза, содержащего водород и монооксид углерода, присоединен по текучей среде между паровым риформером или реактором газификации и блоком конверсии монооксида углерода, и причем канал для потока водорода/диоксида углерода присоединен по текучей среде между блоком конверсии монооксида углерода и абсорбером высокого давления.

Предпочтительно система дополнительно содержит канал для части потока из потока полуобогащенного растворителя, присоединенный по текучей среде между каналом для потока полуобогащенного растворителя и каналом для потока обогащенного растворителя.

Предпочтительно система дополнительно содержит канал для потока рецикла, содержащий карбамат в растворе или в суспензии, содержащий также аммиак, диоксид углерода и воду, присоединен по текучей среде между установкой для получения мочевины и каналом для потока обедненного растворителя, и причем канал для потока аммиака соединен с каналом для потока рецикла.

Предпочтительно система дополнительно содержит канал для части потока из потока обедненного растворителя присоединен по текучей среде между каналом для потока обедненного растворителя и каналом для потока полуобогащенного растворителя или абсорбером высокого давления.

Предпочтительно система дополнительно содержит регенератор, расположенный между абсорбером высокого давления и установкой для получения мочевины; и

канал между регенератором и абсорбером низкого давления для разделенного потока рецикла обедненного растворителя и

канал между регенератором и установкой для получения мочевины для отделенного потока чистого CO₂.

Краткое описание чертежей

Обратимся теперь к фигурам, которые представляют собой иллюстративные варианты осуществления и в которых сходные элементы нумеруются сходным образом:

Фиг. 1 представляет собой блок-схему системы, используемой для способа формирования мочевины посредством объединения процесса получения аммиака с процессом получения мочевины.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему системы для альтернативного объединенного способа формирования мочевины посредством объединения части процесса получения аммиака с процессом получения мочевины.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему системы на основе системы, показанной на Фиг. 2, но она содержит также регенератор, расположенный между абсорбером высокого давления и установкой для получения мочевины.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Диоксид углерода, используемый в качестве реагента для процесса получения мочевины в соответствии с настоящим объединенным способом, может происходить от любой установки или устройства горения, например, от обычного риформера. В одном из вариантов осуществления, диоксид углерода происходит от части устройства горения парового риформера из процесса получения аммиака.

Сингаз, называемый также синтетическим газом или синтез-газом, получают, когда углеводороды взаимодействуют с водой в реакторном устройстве, например, в паровом риформере. Сингаз представляет собой газовую смесь, содержащую разные количества монооксида углерода и водорода. Паровой риформер, используемый для получения сингаза, представляет собой трубчатый реактор с внешним устройством горения для получения достаточной энергии реакции для реакции риформинга. Для этой цели, топливо подвергается сгоранию в топочной камере на наружной стороне труб парового риформера. Внутри труб парового риформера, имеет место реакция парового риформинга в присутствии катализатора, с получением сингаза. Монооксид углерода в сингазе подвергается воздействию реакции конверсии монооксида углерода с водой, с получением диоксида углерода. После такого получения, диоксид углерода затем отделяется от водорода. Затем отделенный водород взаимодействует с азотом в воздухе с получением аммиака. В дополнение к использованию водорода в качестве реагента для получения аммиака и к использованию диоксида углерода, полученному от реакции конверсии монооксида углерода, также образуются полезные топочные газы от сгорания топлива для парового риформера. Эти топочные газы содержат азот, диоксид углерода и другие примеси, например, NOx.

Обычно, диоксид углерода, присутствующий в топочном газе в процессе получения аммиака, может поглощаться в абсорбере САР (холодный аммиачный процесс), работающем при атмосферном давлении и при низкой температуре. Перед поступлением в абсорбер САР, топочный газ охлаждают для усиления поглощения диоксида углерода аммиачным раствором, обедненным диоксидом углерода, присутствующим в абсорбере. После стадии поглощения диоксида углерода аммиачный раствор, обедненный диоксидом углерода, становится раствором, обогащенным диоксидом углерода, который требует регенерации на следующей далее стадии регенерации. Этот процесс описан более подробно в WO 2006/022885.

Другой способ получения сингаза представляет собой газификацию углерода или углеводорода с помощью кислорода в реакторе газификации. Здесь, энергия реакции обеспечивается внутри самого реактора газификации. Сингаз, получаемый таким образом, может обрабатываться, как описано выше, для отделения водорода от диоксида углерода. Однако, в соответствии с настоящим процессом, имеется необходимость в другом источнике топочного газа для получения дополнительного диоксида углерода. При таких обстоятельствах, такая же схема объединения, как применяется для паровых риформеров, может применяться здесь сходным образом.

Таким образом, сингаз, используемый в настоящем способе, образуется либо в реакции парового риформинга, либо в реакции газификации. В реакции парового риформинга, топочный газ получается посредством горения во время парового риформинга. В реакции газификации, топочный газ может происходить от любого источника. Выражения "процесс получения аммиака" и "блок получения аммиака", используемые в настоящем документе, предназначаются для перекрывания обеих этих реакций.

Объединенный способ и система будут теперь описываться более подробно со ссылкой на Фиг. 1, которая иллюстрирует вариант осуществления, когда во время парового риформинга как сингаз, так и топочный газ образуются. В соответствии с Фиг. 1, блок 1 получения аммиака, содержащий паровой риформер 1а (не показан), для горения, снабжается исходными материалами 2, например, природным газом, нефтью или углеводородами и водяным паром 3. Паровой риформер 1а нагревается с помощью топлива 4, например, природного газа. Во время реакции между углеводородами и водяным паром в паровом риформере 1а, получают сингаз. Топочный газ также получают при нагреве парового риформера 1а. Поток 5 топочного газа, содержащий диоксид углерода и другие примеси, необязательно переносится через одну или более обычных стадий очистки в абсорбер 10 САР, в котором поглощается диоксид углерода. Затем первый поток аммиака 6, содержащий аммиак от реакции между водородом в сингазе и азотом из воздуха, в блоке 1 получения аммиака разделяется на второй поток 9 аммиака и третий поток 8 аммиака. Поток 9 аммиака добавляется в поток 24 обедненного растворителя перед достижением абсорбера 10 САР. Поток 24 обедненного растворителя из рециклированного карбамата в растворе или суспензии, содержащей также воду, аммиак и имеющей низкое содержание диоксида углерода, из процесса получения мочевины добавляют в абсорбер 10 САР как смешанный поток 11. Смешанный поток 11 представляет собой смесь второго потока 9 аммиака и потока 24 обедненного растворителя. В абсорбере 10 САР, диоксид углерода в потоке 5 топочного газа поглощается в растворе смешанного потока 11 с получением потока 12 чистого газа. Поток 12 чистого газа из обработанного топочного газа, имеющего низкое содержание диоксида углерода, извлекают из абсорбера 10 САР. Поток 13 обогащенного растворителя, содержащего аммиак, воду и имеющего высокое содержание диоксида углерода, извлекается из абсорбера 10 САР и переносится при высоком давлении, пригодном для использования для любой реакции синтеза мочевины, в секцию 15 синтеза мочевины в установке 15а получения мочевины (не показана). В секции 15 синтеза мочевины, диоксид углерода и аммиак взаимодействуют с получением мочевины. Смесь полученной мочевины, карбамата, избытка аммиака и воды затем переносится в потоке 17 в секцию 19 десорбера, из которой мочевина выделяется в несколько стадий в потоке 16 мочевины. Аммиак и диоксид углерода из секции 19 десорбера извлекаются в потоке 20 в форме раствора карбамата, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду. Поток 20 или часть потока 20 переносится затем как таковая в потоке 21 и как таковая в потоке 24 обедненного растворителя в абсорбер 10. Остаток в секции 19 десорбера рециклируется обратно как поток 18 в секцию 15 синтеза мочевины или в любое другое место, пригодное для использования при получении мочевины. Необязательно, поток 20 подвергается воздействию обработки сточных вод в установке 22 обработки сточных вод, где воду отделяют от потока 20 с получением потока 23 воды. Вместо рециклирования потока 20 обратно в секцию 15 синтеза мочевины, как в обычном процессе получения мочевины, весь поток 20 или часть его переносится в абсорбер 10 для использования в процессе получения аммиака в форме потока 24 обедненного растворителя. Третий поток 8 аммиака, происходящий от первого потока 6 аммиака, переносится непосредственно в секцию 15 синтеза мочевины в установке 15а получения мочевины.

Затем, поток 7 диоксида углерода, содержащий диоксид углерода, происходящий из сингаза, полученного в блоке получения аммиака и выделенный из него, переносится непосредственно в секцию 15 синтеза мочевины. Может быть разработано получение сингаза для получени