[go: up one dir, main page]

EA042169B1 - COMBINED PRODUCTION OF UREA AND MELAMINE - Google Patents

COMBINED PRODUCTION OF UREA AND MELAMINE Download PDF

Info

Publication number
EA042169B1
EA042169B1 EA201992623 EA042169B1 EA 042169 B1 EA042169 B1 EA 042169B1 EA 201992623 EA201992623 EA 201992623 EA 042169 B1 EA042169 B1 EA 042169B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
urea
melamine
gas
production
section
Prior art date
Application number
EA201992623
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Йоханнес Хенрикус Меннен
Original Assignee
Стамикарбон Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Стамикарбон Б.В. filed Critical Стамикарбон Б.В.
Publication of EA042169B1 publication Critical patent/EA042169B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к совмещению производства карбамида и меламина, в частности карбамида и меламина, производство которых осуществляется по технологии получения карбамида при высоком давлении в жидкой фазе. Изобретение также относится к способам переоборудования существующих установок по производству карбамида и меламина.The invention relates to the combination of the production of urea and melamine, in particular urea and melamine, the production of which is carried out according to the technology for producing carbamide at high pressure in the liquid phase. The invention also relates to methods for retrofitting existing urea and melamine plants.

Уровень техникиState of the art

Совмещение производства карбамида и меламина известно давно. При этом меламин получают из карбамида по следующей реакции:Combining the production of carbamide and melamine has long been known. In this case, melamine is obtained from carbamide according to the following reaction:

(NH2)2CO C3H6N6 + 6 NH3 + 3 СО2 (NH 2 ) 2 CO C 3 H 6 N 6 + 6 NH 3 + 3 CO 2

Интересно, что аммиак и диоксид углерода получают в результате этого процесса точно в стехиометрическом соотношении, в котором эти вещества образуют карбамид.Interestingly, ammonia and carbon dioxide are obtained from this process in exactly the stoichiometric ratio in which these substances form urea.

Получение карбамида по существу представлено в виде двух последовательных стадий реакции. На первой стадии в ходе экзотермической реакции образуется карбамат аммония:The production of carbamide is essentially presented in the form of two successive reaction steps. At the first stage, during the exothermic reaction, ammonium carbamate is formed:

2NH3 + СО2 -a H2N - СО - ΟΝΗ,ι2NH 3 + CO 2 -a H 2 N - CO - ΟΝΗ,ι

Затем образованный карбамат аммония дегидратируют в ходе второй стадии с образованием карбамида в результате эндотермической равновесной реакции:The formed ammonium carbamate is then dehydrated in the second step to form urea as a result of an endothermic equilibrium reaction:

H2N - СО - ONH4 о H2N - СО - NH2 + Н2ОH 2 N - CO - ONH4 o H 2 N - CO - NH 2 + H 2 O

В данной области установки по производству карбамида обычно заполняют исходными материалами по принципу избытка аммиака (т.е. выше стехиометрического соотношения 2: 1). В зоне синтеза карбамида эти реактивы подвергают воздействию давления от 12 до 40 МПа и температуры от 150°C до 250°C.In this field, plants for the production of urea are usually filled with raw materials on the principle of excess ammonia (ie, above the stoichiometric ratio of 2: 1). In the zone of urea synthesis, these reagents are subjected to pressure from 12 to 40 MPa and temperature from 150°C to 250°C.

При совмещенном производстве карбамида и меламина карбамид, получаемый в зоне синтеза карбамида, направляют в зону синтеза меламина. Диоксид углерода и отходящий газообразный аммиак, полученный в результате производства меламина, в свою очередь, рециркулируются в качестве исходного материала для использования в зоне синтеза карбамида.In the combined production of carbamide and melamine, the urea obtained in the urea synthesis zone is sent to the melamine synthesis zone. Carbon dioxide and off-gas ammonia from melamine production are in turn recycled as feedstock for use in the urea synthesis zone.

Следует понимать, что, независимо от избытка подаваемого аммиака, реагенты выводятся из зоны синтеза в соотношении не более чем 2: 1, поэтому отходящий при синтезе меламина газ вводит обратно образующие карбамид реагенты в том же соотношении. Таким образом, соотношение аммиака и диоксида углерода в процессе всего синтеза карбамида и меламина и в контуре рециркуляции остается неизменным.It should be understood that, regardless of the excess of supplied ammonia, the reagents are removed from the synthesis zone in a ratio of no more than 2: 1, therefore, the exhaust gas during the melamine synthesis introduces back the urea-forming reagents in the same ratio. Thus, the ratio of ammonia and carbon dioxide during the entire synthesis of urea and melamine and in the recirculation circuit remains unchanged.

Совмещенное производство может осуществляться на совмещенной установке, имеющей зоны синтеза карбамида и меламина. Однако более типичной является ситуация, когда зоны синтеза меламина и карбамида содержатся в отдельных установках по производству карбамида и меламина, и указанные установки соединены с помощью соответствующих линий потоков, так чтобы реализовать описанное выше совмещение.Combined production can be carried out at a combined plant with urea and melamine synthesis zones. More typically, however, the melamine and urea synthesis zones are contained in separate urea and melamine production plants, and these plants are connected via respective flow lines so as to realize the combination described above.

Типичная установка по производству карбамида представляет собой установку по отгонке карбамида (стриппинг - процесс получения карбамида). В ней разложение карбамата аммония, который не был превращен в карбамид, и удаление обычного избытка аммиака в основном происходит под давлением, по существу почти равным давлению в реакторе синтеза или ниже него. Это разложение и удаление происходят в одном или более отгонных устройствах (стрипперах), установленных ниже по потоку от реактора, возможно, с помощью отгонного газа, такого как, например, диоксид углерода или аммиак, и при нагреве. Поток газа, выходящий из отгонного устройства, содержит аммиак и диоксид углерода, которые конденсируются в конденсаторе высокого давления, работающем при давлении, по существу равном давлению в отгонном устройстве, а затем возвращаются в зону синтеза карбамида.A typical urea plant is a urea stripping plant (stripping - a process for obtaining urea). In it, the decomposition of ammonium carbamate that has not been converted to urea and the removal of the usual excess ammonia generally occurs at a pressure substantially at or below the pressure in the synthesis reactor. This decomposition and removal takes place in one or more strippers installed downstream of the reactor, possibly with the aid of a stripping gas such as, for example, carbon dioxide or ammonia, and heating. The gas stream leaving the stripper contains ammonia and carbon dioxide, which are condensed in a high pressure condenser operating at a pressure substantially equal to the stripper pressure and then returned to the urea synthesis zone.

В установке по отгонке карбамида зона синтеза работает при температуре 160-240°C, а предпочтительно при температуре 170-220°C. Давление в реакторе синтеза составляет 12-21 МПа, предпочтительно 12,5-20 МПа. Молярное отношение аммиака и диоксида углерода (отношение N/C) в зоне синтеза карбамида отгонной установки обычно находится в пределах от 2,2 до 5, предпочтительно от 2,5 до 4,5 моль/моль. Зона синтеза может располагаться в одном реакторе или во множестве реакторов, расположенных параллельно или последовательно.In a urea stripper, the synthesis zone operates at a temperature of 160-240°C, and preferably at a temperature of 170-220°C. The pressure in the synthesis reactor is 12-21 MPa, preferably 12.5-20 MPa. The molar ratio of ammonia and carbon dioxide (N/C ratio) in the urea synthesis zone of the stripper is usually in the range of 2.2 to 5, preferably 2.5 to 4.5 mol/mol. The synthesis zone may be located in a single reactor or in multiple reactors arranged in parallel or in series.

После отгонной обработки давление отогнанного раствора карбамида снижается в секции регенерации карбамида (или в секции рециркуляции, поскольку из этой секции рециркулируется карбамат). В секции регенерации непреобразованные аммиак и диоксид углерода в растворе карбамида отделяют от раствора карбамида и воды. Секция регенерации, как правило, содержит нагреватель, одну или более секций разделения газа/жидкости и одну или более секций конденсации. Раствор карбамида, поступающий в секцию регенерации, нагревают, чтобы испарить из раствора летучие компоненты -аммиак и диоксид углерода. Теплоносителем в нагревателе обычно служит водяной пар. Образующиеся пары в указанном нагревателе отделяют от водного раствора карбамида в сепараторе жидкости/газа, после чего указанные пары конденсируются в конденсаторе с образованием раствора карбамата. Выделяемое при конденсации тепло обычно рассеивается в охлаждающей воде. Образующийся раствор карбамата в этой секции регенерации, работающей при более низком давлении, чем давление в секции синтеза, предпочтительно возвращается в секцию синтеза карбамата, работающую при давлении синтеза. Секция регенера- 1 042169 ции представляет собой по существу одиночную секцию или может состоять из множества последовательно расположенных секций регенерации.After the stripping treatment, the pressure of the distilled urea solution is reduced in the urea regeneration section (or in the recirculation section, since the carbamide is recycled from this section). In the regeneration section, the unconverted ammonia and carbon dioxide in the urea solution are separated from the urea and water solution. The regeneration section typically includes a heater, one or more gas/liquid separation sections, and one or more condenser sections. The carbamide solution entering the regeneration section is heated to evaporate the volatile components, ammonia and carbon dioxide, from the solution. The heat carrier in the heater is usually steam. The resulting vapors in said heater are separated from the aqueous urea solution in a liquid/gas separator, after which said vapors are condensed in a condenser to form a carbamate solution. The heat generated during condensation is usually dissipated in the cooling water. The resulting carbamate solution in this regeneration section operating at a lower pressure than the pressure in the synthesis section is preferably returned to the carbamate synthesis section operating at synthesis pressure. The regeneration section is essentially a single section or may consist of a plurality of successive regeneration sections.

В установке по отгонке карбамида, в которой в качестве отгонного газа используют диоксид углерода, обычно полезно ввести по существу весь диоксид углерода в контур синтеза через отгонное устройство. Однако в случае совмещенного производства карбамида и меламина подаваемую часть диоксида углерода определяет рециркуляция отходящего газа в производстве меламина. Поскольку отходящий газ содержит как диоксид углерода, так и аммиак, он в меньшей степени подходит для использования в качестве отгонной среды, так как его использование не привело бы к снижению парциального давления только одного из компонентов жидкой фазы.In a urea stripper using carbon dioxide as the stripping gas, it is generally advantageous to introduce substantially all of the carbon dioxide into the synthesis loop through the stripper. However, in the case of co-production of urea and melamine, the feed part of the carbon dioxide is determined by the recirculation of the off-gas in the production of melamine. Since the off-gas contains both carbon dioxide and ammonia, it is less suitable for use as a stripping medium, since its use would not reduce the partial pressure of only one of the components of the liquid phase.

Поскольку часть реагентов диоксида углерода, таким образом, вводят в другом месте секции синтеза карбамида, подача диоксида углерода в отгонное устройство неизбежно снижена по сравнению с установкой по производству карбамида, работающей автономно, т.е. не совмещенной с производством меламина. Это приводит к менее эффективной работе отгонного устройства. Хотя это можно компенсировать повышением температуры отгонки, последнее приводит к росту общего расхода энергии установки, обычно в форме повышенной потребности в водяном паре (водяной пар используется в межтрубном пространстве отгонного устройства для подвода тепла). Кроме того, подведение большего тепла к отгонному устройству можно реализовать только путем повышения температуры отгонного устройства. Однако в этом случае имеется ограничение, так как повышенные температуры снижают коррозионную стойкость материалов, из которых обычно изготавливают отгонные устройства. Соответственно, повышение температуры отгонного устройства приводит к увеличению коррозии, что может привести к повреждению указанного отгонного устройства и, таким образом, уменьшить срок его эксплуатации.Since part of the carbon dioxide reactants is thus introduced elsewhere in the urea synthesis section, the carbon dioxide supply to the stripper is necessarily reduced compared to a stand-alone urea plant, i. not combined with the production of melamine. This leads to less efficient operation of the stripper. Although this can be compensated for by increasing the stripping temperature, the latter results in an increase in the overall energy consumption of the plant, usually in the form of an increased demand for steam (steam is used in the annulus of the stripper to supply heat). Moreover, supplying more heat to the stripper can only be realized by raising the temperature of the stripper. However, there is a limitation in this case, since elevated temperatures reduce the corrosion resistance of the materials from which stripper devices are usually made. Accordingly, an increase in the temperature of the stripper leads to an increase in corrosion, which can damage said stripper and thus reduce its life.

Изобретение направлено на обеспечение совмещенного производства карбамида и аммиака, которое позволит оптимизировать эффективность отгонки, расход водяного пара или и то, и другое.The invention is directed to providing co-production of urea and ammonia, which will optimize the efficiency of stripping, steam consumption, or both.

Этот вопрос пока не получил адекватного решения в данной области несмотря на множество описаний, касающихся различных путей совмещения производства карбамида и меламина. В качестве примеров, отражающих уровень техники, приведена ссылка на следующие документы.This issue has not yet received an adequate solution in this area, despite the many descriptions regarding various ways to combine the production of urea and melamine. Reference is made to the following documents as examples reflecting the state of the art.

В документе WO 98/08808 A1 блок-схема, приведенная на фиг. 2, иллюстрирует способ совмещенного производства карбамида и меламина. В известном способе поток газа, образующийся в результате обработки при высоком давлении для получения меламина, подается непосредственно в секцию высокого давления процесса отгонки для получения карбамида. Недостатком известного способа является то, что стабильная работа полученного совмещенного способа получения меламина и карбамида затруднена: флуктуации давления в одном из процессов могут легко повлиять через поток газа на другой процесс и, таким образом, привести к нестабильной работе и нарушению процесса. Другим недостатком является то, что наилучшая работа известного способа достигается при условии, что процесс получения меламина проходит при более высоком давлении, чем давление в указанной секции высокого давления в процессе получения карбамида. Как отмечено, расход энергии установки по производству карбамида, перерабатывающей отходящий газ в совмещенном процессе получения меламина, выше, чем у автономной установки по производству карбамида. В частности, как пояснялось выше, расход энергии растет, если установка по производству карбамида представляет собой отгонное устройство, в котором используется диоксид углерода или аммиак.In WO 98/08808 A1, the block diagram shown in FIG. 2 illustrates a process for co-production of urea and melamine. In the known process, the gas stream resulting from the high pressure treatment to produce melamine is fed directly into the high pressure section of the stripping process to produce urea. The disadvantage of the known method is that the stable operation of the obtained combined method for producing melamine and urea is difficult: pressure fluctuations in one of the processes can easily affect the other process through the gas flow and thus lead to unstable operation and disruption of the process. Another disadvantage is that the best performance of the known process is achieved provided that the melamine production process is operated at a higher pressure than the pressure in said high pressure section of the urea production process. As noted, the energy consumption of the urea plant processing off-gas from the combined melamine production process is higher than that of the stand-alone urea plant. In particular, as explained above, the energy consumption increases if the urea plant is a stripper using carbon dioxide or ammonia.

Другой способ описан в документе US 7893298 B2 и проиллюстрирован блок-схемой, приведенной на фиг. 4. В известном способе поток газа, образующийся в результате обработки при высоком давлении для получения меламина, конденсируется в потоке водного раствора карбамата аммония, образованного в процессе отгонки с использованием CO2 для получения карбамида.Another method is described in US 7,893,298 B2 and is illustrated by the block diagram shown in FIG. 4. In the known process, the gas stream resulting from the high pressure treatment to produce melamine is condensed into an aqueous ammonium carbamate solution stream formed in a CO 2 stripping process to produce urea.

Еще один способ описан в документе WO 2008/052640 A1. В этом известном способе в установке по производству карбамида содержится секция обработки при среднем давлении, в состав которой входит разлагатель. Поток газа, образующийся при производстве меламина, подается вместе с паром, образующимся в указанном разлагателе, и вместе с водным раствором карбамата аммония, образующимся в расположенной ниже по потоку секции регенерации карбамида, в конденсатор секции обработки при среднем давлении. Это позволяет получить концентрированный водный раствор карбамата, который рециркулируется в секцию синтеза карбамида при высоком давлении.Another method is described in WO 2008/052640 A1. In this known method, the urea plant contains a medium pressure processing section which includes a decomposer. The gas stream from the production of melamine is fed along with the steam generated in said decomposer and together with the aqueous ammonium carbamate solution generated in the downstream urea recovery section to a medium pressure processing section condenser. This makes it possible to obtain a concentrated aqueous solution of carbamate, which is recycled to the urea synthesis section at high pressure.

Изобретение направлено на снижение расхода водяного пара в установке по производству карбамида после совмещения с установкой по производству меламина. Альтернативно изобретение направлено на сохранение расхода водяного пара в секции производства карбамида в совмещенной установке по производству карбамида и меламина по меньшей мере на прежнем уровне. Таким образом, в конечном счете изобретение направлено на повышение экономичности и функциональности установки по совмещенному производству карбамида и меламина.The invention is aimed at reducing the consumption of steam in a urea production plant after being combined with a melamine production plant. Alternatively, the invention is directed to keeping the steam flow rate in the urea production section of a combined urea and melamine plant at least the same. Thus, the invention ultimately aims at improving the economy and functionality of a urea/melamine co-production plant.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Чтобы обеспечить лучшее достижение одного или более из вышеупомянутых желательных результатов, изобретение в одном аспекте предлагает способ совмещенного производства карбамида и меламина, в котором:In order to better achieve one or more of the aforementioned desired results, the invention in one aspect provides a process for co-production of urea and melamine, wherein:

(i) диоксид углерода и аммиак в зоне производства карбамида подвергают воздействию условий об-(i) carbon dioxide and ammonia in the urea production zone are exposed to conditions

- 2 042169 разования карбамида, при которых образуется поток синтеза карбамида, содержащий карбамид, воду и карбамат аммония, причем указанная зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида, которая содержит реактор и отгонное устройство;- 2 042169 urea synthesis, in which a urea synthesis stream is formed containing urea, water and ammonium carbamate, and the specified urea production zone contains a urea synthesis section, which contains a reactor and a stripper;

(ii) осуществляют обработку потока синтеза карбамида с образованием потока водного раствора карбамида и пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, причем указанная обработка включает отгонку в указанном отгонном устройстве;(ii) treating the urea synthesis stream to form an aqueous urea and steam stream containing ammonia, carbon dioxide and water, said treatment comprising stripping in said stripper;

(iii) подают карбамид в зону производства меламина;(iii) supplying the urea to the melamine production zone;

(iv) подвергают карбамид, подаваемый в зону производства меламина, воздействию условий, при которых образуется меламин, с получением меламина и отходящего газа производства меламина, содержащего диоксид углерода и аммиак;(iv) subjecting the urea fed to the melamine production zone to the conditions under which melamine is formed to produce melamine and a melamine production off-gas containing carbon dioxide and ammonia;

(v) подают указанный отходящий газ в зону производства карбамида;(v) supplying said off-gas to a urea production zone;

(vi) осуществляют конденсацию указанных пара и отходящего газа производства меламина в косвенном теплообмене с указанным потоком водного раствора карбамида, формируя тем самым объединенный поток конденсата пара из указанной обработки со стадии (ii) и конденсата указанного отходящего газа с получением разбавленного конденсата отходящего газа производства меламина; и (vii) используют указанный разбавленный конденсат отходящего газа производства меламина в качестве текучей среды в косвенном теплообмене.(vi) condensing said steam and off-gas from melamine production in indirect heat exchange with said aqueous urea solution stream, thereby forming a combined steam condensate stream from said treatment from step (ii) and said off-gas condensate to form a dilute melamine off-gas condensate ; and (vii) using said diluted melamine off-gas condensate as the indirect heat exchange fluid.

В изобретении также предложена установка для совмещенного производства карбамида и меламина, содержащая зону производства карбамида и зону производства меламина; при этом зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую секцию разделения жидкости/газа; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа; причем указанная установка содержит линию транспортировки текучей среды из зоны производства карбамида в зону производства меламина, при этом указанная линия выполнена с возможностью подачи образующегося карбамида в секцию синтеза меламина, линию потока газа из секции отделения отходящего газа зоны производства меламина в секцию синтеза карбамида, при этом указанная линия потока газа сообщается с входом газа конденсатора для отходящего газа производства меламина и указанный конденсатор содержит выход жидкости для конденсированного газа, и линию потока газа из секции разделения жидкости/газа, сообщающуюся по текучей среде с конденсатором для пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, причем указанный конденсатор содержит выход жидкости для конденсированного газа, причем указанный конденсатор для отходящего газа производства меламина и указанный конденсатор для указанного пара входят в состав системы конденсации, причем указанные выходы жидкости объединены в единую систему транспортирования текучей среды.The invention also proposes a plant for the combined production of urea and melamine, containing a zone for the production of urea and a zone for the production of melamine; wherein the urea production zone comprises a urea synthesis section and a carbamate recycling section containing a liquid/gas separation section; the melamine production zone comprises a melamine synthesis section and an off-gas separation section; moreover, the specified installation contains a line for transporting a fluid medium from the urea production zone to the melamine production zone, while the specified line is configured to supply the resulting urea to the melamine synthesis section, the gas flow line from the off-gas separation section of the melamine production zone to the urea synthesis section, while said gas flow line is in fluid communication with the gas inlet of the melamine off-gas condenser, and said condenser comprises a liquid outlet for the condensed gas, and a gas flow line from the liquid/gas separation section in fluid communication with the condenser for vapor containing ammonia, carbon dioxide and water, wherein said condenser contains a liquid outlet for condensed gas, wherein said condenser for melamine production off-gas and said condenser for said vapor are part of a condensation system, wherein said liquid outlets are combined into a single transport system fluid sorting.

В еще одном аспекте в изобретении предложен способ снижения расхода энергии в зоне производства карбамида существующей установки по совмещенному производству карбамида и меламина, содержащей зону производства карбамида и зону производства меламина; при этом зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую секцию разделения жидкости/газа; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа, при этом в способе осуществляют добавление концентратора в зону производства карбамида, при этом указанный концентратор содержит испарительную камеру для жидкости, подлежащей нагреву и испарению, причем указанная испарительная камера содержит выход газа для испаренной жидкости и находится в теплообменном сообщении с камерой косвенного теплообмена; обеспечивают линию транспортировки для подачи жидкости из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в указанную испарительную камеру; обеспечивают линию потока газа из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в систему конденсации, которая содержит выход жидкости, сообщающийся по текучей среде с камерой косвенного теплообмена; и обеспечивают линию потока газа из секции отделения отходящего газа установки по производству меламина в систему конденсации.In yet another aspect, the invention provides a method for reducing energy consumption in a urea production zone of an existing urea-melamine co-production plant comprising a urea production zone and a melamine production zone; wherein the urea production zone comprises a urea synthesis section and a carbamate recycling section containing a liquid/gas separation section; the melamine production zone comprises a melamine synthesis section and an off-gas separation section, wherein the method involves adding a concentrator to the urea production zone, said concentrator comprising a vaporization chamber for a liquid to be heated and vaporised, said vaporizer chamber comprising a gas outlet for the vaporized liquid and is in heat exchange communication with the indirect heat exchange chamber; providing a conveyance line for supplying liquid from the liquid/gas separation section of the urea plant to said flash chamber; providing a gas flow line from a liquid/gas separation section of the urea plant to a condensation system that includes a liquid outlet in fluid communication with the indirect heat exchange chamber; and providing a gas flow line from the off-gas separation section of the melamine plant to the condensing system.

В дополнительном аспекте в изобретении предложен способ повышения производительности оборудования зоны производства меламина существующей установки для совмещенного производства карбамида и меламина, содержащей зону производства карбамида и зону производства меламина; при этом зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую секцию разделения жидкости/газа; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа, при этом в способе осуществляют увеличение производительности синтеза меламина в секции синтеза меламина; добавляют концентратор в зону производства карбамида, причем указанный концентратор содержит испарительную камеру для жидкости, подлежащей нагреву и испарению, и указанная испарительная камера содержит выход газа для испаренной жидкости и находится в теплообменном сообщении с камерой косвенного теплообмена; обеспечивают линию транспортировки для подачи жидкости из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в указанную испарительную камеру; обеспечивают линию потока газа из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в систему конденсации, при этом указанная система конденсации содержит выход для жидкости, сообщающейся по текучей среде с камерой косвенного теплообмена; и обеспечивают линию потока газа из секции отделения отходящего газа установки поIn a further aspect, the invention provides a method for improving the productivity of a melamine production zone equipment of an existing urea/melamine co-production plant comprising a urea production zone and a melamine production zone; wherein the urea production zone comprises a urea synthesis section and a carbamate recycling section comprising a liquid/gas separation section; the melamine production zone comprises a melamine synthesis section and an off-gas separation section, wherein the process increases the melamine synthesis capacity in the melamine synthesis section; adding a concentrator to the urea production zone, said concentrator comprising a flash chamber for the liquid to be heated and vaporized, and said flash chamber containing a gas outlet for the vaporized fluid and in heat exchange communication with the indirect heat exchange chamber; providing a conveyance line for supplying liquid from the liquid/gas separation section of the urea plant to said flash chamber; providing a gas flow line from a liquid/gas separation section of the urea plant to a condensing system, said condensing system comprising a fluid outlet in fluid communication with the indirect heat exchange chamber; and provide a gas flow line from the off-gas separation section of the plant along

- 3 042169 производству меламина в систему конденсации.- 3 042169 production of melamine in the condensation system.

В еще одном аспекте в изобретении предложено применение вышеупомянутых способов для переоборудования установки для совмещенного производства карбамида и меламина.In yet another aspect, the invention proposes the use of the aforementioned methods to convert a urea/melamine co-production plant.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 представлен схематический чертеж традиционной установки по отгонке карбамида.In FIG. 1 is a schematic drawing of a conventional urea stripper.

На фиг. 2 представлен схематический чертеж установки для совмещенного производства карбамида и меламина в соответствии с вариантом осуществления, известным в данной области.In FIG. 2 is a schematic drawing of a urea/melamine co-production plant according to an embodiment known in the art.

На фиг. 3 представлен график, на котором типичный расход энергии, выраженный в килограммах водяного пара на тонну произведенного карбамида, показан в зависимости от производительности присоединенной установки по производству меламина при постоянной производительности карбамида для варианта осуществления, показанного на фиг. 2.In FIG. 3 is a graph showing typical energy consumption, expressed in kilograms of water vapor per tonne of urea produced, versus the throughput of an attached melamine plant at a constant urea throughput for the embodiment shown in FIG. 2.

На фиг. 4 представлен схематический чертеж установки для совмещенного производства карбамида и меламина в соответствии с другим вариантом осуществления, известным в данной области.In FIG. 4 is a schematic drawing of a urea/melamine co-production plant according to another embodiment known in the art.

На фиг. 5 представлен график, такой как показан на фиг. 3 для варианта осуществления, представленного на фиг. 4.In FIG. 5 is a graph such as that shown in FIG. 3 for the embodiment shown in FIG. 4.

На фиг. 6 представлен схематический чертеж установки для совмещенного производства карбамида и меламина в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 6 is a schematic drawing of a urea/melamine co-production plant according to an embodiment of the invention.

На фиг. 7 представлен график, такой как показан на фиг. 3 для варианта осуществления, представленного на фиг. 6.In FIG. 7 is a graph such as that shown in FIG. 3 for the embodiment shown in FIG. 6.

На фиг. 8 представлен схематический чертеж установки для совмещенного производства карбамида и меламина в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.In FIG. 8 is a schematic drawing of a urea/melamine co-production plant in accordance with another embodiment of the invention.

На фиг. 9 представлен график, такой как показан на фиг. 3 для варианта осуществления, представленного на фиг. 8.In FIG. 9 is a graph such as that shown in FIG. 3 for the embodiment shown in FIG. 8.

На фиг. 10 представлен схематический чертеж установки для совмещенного производства карбамида и меламина в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения.In FIG. 10 is a schematic drawing of a urea/melamine co-production plant in accordance with yet another embodiment of the invention.

На фиг. 11 представлен график, такой как показан на фиг. 3 для варианта осуществления, представленного на фиг. 10.In FIG. 11 is a graph such as that shown in FIG. 3 for the embodiment shown in FIG. 10.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

В общем смысле в основе изобретения лежит неожиданное озарение относительно того, как применять тепловую энергию, создаваемую потоком отходящего газа в зоне производства меламина (далее также называется меламиновым отходящим газом), совмещенной с зоной производства карбамида. Это озарение привело к объединению конденсата указанного отходящего газа, в котором содержится относительно мало воды, и конденсата диссоциированного карбаматного пара (газообразного потока, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду), получаемого при производстве карбамида и имеющего высокое содержание воды. Полученный объединенный конденсат имеет содержание воды выше, чем в отходящем газе зоны производства меламина. За счет такого разбавления отходящего газа, полученного при производстве меламина, после конденсации, полученный разбавленный конденсат можно далее использовать, направив его в другое место в совмещенной производственной установке, в частности рециркулируя его для использования в синтезе карбамида.In a general sense, the invention is based on an unexpected insight on how to use the thermal energy generated by the flow of off-gas in the melamine production zone (hereinafter also referred to as melamine off-gas) co-located with the urea production zone. This insight led to the combination of said effluent gas condensate, which contains relatively little water, and dissociated carbamate vapor condensate (a gaseous stream containing ammonia, carbon dioxide and water) from urea production, which has a high water content. The resultant combined condensate has a water content higher than that of the off-gas from the melamine production zone. By diluting the off-gas from melamine production in this way, after condensation, the resulting dilute condensate can be further used by directing it elsewhere in the co-production plant, in particular by recycling it for use in the urea synthesis.

Чтобы получить объединенный конденсат, отходящий газ зоны производства меламина и диссоциированный карбаматный пар зоны производства карбамида направляют в систему конденсации, подходящую для получения и объединения конденсатов обоих указанных потоков газа.In order to obtain a combined condensate, the off-gas from the melamine production zone and the dissociated carbamate vapor from the urea production zone are sent to a condensation system suitable for receiving and combining the condensates of both said gas streams.

Как правило, так называют систему, содержащую конденсатор для отходящего газа, производства меламина, причем указанный конденсатор имеет выход жидкости для конденсированного газа, и конденсатор для диссоциированного карбаматного пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, при этом указанный конденсатор имеет выход жидкости для конденсированного газа, при этом указанные выходы жидкости совмещены в единую систему транспортировки текучей среды. В зависимости от значений относительного давления потоков газов, как описано ниже, система конденсации может представлять собой одиночный конденсатор, в который поступают оба потока газа. Если предпочтительно не принимать мер для уравнивания значений давления обоих потоков газа, то система конденсации предпочтительно содержит множество конденсаторов, сообщающихся друг с другом по текучей среде.As a rule, this is the name of a system containing a condenser for off-gas, melamine production, and said condenser has a liquid outlet for condensed gas, and a condenser for dissociated carbamate vapor containing ammonia, carbon dioxide and water, while said condenser has a liquid outlet for condensed gas, while these liquid outlets are combined into a single fluid transportation system. Depending on the relative pressures of the gas streams, as described below, the condensing system may be a single condenser that receives both gas streams. If it is preferable not to take steps to equalize the pressures of the two gas streams, then the condensation system preferably comprises a plurality of condensers in fluid communication with each other.

По существу, жидкость на выходе системы конденсации представляет собой объединенный конденсат отходящего газа зоны производства меламина и диссоциированного карбаматного пара зоны производства карбамида. В случае если конденсация обоих потоков происходит не приблизительно в одно время или в одной емкости, а последовательно, то предпочтительно конденсация отходящего газа производства меламина происходит ниже по ходу потока от конденсации диссоциированного карбаматного пара. Таким образом, конденсат с низким содержанием воды (то есть конденсат отходящего газа производства меламина) будет сразу подхватываться в водный поток и разбавляться, что поможет не допустить отверждения конденсата отходящего газа производства меламина. Предпочтительно, чтобы разбавленный конденсат содержал от 20 до 35% воды по весу.Essentially, the liquid at the outlet of the condensation system is the combined condensate of the off-gas from the melamine production zone and the dissociated carbamate vapor from the urea production zone. If the condensation of both streams does not occur approximately at the same time or in the same vessel, but sequentially, then preferably the condensation of the off-gas from the production of melamine occurs downstream of the condensation of the dissociated carbamate vapor. Thus, condensate with a low water content (i.e., melamine off-gas condensate) will immediately be taken into the water stream and diluted, which will help prevent the melamine off-gas condensate from curing. Preferably, the dilute condensate contains 20 to 35% water by weight.

Предпочтительно, чтобы система конденсации была выполнена в форме межтрубного пространства кожухотрубного теплообменника. В любом случае система конденсации находится в теплообменномPreferably, the condensing system is in the form of an annulus of a shell-and-tube heat exchanger. In any case, the condensing system is located in the heat exchanger

- 4 042169 сообщении с устройством, в котором используется выделяемое при конденсации тепло.- 4 042169 communication with a device that uses the heat released during condensation.

В предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением объединенная конденсация диссоциированного карбаматного пара и отходящего газа производства меламина проводится в ходе косвенного теплообмена с потоком водного раствора карбамата.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the combined condensation of dissociated carbamate vapor and melamine production off-gas is carried out in indirect heat exchange with the aqueous carbamate solution stream.

Предпочтительно, чтобы косвенный теплообмен проводился в кожухотрубном теплообменнике так, чтобы диссоциированный карбаматный пар и отходящий газ производства меламина подавались в межтрубное пространство теплообменника, а водный раствор карбамата - в его трубную часть.Preferably, indirect heat exchange is carried out in a shell-and-tube heat exchanger so that dissociated carbamate vapor and off-gas from melamine production are supplied to the annular space of the heat exchanger, and an aqueous solution of carbamate is supplied to its pipe part.

Для концентрирования указанного потока используется теплообмен с потоком водного раствора карбамида. Это приводит к получению жидкого потока, представляющего собой концентрированный раствор карбамида, и потока газа, представляющего собой испаренную воду, содержащую аммиак и диоксид углерода.To concentrate the specified flow, heat exchange with the flow of an aqueous solution of urea is used. This results in a liquid stream, which is a concentrated solution of urea, and a gas stream, which is evaporated water containing ammonia and carbon dioxide.

В результате изобретения повышается экономичность по расходу энергии совмещенной производственной установки. Более конкретно, если зона производства карбамида представляет собой установку по отгонке карбамида, рост удельного расхода водяного пара в установке по производству карбамида замедляется, несмотря на то что из-за описанной выше более низкой эффективности отгонки в установке по производству карбамида, которая перерабатывает отходящий газ из установки по производству меламина, требуется дополнительный водяной пар, и, соответственно, количество диоксида углерода, поступающее непосредственно в отгонное устройство, уменьшается. Изобретатели неожиданно также обнаружили, что удельный расход энергии даже падает по мере роста производства меламина.As a result of the invention, the energy efficiency of the combined production plant is increased. More specifically, if the urea production zone is a urea stripping plant, the increase in specific steam flow rate in the urea production plant is slowed down, despite the fact that due to the lower stripping efficiency described above in the urea plant, which processes off-gas from melamine production plant, additional steam is required and, accordingly, the amount of carbon dioxide entering directly into the stripper is reduced. The inventors have also unexpectedly found that the specific energy consumption even drops as melamine production increases.

Следует отметить, что, как правило, отходящий газ в производстве меламина имеет давление в диапазоне, как правило, 1,0-25 МПа, предпочтительно 1,0-3,0 МПа, например, 1,5-2,5 МПа, обычно приблизительно 2 МПа. В контексте производства карбамида это должно считаться средним давлением. Карбамид обычно синтезируют при высоком давлении, например, 10-25 МПа, предпочтительно 12-22 МПа. Это предполагает, что если диссоциированный карбаматный пар, содержащий аммиак, получаемый из отгонного устройства высокого давления в зоне производства карбамида, объединить с отходящим газом из зоны производства меламина в объединенный конденсат, то объединенный конденсат образуется только после конденсации двух потоков газа.It should be noted that, as a rule, the off-gas in the production of melamine has a pressure in the range, as a rule, 1.0-25 MPa, preferably 1.0-3.0 MPa, for example, 1.5-2.5 MPa, usually approximately 2 MPa. In the context of urea production, this should be considered medium pressure. Urea is usually synthesized at high pressure, for example 10-25 MPa, preferably 12-22 MPa. This implies that if the dissociated carbamate vapor containing ammonia from the high pressure stripper in the urea production zone is combined with the off-gas from the melamine production zone into a combined condensate, then the combined condensate is formed only after the two gas streams condense.

Тем не менее, в одном из интересных вариантов осуществления диссоциированный карбаматный пар имеет давление, по существу равное давлению отходящего газа производства меламина, что допускает объединение в газовой фазе. В этом случае пар и отходящий газ можно подвергнуть совместной конденсации. Это можно сделать, если диссоциированный карбаматный пар имеет приблизительно правильное давление или приводится к правильному давлению.However, in one interesting embodiment, the dissociated carbamate vapor has a pressure substantially equal to that of the off-gas from the melamine production, allowing for gas phase pooling. In this case, the steam and off-gas can be co-condensed. This can be done if the dissociated carbamate vapor is at approximately the correct pressure or brought to the correct pressure.

Это можно реализовать, например, в зоне производства карбамида со стадией среднего давления. Такие зоны производства карбамида известны специалисту. На стадии среднего давления весь раствор для синтеза карбамида, получаемый из секции синтеза высокого давления, или его часть подвергается отгонке, причем выходящий поток стадии среднего давления представляет собой отогнанный водный раствор карбамида и диссоциированный карбаматный пар среднего давления. Специалисту известны зоны производства карбамида, включающие в себя стадию среднего давления, обычно содержащую отгонное устройство среднего давления и конденсатор карбамата среднего давления. См., например, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol 37, (2012) p 657-693.This can be realized, for example, in a urea production zone with a medium pressure stage. Such urea production zones are known to those skilled in the art. In the medium pressure stage, all or part of the urea synthesis solution obtained from the high pressure synthesis section is distilled, the medium pressure stage effluent being a distilled aqueous urea solution and dissociated medium pressure carbamate vapor. The person skilled in the art is aware of urea production zones including a medium pressure stage, typically comprising a medium pressure stripper and a medium pressure carbamate condenser. See, for example, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol 37, (2012) p 657-693.

Диссоциированный карбаматный пар среднего давления также можно получить путем мгновенного испарения. В предпочтительном варианте осуществления указанная выше обработка потока для синтеза карбамида для отделения потока водного раствора карбамида от остаточного диссоциированного карбаматного пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, включает в себя адиабатическое мгновенное испарение потока водного раствора карбамида, обычно под давлением от 1,0 до 8,0 МПа, а более конкретно - от 1,5 до 5,0 МПа. Это приводит к расширению, в результате которого значительная часть аммиака, диоксида углерода и воды отделяется от раствора карбамида в виде пара. Этот отделенный пар, т.е. в сущности диссоциированный карбаматный пар, находится при среднем давлении и может быть направлен в ту же систему конденсации, в которую также направляют отходящий газ производства меламина. В системе пар и отходящий газ могут быть объединены в газовой фазе, а затем подвергнуты совместной конденсации. Оставшийся раствор карбамида, как правило, по-прежнему подвергают обычной рециркуляционной обработке с целью отделения остального диссоциированного карбаматного пара от раствора карбамида. Последний диссоциированный карбаматный пар предпочтительно также направляют в вышеупомянутую систему конденсации. Преимуществом стадии адиабатического мгновенного испарения является то, что тепло, выделяемое при синтезе карбамида, можно регенерировать при конденсации пара, получаемого при мгновенном испарении, и использовать в косвенном теплообмене.Medium pressure dissociated carbamate steam can also be obtained by flashing. In a preferred embodiment, the above treatment of the urea synthesis stream to separate the aqueous urea solution stream from the residual dissociated carbamate vapor containing ammonia, carbon dioxide and water comprises adiabatically flashing the aqueous urea solution stream, typically at a pressure of 1.0 to 8.0 MPa, and more specifically, from 1.5 to 5.0 MPa. This results in an expansion which causes a significant portion of the ammonia, carbon dioxide and water to separate from the urea solution as vapor. This separated steam, i.e. essentially dissociated carbamate vapor, is at medium pressure and can be sent to the same condensation system, which is also sent to the off-gas from the melamine production. In the system, steam and off-gas can be combined in the gas phase and then co-condensed. The remaining carbamide solution is generally still subjected to the usual recirculation treatment to separate the rest of the dissociated carbamate vapor from the urea solution. The last dissociated carbamate vapor is preferably also sent to the aforementioned condensation system. The advantage of the adiabatic flash stage is that the heat generated during the synthesis of urea can be recovered by condensing the vapor produced by the flash and used in indirect heat exchange.

Изобретение находит полезное применение в способе совмещенного производства карбамида и меламина и на предназначенной для этого производственной установке. Оно также находит полезное применение в способе снижения расхода энергии зоны производства карбамида в установке для совмещенного производства карбамида и меламина. Наиболее полезное применение относится к повышению производительности установки по производству меламина, объединенной с установкой по производству карбамида. В целом в изобретении предложен способ переоборудования установки для совмещенногоThe invention finds useful application in a method for the combined production of urea and melamine and in a production plant designed for this. It also finds useful application in a process for reducing the energy consumption of a urea production zone in a urea/melamine co-production plant. The most useful application relates to increasing the productivity of a melamine plant integrated with a urea plant. In general, the invention proposes a method for converting a plant for combined

- 5 042169 производства карбамида и меламина.- 5 042169 production of urea and melamine.

Способ совмещенного производства карбамида и меламина в соответствии с изобретением включает в себя воздействие на диоксид углерода и аммиак условий образования карбамида в секции синтеза карбамида с образованием потока синтеза карбамида, содержащего карбамид, воду и карбамат аммония.The process for co-production of urea and melamine in accordance with the invention includes exposing carbon dioxide and ammonia to urea formation conditions in a urea synthesis section to form a urea synthesis stream containing urea, water and ammonium carbamate.

Это можно сделать по стандартной технологии производства карбамида, используемой в данной области.This can be done with standard urea production technology used in the art.

Поток синтеза карбамида подвергают обработке, чтобы отделить карбамид от остаточного диссоциированного карбаматного пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду. Способы, позволяющие это выполнить, хорошо известны специалисту. Указанный диссоциированный карбаматный пар обычно конденсируется в карбаматный раствор, который рециркулируют в секцию синтеза карбамида. Это также можно сделать по стандартной технологии производства карбамида, известной специалисту.The urea synthesis stream is treated to separate the urea from the residual dissociated carbamate vapor containing ammonia, carbon dioxide and water. Ways to accomplish this are well known to the skilled person. Said dissociated carbamate vapor is typically condensed into a carbamate solution which is recycled to the urea synthesis section. This can also be done using standard urea production techniques known to those skilled in the art.

Предпочтительно, чтобы обработка потока синтеза карбамида включала в себя отгонку указанного потока с получением отогнанного водного раствора карбамида. Отгонку можно проводить посредством подведения тепла (термическая отгонка) или с использованием отгоняющей среды, обычно противоточного потока отгоняющего газа. В производстве карбамида в качестве отгоняющей среды обычно используют аммиак или диоксид углерода.Preferably, treatment of the urea synthesis stream comprises distillation of said stream to obtain a distilled aqueous urea solution. Stripping can be carried out by applying heat (thermal stripping) or using a stripping medium, usually a countercurrent flow of stripping gas. In the production of carbamide, ammonia or carbon dioxide is usually used as a stripping medium.

Отогнанный водный раствор карбамида подвергают стадии рециркуляции, где от карбамида отделяют оставшийся карбамат аммония с получением раствора карбамида и диссоциированного карбаматного пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду; указанный диссоциированный карбаматный пар конденсируют в раствор карбамата, который рециркулируют в секцию синтеза карбамида.The distilled aqueous solution of urea is subjected to a recirculation step, where the remaining ammonium carbamate is separated from the urea to obtain a solution of urea and a dissociated carbamate vapor containing ammonia, carbon dioxide and water; said dissociated carbamate vapor is condensed into a carbamate solution, which is recycled to the urea synthesis section.

В изобретении в одном варианте осуществления конденсацию диссоциированного карбаматного пара проводят в сочетании с конденсацией отходящего газа, получаемого из секции производства меламина, и рециркулируют его в секцию производства карбамида в составе получаемого объединенного конденсата. В другом варианте осуществления диссоциированный карбаматный пар конденсируют первым. Затем конденсат приводят к подходящему давлению, смешивают с отходящим газом производства меламина, после чего конденсируют отходящий газ производства меламина. Конденсированную текучую среду используют для теплообмена.In the invention, in one embodiment, the condensation of the dissociated carbamate vapor is carried out in combination with the condensation of off-gas obtained from the melamine production section and recycled to the urea production section as part of the resulting combined condensate. In another embodiment, the dissociated carbamate vapor is condensed first. The condensate is then brought to a suitable pressure, mixed with the melamine production off-gas, and then the melamine production off-gas is condensed. The condensed fluid is used for heat exchange.

В ходе совмещенного производства карбамида и меламина карбамид, образующийся в секции производства карбамида, направляют в качестве исходного материала в секцию производства меламина, где подвергают воздействию условий, в которых образуется меламин. Эти условия и связанное с ними оборудование для синтеза меламина, как правило, доступны специалисту.In the co-production of urea and melamine, the urea generated in the urea production section is sent as a raw material to the melamine production section, where it is subjected to the conditions under which melamine is formed. These conditions and associated melamine synthesis equipment are generally available to those skilled in the art.

Другая часть совмещения производства карбамида и меламина относится к рециркуляции отходящего газа из секции синтеза меламина в секцию синтеза карбамида. Следует понимать, что в изобретении эта рециркуляция происходит, полностью или частично, после описанной выше совместной конденсации. Другими словами, после конденсации отходящий газ производства меламина рециркулируют в секцию синтеза карбамида в составе объединенного конденсата указанного отходящего газа и диссоциированного карбаматного пара, полученного при производстве карбамида, как поясняется выше.Another part of the combined production of urea and melamine relates to the recirculation of off-gas from the melamine synthesis section to the urea synthesis section. It should be understood that in the invention this recirculation takes place, in whole or in part, after the co-condensation described above. In other words, after condensation, the off-gas from melamine production is recycled to the urea synthesis section as a combined condensate of said off-gas and dissociated carbamate vapor from urea production, as explained above.

Помимо изложенных выше установленных требований к соблюдению порядка использования отходящего газа производства меламина в конденсации, совмещение производства карбамида и меламина можно, как правило, реализовать известным специалисту способом. В этом отношении в данной области существует много систем для совмещения установок по производству меламина и карбамида.In addition to the established requirements set forth above for the use of melamine off-gas in condensation, the combination of urea and melamine production can generally be carried out in a manner known to the person skilled in the art. In this regard, there are many systems in the field for combining melamine and urea plants.

Для совмещенного производства карбамида и меламина необходимо, чтобы зона производства карбамида и зона производства меламина были связаны описанным выше образом. Зоны производства могут являться частями единой совмещенной установки. В более типичном случае зоны производства представляют собой отдельные установки, обычно находящиеся в достаточной близости друг к другу, что делает совмещение осуществимым с экономической и практической точки зрения.Co-production of urea and melamine requires that the urea production zone and the melamine production zone are connected in the manner described above. Production areas may be part of a single combined installation. More typically, production areas are separate installations, usually located in sufficient proximity to each other, which makes the combination economically and practically feasible.

Отдельные установки по производству карбамида и меламина могут быть построены как новые установки, или же одна из них или обе могут уже существовать. Если обе установки существуют и расположены в достаточной близости друг к другу, то в данной области традиционно они уже совмещены. Тем не менее можно также представить, что такое совмещение еще не реализовано, в частности, из-за недостатков, связанных с эффективностью отгонки установки по производству карбамида, описанных выше. Изобретение позволяет устранить эти недостатки.Separate urea and melamine plants may be built as new plants, or one or both may already exist. If both installations exist and are located in sufficient proximity to each other, then in this area they are traditionally already combined. However, it can also be imagined that such a combination has not yet been realized, in particular due to the disadvantages associated with the stripping efficiency of the urea plant described above. The invention eliminates these disadvantages.

Если установки уже существуют в совмещенном виде, можно представить, что соединение с установкой по производству карбамида фактически не позволяет специалисту повысить производительность установки по производству меламина из-за проблемы с более низкой эффективностью отгонки и/или более высоким расходом водяного пара, обусловленным повышенной подачей диоксида углерода и аммиака в установку по производству карбамида. Изобретение решает эту проблему.If the plants already exist in combination, it can be imagined that the connection to the urea plant does not actually allow the specialist to increase the productivity of the melamine plant due to the problem of lower stripping efficiency and/or higher steam consumption due to increased dioxide supply. carbon and ammonia to a urea plant. The invention solves this problem.

Что касается зоны производства карбамида, часто используемым способом получения карбамида в соответствии со способом отгонки (стриппинг-процессом) является способ отгонки диоксидом углерода, например, описанный в публикации Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333350. В этом способе за секцией синтеза следуют одна или более секций регенерации. Секция синтеза содержит реактор, отгонное устройство (стриппер), конденсатор и скруббер, в котором рабочее давление находится в диапазоне от 12 до 20 МПа, а предпочтительно - в диапазоне от 13 до 18 МПа. В секции син- 6 042169 теза раствор карбамида, выходящий из реактора карбамида, подают в отгонное устройство, в котором большое количество непреобразованного аммиака и диоксида углерода отделяется от водного раствора карбамида. Такое отгонное устройство может представлять собой кожухотрубный теплообменник, в котором раствор карбамида подают в верхнюю часть со стороны трубок, а диоксид углерода, подаваемый для синтеза, вводят в нижнюю часть отгонного устройства. В межтрубное пространство вводят водяной пар для нагревания раствора. Раствор карбамида выходит из теплообменника в нижней части, тогда как паровая фаза выходит из отгонного устройства в верхней части. Пар, выходящий из указанного отгонного устройства, содержит аммиак, диоксид углерода и небольшое количество воды. Указанный пар конденсируется в теплообменнике с падающей пленкой или в конденсаторе погружного типа, который может быть горизонтального типа или вертикального типа. Погружной теплообменник горизонтального типа описан в публикации Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350. Тепло, высвобождаемое при экзотермической реакции конденсации карбамата в указанном конденсаторе, обычно используют для получения водяного пара, используемого в расположенной ниже по ходу потока секции обработки карбамида, для нагревания и концентрирования раствора карбамида. Поскольку в конденсаторе погружного типа жидкость пребывает некоторое время, часть реакции образования карбамида проходит уже в указанном конденсаторе. Образованный раствор, содержащий конденсированный аммиак, диоксид углерода, воду и карбамид вместе с неконденсированным аммиаком, диоксидом углерода и инертным паром, направляют в реактор. В реакторе вышеупомянутая реакция преобразования карбамата в карбамид доходит до точки равновесия. Молярное отношение аммиака и диоксида углерода в растворе карбамида, выходящем из реактора, по существу находится в диапазоне от 2,5 до 4 моль/моль. Также возможно объединение конденсатора и реактора в одном комплекте оборудования. Пример такого комплекта оборудования описан в публикации Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350. Образованный раствор карбамида, выходящий из реактора карбамида, подается на отгонное устройство, а инертный пар, содержащий неконденсированный аммиак и диоксид углерода, направляют в секцию очистки, работающую при аналогичном с реактором давлении. В этой секции очистки инертный пар удаляют от аммиака и диоксида углерода. В качестве абсорбента в этой секции очистки используют раствор карбамата из системы регенерации ниже по потоку. В изобретении образующийся карбамат в объединенном конденсате может быть направлен в вышеупомянутый скруббер в качестве абсорбента и/или в зону конденсации в секции синтеза.With respect to the urea production zone, a frequently used method for producing urea according to a stripping process is a carbon dioxide stripping method, for example, as described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333350. In this process, a synthesis section is followed by one or more regeneration sections. The synthesis section contains a reactor, a stripper, a condenser and a scrubber, in which the operating pressure is in the range from 12 to 20 MPa, and preferably in the range from 13 to 18 MPa. In the synthesis section, the urea solution exiting the urea reactor is fed into a stripper, in which a large amount of unconverted ammonia and carbon dioxide is separated from the aqueous urea solution. Such a stripper may be a shell-and-tube heat exchanger in which the urea solution is fed into the top side of the tubes, and the carbon dioxide supplied for synthesis is introduced into the bottom of the stripper. Water vapor is introduced into the annular space to heat the solution. The urea solution exits the heat exchanger at the bottom while the vapor phase exits the stripper at the top. The steam leaving said stripper contains ammonia, carbon dioxide and a small amount of water. Said vapor is condensed in a falling film heat exchanger or in an immersion type condenser, which may be of a horizontal type or a vertical type. The horizontal type immersion heat exchanger is described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350. The heat released by the exothermic condensation reaction of the carbamate in said condenser is typically used to generate steam used in the downstream urea processing section to heat and concentrate the urea solution. Since the liquid remains in the immersion type condenser for some time, part of the urea formation reaction takes place already in the said condenser. The resulting solution containing condensed ammonia, carbon dioxide, water and urea, together with non-condensed ammonia, carbon dioxide and inert steam, is sent to the reactor. In the reactor, the aforementioned reaction of converting carbamate to urea reaches an equilibrium point. The molar ratio of ammonia and carbon dioxide in the urea solution leaving the reactor is essentially in the range of 2.5 to 4 mol/mol. It is also possible to combine the condenser and reactor in one set of equipment. An example of such a set of equipment is described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350. The resulting carbamide solution leaving the urea reactor is fed to a stripping device, and inert steam containing non-condensed ammonia and carbon dioxide is sent to the purification section operating at the same pressure as the reactor. In this purification section, inert steam is removed from ammonia and carbon dioxide. The absorbent used in this treatment section is a carbamate solution from the downstream regeneration system. In the invention, the resulting carbamate in the combined condensate can be sent to the aforementioned scrubber as an absorbent and/or to the condensation zone in the synthesis section.

Изобретение не ограничено каким-либо конкретным способом производства карбамида. Другие способы и установки включают в себя те, которые основаны на такой технологии, как способ HEC, разработанный компанией Urea Casale, способ ACES, разработанный компанией Toyo Engineering Corporation, и способ, разработанный компанией Snamprogetti.The invention is not limited to any particular process for the production of urea. Other methods and apparatuses include those based on technology such as the HEC method developed by Urea Casale, the ACES method developed by Toyo Engineering Corporation, and the method developed by Snamprogetti.

Что касается зоны производства меламина, она предпочтительно является установкой по производству меламина, в которой используется так называемая обработка при высоком давлении. Способы производства меламина описаны, например, в публикации Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A16, fifth ed., pp. 174-179.As for the melamine production zone, it is preferably a melamine production plant using the so-called high pressure treatment. Methods for the production of melamine are described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A16, fifth ed., pp. 174-179.

Изобретение также относится к установке для совмещенного производства карбамида и меламина. Указанная установка содержит зону производства карбамида и зону производства меламина, которые могут принимать вид совмещенной установки или двух связанных отдельных установок, как по существу пояснено выше. Зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую систему разделения жидкости/газа; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа. Чтобы производство карбамида и меламина было совмещенным, установка содержит линию транспортировки текучей среды из зоны производства карбамида в зону производства меламина, причем указанная линия выполнена с возможностью подачи образующегося карбамида в секцию синтеза меламина, и линию потока газа из секции отделения отходящего газа зоны производства меламина в секцию синтеза карбамида. В соответствии с изобретением установка дополнительно содержит линию потока газа из системы разделения жидкости/газа в конденсатор.The invention also relates to a plant for the combined production of urea and melamine. Said plant comprises a urea production zone and a melamine production zone, which may take the form of a combined plant or two associated separate plants, as essentially explained above. The urea production zone contains a urea synthesis section and a carbamate recycling section containing a liquid/gas separation system; the melamine production zone contains a melamine synthesis section and an off-gas separation section. In order for the production of urea and melamine to be combined, the plant includes a line for transporting a fluid medium from the urea production zone to the melamine production zone, wherein said line is configured to supply the formed carbamide to the melamine synthesis section, and a gas flow line from the off-gas separation section of the melamine production zone to urea synthesis section. In accordance with the invention, the plant further comprises a gas flow line from the liquid/gas separation system to the condenser.

Вышеупомянутая линия потока газа из секции отделения отходящего меламинового газа направляется на вход для газа конденсатора указанного меламинового отходящего газа. Конденсатор содержит выход жидкости для конденсированного газа. Линия потока газа из секции разделения жидкости/газа зоны производства карбамида подается на вход для газа конденсатора для пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, причем указанный конденсатор также содержит выход жидкости для конденсированного газа. В соответствии с изобретением конденсатор для отходящего газа производства меламина и конденсатор для указанного пара входят в состав системы конденсации, в которой указанные выходы жидкости совмещены в единую систему транспортировки текучей среды. Как следует понимать из вышеизложенного, система конденсации может содержать одиночный конденсатор (в котором входы для газа обоих потоков могут быть разными или могут быть одним и теми же, если потоки газа объединены в каком-либо месте выше по ходу потока от конденсатора), или она может содержать два или более конденсаторов, чтобы раздельно конденсировать потоки газа, а затем объединять конденсаты.The aforementioned gas flow line from the melamine off-gas separation section is directed to the gas inlet of the condenser of said melamine off-gas. The condenser contains a liquid outlet for the condensed gas. The gas flow line from the liquid/gas separation section of the urea production zone is fed to the gas inlet of a steam condenser containing ammonia, carbon dioxide and water, said condenser also containing a liquid outlet for the condensed gas. According to the invention, the melamine off-gas condenser and the vapor condenser are part of a condensation system in which said liquid outlets are combined into a single fluid transport system. As will be understood from the foregoing, the condensing system may comprise a single condenser (in which the gas inlets of both streams may be different, or may be the same if the gas streams are combined at some location upstream of the condenser), or it may contain two or more condensers to separately condense the gas streams and then combine the condensates.

Указанная система конденсации предпочтительно включает в себя межтрубное пространство одноSaid condensation system preferably includes an annulus one

- 7 042169 го или более кожухотрубных теплообменников.- 7 042169 or more shell-and-tube heat exchangers.

В предпочтительном варианте осуществления зона производства карбамида основана на технологии отгонки, т. е. установки по отгонке карбамида. Секция синтеза такой установки содержит реактор и отгонное устройство. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления, предпочтительно объединенном с описанной выше технологией отгонки, зона конденсации находится в состоянии косвенного теплообмена с потоком водного раствора карбамида.In a preferred embodiment, the urea production zone is based on a stripping technology, i.e. a urea stripping plant. The synthesis section of such an installation contains a reactor and a stripper. In a further preferred embodiment, preferably combined with the stripping technology described above, the condensation zone is in a state of indirect heat exchange with the aqueous urea solution stream.

Предпочтительно косвенный теплообмен осуществляется в кожухотрубном теплообменнике, причем диссоциированный карбаматный пар и отходящий газ производства меламина подаются в межтрубное пространство теплообменника, а водный раствор карбамата - в его трубную часть.Preferably, indirect heat exchange is carried out in a shell-and-tube heat exchanger, wherein the dissociated carbamate vapor and off-gas from melamine production are fed into the annular space of the heat exchanger, and the aqueous carbamate solution is fed into its tube part.

Таким образом, следует понимать, что в предпочтительном варианте осуществления система конденсации является частью концентратора. Из потока водного раствора карбамида, подаваемого в указанный концентратор, будет испаряться вода, что приведет к образованию концентрированного раствора карбамида и водяного пара.Thus, it should be understood that in the preferred embodiment, the condensing system is part of the concentrator. From the aqueous urea solution stream fed to said concentrator, water will evaporate, resulting in the formation of a concentrated urea solution and water vapor.

Ввиду предпочтительного использования, а именно для концентрирования водного раствора карбамида, система конденсации предпочтительно содержит одну или более линий подачи жидкости, которые сообщаются по текучей среде с секцией синтеза карбамида.In view of its preferred use, namely for concentrating an aqueous solution of urea, the condensation system preferably comprises one or more liquid supply lines that are in fluid communication with the urea synthesis section.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть указанного сообщения по текучей среде проходила через систему разделения жидкости/газа. В еще одном предпочтительном варианте осуществления зона производства карбамида дополнительно содержит систему мгновенного испарения между секцией синтеза карбамида и секцией рециркуляции карбамата. Система мгновенного испарения находится в сообщении по текучей среде с секцией синтеза карбамида, что позволяет потоку синтеза карбамида поступать на вход жидкости системы мгновенного испарения. Система мгновенного испарения имеет выход для газа, позволяющий диссоциированному карбаматному пару, отделяемому от потока для синтеза карбамида в результате мгновенного испарения, выходить из системы мгновенного испарения. Предпочтительно, чтобы указанный выход для газа представлял собой или содержал линию газового потока в ту же систему конденсации, в которую направляется отходящий газ производства меламина. Система мгновенного испарения имеет выход для жидкости, находящийся в сообщении по текучей среде с секцией рециркуляции карбамата, что позволяет направлять раствор карбамида, остающийся после мгновенного испарения, в секцию рециркуляции, в частности в ее систему разделения жидкости/газа.Preferably, at least a portion of said fluid communication passes through the liquid/gas separation system. In yet another preferred embodiment, the urea production zone further comprises a flashing system between the urea synthesis section and the carbamate recycle section. The flashing system is in fluid communication with the urea synthesis section, which allows the urea synthesis stream to enter the fluid inlet of the flashing system. The flashing system has a gas outlet allowing dissociated carbamate vapor separated from the urea synthesis stream by flashing to exit the flashing system. Preferably, said gas outlet is or comprises a gas flow line to the same condensation system as the melamine production off-gas. The flashing system has a liquid outlet in fluid communication with the carbamate recirculation section, which allows the urea solution remaining after flashing to be directed to the recirculation section, in particular to its liquid/gas separation system.

Системы мгновенного испарения известны специалисту.Flash evaporation systems are known to the skilled person.

В изобретении также предложен способ снижения расхода энергии зоны производства карбамида существующей установки для совмещенного производства карбамида и меламина. Установка содержит зону производства карбамида и зону производства меламина; зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую секцию разделения жидкости/газа; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа. В соответствии с изобретением в одном варианте осуществления способ включает в себя добавление концентратора в зону производства карбамида, причем указанный концентратор содержит систему косвенного теплообмена с потоком газа. Концентратор, как правило, содержит испарительную камеру для нагрева жидкости, причем указанная испарительная камера находится в теплообменном сообщении с камерой косвенного нагрева для нагрева текучей среды. Способ изобретения дополнительно включает в себя обеспечение линии транспортировки для подачи жидкости из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в указанную испарительную камеру. Дополнительно предусмотрена линия потока газа из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в систему конденсации, причем указанная система конденсации содержит выход для жидкости, находящийся в сообщении по текучей среде с камерой косвенного нагрева. Наконец, изобретение включает в себя обеспечение линии потока газа из секции отделения отходящего газа зоны производства меламина в систему конденсации.The invention also provides a method for reducing the energy consumption of the urea production area of an existing urea/melamine co-production plant. The plant contains a carbamide production zone and a melamine production zone; the urea production zone includes a urea synthesis section and a carbamate recycling section containing a liquid/gas separation section; the melamine production zone contains a melamine synthesis section and an off-gas separation section. According to the invention, in one embodiment, the method includes adding a concentrator to a urea production zone, said concentrator comprising an indirect heat exchange system with a gas stream. The concentrator typically includes a vaporization chamber for heating a liquid, said vaporization chamber being in heat exchange communication with an indirect heating chamber for heating the fluid. The method of the invention further includes providing a conveyance line for supplying liquid from the liquid/gas separation section of the urea plant to said flash chamber. Additionally, a gas flow line is provided from the liquid/gas separation section of the urea plant to the condensation system, said condensation system having a liquid outlet in fluid communication with the indirect heating chamber. Finally, the invention includes providing a gas flow line from the off-gas separation section of the melamine production zone to the condenser system.

Наиболее выгодное применение изобретения заключается в реализации способа повышения производительности зоны производства меламина существующей установки для совмещенного производства карбамида и меламина. Следует понимать, что указанная установка содержит зону производства карбамида и зону производства меламина; зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую секцию разделения жидкости/газа; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа. Способ настоящего изобретения включает в себя повышение производительности синтеза меламина секции синтеза меламина. Это можно сделать известными способами, например, посредством увеличения размера реактора для производства меламина и установленного после него оборудования или изменения рабочих условий таким образом, чтобы обеспечить подачу большего количества карбамида для переработки в единицу времени. Изобретение включает в себя добавление концентратора в зону производства карбамида, причем указанный концентратор содержит испарительную камеру для нагрева жидкости, при этом указанная испарительная камера находится в теплообменном сообщении с камерой косвенного нагрева для нагревания текучей среды. Изобретение дополнительно включает в себя обеспечение линии транспортировки для подачи жидкости из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в ука- 8 042169 занную испарительную камеру и обеспечение линии потока газа из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в систему конденсации. Система конденсации содержит выход для жидкости, сообщающийся по текучей среде с камерой косвенного нагрева. В соответствии с изобретением дополнительно обеспечивается линия потока газа из секции отделения отходящего газа зоны производства меламина в систему конденсации.The most advantageous application of the invention is to implement a process for improving the productivity of a melamine production area of an existing urea/melamine co-production plant. It should be understood that said plant comprises a urea production zone and a melamine production zone; the urea production zone includes a urea synthesis section and a carbamate recycling section containing a liquid/gas separation section; the melamine production zone contains a melamine synthesis section and an off-gas separation section. The process of the present invention includes improving the melamine synthesis capacity of the melamine synthesis section. This can be done in known ways, for example by increasing the size of the melamine reactor and downstream equipment, or changing the operating conditions so as to provide more urea for processing per unit time. The invention includes adding a concentrator to a urea production zone, said concentrator comprising a flash chamber for heating a liquid, said flash chamber being in heat exchange communication with an indirect heat chamber for heating the fluid. The invention further includes providing a transfer line for supplying liquid from the liquid/gas separation section of the urea plant to said flash chamber and providing a gas flow line from the liquid/gas separation section of the urea plant to the condenser system. The condensation system includes a liquid outlet in fluid communication with the indirect heating chamber. According to the invention, a gas flow line is further provided from the off-gas separation section of the melamine production zone to the condensing system.

В результате этого возросшую производительность зоны производства меламина, которая происходит вместе с увеличением выхода отходящего газа, содержащего диоксид углерода и аммиак, можно использовать для полезного применения теплоты конденсации, содержащейся в указанном отходящем газе, как по существу описано выше в настоящем документе. Предпочтительно, чтобы зона производства карбамида содержала установку отгонки карбамида. Следует понимать, что особые преимущества от увеличения производительности меламина в соответствии с изобретением достигаются в том случае, когда зона производства карбамида основана на технологии отгонки. Приведена ссылка на вышеупомянутую проблему с пониженной эффективностью отгонки вследствие пониженной подачи диоксида углерода или аммиака в отгонное устройство, что обусловлено повышенной подачей реагентов из отходящего газа производства меламина. Изобретение направлено на устранение этой проблемы посредством обеспечения дополнительного источника нагрева, а именно из описанной выше совместной конденсации отходящего газа производства меламина и диссоциированного карбаматного пара.As a result, the increased productivity of the melamine production zone, which occurs together with the increase in the output of off-gas containing carbon dioxide and ammonia, can be used to beneficially use the heat of condensation contained in said off-gas, as essentially described above herein. Preferably, the urea production zone contains a urea stripper. It should be understood that the particular benefits of increasing the productivity of melamine according to the invention are achieved when the urea production zone is based on stripping technology. Reference is made to the aforementioned problem of reduced stripping efficiency due to reduced carbon dioxide or ammonia supply to the stripper due to increased reactant supply from melamine production off-gas. The invention aims to overcome this problem by providing an additional source of heating, namely from the co-condensation of melamine production off-gas and dissociated carbamate vapour, as described above.

В целом любой или оба из упомянутых выше способов, т.е. снижение расхода энергии в зоне производства карбамида и увеличение производительности меламина в зоне производства меламина, могут использоваться для переоборудования установки для совмещенного производства карбамида и меламина.In general, any or both of the methods mentioned above, ie. the reduction in energy consumption in the urea production area and the increase in melamine production in the melamine production area can be used to convert the plant to co-production of urea and melamine.

Далее изобретение будет дополнительно проиллюстрировано со ссылкой на представленные ниже примеры, не имеющие ограничительного характера. Все примеры относятся к установке по производству карбамида с производительностью 1900 т/сутки.In the following, the invention will be further illustrated with reference to the following non-limiting examples. All examples refer to a 1900 t/d urea plant.

Пример 1 (сравнительный).Example 1 (comparative).

Фиг. 1 иллюстрирует установку по производству карбамида в соответствии с типичной технологией отгонки CO2 согласно описанию в публикации Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350. В этом способе диоксид углерода, используемый в качестве сырья, поступает в отгонное устройство HPSTR высокого давления по линии b. В отгонном устройстве HPSTR выходящий поток из реактора HPREA высокого давления контактирует в противотоке с диоксидом углерода, что приводит к падению парциального давления аммиака и разложению карбамата в этом растворе. Тепло, необходимое для того, чтобы завершить разложение карбамата с желаемой эффективностью, подают посредством пропускания насыщенного водяного пара высокого давления вокруг трубок отгонного устройства HPSTR высокого давления. Пар, выходящий из отгонного устройства HPSTR и содержащий аммиак, диоксид углерода и небольшую долю воды, направляют по линии c в конденсатор HPCC карбамата высокого давления. Конденсатор HPCC карбамата высокого давления может представлять собой конденсатор с падающей пленкой, конденсатор испарительного типа или конденсатор погружного типа. В конденсаторе HPCC карбамата высокого давления выделяемую теплоту конденсации используют для получения насыщенного водяного пара при давлении от 0,2 до 0,6 МПа, который используют, например, для нагрева в последующей переработке в установке по производству карбамида. Аммиак в качестве сырья подают в конденсатор HPCC карбамата высокого давления по линии a перед эжектором HPEJ высокого давления, в котором указанный аммиак используется в качестве движущей силы для передачи образующегося карбамата в скруббере HPSCR высокого давления по линии g в указанный конденсатор HPCC карбамата высокого давления по линии h.Fig. 1 illustrates a urea plant according to a typical CO2 stripping technology as described in Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, 1996, pp 333-350. In this process, the carbon dioxide used as feedstock enters the high pressure stripper HPSTR via line b. In the HPSTR stripper, the effluent from the high pressure HPREA reactor is contacted in countercurrent with carbon dioxide, resulting in a drop in the partial pressure of ammonia and decomposition of the carbamate in this solution. The heat required to complete the decomposition of the carbamate with the desired efficiency is supplied by passing high pressure saturated steam around the tubes of the HPSTR high pressure stripper. The vapor leaving the HPSTR stripper, containing ammonia, carbon dioxide and a small proportion of water, is sent via line c to the high pressure carbamate HPCC condenser. The high pressure carbamate HPCC condenser can be a falling film condenser, an evaporative type condenser, or an immersion type condenser. In the high pressure carbamate HPCC condenser, the released heat of condensation is used to produce saturated steam at a pressure of 0.2 to 0.6 MPa, which is used, for example, for heating in downstream processing in a urea plant. Ammonia as a feedstock is fed into the high pressure carbamate HPCC condenser through line a before the high pressure ejector HPEJ, in which said ammonia is used as a driving force to transfer the resulting carbamate in the high pressure scrubber HPSCR through line g to said high pressure carbamate HPCC condenser through line h.

Образующийся карбамат в конденсаторе HPCC карбамата высокого давления, содержащий аммиак, диоксид углерода, воду и необязательно карбамид, вместе с неконденсированным паром, выходящим из указанного конденсатора карбамата высокого давления, содержащим аммиак, диоксид углерода, воду, азот, кислород и низкие концентрации других инертных компонентов, поступает в реактор HPREA высокого давления под действием силы тяжести по линии d. В реакторе высокого давления происходит превращение оставшегося аммиака и диоксида углерода в карбамид до достижения равновесия. Образующийся раствор карбамида, выходящий из реактора HPREA высокого давления, содержащий карбамид, аммиак, диоксид углерода, воду и небольшие количества других компонентов, стекает под действием силы тяжести в указанное отгонное устройство HPSTR. Инертный пар, выходящий из реактора HPREA высокого давления по линии e и содержащий неконденсированный аммиак, диоксид углерода, азот, кислород и небольшие количества других инертных компонентов, подают в скруббер HPSCR высокого давления. В скруббере HPSCR высокого давления основная часть неконденсированного аммиака и диоксида углерода отделяется от инертного пара, содержащего в основном компоненты азот и кислород, путем введения в контакт пара, выходящего из реактора HPREA высокого давления, с раствором карбамата по линии ac, образующимся в ходе осуществляемой ниже по потоку переработки на установке по производству карбамида. Необязательно раствор карбамата, выходящий из реактора HPREA высокого давления, сначала проходит через конденсатор, где после выхода инертного пара вступает в контакт с указанным раствором карбамата из последующей переработки. Образующийся в этом скруббере HPSCR карбамат направляют по линии g в эжектор HPEJ высокого давления. Инертный пар, выходящий из скруб- 9 042169 бера HPSCR высокого давления по линии f, поступает в атмосферу или подвергается дальнейшей обработке, например, в абсорбере, а затем выпускается в атмосферу.The resulting carbamate in the high pressure carbamate HPCC containing ammonia, carbon dioxide, water and optionally urea, together with the non-condensed vapor leaving said high pressure carbamate condenser containing ammonia, carbon dioxide, water, nitrogen, oxygen and low concentrations of other inert components , enters the high pressure HPREA reactor under the action of gravity along line d. In the high pressure reactor, the remaining ammonia and carbon dioxide are converted to urea until equilibrium is reached. The resulting urea solution exiting the high pressure HPREA reactor, containing urea, ammonia, carbon dioxide, water and small amounts of other components, flows by gravity into said HPSTR stripper. The inert vapor exiting the high pressure HPREA via line e, containing uncondensed ammonia, carbon dioxide, nitrogen, oxygen and small amounts of other inert components, is fed to the high pressure HPSCR scrubber. In the high pressure HPSCR scrubber, most of the non-condensed ammonia and carbon dioxide are separated from the inert vapor containing mainly nitrogen and oxygen components by contacting the vapor leaving the high pressure HPREA reactor with the carbamate solution along the ac line formed during the following in the processing stream at the urea plant. Optionally, the carbamate solution exiting the high pressure HPREA reactor first passes through a condenser where, after the release of inert vapor, it comes into contact with said carbamate solution from further processing. The carbamate formed in this HPSCR scrubber is sent via line g to the high pressure ejector HPEJ. The inert vapor leaving the HPSCR high pressure scrubber via line f is released to the atmosphere or further processed, for example in an absorber, and then vented to the atmosphere.

Раствор карбамида, выходящий из отгонного устройства HPSTR высокого давления, направляют в секцию LPREC рециркуляции по линии aa. Секция LPREC рециркуляции работает под более низким давлением, чем давление в секции синтеза. В этой секции LPREC рециркуляции происходит разделение между непреобразованным аммиаком и диоксидом углерода и водным раствором карбамида. Отделенный аммиак и диоксид углерода конденсируют с образованием раствора карбамата, который возвращают по линии ac в скруббер HPSCR высокого давления в секции синтеза. Раствор карбамида, содержащий карбамид, воду и небольшие количества аммиака и диоксида углерода, собирают в баке UVV для хранения, где после этого раствор по линии ad концентрируют путем испарения EVAP до желаемой концентрации, необходимой для завершающей обработки продукта по линии ae до конечного твердого состояния. Расход энергии, выражаемый в килограммах водяного пара на тонну произведенного карбамида, обычно варьируется в диапазоне от 870 до 950 кг на тонну в зависимости от качества водяного пара и типа завершающей обработки, используемой для получения конечного продукта. В этом примере расход энергии составляет 920 кг/тонна.The urea solution exiting the high pressure stripper HPSTR is sent to the recirculation section LPREC via line aa. The recirculation section LPREC operates at a lower pressure than the pressure in the synthesis section. In this section of the LPREC recirculation, a separation takes place between the unconverted ammonia and carbon dioxide and the aqueous urea solution. The separated ammonia and carbon dioxide are condensed to form a carbamate solution, which is returned via line ac to the HPSCR high pressure scrubber in the synthesis section. The urea solution, containing urea, water and small amounts of ammonia and carbon dioxide, is collected in the UVV storage tank, where the ad line solution is then concentrated by evaporating the EVAP to the desired concentration needed to finish the ae line product to a final solid state. Energy consumption, expressed in kilograms of steam per ton of urea produced, typically ranges from 870 to 950 kg per ton, depending on the quality of the steam and the type of finish used to produce the final product. In this example, the energy consumption is 920 kg/ton.

Пример 2 (сравнительный).Example 2 (comparative).

Фиг. 2 иллюстрирует способ, представленный в предшествующем уровне техники и описанный в WO 98/08808 A1.Fig. 2 illustrates the method presented in the prior art and described in WO 98/08808 A1.

Этот способ включает в себя установку по производству карбамида, описанную для фиг. 1 (производительность 1900 т/сутки), и в конденсатор HPCC карбамата высокого давления в секцию синтеза добавляют пар VAPMEL из установки по производству меламина, содержащий аммиак, диоксид углерода и необязательно воду и инертный материал.This method includes the urea plant described for FIG. 1 (capacity 1900 t/d) and VAPMEL steam from a melamine plant containing ammonia, carbon dioxide and optionally water and an inert material is added to the high pressure carbamate HPCC condenser in the synthesis section.

Фиг. 3 представляет собой график, на котором типичный расход энергии в килограммах водяного пара на тонну произведенного карбамида показан в зависимости от производительности присоединенной установки по производству меламина при постоянном объеме производства карбамида.Fig. 3 is a graph in which typical energy consumption in kilograms of water vapor per ton of urea produced is plotted against the throughput of an attached melamine plant at constant urea production.

Как ожидалось, расход энергии установки по производству карбамида растет, если производительность присоединенной установки по производству меламина увеличивается за счет увеличения количества пара из указанной установки по производству меламина, который должна перерабатывать указанная установка по производству карбамида.As expected, the energy consumption of the urea plant increases if the productivity of the associated melamine plant is increased by increasing the amount of steam from said melamine plant to be processed by said urea plant.

Пример 3 (сравнительный).Example 3 (comparative).

Фиг. 4 иллюстрирует пример варианта осуществления в соответствии с известным уровнем техники, описанным в US 7,893,298 B2. Этот способ включает в себя установку по производству карбамида, описанную для фиг. 1 (производительность 1900 т/сутки), и пар VAPME из установки по производству меламина, содержащий аммиак, диоксид углерода и необязательно воду и инертный материал L, конденсируют в конденсаторе CARBCOND, после чего образующийся раствор карбамата добавляют в секцию синтеза указанной установки по производству карбамида. В этом примере указанный образующийся карбамат добавляют по линии af в скруббер HPSCR высокого давления секции синтеза карбамида, однако также возможно добавлять этот раствор карбамата или часть раствора в другое место в секции синтеза карбамида, такое как конденсатор HPCC карбамата высокого давления установки по производству карбамида. В конденсаторе CARBCOND обычно образующийся карбамат в последующем потоке установки по производству карбамида добавляют в виде растворителя по линии ac, и обычно концентрация воды в указанном растворе карбамата из секции рециркуляции LPREC выше концентрации воды в образующемся растворе карбамата, выходящем из конденсатора CARBCOND. Как правило, давление в конденсаторе CARBCOND выше давления в секции рециркуляции LPREC, из которой добавляется карбамат, и ниже давления из секции установки по производству меламина, где выпускается пар VAPMEL из установки по производству меламина. В конденсаторе CARBCOND выделяемая теплота конденсации рассеивается в охлаждающей воде или используется для генерации водяного пара, который можно использовать в последующей переработке на установке по производству карбамида.Fig. 4 illustrates an exemplary embodiment in accordance with the prior art described in US 7,893,298 B2. This method includes the urea plant described for FIG. 1 (capacity 1900 t/d), and the VAPME vapor from the melamine plant, containing ammonia, carbon dioxide and optionally water and inert material L, is condensed in a CARBCOND condenser, after which the resulting carbamate solution is added to the synthesis section of said urea plant . In this example, said nascent carbamate is added via line af to the high pressure HPSCR scrubber of the urea synthesis section, however it is also possible to add this carbamate solution or part of the solution elsewhere in the urea synthesis section, such as the high pressure carbamate HPCC condenser of the urea plant. In the CARBCOND condenser, the normally formed carbamate in the downstream of the urea plant is added as a solvent through line ac, and typically the water concentration in said carbamate solution from the LPREC recycle section is higher than the water concentration in the resulting carbamate solution leaving the CARBCOND condenser. Typically, the pressure in the CARBCOND condenser is higher than the pressure in the LPREC recirculation section from which carbamate is added, and lower than the pressure in the section of the melamine plant where the VAPMEL vapor from the melamine plant is exhausted. In the CARBCOND condenser, the generated heat of condensation is dissipated in cooling water or used to generate water vapor that can be used in downstream processing in a urea plant.

Фиг. 5 представляет собой график, на котором типичный расход энергии в килограммах водяного пара на тонну произведенного карбамида показан в зависимости от производительности присоединенной установки по производству меламина при постоянном объеме производства карбамида. Расход энергии совмещенной установки по производству карбамида и установки по производству меламина при постоянном объеме производства установки по производству карбамида показывает, что имеется незначительное увеличение относительно исходной установки по производству карбамида, не совмещенной с производством меламина.Fig. 5 is a graph in which typical energy consumption in kilograms of water vapor per ton of urea produced is plotted against the throughput of an attached melamine plant at constant urea production. The energy consumption of the combined urea plant and melamine plant at constant production of the urea plant shows that there is a slight increase relative to the original urea plant not combined with melamine production.

Пример 4.Example 4

На фиг. 6 представлены установка и способ в соответствии с изобретением. Этот способ включает в себя установку по производству карбамида согласно описанию для фиг. 1 (1900 т/сутки). Раствор карбамида, выходящий из отгонного устройства HPSTR в секции синтеза установки по производству карбамида по линии aa, добавляют в систему рециркуляции низкого давления. Пар из установки по производству меламина, содержащий аммиак, диоксид углерода и необязательно воду, добавляют в концентратор PREEVAP, в котором раствор карбамида, выходящий из системы рециркуляции LPREC по линии bd,In FIG. 6 shows the plant and method according to the invention. This method includes a urea plant as described in FIG. 1 (1900 tons/day). The urea solution leaving the HPSTR stripper in the synthesis section of the urea plant via line aa is added to the low pressure recirculation system. Steam from the melamine plant, containing ammonia, carbon dioxide and optionally water, is added to the PREEVAP concentrator, in which the urea solution leaving the LPREC recirculation system through line bd,

- 10 042169 концентрируют, после чего концентрированный раствор собирают в хранилище UVV по линии bb.- 10 042169 concentrate, after which the concentrated solution is collected in the storage UVV line bb.

Концентратор PREEVAP предпочтительно представляет собой кожухотрубный теплообменник, в котором пары, выходящие из установки по производству меламина, предпочтительно добавляют в межтрубное пространство этого концентратора, а раствор карбамида, выходящий из секции рециркуляции, предпочтительно добавляют в трубную часть указанного концентратора. Кроме того, образующийся в секции рециркуляции раствор карбамата также добавляют по линии ac в межтрубное пространство концентратора PREEVAP. Образующийся карбамат в указанном концентраторе PREEVAP переносится предпочтительно насосом по линии af в секцию синтеза. В данном примере этот раствор карбамата добавляют в скруббер HPSCR в секции синтеза, но возможно добавление и в другом месте секции синтеза, таком как конденсатор HPCC карбамата высокого давления. Неконденсированный пар, выходящий из межтрубного пространства этого концентратора, обычно направляют в абсорбер, расположенный в установке по производству карбамида. Как правило, концентрация воды в указанном добавляемом растворе карбамата из секции рециркуляции LPREC выше концентрации воды в образующемся растворе карбамата, выходящем из концентратора PREEVAP. Как правило, давление в межтрубном пространстве конденсатора концентратора PREEVAP равно или ниже рабочего давления паров VAPMEL, добавляемых из установки по производству меламина, но выше давления в секции рециркуляции LPREC низкого давления.The PREEVAP concentrator is preferably a shell-and-tube heat exchanger in which vapors leaving the melamine plant are preferably added to the annular space of this concentrator and the urea solution leaving the recirculation section is preferably added to the tubular part of said concentrator. In addition, the carbamate solution formed in the recirculation section is also added via the ac line to the annulus of the PREEVAP concentrator. The resulting carbamate in said PREEVAP concentrator is preferably transferred by pump via line af to the synthesis section. In this example, this carbamate solution is added to the HPSCR scrubber in the synthesis section, but it is possible to add it elsewhere in the synthesis section, such as the high pressure carbamate HPCC condenser. The non-condensed steam leaving the annular space of this concentrator is usually sent to an absorber located in the urea plant. Typically, the concentration of water in said added carbamate solution from the LPREC recirculation section is higher than the concentration of water in the resulting carbamate solution exiting the PREEVAP concentrator. Typically, the shell side pressure of the PREEVAP condenser concentrator is equal to or lower than the operating pressure of the VAPMEL vapors added from the melamine plant, but higher than the pressure in the low pressure LPREC recirculation section.

Фиг. 7 представляет собой график, на котором типичный расход энергии в килограммах водяного пара на тонну произведенного карбамида показан в зависимости от производительности присоединенной установки по производству меламина при постоянном объеме производства карбамида.Fig. 7 is a graph in which typical energy consumption in kilograms of water vapor per ton of urea produced is plotted against the throughput of an attached melamine plant at constant urea production.

На этом графике показано, что расход энергии совмещенной установки по производству карбамида и меламина при постоянном объеме производства карбамида на приблизительно 20-50 кг водяного пара на тонну производимого карбамида меньше по сравнению с типичной установкой по производству карбамида, не совмещенной с производством меламина, как показано на фиг. 1. Кроме того, расход водяного пара в установке по производству карбамида при постоянном темпе производства падает с ростом производительности установки по производству меламина.This graph shows that the energy consumption of a combined urea and melamine plant at constant urea production is about 20-50 kg of steam per tonne of urea produced less compared to a typical urea plant not combined with melamine production, as shown in fig. 1. In addition, the steam consumption of the urea plant at a constant production rate decreases as the productivity of the melamine plant increases.

Пример 5.Example 5

Фиг. 8 поясняет еще один вариант осуществления изобретения. Этот способ включает в себя установку по производству карбамида согласно описанию для фиг. 1 (производительность 1900 т/сутки). Раствор карбамида, выходящий из отгонного устройства HPSTR высокого давления в секции синтеза установки по производству карбамида по линии aa, адиабатически расширяется FLASH до давления от 1,0 до 8,0 МПа, а более конкретно - от 1,5 до 6,0 МПа. При расширении значительная часть аммиака, диоксида углерода и воды отделяется от раствора карбамида, содержащего в основном в качестве компонентов карбамид и воду, а также некоторое остаточное количество аммиака и диоксида углерода, растворенного в растворе карбамида. Указанный раствор карбамида выпускают по линии be в секцию рециркуляции LPREC установки по производству карбамида. Образованный при мгновенном испарении пар из адиабатической стадии мгновенного испарения FLASH, содержащий аммиак, диоксид углерода и воду, выпускают по линии ba в концентратор PREEVAP, в котором раствор карбамида, выходящий из системы рециркуляции LPREC по линии bd, концентрируют, после чего концентрированный раствор собирают в хранилище UVV по линии bb.Fig. 8 illustrates another embodiment of the invention. This method includes a urea plant as described in FIG. 1 (capacity 1900 tons/day). The urea solution leaving the high pressure stripper HPSTR in the synthesis section of the urea plant via line aa is expanded adiabatically by FLASH to a pressure of 1.0 to 8.0 MPa, more specifically 1.5 to 6.0 MPa. Upon expansion, a significant part of the ammonia, carbon dioxide and water is separated from the urea solution, which contains mainly urea and water as components, as well as some residual amount of ammonia and carbon dioxide dissolved in the urea solution. Said urea solution is discharged via line be to the LPREC recirculation section of the urea plant. The flashing vapor from the FLASH adiabatic flashing stage, containing ammonia, carbon dioxide and water, is discharged via line ba to the PREEVAP concentrator, in which the urea solution leaving the LPREC recirculation system via line bd is concentrated, after which the concentrated solution is collected in UVV storage along the bb line.

Пар, выходящий из установки по производству меламина и содержащий аммиак, диоксид углерода и необязательно воду, также добавляют в концентратор PREEVAP. Кроме того, концентратор PREEVAP предпочтительно представляет собой кожухотрубный теплообменник, в котором пары, выходящие после адиабатического расширения FLASH, и пары, выходящие из установки по производству меламина, предпочтительно вместе добавляют в межтрубное пространство этого концентратора, а раствор карбамида, выходящий из секции рециркуляции, предпочтительно добавляют в трубную часть указанного концентратора. Более того, образующийся в секции рециркуляции LPREC раствор карбамата также добавляют по линии ac в межтрубное пространство концентратора PREEVAP. Образующийся карбамат в указанном концентраторе PREEVAP переносится предпочтительно насосом по линии af в секцию синтеза. В данном примере этот раствор карбамата добавляют в скруббер HPSCR в секции синтеза, но возможно добавление и в другом месте секции синтеза, таком как конденсатор HPCC карбамата высокого давления. Неконденсированный пар, выходящий из межтрубного пространства этого концентратора, обычно направляют в абсорбер, расположенный в установке по производству карбамида. Как правило, концентрация воды в указанном добавляемом растворе карбамата из секции рециркуляции LPREC выше концентрации воды в образующемся растворе карбамата, выходящем из концентратора PREEVAP. Как правило, давление в межтрубном пространстве конденсатора концентратора PREEVAP равно или ниже рабочего давления, при котором происходит адиабатическое расширение FLASH, хотя указанное давление выше давления в секции рециркуляции LPREC, из которой добавляют карбамат.The steam leaving the melamine plant, containing ammonia, carbon dioxide and optionally water, is also added to the PREEVAP concentrator. In addition, the PREEVAP concentrator is preferably a shell-and-tube heat exchanger, in which the vapors leaving after the adiabatic expansion of FLASH and the vapors leaving the melamine plant are preferably added together to the annulus of this concentrator, and the urea solution leaving the recirculation section is preferably added to the pipe part of the specified concentrator. Moreover, the carbamate solution formed in the LPREC recirculation section is also added via line ac to the annular space of the PREEVAP concentrator. The resulting carbamate in said PREEVAP concentrator is preferably transferred by pump via line af to the synthesis section. In this example, this carbamate solution is added to the HPSCR scrubber in the synthesis section, but it is possible to add it elsewhere in the synthesis section, such as the high pressure carbamate HPCC condenser. The non-condensed steam leaving the annular space of this concentrator is usually sent to an absorber located in the urea plant. Typically, the concentration of water in said added carbamate solution from the LPREC recirculation section is higher than the concentration of water in the resulting carbamate solution exiting the PREEVAP concentrator. Typically, the shell side pressure of the PREEVAP condenser concentrator is equal to or lower than the operating pressure at which FLASH adiabatically expands, although this pressure is higher than the pressure in the LPREC recirculation section from which the carbamate is added.

Фиг. 9 представляет собой график, на котором типичный расход энергии в килограммах водяного пара на тонну произведенного карбамида показан в зависимости от производительности присоединенной установки по производству меламина при постоянном объеме производства карбамида.Fig. 9 is a graph in which typical energy consumption in kilograms of water vapor per ton of urea produced is plotted against the throughput of an attached melamine plant at constant urea production.

На этом графике показано, что расход энергии совмещенной установки по производству карбамида и меламина при постоянном объеме производства карбамида на приблизительно 50-150 кг водяного параThis graph shows that the energy consumption of a combined urea and melamine plant at a constant urea production for approximately 50-150 kg of steam

- 11 042169 на тонну производимого карбамида меньше по сравнению с типичной установкой по производству карбамида, не совмещенной с производством меламина, как показано на фиг. 1. Кроме того, расход водяного пара в установке по производству карбамида при постоянном темпе падает с ростом производительности установки по производству меламина.- 11 042169 less per tonne of urea produced compared to a typical urea plant not combined with melamine production, as shown in FIG. 1. In addition, the steam consumption of the urea plant at a constant rate decreases with the increase in the production rate of the melamine plant.

Пример 6.Example 6

Этот пример относится к варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 10. В нескольких аспектах этот вариант осуществления аналогичен варианту осуществления, описанному в примере 5. Тем не менее в настоящем примере концентратор PREEVAP расположен ниже по потоку от хранилища UVV и выше по потоку секции испарения EVAP, где раствор карбамида концентрируют до желаемой концентрации, необходимой для завершающей обработки образующегося расплава карбамида до конечного продукта. Отходящий газ, выходящий из реактора высокого давления в секции синтеза, направляют по линии e в пар, образованный при мгновенном испарении, из адиабатического процесса мгновенного испарения FLASH. Этот вариант осуществления является более предпочтительным, чем вариант осуществления, показанный на фиг. 5, так как в этом варианте осуществления удается избежать образования паров аммиака в хранилище UVV, и за счет больших объемов производства меламина на установке, например, появляется возможность в этом варианте осуществления концентрировать раствор карбамида в концентраторе PREEVAP более глубоко без образования паров аммиака в хранящемся растворе карбамида UVV по сравнению с вариантом осуществления из примера 5, показанном на фиг. 8.This example relates to the embodiment of the invention shown in FIG. 10. In several aspects, this embodiment is similar to the embodiment described in Example 5. However, in the present example, a PREEVAP concentrator is located downstream of the UVV storage and upstream of the EVAP evaporation section where the urea solution is concentrated to the desired concentration required for final processing of the resulting carbamide melt to the final product. The off-gas leaving the high pressure reactor in the synthesis section is sent via line e to flash steam from the FLASH adiabatic flash process. This embodiment is more preferable than the embodiment shown in FIG. 5, because this embodiment avoids the formation of ammonia vapor in the UVV storage, and due to the large volumes of melamine production in the plant, for example, it becomes possible in this embodiment to concentrate the urea solution in the PREEVAP concentrator more deeply without the formation of ammonia vapor in the stored solution urea UVV compared to the embodiment of Example 5 shown in FIG. 8.

Фиг. 11 представляет собой график, на котором типичный расход энергии в килограммах водяного пара на тонну произведенного карбамида показан в зависимости от производительности присоединенной установки по производству меламина при постоянном объеме производства карбамида.Fig. 11 is a graph in which typical energy consumption in kilograms of water vapor per ton of urea produced is plotted against the throughput of an attached melamine plant at constant urea production.

На этом графике показано, что расход энергии совмещенной установки по производству карбамида и меламина при постоянном объеме производства карбамида на приблизительно 50-150 кг водяного пара на тонну производимого карбамида меньше по сравнению с типичной установкой по производству карбамида, не совмещенной с производством меламина, как показано на фиг. 1. Кроме того, расход водяного пара в установке по производству карбамида при постоянном темпе незначительно падает с ростом производительности установки по производству меламина.This graph shows that the energy consumption of a combined urea and melamine plant at constant urea production is about 50-150 kg of steam per tonne of urea produced less compared to a typical urea plant not combined with melamine production, as shown in fig. 1. In addition, the steam consumption of the urea plant at a constant rate decreases slightly with the increase in the production rate of the melamine plant.

Claims (10)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ совмещенного производства карбамида и меламина, в котором:1. A method for the combined production of urea and melamine, in which: (i) диоксид углерода и аммиак в зоне производства карбамида подвергают воздействию условий образования карбамида, при которых образуется поток синтеза карбамида, содержащий карбамид, воду и карбамат аммония, причем указанная зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида, которая содержит реактор и отгонное устройство;(i) carbon dioxide and ammonia in the urea production zone are subjected to urea formation conditions that form a urea synthesis stream containing urea, water and ammonium carbamate, said urea production zone comprising a urea synthesis section that includes a reactor and a stripper; (ii) осуществляют обработку потока синтеза карбамида с образованием потока водного раствора карбамида и пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, причем указанная обработка включает отгонку в указанном отгонном устройстве для получения отогнанного раствора карбамида и обработку указанного отогнанного раствора карбамида в секции рециркуляции карбамата, содержащей секцию разделения жидкости/газа;(ii) treating the urea synthesis stream to form an aqueous solution of urea and steam containing ammonia, carbon dioxide and water, said treatment comprising stripping in said stripper to obtain a stripped urea solution and processing said stripped urea solution in a carbamate recycling section, comprising a liquid/gas separation section; (iii) подают карбамид в зону производства меламина;(iii) supplying the urea to the melamine production zone; (iv) подвергают карбамид, подаваемый в зону производства меламина, воздействию условий, при которых образуется меламин, с получением меламина и отходящего газа производства меламина, содержащего диоксид углерода и аммиак;(iv) subjecting the urea supplied to the melamine production zone to the conditions under which melamine is formed to produce melamine and a melamine production off-gas containing carbon dioxide and ammonia; (v) подают указанный отходящий газ в зону производства карбамида;(v) supplying said off-gas to a urea production zone; (vi) осуществляют конденсацию указанного пара со стадии (ii) с получением первого раствора карбамата и осуществляют конденсацию указанного отходящего газа производства меламина в присутствии указанного первого раствора карбамата, обеспечивая тем самым разбавленный конденсат отходящего газа производства меламина, причем конденсацию отходящего газа производства меламина осуществляют в косвенном теплообмене с указанным потоком водного раствора карбамида, концентрируя тем самым указанный поток водного раствора карбамида путем теплового испарения; и (vii) рециркулируют указанный разбавленный конденсат отходящего газа производства меламина в секцию синтеза карбамида.(vi) condensing said vapor from step (ii) to form a first carbamate solution, and condensing said melamine production off-gas in the presence of said first carbamate solution, thereby providing a dilute melamine production off-gas condensate, wherein the melamine production off-gas is condensed in indirect heat exchange with said urea aqueous solution stream, thereby concentrating said urea aqueous solution stream by thermal evaporation; and (vii) recycling said diluted melamine off-gas condensate to the urea synthesis section. 2. Способ по п.1, в котором косвенный теплообмен осуществляют в кожухотрубном теплообменнике, причем указанные пар и отходящий газ производства меламина подают в межтрубное пространство теплообменника, а водный раствор карбамата - в его трубную часть.2. The method according to claim 1, in which indirect heat exchange is carried out in a shell-and-tube heat exchanger, wherein said steam and off-gas from melamine production are fed into the annular space of the heat exchanger, and an aqueous solution of carbamate is fed into its pipe part. 3. Способ по п.1 или 2, в котором указанный пар приводят к давлению, в достаточной степени равному давлению отходящего газа производства меламина, чтобы обеспечить объединение в газовой фазе.3. A process according to claim 1 or 2, wherein said steam is brought to a pressure sufficiently equal to that of the off-gas from the melamine production to ensure gas phase pooling. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором секция синтеза карбамида дополнительно содержит конденсатор и скруббер, причем рабочее давление в секции синтеза карбамида составляет от 12 до 20 МПа.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the urea synthesis section further comprises a condenser and a scrubber, wherein the operating pressure in the urea synthesis section is from 12 to 20 MPa. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором разбавленный конденсат содержит от 20 до 35 мас.% воды.5. Process according to any one of claims 1 to 4, wherein the dilute condensate contains 20 to 35 wt% water. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором указанную отгонку осуществляют с использованием про-6. The method according to any one of claims 1 to 5, in which said distillation is carried out using a pro- - 12 042169 тивоточного потока отгоняющего газа, выбранного из аммиака и диоксида углерода.- 12 042169 counter-current flow of stripping gas selected from ammonia and carbon dioxide. 7. Установка для совмещенного производства карбамида и меламина в соответствии со способом по п. 1, содержащая зону производства карбамида и зону производства меламина; при этом зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую секцию разделения жидкости/газа, обеспечивающую поток (bd) водного раствора карбамида; причем указанная секция синтеза карбамида содержит реактор (HPREA) и отгонное устройство (HPSTR), при этом зона производства карбамида содержит концентратор (PREEVAP), причем указанный концентратор содержит испарительную камеру для потока (bd) водного раствора карбамида, подлежащего нагреву и испарению, причем указанная испарительная камера содержит выпуск газа для испаренной жидкости; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа; причем указанная установка содержит линию транспортировки текучей среды из зоны производства карбамида в зону производства меламина, при этом указанная линия выполнена с возможностью подачи образующегося карбамида в секцию синтеза меламина, линию (VAPMEL) потока газа из секции отделения отходящего газа зоны производства меламина в секцию синтеза карбамида, при этом указанная линия потока газа сообщается с входом газа конденсатора для отходящего газа производства меламина и указанный конденсатор содержит выход (af) жидкости для раствора карбамата, и линию потока газа из секции разделения жидкости/газа, сообщающуюся по текучей среде с конденсатором для пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, причем указанный конденсатор содержит выход (ac) жидкости для раствора карбамата, причем указанный конденсатор для отходящего газа производства меламина и указанный конденсатор для указанного пара входят в состав системы конденсации, причем указанные выходы жидкости объединены в единую систему транспортирования текучей среды, причем указанная система конденсации выполнена с возможностью подвергания указанного отходящего газа производства меламина конденсации в косвенном теплообмене с указанным потоком (bd) водного раствора карбамида, содержащимся в указанной испарительной камере; причем одна или более линия выпуска жидкости системы конденсации сообщается по текучей среде с секцией синтеза карбамида.7. Installation for the combined production of urea and melamine in accordance with the method according to p. 1, containing the zone of production of urea and the zone of production of melamine; the urea production zone comprising a urea synthesis section and a carbamate recycle section comprising a liquid/gas separation section providing a flow (bd) of an aqueous urea solution; wherein said urea synthesis section comprises a reactor (HPREA) and a stripper (HPSTR), wherein the urea production zone comprises a concentrator (PREEVAP), wherein said concentrator contains an evaporation chamber for a stream (bd) of an aqueous solution of urea to be heated and evaporated, wherein said the evaporation chamber contains a gas outlet for the evaporated liquid; the melamine production zone comprises a melamine synthesis section and an off-gas separation section; moreover, the specified installation contains a line for transporting a fluid medium from the urea production zone to the melamine production zone, while the specified line is configured to supply the resulting urea to the melamine synthesis section, the gas flow line (VAPMEL) from the off-gas separation section of the melamine production zone to the urea synthesis section wherein said gas flow line is in fluid communication with the gas inlet of the melamine off-gas condenser, and said condenser comprises a liquid outlet (af) for the carbamate solution, and a gas flow line from the liquid/gas separation section in fluid communication with the vapor condenser, containing ammonia, carbon dioxide and water, and said condenser contains a liquid outlet (ac) for carbamate solution, and said condenser for melamine production off-gas and said condenser for said vapor are part of the condensation system, moreover, said liquid outlets are combined into a single system the subject of conveying a fluid, wherein said condensing system is configured to subject said melamine production off-gas to condensation in indirect heat exchange with said aqueous urea solution stream (bd) contained in said evaporator chamber; wherein one or more liquid outlet lines of the condensation system are in fluid communication with the urea synthesis section. 8. Установка по п.7, в которой система конденсации содержит межтрубное пространство одного или более кожухотрубных теплообменников.8. Plant according to claim 7, wherein the condensing system comprises an annulus of one or more shell and tube heat exchangers. 9. Установка по п.7 или 8, содержащая секцию мгновенного испарения с входом для жидкости, сообщающимся по текучей среде с выходом для жидкости секции синтеза карбамида, выходом для жидкости, сообщающимся по текучей среде с входом для жидкости секции рециркуляции карбамата, и линией потока газа в систему конденсации.9. The plant according to claim 7 or 8, comprising a flash section with a liquid inlet in fluid communication with the liquid outlet of the urea synthesis section, a liquid outlet in fluid communication with the liquid inlet of the carbamate recirculation section, and a flow line gas to the condensing system. 10. Способ переоборудования существующей установки по совмещенному производству карбамида и меламина в установку для совмещенного производства карбамида и меламина по п.7, причем указанная существующая установка содержит зону производства карбамида и зону производства меламина; при этом зона производства карбамида содержит секцию синтеза карбамида и секцию рециркуляции карбамата, содержащую секцию разделения жидкости/газа; зона производства меламина содержит секцию синтеза меламина и секцию отделения отходящего газа, при этом в способе осуществляют добавление концентратора (PREEVAP) в зону производства карбамида, при этом указанный концентратор содержит испарительную камеру для потока водного раствора карбамида, подлежащего нагреву и испарению, причем указанная испарительная камера содержит выход газа для испаренной жидкости и находится в теплообменном сообщении с камерой косвенного теплообмена;10. A method for converting an existing urea-melamine co-production plant into a urea-melamine co-production plant according to claim 7, said existing plant comprising a urea production zone and a melamine production zone; wherein the urea production zone comprises a urea synthesis section and a carbamate recycling section comprising a liquid/gas separation section; the melamine production zone comprises a melamine synthesis section and an off-gas separation section, wherein the process involves adding a concentrator (PREEVAP) to the urea production zone, said concentrator comprising a flash chamber for a stream of an aqueous urea solution to be heated and vaporized, said flash chamber contains a gas outlet for the evaporated liquid and is in heat exchange communication with the indirect heat exchange chamber; обе спечивают линию транспортировки для подачи потока (bd) водного раствора карбамида из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в указанную испарительную камеру;both provide a conveyance line for supplying a stream (bd) of an aqueous solution of urea from the liquid/gas separation section of the urea plant to said flash chamber; обеспечивают линию потока газа из секции разделения жидкости/газа установки по производству карбамида в конденсатор для пара, содержащего аммиак, диоксид углерода и воду, который содержит выход (ac) жидкости, сообщающийся по текучей среде с камерой косвенного теплообмена; и обеспечивают линию (VAPMEL) потока газа из секции отделения отходящего газа установки по производству меламина в камеру косвенного теплообмена.providing a gas flow line from the liquid/gas separation section of the urea plant to a condenser for steam containing ammonia, carbon dioxide and water, which contains a liquid outlet (ac) in fluid communication with the indirect heat exchange chamber; and providing a gas flow line (VAPMEL) from the off-gas separation section of the melamine plant to the indirect heat exchange chamber.
EA201992623 2013-12-17 2014-12-16 COMBINED PRODUCTION OF UREA AND MELAMINE EA042169B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13197863.7 2013-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042169B1 true EA042169B1 (en) 2023-01-20

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9981924B2 (en) Integrated production of urea and melamine
CN113195449A (en) Process and plant for urea production with heat integration in the low-pressure recovery section
RU2739768C2 (en) Method for combined production of urea and urea-ammonium nitrate
WO2017192032A1 (en) Urea production with controlled biuret
US9512069B2 (en) Urea synthesis process and plant
EP3233792B1 (en) Process for urea production
EP2521710B1 (en) A urea stripping process for the production of urea
CN117222620A (en) Process and plant for the synthesis of urea and melamine
EA042169B1 (en) COMBINED PRODUCTION OF UREA AND MELAMINE
WO2014027929A1 (en) Urea production process and plant and method for modernizing a urea production plant
US20150343409A1 (en) Urea plant revamping method
US12139448B2 (en) Urea and melamine production
US20240270685A1 (en) Coupled urea melamine production with hp co2 stripping
WO2024112196A1 (en) Coupled urea melamine plant
EA047090B1 (en) METHOD OF UREA PRODUCTION AND INSTALLATION WITH PARALLEL LED BLOCKS