NL1019081C2 - Werkwijze voor de bereiding van ureum. - Google Patents

Description

-1 - WFRKWIJZE VOOR DE BEREIDING VAN UREUM 5

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van ureum uit ammoniak en kooldioxide, welke bereiding geheel of gedeeltelijk plaatsvindt onder toepassing van een synthesereactor (hierna ook kortweg "reactor" genoemd), een condensor, een wastrap of scrubber en een 10 ontleedtrap of "stripper", waarbij een afvoer van de stripper, waardoor tijdens de werking een gasmengsel ontwijkt, functioneel verbonden is met de invoer van de condensor en met de invoer van de reactor en een afvoer van de condensor functioneel verbonden is met een invoer van de scrubber en waarbij het verkregen reactiemengsel in de stripper in tegenstroom met één van de uitgangsstoffen 15 wordt gestript.

Ureum kan bij een werkwijze volgens het stripprincipe worden bereid door overmaat ammoniak tezamen met kooldioxide bij geschikte druk (bijvoorbeeld 12-40 MPa) en bij geschikte temperatuur (bijvoorbeeld 160-250 °C) in een synthesezone te leiden, waarbij eerst ammoniumcarbamaat wordt gevormd 20 volgens de reactie: 2NH3 + C02 -» H2N-CO-ONH4

Uit het gevormde ammoniumcarbamaat ontstaat vervolgens 25 door dehydratatie ureum volgens de evenwichtsreactie: h2n-co-onh4 o h2n-co-nh2 + H20

De theoretisch haalbare omzetting van ammoniak en 30 kooldioxide in ureum wordt door de thermodynamische ligging van het evenwicht bepaald en is afhankelijk van bijvoorbeeld de NH3/C02-verhouding (N/C-verhouding), de H20/C02-verhouding en de temperatuur.

Bij de omzetting van ammoniak en kooldioxide tot ureum in de synthesereactor wordt uit de synthesereactor als reactieproduct een 35 ureumsyntheseoplossing verkregen, in hoofdzaak bestaande uit ureum, water, ammoniumcarbamaat en niet-gebonden ammoniak.

Naast een ureumsyntheseoplossing kan in de synthesereactor -2- ook een gasmengsel van niet-omgezet ammoniak en kooldioxide ontstaan, tezamen met inerte gassen, het zogenaamde synthesegas. De hierin aanwezige inerte gassen kunnen bijvoorbeeld van een luchtdosering aan de installatie afkomstig zijn, teneinde de installatie beter corrosiebestendig te maken. Via de 5 grondstoffen (NH3 en C02) kunnen bijvoorbeeld deze inerte gasvormige componenten aan de synthesereactor worden toegevoerd. Uit het synthesegas worden ammoniak en kooldioxide verwijderd, welke gassen bij voorkeur naar de synthesereactor worden teruggevoerd.

De synthesereactor kan uit afzonderlijke zones voor de vorming 10 van ammoniumcarbamaat en ureum bestaan. Deze zones kunnen echter ook in één apparaat verenigd zijn. Het is mogelijk de synthese in één of twee reactoren uit te voeren. Bij gebruik van twee reactoren kan men bijvoorbeeld de eerste reactor met nagenoeg verse grondstoffen en de tweede reactor met geheel of gedeeltelijk gerecirculeerde grondstoffen bedrijven, deze laatste bijvoorbeeld 15 afkomstig uit de ureumopwerking.

De omzetting van ammoniumcarbamaat in ureum en water in de synthesereactor kan worden uitgevoerd door voor een voldoende lange verblijftijd van het reactiemengsel in de reactor te zorgen. De verblijftijd zal in het algemeen meer dan 10 min, bij voorkeur meer dan 20 min bedragen. De verblijftijd zal in het 20 algemeen korter dan 3 uur en bij voorkeur korter dan 1 uur zijn.

Met een ureumfabriek die volgens het stripprincipe werkt, wordt een ureumfabriek bedoeld, waarbij de ontleding van het niet in ureum omgezette ammoniumcarbamaat en de afdrijving van de gebruikelijke overmaat ammoniak voor het grootste deel bij een druk plaatsvindt, die in wezen nagenoeg gelijk is 25 aan de druk in de synthesereactor. Deze ontleding/afdrijving gebeurt in een na de synthesereactor geplaatste stripper, onder toevoeging van warmte en al dan niet onder toevoeging van een stripgas. Bij een stripproces kunnen kooldioxide en/of ammoniak als stripgas worden gebruikt, voordat deze componenten aan de synthesereactor worden toegevoerd. Ook is het mogelijk hier "thermisch strippen" 30 toe te passen, dat wil zeggen dat ammoniumcarbamaat uitsluitend door middel van warmtetoevoer wordt ontleed en de aanwezige ammoniak en kooldioxide uit de ureumoplossing worden verwijderd. Het strippen kan in twee of meer stappen worden uitgevoerd. Zo is er bijvoorbeeld een werkwijze bekend, waarin eerst uitsluitend thermisch wordt gestript, waarna een stripstap met C02 onder verdere 35 toevoer van warmte plaatsvindt. De uit de stripper vrijkomende gasstroom die -3- ammoniak en kooldioxide bevat, wordt eventueel via een condensor naar de reactor teruggevoerd.

De synthesereactor wordt in een ureumstripfabriek bedreven bij een temperatuur van 160-240 °C en bij voorkeur bij een temperatuur van 170-220 5 °C. De druk in de synthesereactor bedraagt 12-21 MPa en bij voorkeur 12,5-19,5 MPa. De N/C-verhouding in de synthesereactor bij een ureumstripfabriek ligt tussen 2,5 en 4.

Een veelvuldig toegepaste uitvoeringsvorm voor de bereiding van ureum volgens een stripproces is het Stamicarbon® C02-stripproces, dat is 10 beschreven in Uhlmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 27,1996, biz. 344-346.

Na de stripbewerking wordt de gestripte ureumsynthese-oplossing in de ureumopwerking ontspannen tot een lage druk en ingedampt, waarna ureum wordt vrijgemaakt en een ammoniumcarbamaatstroom van lage 15 druk naar de synthesereactor wordt teruggevoerd. Afhankelijk van het proces kan de opwerking van deze ammoniumcarbamaat in één enkele, dan wel in meerdere, bij verschillende druk werkende, processtappen worden uitgevoerd.

Het bij de stripbehandeling verkregen gasmengsel wordt voor het grootste gedeelte tezamen met de voor het proces benodigde ammoniak in 20 een condensor gecondenseerd en geadsorbeerd, waarna het hierbij gevormde ammoniumcarbamaat naar de synthesereactor voor de ureumvorming wordt overgebracht. In een standaard Stamicarbon® CCVstripfabriek wordt de bij hoge druk werkende carbamaatcondensor meestal als een zogenaamde "falling film" condensor uitgevoerd. Hierbij stroomt de vloeistof als een film langs de 25 binnenkant van de pijpen van deze warmtewisselaar naar beneden, terwijl het stripgas daar in tegenstroom langs stroomt.

Een verbeterde uitvoering van de carbamaatcondensor is de zogenaamde "verdronken condensor", zoals beschreven in NL-A-8400839. Dit type condensor heeft ten opzichte van de conventionele falling film condensor het 30 voordeel, dat de vloeistof als regel een langere verblijftijd heeft, waardoor in de condensor extra ureumvorming optreedt en daarmee de totale productiecapaciteit van de fabriek zonder noemenswaardige investeringen toeneemt. De verdronken condensor, in horizontale vorm ook wel "poolcondensor" genoemd, kan zowel horizontaal als verticaal worden opgesteld.

t -4- ln EP-A-1036787 wordt een werkwijze beschreven voor het moderniseren van een ureumfabriek, waarbij de bestaande falling film condensor is omgevormd tot een verdronken condensor. Daartoe heeft men in een verticale falling film condensor een overloopschot voor de vloeistoffase geplaatst, en wel 5 op zodanige wijze dat de condensor, wanneer de fabriek in bedrijf is, met vloeistof wordt gevuld. Via een overloop wordt de vloeistof naar de synthesereactor overgebracht. Door het inbrengen van de uit de stripper komende gasstroom in de bodem van de condensor en door de afvoer via de top te laten plaatsvinden werkt het geheel als een verdronken condensor. Het belangrijkste voordeel van een 10 dergelijke werkwijze is een betere warmteoverdracht in het proces. Hierdoor kan de ureumreactie spontaan op gang komen, hetgeen óf weer een temperatuurstijging (van ongeveer 170°C tot 183°C, als gevolg van de samenstelling) óf een hogere stoomdruk tot gevolg heeft óf een zwaardere belasting van de fabriek mogelijk maakt. Ook kan een combinatie van deze voordelen worden bereikt.

15 Een bekend nadeel van de toepassing van een verdronken condensor is echter, dat de drukafname over de condensor die door het proces wordt veroorzaakt, hoger is dan bij toepassing van een falling film condensor. Het gasmengsel dat verdronken condensatie ondergaat, zal een drukafname ondervinden die minimaal gelijk is aan de hoogte van de vloeistofkolom waar het 20 gas doorheen borrelt. Dit betekent doorgaans een drukafname van 10-15 meter vloeistofkolom. De drijvende kracht in de syntheselus van een bestaande fabriek, dat wil zeggen de lus die de hoge druk apparatuur verbindt en door de combinatie van stripper-condensor-reactor-stripper wordt gevormd, is echter slechts 8-10 meter vloeistofkolom. Aangezien de drukafname van het gas in de condensor 25 groter is dan de drijvende kracht in de syntheselus, kan de gasfase die uit de condensor komt niet langer deel uitmaken van deze hoofdcirculatie.

In EP-A-1036787 is dit probleem opgelost door het gas uit de condensor naar een hoge druk scrubber te leiden. In de hoge druk scrubber worden de condenseerbare componenten, die vanuit de condensor naar de hoge 30 druk scrubber worden overgebracht, in een carbamaatstroom komende uit de ureumopwerking geabsorbeerd. De niet-gecondenseerde inerte gassen worden hier naar de atmosfeer gespuid. Dit betekent echter, dat het gas uit de condensor niet naar de synthesereactor wordt teruggevoerd en dat dus ook geen lucht/zuurstof als anti-corrosiemiddel aan de reactor wordt toegevoerd. In 35 EP-A-1036787 wordt dan ook voorgesteld om een deel van de uit de stripper -5- komende gasstroom naar de reactor te voeren en het restant naar de condensor.

Het sturen van het proces om tot een juiste verdeling van de uit de stripper komende gasstroom te komen, is echter een kritische aangelegenheid. Wanneer er te weinig gas uit de stripper naar de synthesereactor wordt gevoerd, 5 levert de exotherme carbamaatvorming te weinig warmte om de reactor op temperatuur te houden. De temperatuur in de reactor zal hierbij afnemen tot een te laag niveau. Dit heeft een dramatische negatieve invloed op de kinetiek van de carbamaat-dehydratering, met als gevolg een te lage conversie in de ureum-synthese. Dit leidt tot een te hoge belasting van de stripper en de condensor.

10 Verder bestaat er door onvoldoende toevoer van uit de stripper komend gas aan de synthesereactor een aanzienlijke kans dat er onvoldoende zuurstof aan de reactor wordt toegevoerd, met het gevaar van corrosie in de reactor.

Wanneer er teveel gas uit de stripper naar de synthesereactor wordt gevoerd, zal de gasstroom uit de reactor naar de hoge druk scrubber 15 toenemen en dit kan tot overbelasting van de scrubber leiden, die snel zal resulteren in een stijging van de reactordruk tot ongewenste hoogte, hetgeen uit oogpunt van veiligheid ongewenst is. Verder gaat een te grote toevoer van gas uit de stripper aan de synthesereactor gepaard met een verminderde gastoevoer aan de stoom ontstaat. Teveel gas naar de reactor heeft dan ook een negatieve 20 invloed op de economie van het proces.

In EP-A-1036787 wordt de verdeling van de uit de stripper komende gasstroom naar de reactor en de condensor met één enkele regelklep geregeld, die tussen de carbamaatcondensor en de hoge druk scrubber is geplaatst (zie Fig. 3 en 5; regelklep 45). Deze oplossing van het verdeelprobleem 25 heeft enkele belangrijke nadelen: 1°. Om het vloeistofniveau in de condensor tot beneden de overloop te handhaven, zal de drukafname over deze regelklep in het algemeen tussen 0,1 en 0,3 MPa moeten liggen. Immers, zonder de drukval over deze regelklep vormen de carbamaatcondensor en de reactor communicerende vaten, 30 waarbij het niveau in deze beide vaten tot gelijke hoogte zal neigen. Met andere woorden, zonder deze regelklep zal het vloeistofniveau in de condensor stijgen tot in de leiding die de condensor met de scrubber verbindt en wel tot een hoogte die nagenoeg overeenkomt met de hoogte van het vloeistofniveau in de reactor. Het zal dus duidelijk zijn, dat over deze regelklep een drukval gecreëerd moet worden 35 die overeenkomt met de vloeistofhoogte tussen het vloeistofniveau in de reactor -6- enerzijds en het gewenste vloeistofniveau in de condensor anderzijds. Gegeven de hoogteverschillen in commerciële installaties voor de bereiding van ureum bedraagt deze drukval 0,1-0,3 MPa (= 10-30 meter vloeistofkolom). De druk-afname tussen de stripper en de reactor en tussen de stripper en de condensor 5 door wrijving in de leidingen is erg laag in vergelijking met de drukafname over de genoemde regelklep in de leiding tussen de condensor en de hoge druk scrubber. Dit houdt in de praktijk in, dat de regeling van de verdeling van het stripgas met behulp van deze enkele regelklep zal resulteren in een aan/uit schakeling; de gasstroom uit de stripper zal dan óf in zijn geheel naar de reactor, óf in zijn geheel 10 naar de condensor stromen. Dit zal tot een instabiel proces leiden met een zeer negatieve invloed op de veiligheid, economie en productieaspecten van de fabriek.

2°. De plaats van en de drukafname over de genoemde regelklep beïnvloedt het vloeistofniveau in het overloopcompartiment aan de 15 achterzijde van het overloopschot van de beschreven condensor (zie Fig. 3 en 4; schot 41). Men dient zich te realiseren, dat de overlopende vloeistof deel uitmaakt van de hoofdlus van het recirculatiesysteem van de ureumsynthese: reactor-stripper-condensor-reactor. De stroming in deze circulatielus berust geheel op de zwaartekracht. Het vloeistofniveau in het overloopcompartiment beïnvloedt 20 zodoende de beschikbare aandrijfkracht door de zwaartekracht in deze lus: als het vloeistofniveau daalt, zal de beschikbare drukafname in deze synthese-circulatielus kleiner worden. Rekening houdend met het procesdynamische gedrag, zullen variaties in de plaats van de regelklep leiden tot een chaotisch stromingsgedrag in de synthese-circulatielus, met alle ernstige negatieve 25 gevolgen voor de veiligheid, de economie en de productieaspecten van de fabriek.

Doelstelling van de onderhavige uitvinding is te voorzien in een verbeterde werkwijze en inrichting voor de bereiding van ureum, waarbij het hierboven geschetste probleem van de verdeling van de gasstroom van de 30 stripper naar de reactor, resp. van de stripper naar de condensor geheel of althans in aanzienlijke mate wordt opgeheven.

Volgens de uitvinding werd nu verrassenderwijs gevonden, dat bovengenoemd nadeel doelmatig kan worden opgelost door de verdeling van de gasstroom uit de stripper naar de condensor en de reactor geheel of gedeeltelijk -7- te regelen met behulp van één of meer regelorganen, die zich in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor en/of de invoer van de reactor bevinden.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een 5 regelorgaan in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding aangebracht tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor.

Volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een regelorgaan in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele 1 o verbinding aangebracht tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de reactor.

Volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding, die de voorkeur heeft, wordt zowel een regelorgaan in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de 15 invoer van de condensor, als tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de reactor aangebracht. Op deze wijze kunnen de gasstromen van de stripper naar de condensor en de reactor het meest nauwkeurig worden geregeld, afhankelijk van verdere procescondities die voor een deskundige op dit vakgebied bekend zijn of die door deze persoon routinematig kunnen worden bepaald en op elkaar 20 worden afgestemd.

De deskundige beschikt eveneens over een arsenaal aan regelorganen, die voor de onderhavige uitvinding kunnen worden toegepast. Geschikte regelorganen zijn ondermeer regelkleppen (ook wel regelventielen genoemd), afsluitbare regelkleppen en beperkte of gecalibreerde doorstroom-25 openingen in de functionele verbindingsleidingen. Ook kunnen pompen en/of compressoren op geschikte plaatsen in de leidingen worden toegepast om zodanige drukverschillen te creëren, dat een gewenste splitsing van de gasstroom uit de stripper naar de condensor, resp. de reactor wordt verkregen. Indien meerdere regelorganen worden toegepast kunnen deze van hetzelfde soort, maar 30 ook verschillend zijn. Zo kunnen bijvoorbeeld zowel in leiding van de stripper naar de condensor als in de leiding van de stripper naar de reactor beperkte doorstroomopeningen, ieder van een geschikte grootte zijn aangebracht om onder alle omstandigheden een drukverval en dus een verdeling van de gasstroom over de beide leidingen te verzekeren. In plaats daarvan kunnen in de beide genoemde 35 leidingen ook regelbare drukventielen worden aangebracht, die een maximale -8- flexibiliteit aan de uitvoering van de werkwijze geven, waarbij de investeringskosten echter in principehoger zullen zijn. Het is ook mogelijk om bijvoorbeeld alleen in de leiding tussen de stripper en de reactor een drukregelventiel aan te brengen en in de leiding tussen de stripper en de 5 condensor een beperkende doorstromingsopening, waardoor een compromis tussen de operationele flexibiliteit en de investeringskosten wordt bereikt.

Volgens de uitvinding wordt als condensor bij voorkeur een als zodanig functionerende verdronken condensor toegepast. Een dergelijke condensor kan een originele verdronken condensor zijn, zoals beschreven in NL-10 A-8400839, zowel in horizontale als in verticale uitvoering, maar ook een tot verdronken condensor omgevormde falling film condensor, zoals beschreven in EP-A-1036787. Desgewenst kan ook een falling film condensor als zodanig worden toegepast, maar deze uitvoeringsvorm heeft niet de voorkeur.

Opgemerkt wordt, dat zich in de functionele verbinding tussen 15 de afvoer van de condensor en de invoer van de scrubber eveneens een regelorgaan kan bevinden, bijvoorbeeld zoals beschreven in EP-A-1036787. Dit regelorgaan kan tezamen met de hierboven gedefinieerde regelorganen volgens de uitvinding worden toegepast om tot een nauwkeurige verdeling van de gasstromen tussen de stripper en de condensor, resp. de reactor te komen.

20 Volgens een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de reactor, de condensor en de functionele verbinding tussen de afvoer van de condensor en de invoer van de scrubber zodanig uitgevoerd, dat de reactor en de condensor als twee communicerende vaten functioneren, waarbij het vloeistofniveau in de reactor en de condensor, resp. in de afvoer aan de 25 bovenzijde van de condensor zich op hetzelfde niveau bevindt. Daartoe kan men bijvoorbeeld in de condensor beschreven in EP-A-1036787, het overloopschot (41), alsmede het regelorgaan in de verbinding tussen de afvoer van de condensor en de scrubber verwijderen. Het zal voor de deskundige duidelijk zijn, dat in het aldus ontstane systeem van communicerende vaten kleine 30 niveauverschillen kunnen optreden als gevolg van de dichtheidsverschillen tussen de vloeistof en de gassen en door kleine verschillen in de gasbelasting.

De gassen uit de condensor zullen deze verlaten via de leiding naar de scrubber, waarbij in deze leiding een gas/vloeistofscheiding plaatsvindt op de plaats waar het vloeistofniveau is gevestigd. Dit vloeistofniveau wordt in 35 hoofdzaak bepaald door de hoogte van de overloop in de reactor. Bij voorkeur -9- wordt in de afvoer van de condensor naar de scrubber op of bij de plaats waar zich het vloeistofniveau bevindt, een gas/vloeistof scheidingsorgaan aangebracht. Voor dit doel is in principe ieder gas/vloeistof scheidingsorgaan geschikt. Uit kostenoverwegingen kan het doelmatig zijn om een bezinkinrichting of een 5 cycloon te gebruiken. Ook andere scheidingsinrichtingen die specifieke voordelen kunnen bieden, maar in het algemeen tegen hogere investeringskosten, kunnen worden toegepast.

Met voordeel ondergaat de gasstroom, bij voorkeur wanneer de condensor een als zodanig functionerende verdronken condensor is en de gas-10 stroom uit de bovenkant van deze condensor komt, een extra wasstap voordat deze gasstroom naar de hoge druk scrubber wordt gevoerd. Deze extra wasstap wordt uitvoeriger beschreven in de gelijktijdige ingediende en samenhangende Nederlandse octrooiaanvrage nr. xxxxxxx, waarvan de inhoud hierbij door verwijzing is opgenomen.

15 De hierboven beschreven werkwijze is in de verschillende uitvoeringsvormen, die overigens niet limitatief zijn en door de deskundige gemakkelijk verder kan worden gemodificeerd zonder af te wijken van het principe van de uitvinding, zeer geschikt voor het verbeteren en optimaliseren van bestaande ureumfabrieken, waarbij de beschreven voordelen eveneens tot uiting 20 zullen komen.

Verder kan de uitvinding, zoals hierboven omschreven, zowel in nieuwe als in bestaande ureumstripprocessen worden toegepast. Voorbeelden van ureumstripprocessen waarin de uitvinding onder andere kan worden toegepast, zijn het Stamicarbon® C02-Strip proces, het Ammonia-Strip proces, het 25 Selfstripping proces, het ACES proces (Advanced process for Cost and Energy Saving), het IDR (Isobaric-Double-Recycte) proces en het HEC proces.

De uitvinding heeft derhalve verder betrekking op een werkwijze voor het verbeteren en/of optimaliseren van een ureumfabriek, welke fabriek in hoofdzaak een synthesereactor, een condensor, een scrubber en een stripper 30 omvat, waarbij een afvoer van de stripper, waardoor tijdens de werking een gasmengsel ontwijkt, functioneel verbonden is met een invoer van de condensor en met een invoer van de reactor, en een afvoer van de condensor functioneel verbonden is met een invoer van de scrubber en waarbij het verkregen reactie-mengsel in de stripper in tegenstroom met één van de uitgangsstoffen wordt 35 gestript, waarbij dat de verdeling van de gasstroom uit de stripper naar de -10- condensor en de reactor geheel of gedeeltelijk wordt geregeld door één of meer regelorganen die zich in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor en/of de invoer van de reactor bevinden. Voorkeursuitvoeringen zijn in wezen dezelfde 5 als hierboven beschreven met betrekking tot de ureumbereiding volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft verder betrekking op een ureumfabriek die een hoge druk zone omvat, in hoofdzaak bestaande uit een synthesereactor, een condensor, een scrubber en een stripper, waarbij een afvoer van de stripper 10 waardoor tijdens de werking een gasstroom ontwijkt, functioneel verbonden is met een invoer van de condensor en met een invoer van de reactor, en een afvoer van de condensor functioneel verbonden is met een invoer van de scrubber en waarbij het verkregen reactiemengsel in de stripper in tegenstroom met één der uitgangsstoffen wordt gestript, waarbij één of meer regelorganen in het niet-15 gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor en/of de invoer van de reactor zijn aangebracht, om in hoofdzaak de verdeling van de gasstroom tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor, resp. de reactor te regelen. Voorkeursuitvoeringen van de ureumfabriek volgen in wezen de hierboven 20 beschreven voorkeursuitvoeringen met betrekking tot de ureumbereiding volgens de uitvinding, alsmede de werkwijze voor het verbeteren en/of optimaliseren van een ureumfabriek.

De uitvinding wordt thans nader toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld.

25 Figuur 1 is een schematische weergave van een gedeelte van een ureumstripfabriek volgens de stand van de techniek, bijvoorbeeld zoals beschreven in EP-A-1 036 787.

Figuur 2 is een schematische weergave van een gedeelte van een ureumstripfabriek volgens de onderhavige uitvinding.

30 In Figuur 1 stelt R een reactor voor, in hoofdzaak zoals beschreven in EP-A-1 036 787, waarin kooldioxide en ammoniak worden omgezet in ureum. De uit de reactor komende ureumsyntheseoplossing (USS) wordt gevoerd naar een C02-stripper (S) waarin de USS wordt omgezet in een gasstroom (SG) en een vloeistofstroom (SUSS) door de USS te strippen met C02. 35 De uit de C02-stripper komende gasstroom (SG) bestaat in hoofdzaak uit -11 - ammoniak en kooldioxide, die gedeeltelijk wordt teruggevoerd naar de reactor (R) en gedeeltelijk naar de condensor (C). De stroom die de gestripte ureumsyntheseoplossing SUSS bevat, wordt overgebracht naar de ureumopwerking (UR), waar ureum (U) wordt vrijgemaakt en water (W) wordt 5 afgevoerd (U en W zijn niet getoond). In de UR wordt een ammoniumcarbamaat-stroom van lage druk (LPC) verkregen welke wordt toegevoerd aan de hoge druk scrubber (SCR). In deze (eerste) scrubber wordt de LPC in contact gebracht met de uit de reactor komende gasstroom (RG) die in hoofdzaak bestaat uit ammoniak en kooldioxide, maar die daarnaast de in de kooldioxidevoeding en 10 ammoniakvoeding aanwezige inerten (niet condenseerbare componenten) bevat. De uit de SCR komende verrijkte carbamaatstroom (EC) wordt eventueel gecombineerd met een stroom die uit de reactor kan komen en wordt via een door ammoniak aangedreven ejecteur overgebracht naar de hoge druk carbamaatcondensor (C), waarin de uit de stripper komende SG stroom wordt 15 gecondenseerd met behulp van EC. De resulterende hoge druk carbamaatstroom (HPC) wordt teruggevoerd naar de reactor en de uit de condensor komende gasstroom (CG) wordt door een leiding, voorzien van regelklep 1 naar de hoge druk scrubber (SCR) gevoerd, in dit geval gecombineerd met de gasstroom uit de reactor (RG). De verse ammoniak wordt in dit voorbeeld via een ejecteur 20 toegevoerd aan de hoge druk carbamaatcondensor (C), maar kan natuurlijk ook op een andere plaats in de loop R -> S -> C -> R, of in de loop R -» SCR -> C -> R worden toegevoerd.

In Figuur 2 is volgens de uitvinding een verbetering van de beschreven stand van de techniek weergegeven, waarbij in de leiding van de 25 stripper (S) naar de reactor (R) en de condensor (C), in het niet- gemeenschappelijk gedeelte naar de reactor een regelklep 2, resp. in het niet- gemeenschappelijk gedeelte naar de condensor een regelklep 3 is aangebracht.

Het zal duidelijk zijn, dat er meerdere varianten en modificaties van de onderhavige uitvinding en de beschreven uitvoeringsvorm mogelijk zijn, 30 die binnen het bereik van de vakman liggen op basis van deze beschrijving en diens vakkennis. Dergelijke varianten liggen alle binnen de omvang van deze uitvinding, die door de volgende conclusies wordt bepaald.

Claims (13)

1. Werkwijze voor de bereiding van ureum uit ammoniak en kooldioxide, 5 welke bereiding geheel of gedeeltelijk plaatsvindt onder toepassing van een synthesereactor, een condensor, een scrubber en een stripper, waarbij een afvoer van de stripper waardoor tijdens de werking een gasstroom ontwijkt, functioneel verbonden is met de invoer van de condensor en met de invoer van de reactor en een afvoer van de 10 condensor functioneel verbonden is met een invoer van de scrubber en waarbij het verkregen reactiemengsel in de stripper in tegenstroom met één van de uitgangsstoffen wordt gestript, met het kenmerk, dat de verdeling van de gasstroom uit de stripper naar de condensor en de reactor geheel of gedeeltelijk wordt geregeld door één of meer 15 regelorganen die zich in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor en/of de invoer van de reactor bevinden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdeling van de gasstroom uit de stripper naar de condensor en de reactor geheel of 20 gedeeltelijk wordt geregeld door een regelorgaan dat zich in het niet* gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor bevindt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdeling van de gasstroom uit de stripper naar de condensor en de reactor geheel of 25 gedeeltelijk wordt geregeld door een regelorgaan dat zich in het niet- gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de reactor bevindt.

4. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de verdeling van de gasstroom uit de stripper naar de condensor en de 30 reactor geheel of gedeeltelijk wordt geregeld door twee regelorganen, waarbij het eerste regelorgaan zich in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor, en het tweede regelorgaan zich in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen 35 de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor bevindt. -13-

5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk dat het regelorgaan wordt gekozen uit de groep bestaande uit regelkleppen, afsluitbare regelkleppen, beperkte of gecalibreerde doorstroom-openingen, pompen en compressoren.

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de condensor een als zodanig functionerende verdronken condensor, in horizontale of verticale vorm, of een falling film condensor is.

7. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de reactor, de condensor en de functionele verbinding tussen de afvoer van 10 de condensor en de invoer van de scrubber zodanig zijn uitgevoerd, dat de reactor en de condensor als twee communicerende vaten functioneren, waarbij het vloeistofniveau in de reactor en de condensor, alsmede in de afvoer van de condensor, zich op hetzelfde niveau bevindt.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat in de afvoer van de 15 condensor naar de scrubber op of bij de plaats waar zich het vloeistof niveau bevindt, een gas/vloeistof scheidingsorgaan wordt aangebracht.

9. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat wanneer de condensor een als zodanig functionerende verdronken condensor is, de gasstroom die uit de bovenkant van de verdronken 20 condensor komt een extra wasstap ondergaat, voordat deze gasstroom naar de scrubber wordt gevoerd.

10. Werkwijze voor het verbeteren en/of optimaliseren van een ureumfabriek, welke fabriek in hoofdzaak een synthesereactor, een condensor, een scrubber en een stripper, waarbij een afvoer van de stripper waardoor 25 tijdens de werking een gasstroom ontwijkt, functioneel verbonden is met de invoer van de condensor en met de invoer van de reactor en een afvoer van de condensor functioneel verbonden is met een invoer van de scrubber en waarbij het verkregen reactiemengsel in de stripper in tegenstroom met één van de uitgangsstoffen wordt gestript, met het 30 kenmerk, dat de verdeling van de gasstroom uit de stripper naar de condensor en de reactor geheel of gedeeltelijk wordt geregeld door één of meer regelorganen die zich in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor en/of de invoer van de reactor bevinden.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat deze wordt » -14- uitgevoerd met één of meer van de maatregelen, zoals gedefinieerd in de conclusies 2-10.

12. Ureumfabriek die een hoge druk sectie omvat, in hoofdzaak bestaande uit een synthesereactor, een condensor, een scrubber en een stripper, 5 waarbij een afvoer van de stripper waardoor tijdens de werking een gasstroom ontwijkt, functioneel verbonden is met de invoer van de condensor en met de invoer van de reactor en een afvoer van de condensor functioneel verbonden is met een invoer van de scrubber en waarbij het verkregen reactiemengsel in de stripper in tegenstroom met 10 één van de uitgangsstoffen wordt gestript, met het kenmerk, dat één of meer regelorganen in het niet-gemeenschappelijke gedeelte van de functionele verbinding tussen de afvoer van de stripper en de invoer van de condensor en/of de invoer van de reactor zijn aangebracht, om in hoofdzaak de verdeling van de gasstroom tussen de afvoer van de 15 stripper en de invoer van de condensor, resp. de reactor te regelen.

13. Ureumfabriek volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat deze wordt uitgevoerd met één of meer van de maatregelen, zoals gedefinieerd in de conclusies 2-10.