Установка синтеза карбамида с бассейновым реактором «Urea2000plus™» в Теджене, Туркменистан, мощностью 1050 т/сутки

Во всех процессах стриппинга СО₂ аммиак и диоксид углерода прямо подаются на стадию синтеза, где обеспечиваются оптимальные условия протекания процесса при давлении примерно 140 бар и температуре 180 °С. СО₂, к которому добавляется немного воздуха для предотвращения коррозии, компримируется до давления синтеза в многоступенчатом компрессоре. Давление аммиака повышается насосом высокого давления.

Оборудование участков высокого давления последних установок по производству карбамида исполнено из специальной стали «Safurex™», выплавленной по дуплекс-процессу, специально разработанному компанией Sandvik в Швеции для технологии производства карбамида фирмы Stamicarbon. Данная сталь отличается высокой вязкостью и превосходной коррозионностойкостью, что позволяет уменьшить количество добавляемого воздуха пассивации.

Водород удаляется из подаваемого потока свежего диоксида углерода в реакторе удаления Н₂, расположенном между ступенями сжатия. На стадии синтеза происходят и экзотермическая конденсация до карбамата аммония и эндотермическое дегидрирование карбамата до карбамида и воды.

Описанная реакция - химически сбалансирована. Так как часть аммиака и СО₂ не преобразуется в карбамид и воду, реакционная смесь подвергается стриппингу с использованием СО₂ для очистки от непрореагировавшего аммиака.

Это очень эффективно, потому требует мало энергии, и потому что непрореагировавшие реагенты остаются на стадии синтеза. Абгазы стриппинга направляются в бассейновый конденсатор высокого давления вместе с раствором карбамата из скруббера высокого давления и со свежим аммиаком. Тепло, выделяющееся при образовании карбамата в бассейновом конденсаторе, используется для выработки пара НД.

Затем смесь газа и жидкости поступает в реактор карбамида, где происходит основная реакция образования карбамида. Жидкая реакционная смесь, которая выводится из реактора через перелив, поступает в верхнюю часть стриппера.

Абгазы (инертные газы, NH₃, CO₂ и Н₂О), отделенные от жидкости в верхней части реактора, промываются в скруббере высокого давления раствором карбамата из контура рециркуляции низкого давления. Таким образом, основная часть газов рекуперируется и возвращается в бассейновый конденсатор эжектором высокого давления. Неконденсируемые компоненты из скруббера высокого давления поступают в абсорбер низкого давления, где они промываются, чтобы свести до минимума выбросы аммиака.

Рециркуляция и испарение

Так как раствор карбамида после стриппинга имеет низкую концентрацию аммиака и СО₂ необходима лишь одна ступень рециркуляции.

На этой ступени низкого давления рекуперируются аммиак и СО₂, которые еще содержатся в растворе карбамида. В связи с идеальным соотношением аммиака и СО₂ в рекуперированных газах, они минимально разбавляются в полученном растворе карбамата аммония, несмотря на низкое давление ~ 3 бар. В результате может быть использован насос карбамата меньшей мощности, и на стадию синтеза возвращается меньше нежелательной рецикловой воды.

После стадии рециркуляции раствор карбамида подается на стадию испарения, чтобы довести концентрацию до необходимой концентрации гранулирования. Это осуществляется в вакуумном испарителе, чтобы минимизировать количество образующегося биурета. На этой стадии имеется резервуар хранения раствора карбамида, который принимает раствор при периодической очистке гранулятора.

Весь технологический конденсат собирается в емкости технологического конденсата, откуда он направляется на стадию десорбции.

Десорбция и гидролиз

В первой колонне десорбции технологический конденсат очищается от аммиака и СО₂, затем он перекачивается в колонну гидролиза для очистки от остаточного карбамида.

Во второй колонне десорбции аммиак и СО₂ десорбированы с помощью пара.

Газ, отведенный из верха первой колонны десорбции, направляется в дефлегматор для конденсации паров NH₃, CO₂ и H₂O. Основная часть конденсата перекачивается в конденсатор карбамата низкого давления, остальная часть подается обратно в первую колонну десорбции.

Технологическая вода на выходе второй колонны десорбции соответствуют самым строгим законодательным требованиям по экологической чистоте, так что вода может быть использована как подпиточная вода системы охлаждающей воды или даже как питательная вода котла. В результате, в этой технологии отсутствуют сточные воды.