Способ и система для извлечения сульфата аммония из газового потока установки по производству мочевины - RU2015155273A

1. Способ извлечения сульфата аммония из газового потока, образующегося на установке (1) по производству мочевины, в частности, на блоке (10) отверждения этой установки, включающий следующие стадии, на которых:

- обрабатывают газовый поток из блока (10) отверждения в скруббере (13), соединенном с блоком (10) отверждения, для удаления аммиака из газового потока посредством реакции с серной кислотой с образованием воды и раствора сульфата аммония;

- отводят раствор сульфата аммония из скруббера (13);

- смешивают раствор сульфата аммония с низкоконцентрированным раствором мочевины, произведенным на установке (1) по производству мочевины, и удаляют воду в испарителе (15) для образования эвтектической смеси мочевина – сульфат аммония; при этом, эвтектическая смесь имеет концентрацию сульфата аммония 30–60% вес., температуру плавления 121–150°С и содержанием воды менее 1%;

- подают эвтектическую смесь, смешанную с высококонцентрированным расплавом мочевины, произведенным на установке (1) по производству мочевины, в блок (10) отверждения;

- рециркулируют часть эвтектической смеси из испарителя (15) в верхнюю часть (36) испарителя (15);

при этом низкоконцентрированный раствор мочевины, подаваемый в испаритель (15), имеет более низкую концентрацию, чем высококонцентрированный расплав мочевины, смешиваемый с эвтектической смесью; и при этом, раствор сульфата аммония, образовавшийся в скруббере (13), подают в испаритель (15), где образуется эвтектическая смесь мочевина – сульфат аммония; эту эвтектическую смесь, образовавшуюся в испарителе (15), смешивают с высококонцентрированным расплавом мочевины, подаваемым в блок (10) отверждения; расход высококонцентрированного расплава мочевины в 100–200 раз больше расхода эвтектической смеси мочевина – сульфат аммония из испарителя (15), а получаемая конечная смесь содержит менее 0,5% вес. сульфата аммония.

2. Способ по п. 1, в котором в раствор сульфата аммония, отведенный из скруббера (13), перед подачей в испаритель (15) добавляют серную кислоту.

3. Способ по п. 1, в котором раствор сульфата аммония, подаваемый в испаритель (15), имеет концентрацию до, примерно, 40% вес.

4. Способ по п. 1, в котором низкоконцентрированный раствор мочевины имеет концентрацию менее 95% вес., предпочтительно, менее 90% вес., примерно, 85% вес.

5. Способ по п. 1, включающий стадию концентрирования раствора сульфата аммония, полученного в скруббере (13), и низкоконцентрированного раствора мочевины с отделением паровой фазы и образованием эвтектической смеси мочевина – сульфат аммония.

6. Способ по п. 1, в котором раствор сульфата аммония из скруббера (13) имеет концентрацию до, примерно, 40% вес., а низкоконцентрированный раствор мочевины, произведенный на установке (1) по производству мочевины, имеет концентрацию, примерно, 85% вес.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором эвтектическая смесь имеет концентрацию сульфата аммония менее 60% вес.

8. Способ по п. 1, в котором блок (10) отверждения включает колонну (11) приллирования или гранулятор (71).

9. Способ по п. 1, включающий стадии подачи серной кислоты в скруббер (13); и рециркуляции в скруббер (13) отходящего потока, содержащего раствор сульфата аммония, образовавшийся в скруббере (13).

10. Способ по п. 9, в котором часть раствора сульфата аммония из скруббера (13) снова рециркулируют в скруббер (13) после добавления свежей серной кислота, а часть подают в испаритель (15).

11. Способ по п. 1, в котором испаритель (15) представляет собой вакуумный испаритель.

12. Способ по п. 1, включающий стадии: подачи паровой фазы, отделенной в испарителе (15), в конденсатор (48); и конденсации провой фазы с образованием конденсата, который, возможно – с добавлением воды извне, подают в скруббер (13).

13. Способ по п. 1, включающий стадию предварительного концентрирования раствора сульфата аммония, отводимого из скруббера (13), перед его подачей в испаритель (15).

14. Способ по п. 13, включающий стадию смешивания концентрированного раствора сульфата аммония с первой частью низкоконцентрированного раствора мочевины с образованием концентрированного водного раствора, содержащего, например, около 40–50% вес. сульфата аммония, который подают в испаритель (15) с целью удаления воды и получения эвтектической смеси мочевина – сульфат аммония.

15. Система (2) для извлечения сульфата аммония из газового потока, образующегося на установке (1) по производству мочевины, в частности, на блоке (10) отверждения этой установки, содержащая: скруббер (13), снабженный линией (28) подачи кислоты для подачи в скруббер (13) серной кислоты, соединенный с блоком (10) отверждения и предназначенный для обработки газового потока из блока (10) отверждения посредством реакции с серной кислотой с образованием воды и раствора сульфата аммония; и смесительный контур (14), который соединяет скруббер (13) с главной линией (12) подачи, для подачи высококонцентрированного расплава мочевины в блок (10) отверждения; причем смесительный контур (14) снабжен испарителем (15), выполненным с возможностью производства эвтектической смеси мочевина – сульфат аммония, имеющей концентрацию сульфата аммония 30–60% вес., температуру плавления 121–150°С и содержание воды менее 1%, причем испаритель (15) соединен с главной линией (12) подачи для подачи эвтектической смеси, смешанной с высококонцентрированным расплавом мочевины, в блок (10) отверждения; при этом, смесительный контур (14) содержит вторичную линию (37) подачи, соединяющую вспомогательный выпуск (38) установки (1) по производству мочевины с верхней частью (36) испарителя (15) и подает в испаритель (15) низкоконцентрированный раствор мочевины, имеющий более низкую концентрацию, чем высококонцентрированный расплав мочевины, подаваемый главной линией (12) подачи; и при этом смесительный контур (14) включает отводящую линию (34), соединяющую выпускную линию (29) скруббера (13) с верхней частью (36) испарителя (15); и выпускную линию (41) для смеси, проходящую от испарителя (15) к главной линии (12) подачи; расход высококонцентрированного расплава мочевины в 100–200 раз больше расхода эвтектической смеси мочевина – сульфат аммония из испарителя (15) и получаемая конечная смесь содержит менее 0,5% вес. сульфата аммония; смесительный контур (14) дополнительно содержит линию (43) рециркуляции, соединяющую выпускную линию (41) для смеси с верхней частью (36) испарителя (15).

16. Система по п. 15, в которой отводящая линия (34) ответвляется от выпускной линии (29) скруббера (13) ниже по потоку от соединения(33), где выпускная линия (29) соединяется с линией (28) подачи кислоты, обеспечивающей подачу в скруббер (13) серной кислоты, которой обрабатывается газовый поток.

17. Система по п. 15, в которой отводящая линия (34) обеспечивает подачу в испаритель (15) воды и раствора сульфата аммония с концентрацией до, приблизительно, 40% вес.

18. Система по п. 15, в которой вторичная линия подачи (37) обеспечивает подачу в испаритель (15) низкоконцентрированного раствора мочевины с концентрацией менее 95% вес., предпочтительно, менее 90% вес., примерно, 85% вес.

19. Система по п. 15, в которой испаритель (15) предназначен для концентрирования раствора сульфата аммония, образовавшегося в скруббере (13), и низкоконцентрированного раствора мочевины, поступающего из вторичной линии (37) подачи, с отделением паровой фазы и образованием эвтектической смеси мочевина – сульфат аммония.

20. Система по п. 15, в которой раствор сульфата аммония из скруббера (13) имеет концентрацию до, примерно, 40% вес., а низкоконцентрированный раствор мочевины из вторичной линии (37) подачи, имеет концентрацию, примерно, 85% вес.

21. Система по п. 15, в которой эвтектическая смесь характеризуется концентрацией сульфата аммония менее 60% вес.

22. Система по п. 15, в которой блок (10) отверждения включает колонну (11) приллирования или гранулятор (71).

23. Система по п. 15, в которой скруббер (13) снабжен линией (28) подачи кислоты, обеспечивающей подачу в скруббер (13) серной кислоты; и выпускной линией (29), соединяющей нижнюю часть (31) и верхнюю часть (32) скруббера (13) для рециркуляции исходящего потока, содержащего раствор сульфата аммония, образовавшийся в скруббере (13).

24. Система по п. 15, в которой часть раствора сульфата аммония из скруббера (13) рециркулируют в скруббер (13) после добавления свежей серной кислоты, и часть подают в испаритель (15).

25. Система по п. 15, в которой испаритель (15) представляет собой вакуумный испаритель.

26. Система по п. 15, в которой паровая линия (46) соединяет выпуск (47) для пара испарителя (15) с конденсатором (48), в котором паровая фаза, отделенная в испарителе (15), конденсируется с образованием конденсата, который, возможно – с добавлением воды извне по линии (49) подачи воды, подают в верхнюю часть (32) скруббера (13) по линии (51) конденсата, соединяющей конденсатор (48) и скруббер (13).

27. Система по п. 15, включающая предварительный концентратор (55), расположенный выше по потоку от испарителя (15) на отводящей линии (34), для подачи раствора сульфата аммония из скруббера (13) в испаритель (15), с целью обработки и предварительного концентрирования раствора сульфата аммония из скруббера (13) до его подачи в испаритель (15).

28. Система по п. 27, в которой на вторичной линии (37) подачи, которая соединяет установку(1) по производству мочевины с испарителем (15) с целью подачи в испаритель (15) низкоконцентрированного раствора мочевины, имеется ответвление (56) для подачи части указанного низкоконцентрированного раствора мочевины в предварительный концентратор (55).

29. Установка(1) по производству мочевины, включающая систему (2) для извлечения сульфата аммония из газового потока, образующегося на установке (1) по производству мочевины, в частности, на блоке (10) отверждения этой установки; при этом установка отличается тем, что система (2) извлечения представляет собой систему по п. 15.