CN115315409A - 氨-尿素装置的改造 - Google Patents

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Abstract

一种用于改造氨‑尿素装置的方法，其中：使所述氨区段现代化以产生附加量的低压蒸汽；修改高压尿素合成回路的冷凝级以使用尿素汽提器蒸汽的冷凝热量的一部分来产生中压蒸汽，将中压蒸汽供给至尿素区段的一个或更多个蒸汽用户，特别是用于氨基甲酸酯分解，通过引入在氨区段中产生的附加低压蒸汽来平衡低压蒸汽至尿素区段的输入。

Description

氨-尿素装置的改造
技术领域
本发明涉及氨-尿素集成装置的领域。具体地，本发明涉及氨-尿素装置的改造以及氨区段和尿素区段的蒸汽网的有效集成。
背景技术
尿素在工业上是通过使氨与二氧化碳进行反应来产生的。氨的产生典型地涉及由重整、纯化合成气和催化转化合成气来产生补充综合气(合成气)以产生氨。合成气的纯化通常包括将一氧化碳CO变换成二氧化碳CO2以及去除CO2。
因此可以有利地整合氨和尿素的产生。耦接到氨装置的尿素装置可以使用在氨装置中产生的全部或部分氨、以及在纯化过程中从合成气中去除的CO2作为源材料。
术语氨-尿素装置表示包括产生氨的氨区段和在氨区段中产生的氨的至少一部分用于合成尿素的尿素区段的设施。优选地，从在氨区段中的合成气中去除的部分或全部二氧化碳也用于尿素的合成。如果必要，还可以提供新鲜二氧化碳的输入。
氨区段通常包括用于通过蒸汽重整及其纯化来产生合成气的前端，以及合成气在其中催化反应以产生氨的合成区段。前端进而包括重整区段和纯化区段。重整区段段可以具有不同的布置，例如包括一级重整器和二级重整器、自热重整器等。
纯化区段通常包括用于将CO转化为CO2的一个或更多个变换反应器以及CO2去除区段。CO2去除区段可以使用各种CO2分离技术，诸如，例如基于胺的吸附或其他类似的变温吸附(TSA)或变压吸附(PSA)等。
纯化的合成气应当具有适合合成氨的氮氢比。如果需要，可以将氮加入到合成气中以达到目标比率。
氨的合成在高压下进行，这意味着合成气需要被压缩。压缩机典型地是由蒸汽涡轮机驱动的多级压缩机。
用于蒸汽重整的起始材料可以是合适的烃，诸如天然气等。
尿素区段可以使用任何已知的用于合成尿素的技术，但是最优选地，尿素是通过汽提工艺产生的。术语汽提工艺确定其中在汽提器中处理尿素合成反应器的流出物以去除未转化的氨和二氧化碳的方法。
根据汽提工艺，尿素区段可以包括高压尿素合成区段和回收区段。高压合成区段在大于100巴的压力下操作，通常在140-200巴的压力下操作。试剂需要在如此高的压力下被压缩。特别地，二氧化碳，无论是新鲜流和/或从合成气中去除的CO2，都需要被压缩至尿素合成压力。与氨合成气压缩机相似，CO2压缩机也是通常由蒸汽涡轮机驱动的大型多级压缩机。
回收区段基本上具有去除和回收包含在于合成区段中产生的含尿素溶液中的未转化试剂的功能，并且可以在一个或更多个较低压力下操作。例如，尿素装置可以包括低压回收区段或着随后有低压回收区段的中压回收区段。
高压合成区段至少包括尿素合成反应器、高压汽提器和高压冷凝器。可选地，其可以包括用于从反应器中提取的蒸汽的洗涤器。
尿素合成反应器产生反应器流出物(含尿素的水溶液)，其包含显著量的未转化的氨和二氧化碳，主要以氨基甲酸铵的形式存在。在汽提器中，反应器的流出物被加热并且可选地与汽提气体(例如，二氧化碳)接触，以将氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳，然后去除气相中的氨和二氧化碳。通常，汽提器为蒸汽加热的壳管式设备。
将包含从反应器流出物中去除的氨和CO2的汽提蒸汽在高压冷凝器中冷凝以获得返回到反应器中的冷凝物。
在回收区段中进一步处理从汽提器获得的含尿素溶液。在回收区段中的处理包括在氨基甲酸酯分解器中加热溶液，并冷凝如此获得的蒸汽，获得可以返回至高压区段，例如引入高压冷凝器中的氨基甲酸酯溶液。
最常见的尿素汽提工艺是：CO2汽提工艺、自汽提工艺以及氨汽提工艺。在CO2汽提工艺(最初由斯塔密卡邦公司(Stamicarbon)开发)中，含尿素溶液的汽提借助于作为汽提剂的气态CO2进行，并且随后的回收典型地在单一回收区段中在低压下进行。在自汽提工艺中，汽提是在没有汽提剂的情况下进行的，并且回收是在随后是低压区段的中压区段内进行的。氨汽提工艺是自汽提工艺的变体，其中气态氨被引入汽提器中以用作汽提剂并且回收仍然在中压和低压下进行。
氨区段和尿素区段两者均包括蒸汽网。蒸汽网表示各种蒸汽发生器和蒸汽用户以及连接它们的集管的组件。
蒸汽发生器典型地是从工艺流中去除热量的一件设备。示例是气体冷却器，例如用于在变换之前冷却热气体形式重整，或是冷凝器(例如尿素区段的高压冷凝器)，其中冷凝热传递至冷却水并产生蒸汽。
蒸汽用户可以是蒸汽膨胀器，诸如合成气压缩机和CO2压缩机的蒸汽涡轮机，或需要热量的一件设备。例如，氨前端的CO2去除区段可能需要热量以用于CO2吸附溶液的再生。蒸汽用户的其他示例包括例如回收区段中的高压汽提器和氨基甲酸酯分解器。当蒸汽用于产生动力(例如，涡轮机)时，可以将蒸汽用户分类为动力用户(PU)，并且当蒸汽用于提供期望的热输入至工艺(例如，汽提器或分解器)时，可以将蒸汽用户分类为热用户(TU)。
取决于热源的温度(例如，去除热量的工艺流的温度)，蒸汽发生器可以在高压下或低压下产生蒸汽。通常，可以通过热回收产生的HP蒸汽的量是有限的，以及当需要时可以通过辅助锅炉产生HP蒸汽。
在氨-尿素装置的现有技术中，氨区段和尿素区段中的每一个具有其自身的蒸汽网。通常在辅助锅炉中产生的一些高压蒸汽典型地从氨区段的蒸汽网输出到尿素区段的蒸汽网，以为CO2压缩机的蒸汽涡轮机提供动力。从所述涡轮机提取的中压(约23巴)蒸汽通常用于加热高压汽提器(即，提供用于分解氨基甲酸酯的热量)。用于尿素区段的其他热用户的低压蒸汽通过合成回路的氨基甲酸酯冷凝器产生，通常在约3.5巴的压力下。
当提供时，中压回收区段通常包括氨基甲酸酯分解器，其需要的蒸汽的压力高于在氨基甲酸酯冷凝器中产生的蒸汽的压力，例如大约5.5巴。在尿素区段中不存在能够在这种压力下直接产生蒸汽的蒸汽发生器，因此该蒸汽通常通过将取自CO2压缩机的上述涡轮机的中压蒸汽的一部分与在氨基甲酸酯冷凝器中产生的低压蒸汽的一部分混合来在喷射器中产生。然而，如本领域中已知的，喷射器非常低效。
氨区段还可能产生过量的低压蒸汽，可能是由于改造。例如，LP蒸汽的过量可能是背压涡轮机的安装以驱动辅助设备或现有热用户的现代化(例如CO2回收区段的现代化以减少其热消耗)的结果。
在这种情况下，当附加的LP蒸汽可用时，现有技术建议通过安装合适的用户(像蒸汽吸收冷却***或化学热泵)在氨区段中对其进行利用，然而这些是昂贵且低效的。
而且，从能量的观点来看，以上提及的中压蒸汽与LP蒸汽的混合是低效的。热能的低效回收增加了装置的燃料消耗。该燃料可以包括例如用于初级重整的燃烧炉的燃料和用于产生蒸汽的辅助锅炉的燃料。
因此需要在氨-尿素装置中提供更有效的蒸汽使用和蒸汽网之间的整合，特别是当装置改造并且由于改造在氨区段中可以获得更多的LP蒸汽时。
发明内容
本发明的方面是一种对根据权利要求1所述的氨-尿素装置进行改造的方法。
改造包括提供低压蒸汽从氨区段到尿素区段的输出，以用于在尿素区段中的至少一个蒸汽用户。从氨区段转移(输出)至尿素区段的低压流具有不大于6巴、优选2至6巴的压力。甚至更优选地，蒸汽处于3巴至4巴的压力下。这是尿素装置中热用户处的压力。
用于尿素区段的此类附加量的低压蒸汽可以根据尿素区段的特征以及尿素合成工艺的种类以不同的方式被利用。可以鉴于来自氨区段的LP蒸汽的附加量来修改尿素区段。
优选地，尿素区段被修改成容纳从氨区段输出至尿素区段的低压蒸汽。因此可以降低中压蒸汽的消耗。
在一些实施例中，对于特定的蒸汽用户，如例如中压回收区段的氨基甲酸酯分解器，可以修改尿素区段以在大于从氨区段输入的蒸汽压力的压力下在内部产生蒸汽。然后使用输入的蒸汽来平衡低压蒸汽的需求。内部蒸汽的产生可以代替MP蒸汽和LP蒸汽的低效混合，以利于总体燃料消耗。
在实施例中，该方法包括修改尿素区段的冷凝级以直接产生蒸汽，蒸汽用于在中压回收区段中的MP氨基甲酸酯分解。在修改的冷凝级中，使用可以从汽提器蒸汽中回收的一些热量来产生用于MP氨基甲酸酯分解的蒸汽。因此，尿素区段将产生更少的LP蒸汽，以及然后通过从氨区段输入的LP蒸汽来平衡尿素区段中对LP蒸汽的需要。
在此实施例的变体中，在合成区段的氨基甲酸酯冷凝器中产生的一些蒸汽可以被压缩至蒸汽用户所需的更高压力。
在另一个实施例中，CO2汽提尿素区段可以通过减少传递到高压汽提器的热量而改变。就尿素工艺而言，这意味着汽提器的部分工作转移到低压回收区段并且汽提器消耗较少蒸汽用于其加热。由于汽提器需要在中压下的有价值的蒸汽，从能量的观点来看，这是相当大的优势。汽提器降低的负荷致使在合成区段的氨基甲酸酯冷凝器中可以产生较少的LP蒸汽，然而缺失的LP蒸汽由从氨区段输入的LP蒸汽提供。
因此，本发明的主要优点是在氨-尿素工艺中热能的更好的回收和使用，这最终致使整个工艺的燃料消耗减少。例如，本发明可以减少从CO2压缩机的涡轮机抽取MP蒸汽的需要。MP涡轮机抽取的减少致使涡轮机的以燃料为代价而产生的HP蒸汽的输入减少，并且因此是一种燃料节约。
在从属权利要求中给出了本发明的一些优选实施例。本发明的另一方面是权利要求的方法。
优选实施例
当提及蒸汽时，术语低压(LP)表示小于6巴并且优选2至6巴的压力。术语中-低压(MLP)可以用于表示在较高范围内或略高于低压的压力，典型地是4至10巴。术语中压(MP)典型地表示15至40巴的压力。术语高压(HP)典型地表示远高于40巴，例如高于90巴的压力。
应注意的是，低压、中压和高压的术语也可以指处理侧的压力。例如，尿素合成区段的高压氨基甲酸酯冷凝器在处理侧中具有高压(通常大于100巴)，但从汽提器蒸汽中去除的冷凝热具有低温，因此冷凝器在低压(通常为3.5巴)下产生蒸汽。另外，术语低压回收区段和中压回收区段是指处理侧的压力。
在不存在不同指示的情况下，所有压力是相对于大气压力(巴相对压力(rel))。大气压力被理解为101325Pa。
尿素区段可以包括在第二压力下的蒸汽的蒸汽用户，该第二压力大于从氨区段转移至尿素区段的低压蒸汽的压力。这通常是包括中压回收区段的尿素区段的情况，其中，在中压下氨基甲酸酯的分解需要约6巴的蒸汽，而输入的蒸汽为约3.5巴。
在此类情况下，所输入的蒸汽不能在蒸汽用户中使用。方法可以包括修改尿素区段以便为所述用户产生在所述第二压力下的蒸汽，以及使低压蒸汽到尿素区段的输入与从氨区段转移至尿素区段的低压蒸汽相平衡。
在第二压力下的蒸汽可以通过修改高压尿素合成区段的冷凝级来产生，以便使用汽提器蒸汽的部分冷凝热量来产生在第二压力下的蒸汽。在优选实施例中，这可以通过安装第二冷凝器来实现。第二冷凝器可以是装配在现有冷凝器的相同压力容器中的热交换器或者可以具有单独的压力容器。
第二冷凝器可以串联地安装在第一冷凝器的上游，使得来自汽提器的汽提器蒸汽穿过新安装的第二冷凝器，并且然后穿过初始的第一冷凝器。
优选地，第一冷凝器和/或第二冷凝器被配置成壳管式设备。更优选地，它们是水平布置的釜式容器，其中汽提器蒸汽在管侧中流动，并且冷却水在壳侧中蒸发。
修改尿素区段以产生在第二压力下的蒸汽的步骤还可以包括安装蒸汽压缩机，该蒸汽压缩机供给有在低压下的蒸汽并且输送在第二压力下的蒸汽。
在氨-尿素装置中，用于所述用户的在第二压力下的蒸汽可以初始通过将中压蒸汽与在冷凝级中产生的低压蒸汽混合来获得。在这种情况下，本发明的方法优选包括中断所述混合。
包括在所述第二压力下在尿素区段中内部产生蒸汽(例如，6巴左右的MLP蒸汽)的以上实施例典型地适用于包括自汽提尿素区段(例如，斯那姆(Snapmprogetti)尿素区段)的装置，因为这种尿素工艺具有需要约6巴的蒸汽的特殊蒸汽用户，即，中压回收区段的氨基甲酸酯分解器。
本发明的方法还适用于具有尿素区段的装置，其中尿素是根据CO2汽提工艺产生的。在这种情况下，为了利用来自氨区段的附加量的LP蒸汽，该方法可以包括减少传递到汽提器的热量，从而还减少可以在高压氨基甲酸酯冷凝器中产生的低压蒸汽的量。然后，在尿素区段中缺失产生的低压蒸汽与从氨区段输入的低压蒸汽平衡。
本发明的方法可以包括：氨区段被修改以提供低压蒸汽，该低压蒸汽是平衡尿素区段的低压蒸汽输入所需要的。可见，氨区段和尿素区段的修改是协同的。氨气段的现代化可以提供附加量的低压蒸汽，这可以由现有部件的提高的热效率和/或提供用于热回收的附加手段引起。尿素区段的修改同时提供了尿素区段可以输入该附加量的低压蒸汽，因为LP蒸汽在尿素区段中的内部产生被降低到更有价值的MP蒸汽的优点。从能量和热力学角度来看，使装置更有效。
在优选实施例中，用于平衡尿素区段的输入的低压蒸汽的至少一部分是将从氨区段的前端中的CO2回收区段的现代化而获得的。如上所述，CO2回收区段是低压蒸汽的大型用户，典型地用于在基于氨的工艺或热氨基甲酸钾工艺中再生CO2溶剂。
待修改的氨-尿素装置初始可以包括将中压蒸汽与在冷凝级中产生的低压蒸汽混合，并且在中低压下使用如此获得的蒸汽以将热量提供至氨基甲酸酯分解器。在此类情况下，本发明的方法可以包括中断所述混合，并且将所述分解器与在修改的冷凝级中(例如在高压合成区段中的汽提器蒸汽的新安装的第二冷凝器中)产生的MP流共同被加热。
根据另一个优选实施例，该方法包括降低重整工艺中的蒸汽与碳的比率。使蒸汽与碳的比率降低可以有利于重整工艺，但会使可以通过热回收产生的高压蒸汽的量降低。在这种情况下，由本发明给出的氨尿素装置中高压蒸汽消耗的总体降低补偿了由于氨装置中蒸汽与碳比率的降低在合成气产生单元(例如初级和次级重整器)下游更低的热回收的这个缺点，因此使得能够使装置中降低的S/C的益处最大化。
更优选地，重整过程中的蒸汽与碳的比率降低至2.6至2.0范围内的值。如果必要的话，可以用相应地被选择以维持修改的低蒸汽与碳的比率的变换催化剂替换该变换催化剂。氨装置中S/C的减小导致燃料消耗减少、惰性形成和在合成气产生单元下游回收热量以操作CO2回收区段的可能性之间的权衡。
在优选实施例中，进行了CO2回收区段的现代化，这通过安装新的闪蒸再生塔减少了CO2溶剂所需的再生热。所述现代化，与较低的S/C协同作用，可以降低CO2回收所需的比再生热。在优选实施例中，所述比再生热量被减少到小于去除的CO2的400kcal/Nm3。
低S/C比率可以减少可以从合成气产生单元下游的氨区段中的工艺气体回收的热量。根据本发明的实施例，这可以通过大量且低效的蒸汽消耗器，特别是高压蒸汽消耗器的改造来补偿。所述改造可以包括用电动机驱动器替换蒸汽涡轮机驱动器。例如，氨装置蒸汽网的锅炉给水泵中的至少一个从涡轮机驱动器被改变成马达驱动器。
在非常优选的实施例中，将氨区段改造以在2.6至2.0范围内的S/C比率下操作重整过程；变换区段被修改为以减小的S/C比率运行；至少一个蒸汽涡轮机驱动器被改变成马达机驱动器，从而致使蒸汽消耗减小。
上述实施例可以有效地增加氨-尿素装置的能量效率，特别是采用减小的S/C比与高压蒸汽消耗的总体减小的结合。
附图说明
图1是现有技术的氨-尿素装置的方框示意图。
图2是根据本发明实施例修改的图1的设备的示意图。
图3是根据现有技术的装置的自汽提尿素区段的方框示意图。
图4图示了根据实施例的在改造之后，对图3的示意图进行修改的示意图。
图5图示了根据另一个实施例的在改造之后，对图3的示意图进行修改的示意图。
图6图示了本发明其中通过CO2汽提工艺产生尿素的装置的应用。
具体实施方式
图1图示了包括氨区段A和尿素区段U的氨-尿素集成装置的方框示意图。氨区段A和尿素区段U是根据已知技术制成的并且不需要详细描述。
氨区段A包括以下方框：重整区段REF、变换区段SH、合成气纯化区段PUR、氨合成SYN。方框REF、SH和PUR是用于产生氨补充气体的前端的一部分。
尿素区段U包括尿素合成US和尿素精整UF的方框。
重整区段REF接纳天然气1的第一输入作为工艺气体(即，待重整的天然气)和天然气2的第二输入以用作燃料。
在方框REF中产生的合成气通过方框SH和方框PUR处理并且最后在方框SYN中反应以产生氨3。
氨3与从方框PUR内的合成气中去除的二氧化碳4在尿素合成US中共同反应。还可以提供新鲜CO2的输入。方框US产生尿素溶液或尿素熔体，其在方框UF中被处理以产生固体尿素5。可以通过造粒或制粒获得固体尿素。
方框10表示氨区段A的蒸汽网。类似地，方框20表示尿素区段U的蒸汽网。方框11、12表示氨区段A的动力用户、热用户；方框21、22表示尿素区段U的动力用户、热用户。
管线6表示高等级的热量(在升高的温度下的热量)，该热量从氨工艺转移到蒸汽网(例如，从蒸汽重整的热流出物中去除的热量等)。
氨蒸汽网10将蒸汽提供给动力用户11(例如，合成气压缩机)和热用户12(例如，预热器，CO2再生)。类似地，尿素蒸汽网20将蒸汽提供至相应的动力用户21和热用户22。
由于在氨区段中蒸汽的过量产生，中压蒸汽通常经由管线30从氨蒸汽网10输出至尿素蒸汽网20。该蒸汽可以与在辅助锅炉AUX中产生的蒸汽31结合以形成管线32中的蒸汽，该蒸汽实际上被尿素蒸汽网20引入。用管线32输入的蒸汽满足尿素区段U对高级蒸汽的需要，主要是为了操作CO2压缩机和高压汽提器。
锅炉AUX需要附加量的燃料7。然后该方法的燃料输入包括燃料流2、7。
图2概念性地图示了本发明的修改。低压蒸汽40(低等级热量)从氨蒸汽网10输出至尿素蒸汽网20。由于氨区段A的现代化，该附加蒸汽40变得可用。尿素区段U被修改成使用内部回收的一些热量以用于产生一定量的中压蒸汽而不是低压。尿素蒸汽网20中的低压蒸汽的相应缺陷由输入的蒸汽40补偿。因此，可以减少总消耗(燃料2、7)。
图3图示了根据自汽提概念的尿素区段U的示意图，其示出以下项目：尿素反应器R、高压汽提器S、氨基甲酸酯冷凝器HPC、氨泵AP、CO2压缩机COM、中压回收区段MP-R和低压回收区段LP-R。将热用户的方框TU图示为单独的方框；然而，应当理解的是，TU的热用户中的一些可以属于回收区段MP-R或LP-R。
反应器R、汽提器S和冷凝器HPC形成高压合成回路。该回路还可以包括洗涤器(未示出)，该洗涤器用于从反应器排放的气体。来自汽提器S的溶液流出物在回收区段MP-R中在中压下处理，然后在区段LP-R中在低压下处理。区段LP-R的流出物是主要由尿素和水组成的尿素的水溶液，该尿素的水溶液可以被供给到精整区段。在区段MP-R中去除的未转化氨和二氧化碳作为含氨基甲酸酯的溶液(未示出)正常地返回到高压合成回路中。
为简单起见，在图3中仅示出了一些连接和工艺线。示出的主要产生线如下。
100反应器输入
101反应器流出物
102汽提器蒸汽
103来自汽提器的溶液流出物
104来自HPC的再循环溶液
105CO2的输入
图3还示出了蒸汽网的一些管线。从氨区段和从辅助锅炉输入的高级蒸汽32用于操作CO2压缩机COM，特别是对其蒸汽涡轮机提供动力。
由涡轮机排出的蒸汽33仍处于中压下，例如大约20巴或更高，并且部分用于加热汽提器S(管线34)。
中压回收区段MP-R包括氨基甲酸酯分解器，其需要约6巴的蒸汽，这是相对低的压力，但仍高于在冷凝器HPC中可以产生的蒸汽的压力，其通常为约3.5巴。
氨基甲酸酯分解器的蒸汽因此通过在管线35处将来自涡轮机的部分MP蒸汽与来自冷凝器HPC的LP蒸汽36混合而产生。将得到的所期望压力约6巴的蒸汽37送至分解器CD。混合在蒸汽喷射器SE中进行。
可以看出，工艺涉及有价值的蒸汽35的排出，并且因此
在冷凝器HPC中产生的LP蒸汽的剩余部分(管线38)用于加热尿素区段的其他热用户。
例如在实施例中，管线35中的MP蒸汽具有约25巴的压力；管线36中的蒸汽具有约3.5巴的压力，以及管线37中的蒸汽具有约5.5巴的压力。
图4是本发明的实施的示例。通过在高压合成区段中安装第二冷凝器HPC-2来修改尿素区段U。从汽提器S中抽出的蒸汽102首先在其中进行第一冷凝的新冷凝器HPC-2中通过，然后将冷凝器HPC-2的流出物在原始冷凝器HPC中进一步冷凝。
新冷凝器HPC-2还被布置为以比原始冷凝器HPC更高的压力来产生蒸汽。特别地，冷凝器产生用于加热MP-R区段中的中压分解步骤的中压蒸汽50，而不是蒸汽37。
由于包含在汽提器蒸汽中的一些热量被用来产生蒸汽50，管线38中的LP蒸汽的量减少。因此，用于热用户的LP蒸汽的输入与进入的蒸汽40相平衡。
通过喷射器SE将中压蒸汽与低压蒸汽混合物去除。因此，从能量使用的观点来看，该方法变得更有效。来自压缩区段COM的涡轮机的蒸汽33可以通过管线34全部送往汽提器S。
图5图示了另一个实施例，其中，从氨区段输入的蒸汽40在蒸汽压缩机SC中被升高至区段MP-R所需的压力。例如，蒸汽40从3.5巴升高至5.5巴。同样在这个实施例中，喷射器SE中的低效混合物可以被去除。蒸汽40的一部分还可以用于用户TU中。
具有双压力冷凝的图4和具有蒸汽压缩的图5的实施例通常是替代性实施例，然而，如果适当的话，它们可以组合。
图6图示了CO2汽提尿素区段的示意图。通过压缩区段COM输送的二氧化碳经由汽提器S引入合成回路，其中二氧化碳充当汽提助剂(管线105a)。合成回路通常还包含高压洗涤器SCR，其中从反应器排放的气体106通过来自低压回收区段LP-R的再循环溶液107来洗涤。新鲜氨与来自洗涤器的再循环溶液108共同经由冷凝器HPC进入环路。
仅在LP-R区段中处于低压时进行回收。因此，尿素区段通常不具有如先前描述的MP氨基甲酸酯分解器的MLP蒸汽的用户。
在这种情况下，本发明的优选实施例提供了降低汽提器S的负荷并将其转移至LP-R区段。在某种程度上，这可以在不影响反应器R的性能的情况下进行。因此，减少汽提器S所需的蒸汽34，这是节约能量。因此，冷凝器HPC还具有降低的负荷并且可以产生更少的蒸汽38；缺失的蒸汽通过来自氨区段的进口40来补偿。

Claims (19)

1.一种改造氨-尿素装置的方法，其中：
A)被改造的氨-尿素装置具有以下特征：
所述氨-尿素装置包括氨区段和尿素区段，
所述氨区段包括前端以及氨合成区段，所述前端用于从碳氢化合物的重整中产生补充合成气，所述补充合成气在所述氨合成区段中反应以产生氨，
将在所述氨合成区段中产生的氨，以及在所述前端中从所述补充合成气中去除的至少一部分CO2供给到所述尿素区段以用作产生尿素的原始材料，
所述尿素区段包括高压尿素合成区段，所述高压尿素合成区段包括至少尿素合成反应器、用于将未转化的氨和二氧化碳从所述反应器的流出物中去除的汽提器，以及被布置成将含有氨和从所述反应器的流出物中去除的二氧化碳的汽提器蒸汽冷凝的冷凝级，
所述尿素区段还包括回收区段，所述回收区段用于在低于尿素合成压力的压力下从来自所述汽提器的溶液流出物中回收未转化的氨和二氧化碳，
所述氨-尿素装置还包括蒸汽网，所述蒸汽网包括蒸汽产生器和蒸汽用户，并且在所述氨区段中产生的蒸汽被输出到所述尿素区段并且被送到所述尿素区段中的至少一个蒸汽用户，
所述高压尿素合成区段的冷凝级是所述蒸汽网中的蒸汽发生器并且使用所述汽提器蒸汽的冷凝的热量在第一压力下产生低压蒸汽，所述低压蒸汽被内部用于所述尿素区段中、所述尿素区段的一个或更多个蒸汽用户中，
以及
B)所述改造包括：
提供在不大于相对压力6巴、优选相对压力2巴至6巴的压力下的低压蒸汽从所述氨区段至所述尿素区段的输出，以用于所述尿素区段中的至少一个蒸汽用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述尿素区段被修改以容纳从所述氨区段输出至所述尿素区段的所述低压蒸汽。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述尿素区段包括第二压力下的蒸汽的蒸汽用户，所述第二压力大于从所述氨区段转移至所述尿素区段的所述低压蒸汽的压力；
所述方法包括修改所述尿素区段以便为所述用户产生在所述第二压力下的蒸汽，以及使低压蒸汽到所述尿素区段的输入与从所述氨区段转移到所述尿素区段的所述低压蒸汽相平衡。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，修改所述尿素区段以在所述第二压力下产生蒸汽的步骤包括：修改所述高压尿素合成区段的冷凝级以便使用所述汽提器蒸汽的部分冷凝热来在所述第二压力下产生蒸汽。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述尿素合成区段的所述冷凝级初始包括被布置成在所述第一压力下产生低压蒸汽的第一冷凝器，以及所述级的改造包括安装被布置成在所述第二压力下产生中压蒸汽的第二冷凝器。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述第二冷凝器串联安装在所述第一冷凝器的上游，使得来自所述汽提器的所述汽提器蒸汽穿过新安装的所述第二冷凝器，然后穿过初始的所述第一冷凝器。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述第一冷凝器和/或所述第二冷凝器是壳管式设备，优选地水平布置为釜式，其中，所述汽提器蒸汽在管侧中流动，并且在壳侧中产生蒸汽。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，修改所述尿素区段以产生在所述第二压力下的蒸汽的步骤包括安装蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机供给有在低压下的蒸汽并且输送在所述第二压力下的蒸汽。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中：
在所述氨-尿素装置中，用于所述用户的在所述第二压力下的蒸汽初始通过将中压蒸汽与在所述冷凝级中产生的低压蒸汽混合来产生，
所述方法包括中断所述混合。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的方法，其中，所述尿素区段包括中压回收区段和低压回收区段，并且在所述第二压力下的蒸汽的所述蒸汽用户是所述中压回收区段的氨基甲酸酯分解器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述尿素区段通过氨汽提或自汽提工艺操作。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的方法，其中，所述第二压力为5巴至7巴，优选地为6巴或约6巴。
13.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述尿素区段是CO2汽提区段，其中，所述回收区段仅包括在低压下的区段；
所述方法包括减少传递至汽提器的热量，从而也减少能够在高压氨基甲酸酯冷凝器中产生的低压蒸汽的量，以及
在所述尿素区段中缺失的低压蒸汽的产生与从所述氨区段转移至所述尿素区段的所述低压蒸汽相平衡。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，修改所述氨区段以增加能够从所述氨区段输出的所述低压蒸汽，并且因此提供用于转移至所述尿素区段的所述低压蒸汽，优选地作为LP蒸汽利用的效率增加的结果或作为热量回收增加的结果。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，用于平衡所述尿素区段的输入的所述低压蒸汽的至少一部分从所述氨区段的所述前端中的CO2回收区段的现代化获得，此类现代化致使所述CO2回收区段的再生能量的比消耗减少，优选地减少到所去除的CO2的小于400kcal/Nm3的比消耗。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括降低所述重整过程中的蒸汽与碳的比率，以及优选地包括改造氨区段以通过小于2.7、更优选在2.6至2.0的范围内的S/C比率操作重整过程。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，变换区段被修改成以减小的S/C比率操作，和/或其中，至少一个蒸汽涡轮机驱动器更换成马达驱动器，从而致使减小的蒸汽消耗。
18.一种整合的氨-尿素工艺，包括：
在氨区段中通过从碳氢化合物的重整产生补充合成气来产生氨，以及使所述补充合成气反应以产生氨，
合成的氨的至少一部分以及可选地还有在所述补充合成气的纯化过程中从所述补充合成气中去除的CO2被用于联合的尿素区段中以用于产生尿素，
其中，尿素是通过汽提工艺在高合成压力下产生的，并且包括在低于所述合成压力的一个或更多个压力水平下回收未转化的物质，
其中，在所述氨区段和所述尿素区段两者内部地产生蒸汽，以用于装置的蒸汽用户，
所述工艺的特征在于：
在不大于相对压力6巴、优选相对压力2巴至6巴的压力下的低压蒸汽从所述氨区段被转移至所述尿素区段，以用于所述尿素区段中的至少一个蒸汽用户。
19.根据权利要求18所述的工艺，其中：
通过自汽提或通过氨汽提方法产生尿素，以及在两个压力水平下进行回收，即在中压和低压下进行回收，
从所述氨区段转移至所述尿素区段的蒸汽用于在所述中压回收中进行氨基甲酸酯分解，
或着
通过CO2汽提方法产生尿素，以及在单一压力水平下进行回收，即在低压下进行回收，
从所述氨区段转移至所述尿素区段的蒸汽与在所述合成区段的氨基甲酸酯冷凝器中产生的蒸汽共同使用，以便为所述尿素区段的低压蒸汽用户提供蒸汽。
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