RU2440977C1

RU2440977C1 - Method and apparatus for producing carbamide

Info

Publication number: RU2440977C1
Application number: RU2010141629/04A
Authority: RU
Inventors: Юрий Андреевич Сергеев (RU); Юрий Андреевич Сергеев; Ринат Венерович Андержанов (RU); Ринат Венерович Андержанов; Александр Андреевич Воробьев (RU); Александр Андреевич Воробьев; Алексей Владимирович Солдатов (RU); Алексей Владимирович Солдатов; Юрий Александрович Головин (RU); Юрий Александрович Головин; Юрий Борисович Шнепп (RU); Юрий Борисович Шнепп; Андрей Витальевич Ожегин (RU); Андрей Витальевич Ожегин; Александр Алексеевич Прокопьев (RU); Александр Алексеевич Прокопьев; Олег Николаевич Костин (RU); Олег Николаевич КОСТИН; Николай Михайлович Кузнецов (RU); Николай Михайлович Кузнецов
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-01-27

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: carbamide is obtained at high temperature and pressure in an apparatus having a high-pressure section, including a reactor, a stripper, a condenser and a scrubber, using a method which involves reaction of ammonia and carbon dioxide in the reactor to form a reaction mixture and separate outlet from the reactor of a liquid stream containing carbamide, ammonium carbamate and free ammonia in aqueous solution, and a gas stream mainly containing inert gases, feeding into the high-pressure section streams of liquid and gaseous carbon dioxide, feeding the liquid stream from the reactor into the stripper for partial decomposition of ammonium carbamate and partial extraction of free ammonia in the current of gaseous carbon dioxide fed into the stripper to obtain a gas stream containing ammonia and carbon dioxide with a water vapour impurity, and a liquid stream, feeding the liquid stream from the stripper to the next ammonium carbamate decomposition step and separating ammonia and carbon dioxide to obtain carbamide and a recycled liquid stream containing ammonium carbamate in an aqueous ammonium solution, feeding the gas stream from the stripper into the condenser for partial absorption-condensation thereof while mixing with ammonia and the liquid stream from the scrubber, feeding the liquid stream from the condenser into the reactor, removing ammonia and carbon dioxide from the gas stream from the reactor upon contact with the recycled liquid stream in the scrubber, where the stream of liquid carbon dioxide is fed into the high-pressure section after mixing with another process stream, where the stream of liquid carbon dioxide is mixed with a gas stream coming from the stripper or condenser, in the apparatus for mixing said streams, where when feeding the liquid stream into an insert with a variable cross-section through a convergent nozzle and the gas stream into the housing, liquid carbon dioxide evaporates through contact in the insert with part of said gas stream entering the insert, followed by contact of the mixed stream at the outlet of the insert with the remaining part of the gas stream passing through a slit between the insert and the housing. ^ EFFECT: high reliability of the used equipment. ^ 4 cl, 3 ex, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и способам для получения карбамида и может быть использовано в химической промышленности и промышленности по производству удобрений.The invention relates to devices and methods for producing urea and can be used in the chemical industry and the fertilizer industry.

Известны установки для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода при повышенных температуре и давлении, включающие реактор, средства для подачи в реактор жидкого аммиака и газообразного диоксида углерода (В.И.Кучерявый, В.В.Лебедев. Синтез и применение карбамида. - Л.: Химия, 1970, с.178).Known installations for producing urea from ammonia and carbon dioxide at elevated temperatures and pressures, including a reactor, means for feeding liquid ammonia and gaseous carbon dioxide to the reactor (V.I. Kucheryavy, V.V. Lebedev. Synthesis and use of urea. - L .: Chemistry, 1970, p.178).

Известна установка для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода при повышенных температуре и давлении, включающая реактор, средства для подачи в реактор жидкого аммиака, жидкого и газообразного диоксида углерода, устройство для испарения жидкого диоксида углерода путем теплообмена через стенку с теплоносителем (Технические газы, 2009, №2, с.24).A known installation for producing urea from ammonia and carbon dioxide at elevated temperature and pressure, including a reactor, means for feeding liquid ammonia, liquid and gaseous carbon dioxide to the reactor, a device for evaporating liquid carbon dioxide by heat exchange through a wall with a coolant (Technical Gases, 2009 , No. 2, p.24).

Наиболее близкой к предложенной является известная установка для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода при повышенных температуре и давлении в секции высокого давления, включающей реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, средства для подачи жидкого аммиака, газообразного и жидкого диоксида углерода в секцию высокого давления, средства для подачи жидкостных потоков из реактора в стриппер, из стриппера на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, из конденсатора в реактор, из скруббера в конденсатор, средства для подачи газовых потоков из реактора в скруббер, из стриппера в конденсатор, средства для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер, устройство для смешения жидкого диоксида углерода с жидким аммиаком, содержащее корпус со средствами для ввода жидкого диоксида углерода, ввода жидкого аммиака и вывода смешанного потока, а также расположенное внутри корпуса коаксиально корпусу сужающееся сопло, соединенное со средством для ввода жидкого диоксида углерода (WO 2009/043365, С07С 273/04, 2009, с.13, строки 1-8,14-27, фиг.5, 6).Closest to the proposed is a known installation for producing urea from ammonia and carbon dioxide at elevated temperature and pressure in a high pressure section, including a reactor, stripper, condenser and scrubber, means for supplying liquid ammonia, gaseous and liquid carbon dioxide to the high pressure section, means for supplying liquid streams from the reactor to the stripper, from the stripper at the stage of urea and recirculated liquid stream separation, from the condenser to the reactor, from the scrubber to the condensate p, means for supplying gas flows from the reactor to the scrubber, from a stripper to the condenser, means for supplying a recirculated liquid stream to the scrubber, a device for mixing liquid carbon dioxide with liquid ammonia, comprising a housing with means for introducing liquid carbon dioxide, introducing liquid ammonia and a mixed flow outlet, as well as a tapering nozzle located inside the housing coaxially with the housing and connected to liquid carbon dioxide injection means (WO 2009/043365, C07C 273/04, 2009, p.13, lines 1-8.14-27, FIG. 5, 6).

Известны способы получения карбамида из диоксида углерода и жидкого аммиака в реакторе синтеза при повышенных температуре и давлении, в которых диоксид углерода в реактор синтеза направляют в газообразном виде (В.И.Кучерявый, В.В.Лебедев. Синтез и применение карбамида. - Л.: Химия, 1970, с.178).Known methods for producing urea from carbon dioxide and liquid ammonia in a synthesis reactor at elevated temperature and pressure, in which carbon dioxide is sent to the synthesis reactor in a gaseous form (V.I. Kucheryavy, V.V. Lebedev. Synthesis and use of urea. - L .: Chemistry, 1970, p.178).

Известны способы получения карбамида из диоксида углерода и жидкого аммиака в реакторе синтеза при повышенных температуре и давлении, в которых диоксид углерода в реактор синтеза направляют в виде жидкого диоксида углерода (В.И.Кучерявый, В.В.Лебедев. Синтез и применение карбамида. - Л.: Химия, 1970, с.227-229; GB 1302424, С07С 127/04, 1973). Ожижение диоксида углерода при давлении, более низком, чем давление синтеза карбамида, с последующей подачей жидкого диоксида углерода с помощью насоса позволяет сократить энергетические затраты на компримирование диоксида углерода.Known methods for producing urea from carbon dioxide and liquid ammonia in a synthesis reactor at elevated temperature and pressure, in which carbon dioxide is sent to the synthesis reactor in the form of liquid carbon dioxide (V.I. Kucheryavyy, V.V. Lebedev. Synthesis and use of urea. - L .: Chemistry, 1970, p. 227-229; GB 1302424, С07С 127/04, 1973). The liquefaction of carbon dioxide at a pressure lower than the pressure of the synthesis of urea, followed by the supply of liquid carbon dioxide using a pump can reduce the energy costs of compressing carbon dioxide.

Известен способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, работающие практически при одном и том же давлении, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода непосредственно вводят в реактор и/или конденсатор (WO 2009/043365, С07С 273/04, 2009, с.11, строка 34 - с.12, строка 31, фиг.4). Однако использование этого способа, как и упомянутых выше, может привести к эрозионному повреждению оборудования вследствие возникновения кавитационных явлений при непосредственном контакте легко испаряющегося диоксида углерода с высокотемпературными средами в этих аппаратах.A known method of producing urea at elevated temperature and pressure in a plant containing a high pressure section, which includes a reactor, stripper, condenser and scrubber operating at almost the same pressure, the method comprising reacting ammonia and carbon dioxide in the reactor to form a reaction mixture and separate withdrawal from the reactor of a liquid stream containing urea, ammonium carbamate and free ammonia in an aqueous solution, and a gas stream containing mainly inert gases, a feed to a high pressure section of liquid and gaseous carbon dioxide, feeding a liquid stream from the reactor to a stripper for partially decomposing ammonium carbamate and partially separating free ammonia in a stream of carbon dioxide gas introduced into the stripper to produce a gas stream comprising ammonia and carbon dioxide mixed with water vapor, and a liquid stream comprising urea and residual ammonium carbamate in an aqueous ammonia solution; supplying a liquid stream from a stripper in a subsequent stage of carbamide decomposition this ammonia and separation of ammonia and carbon dioxide to obtain urea and a recirculated liquid stream containing ammonium carbamate in aqueous ammonia solution, supplying a gas stream from the stripper to the condenser for its partial absorption-condensation when mixed with ammonia and a liquid stream from the scrubber, feeding the liquid stream from condenser into the reactor, purification of ammonia and carbon dioxide from the gas stream from the reactor by contact with the recirculated liquid stream in a scrubber, the liquid carbon dioxide stream and directly injected into the reactor and / or capacitor (WO 2009/043365, C07C 273/04, 2009, p.11, line 34 - p.12, line 31, figure 4). However, the use of this method, as mentioned above, can lead to erosion damage to equipment due to the occurrence of cavitation phenomena during direct contact of easily evaporating carbon dioxide with high-temperature media in these devices.

Наиболее близким к предложенному является известный способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления потоков жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода вводят в реактор и/или конденсатор после смешения с жидким аммиаком (WO 2009/043365, С07С 273/04, 2009, с.13, строки 1-8, фиг.5).Closest to the proposed is a known method of producing urea at elevated temperature and pressure in a plant containing a high-pressure section, which includes a reactor, stripper, condenser and scrubber, the method comprising reacting ammonia and carbon dioxide in a reactor to form a reaction mixture and separate conclusion from a liquid stream reactor containing urea, ammonium carbamate and free ammonia in an aqueous solution, and a gas stream containing mainly inert gases, feeding to the section high pressure liquid and gaseous carbon dioxide streams, supplying a liquid stream from the reactor to the stripper for partial decomposition of ammonium carbamate and partial separation of free ammonia in a stream of carbon dioxide gas introduced into the stripper to produce a gas stream comprising ammonia and carbon dioxide mixed with water vapor, and a liquid stream including urea and residual ammonium carbamate in an aqueous ammonia solution; supplying a liquid stream from a stripper at a stage of subsequent decomposition of carbamide this ammonia and separation of ammonia and carbon dioxide to obtain urea and a recirculated liquid stream containing ammonium carbamate in aqueous ammonia solution, supplying a gas stream from the stripper to the condenser for its partial absorption-condensation when mixed with ammonia and a liquid stream from the scrubber, feeding the liquid stream from condenser into the reactor, purification of ammonia and carbon dioxide from the gas stream from the reactor by contact with the recirculated liquid stream in a scrubber, the liquid carbon dioxide stream and introduced into the reactor and / or the condenser after mixing with liquid ammonia (WO 2009/043365, S07S 273/04, 2009, p.13, lines 1-8, Figure 5).

Недостатком известной установки и известного способа является значительная возможность эрозионного повреждения оборудования. Смешение жидкого диоксида углерода с жидким аммиаком, температура которого ниже температуры в реакторе или конденсаторе, казалось бы, снижает вероятность возникновения кавитационных явлений. Известно, однако, что при смешении этих реагентов между ними протекает быстрая реакция образования карбамата аммония с выделением большого количества тепла, вследствие чего температура в зоне смешения может возрасти даже до более высоких значений, чем температура в реакторе или конденсаторе. Таким образом, при использовании известной установки и известного способа возможность повреждения оборудования вследствие возникновения кавитационных явлений лишь перемещается из одних аппаратов в другие.A disadvantage of the known installation and the known method is the significant possibility of erosive damage to equipment. The mixing of liquid carbon dioxide with liquid ammonia, whose temperature is lower than the temperature in the reactor or condenser, would seem to reduce the likelihood of cavitation. However, it is known that when these reagents are mixed between them, a rapid reaction of the formation of ammonium carbamate proceeds with the release of a large amount of heat, as a result of which the temperature in the mixing zone can increase even to higher values than the temperature in the reactor or condenser. Thus, when using the known installation and the known method, the possibility of damage to the equipment due to the occurrence of cavitation phenomena only moves from one device to another.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в повышении надежности применяемого оборудования.The technical result to which the invention is directed is to increase the reliability of the equipment used.

Для достижения указанного результата предложена установка для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода при повышенных температуре и давлении в секции высокого давления, включающей реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, средства для подачи жидкого аммиака, газообразного и жидкого диоксида углерода в секцию высокого давления, средства для подачи жидкостных потоков из реактора в стриппер, из стриппера на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, из конденсатора в реактор, из скруббера в конденсатор, средства для подачи газовых потоков из реактора в скруббер, из стриппера в конденсатор, средства для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер, устройство для смешения жидкого диоксида углерода с другим технологическим потоком, содержащее корпус со средствами для ввода жидкого диоксида углерода, ввода другого технологического потока и вывода смешанного потока, а также расположенное внутри корпуса коаксиально корпусу сужающееся сопло, соединенное со средством для ввода жидкого диоксида углерода, отличающаяся тем, что устройство для смешения жидкого диоксида углерода с другим технологическим потоком является устройством для смешения жидкого диоксида углерода с газообразным потоком, выходящим из стриппера или конденсатора, и включает штуцер ввода указанного газообразного потока, а также расположенную внутри корпуса коаксиально корпусу вставку переменного сечения в виде трубы, входной участок которой является сужающимся, а выходной - расширяющимся, причем вставка расположена таким образом, что между корпусом и вставкой образована кольцевая щель.To achieve this result, a plant for producing urea from ammonia and carbon dioxide at elevated temperature and pressure in a high-pressure section including a reactor, stripper, condenser and scrubber, means for supplying liquid ammonia, gaseous and liquid carbon dioxide to a high-pressure section, means is proposed. for supplying liquid streams from the reactor to the stripper, from the stripper at the stage of separation of urea and the recirculated liquid stream, from the condenser to the reactor, from the scrubber to the condenser, means for supplying gas flows from the reactor to the scrubber, from the stripper to the condenser, means for supplying a recirculated liquid stream to the scrubber, a device for mixing liquid carbon dioxide with another process stream, comprising a housing with means for introducing liquid carbon dioxide, introducing another process stream and the output of the mixed stream, as well as a tapering nozzle located inside the housing coaxially with the housing, connected to the means for introducing liquid carbon dioxide, characterized in that An apparatus for mixing liquid carbon dioxide with another process stream is a device for mixing liquid carbon dioxide with a gaseous stream leaving a stripper or condenser, and includes a nozzle for introducing said gaseous stream, as well as a variable section cross-sectional pipe-shaped insert inside the housing in the form of a pipe the portion of which is tapering and the outlet is expanding, the insert being positioned so that an annular gap is formed between the housing and the insert.

Для достижения этого результата предложен также способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления потоков жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода вводят в аппараты секции высокого давления после смешения с другим технологическим потоком, отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с газообразным потоком, выходящим из стриппера или конденсатора в устройстве для смешения этих потоков, входящем в состав предложенной установки, при подаче жидкого потока во вставку переменного сечения через сужающееся сопло, а газообразного потока - в корпус, при этом осуществляют испарение жидкого диоксида углерода путем его контактирования во вставке с частью указанного газообразного потока, поступающего во внутреннее пространство вставки, с последующим контактированием смешанного потока по выходе из вставки с остальной частью газообразного потока, прошедшего через щель между вставкой и корпусомTo achieve this result, a method for producing urea at elevated temperature and pressure in a plant containing a high-pressure section, which includes a reactor, stripper, condenser and scrubber, the method includes the interaction of ammonia and carbon dioxide in the reactor with the formation of the reaction mixture and a separate conclusion from a liquid stream reactor containing urea, ammonium carbamate and free ammonia in an aqueous solution, and a gas stream containing mainly inert gases, the feed to the section the pressure of the liquid and gaseous carbon dioxide streams, supplying a liquid stream from the reactor to the stripper for partial decomposition of ammonium carbamate and partial separation of free ammonia in a stream of carbon dioxide gas introduced into the stripper to produce a gas stream comprising ammonia and carbon dioxide mixed with water vapor, and a liquid stream including urea and residual ammonium carbamate in an aqueous ammonia solution; supplying a liquid stream from a stripper at the stage of subsequent decomposition of carbamate a mmonium and separating ammonia and carbon dioxide to obtain urea and a recirculated liquid stream containing ammonium carbamate in a water-ammonia solution, supplying a gas stream from a stripper to a condenser for its partial absorption-condensation when mixed with ammonia and a liquid stream from a scrubber, feeding a liquid stream from a condenser into the reactor, purification of ammonia and carbon dioxide from the gas stream from the reactor by contact with the recirculated liquid stream in a scrubber, wherein the liquid carbon dioxide stream cc are placed in the apparatus of the high-pressure section after mixing with another process stream, characterized in that the liquid carbon dioxide stream is mixed with a gaseous stream leaving the stripper or condenser in the device for mixing these flows, which is part of the proposed installation, when the liquid stream is supplied to the insert variable cross-section through a narrowing nozzle, and a gaseous stream into the body, while the liquid carbon dioxide is evaporated by contacting it in the insert with a part of the specified gas Nogo stream entering into the inner space of the insert, followed by contacting the mixed stream at the outlet of the insert to the remainder of the gaseous stream passing through the gap between the insert and the housing

При использовании для смешения с жидким диоксидом углерода газообразного потока, выходящего из стриппера, смешанный поток направляют в конденсатор. При использовании для смешения с жидким диоксидом углерода газообразного потока, выходящего из конденсатора, смешанный поток направляют в реактор.When a gaseous stream leaving the stripper is used for mixing with liquid carbon dioxide, the mixed stream is directed to a condenser. When a gaseous stream leaving the condenser is used for mixing with liquid carbon dioxide, the mixed stream is sent to the reactor.

Смешение потока жидкого диоксида углерода с одним из указанных газообразных потоков с использованием предложенной установки создает благоприятные условия для испарения жидкого диоксида углерода, не сопровождающегося нежелательньми явлениями, приводящими к повреждению оборудования.Mixing a stream of liquid carbon dioxide with one of the gaseous streams using the proposed installation creates favorable conditions for the evaporation of liquid carbon dioxide, which is not accompanied by undesirable phenomena leading to equipment damage.

Количество газа в той части газообразного потока, который контактирует внутри вставки с потоком жидкого диоксида углерода, зависит от количества жидкого диоксида углерода и от температуры обоих потоков. Предпочтительно это количество должно быть таким, чтобы массовое соотношение между потоком жидкого диоксида углерода и газообразньм потоком, поступающим во внутреннее пространство вставки, находилось в пределах от 1:1,5 до 1:2,5. При меньшем количестве газа, поступающего во внутреннее пространство вставки, количество тепла, передаваемого от этого газа к потоку жидкого диоксида углерода, может при низких температурах жидкого диоксида углерода оказаться недостаточным для полного превращения жидкого диоксида углерода в газ. Это может приводить к попаданию капель жидкой фазы на внутреннюю стенку трубопровода и вызывать кавитационно-эрозионные нарушения. При большем количестве газа, поступающего во внутреннее пространство вставки, увеличивается порозность диспергированного факела и затрудняется контакт между каплями жидкости и газом. Это также может приводить к увеличению остаточного содержания капель жидкой фазы в газовом потоке и вызвать кавитационно-эрозионные разрушения на внутренней стенке корпуса устройства и последующего трубопровода.The amount of gas in that part of the gaseous stream that contacts the inside of the insert with the liquid carbon dioxide stream depends on the amount of liquid carbon dioxide and the temperature of both streams. Preferably, this amount should be such that the mass ratio between the liquid carbon dioxide stream and the gaseous stream entering the interior of the insert is in the range of 1: 1.5 to 1: 2.5. With less gas entering the interior of the insert, the amount of heat transferred from this gas to the liquid carbon dioxide stream may be insufficient at low temperatures for liquid carbon dioxide to completely convert liquid carbon dioxide to gas. This can cause droplets of the liquid phase to enter the inner wall of the pipeline and cause cavitation-erosion disturbances. With a greater amount of gas entering the interior of the insert, the porosity of the dispersed flame increases and contact between the liquid droplets and the gas becomes more difficult. This can also lead to an increase in the residual content of droplets of the liquid phase in the gas stream and cause cavitation-erosion damage on the inner wall of the device casing and the subsequent pipeline.

Средства для передачи жидкостных и газовых потоков из одного аппарата секции высокого давления в другой могут быть выполнены в виде трубопроводов, обеспечивающих движение потоков самотеком. С целью более экономного расположения аппаратов в качестве таких средств могут быть использованы эжекторы, например, для инжектирования жидкостного потока из скруббера потоком жидкого аммиака, инжектирования газового потока из стриппера потоком жидкого аммиака и/или потоком раствора карбамата аммония и т.п.Means for transferring liquid and gas flows from one apparatus of the high-pressure section to another can be made in the form of pipelines that provide gravity flow. For a more economical arrangement of the apparatus, ejectors can be used as such means, for example, for injecting a liquid stream from a scrubber with a liquid ammonia stream, injecting a gas stream from a stripper with a liquid ammonia stream and / or an ammonium carbamate solution stream, and the like.

Сущность изобретения иллюстрируется приложенными фиг.1-4. На фиг.1 и 2 приведены варианты принципиальной технологической схемы предложенной установки, осуществляющей предложенный способ, в котором поток жидкого диоксида углерода смешивают с газообразным потоком, выходящим из стриппера, и направляют смешанный поток в конденсатор, на фиг.3 - принципиальная технологическая схема предложенной установки, осуществляющей предложенный способ, в котором поток жидкого диоксида углерода смешивают с газообразным потоком, выходящим из конденсатора, и направляют смешанный поток в реактор, на фиг.4 - конструкция устройства для контактирования потока жидкого диоксида углерода с газообразным потоком, выходящим из стриппера или конденсатора.The invention is illustrated by the attached figures 1-4. Figures 1 and 2 show variants of the process flow diagram of the proposed installation, implementing the proposed method, in which the liquid carbon dioxide stream is mixed with a gaseous stream leaving the stripper, and the mixed flow is directed to the condenser, figure 3 is a flow diagram of the proposed installation implementing the proposed method, in which a stream of liquid carbon dioxide is mixed with a gaseous stream leaving the condenser, and the mixed stream is directed to the reactor, Fig. 4 is a construction tion device for contacting the liquid stream with gaseous carbon dioxide effluent from the stripper or condenser.

В соответствии с фиг.1 секция высокого давления установки для получения карбамида включает реактор 1, стриппер 2, конденсатор 3 и скруббер 4, работающие практически при одном и том же давлении, насосы 5 и 6 для подачи жидкого аммиака и жидкого диоксида углерода, компрессор 7 для подачи газообразного диоксида углерода, эжектор 8, устройство 9 для смешения жидкого диоксида углерода и газообразного потока, выходящего из стриппера 2, трубопровод 10 для подачи потока диоксида углерода от насоса 6 в устройство 9, трубопровод 11 для подачи потока диоксида углерода от компрессора 7 в стриппер 2, трубопровод 12 для подачи газового потока из устройства 9 в конденсатор 3, трубопровод 13 для подачи жидкого аммиака в эжектор 8, трубопровод 14 для подачи жидкостного потока из реактора 1 в стриппер 2, трубопровод 15 для подачи жидкостного потока из стриппера 2 на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока (на фиг.1 не показаны), трубопроводы 16 и 17 для подачи жидкостного и газового потоков из конденсатора 3 в реактор 1, трубопровод 18 для подачи газового потока из реактора 1 в скруббер 4, трубопровод 19 для подачи газового потока из стриппера 2 в устройство 9, трубопровод 20 для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер 4, трубопровод 21 для подачи жидкостного потока из скруббера 4 в эжектор 8, трубопровод 22 для подачи газового потока из скруббера 4 на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, трубопровод 23 для подачи жидкостного потока из эжектора 8 в конденсатор 3.In accordance with figure 1, the high-pressure section of the urea plant includes a reactor 1, a stripper 2, a condenser 3 and a scrubber 4 operating at almost the same pressure, pumps 5 and 6 for supplying liquid ammonia and liquid carbon dioxide, a compressor 7 for supplying carbon dioxide gas, an ejector 8, a device 9 for mixing liquid carbon dioxide and a gaseous stream leaving the stripper 2, a pipe 10 for supplying a carbon dioxide stream from the pump 6 to the device 9, a pipe 11 for supplying a dioxide stream carbon dioxide from compressor 7 to stripper 2, pipe 12 for supplying a gas stream from device 9 to condenser 3, pipe 13 for supplying liquid ammonia to ejector 8, pipe 14 for supplying liquid flow from reactor 1 to stripper 2, pipe 15 for supplying liquid flow from stripper 2 at the stage of separation of urea and recirculated liquid stream (not shown in FIG. 1), pipelines 16 and 17 for supplying liquid and gas flows from condenser 3 to reactor 1, pipe 18 for supplying a gas stream from reactor 1 to scrubber 4, pipes a wire 19 for supplying a gas stream from the stripper 2 to the device 9, a pipe 20 for supplying a recirculated liquid stream to the scrubber 4, a pipe 21 for supplying a liquid flow from the scrubber 4 to the ejector 8, a pipe 22 for supplying a gas stream from the scrubber 4 in the urea separation step and a recycled liquid stream, a pipe 23 for supplying a liquid stream from the ejector 8 to the condenser 3.

Вариант принципиальной технологической схемы предложенной установки, изображенной на фиг.2, отличается от варианта на фиг.1 только тем, что трубопроводы 12 и 23 соединены не с верхней, в с нижней частью конденсатора 3, соответственно трубопровод 16 соединен не с нижней, а с верхней частью конденсатора 3 и предназначен для совместной подачи жидкостного и газового потоков из конденсатора 3 в реактор 1, а трубопровод 17 отсутствует.A variant of the process flow diagram of the proposed installation, shown in figure 2, differs from the variant in figure 1 only in that the pipelines 12 and 23 are not connected to the top, to the bottom of the capacitor 3, respectively, the pipe 16 is connected not to the bottom, but to the upper part of the condenser 3 and is designed for the joint supply of liquid and gas flows from the condenser 3 to the reactor 1, and the pipe 17 is absent.

В соответствии с фиг.3 секция высокого давления установки для получения карбамида включает реактор 1, стриппер 2, конденсатор 3 и скруббер 4, работающие практически при одном и том же давлении, насосы 5 и 6 для подачи жидкого аммиака и жидкого диоксида углерода, компрессор 7 для подачи газообразного диоксида углерода, эжектор 8, устройство 9 для смешения жидкого диоксида углерода и газообразного потока, выходящего из конденсатора 3, трубопровод 10 для подачи потока диоксида углерода от насоса 6 в устройство 9, трубопровод 11 для подачи потока диоксида углерода от компрессора 7 в стриппер 2, трубопровод 12 для подачи газового потока из устройства 9 в реактор 1, трубопровод 13 для подачи жидкого аммиака в эжектор 8, трубопровод 14 для подачи жидкостного потока из реактора 1 в стриппер 2, трубопровод 15 для подачи жидкостного потока из стриппера 2 на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока (на фиг.3 не показаны), трубопровод 16 для подачи жидкостного потока из конденсатора 3 в реактор 1, трубопровод 17 для подачи газового потока из конденсатора 3 в устройство 9, трубопровод 18 для подачи газового потока из реактора 1 в скруббер 4, трубопровод 20 для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер 4, трубопровод 21 для подачи жидкостного потока из скруббера 4 в эжектор 8, трубопровод 22 для подачи газового потока из скруббера 4 на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, эжектор 24, трубопровод 25 для подачи жидкостного потока из эжектора 8 в эжектор 24, трубопровод 26 для подачи газового потока из стриппера 2 в эжектор 24, трубопровод 27 для подачи газожидкостного потока из эжектора 24 в конденсатор 3.In accordance with figure 3, the high-pressure section of the urea plant includes a reactor 1, a stripper 2, a condenser 3 and a scrubber 4 operating at almost the same pressure, pumps 5 and 6 for supplying liquid ammonia and liquid carbon dioxide, a compressor 7 for supplying carbon dioxide gas, an ejector 8, a device 9 for mixing liquid carbon dioxide and a gaseous stream leaving the condenser 3, a pipe 10 for supplying a carbon dioxide stream from the pump 6 to the device 9, a pipe 11 for supplying a dioxide stream carbon from compressor 7 to stripper 2, pipe 12 for supplying a gas stream from device 9 to reactor 1, pipe 13 for supplying liquid ammonia to ejector 8, pipe 14 for supplying liquid flow from reactor 1 to stripper 2, pipe 15 for supplying liquid the stream from stripper 2 at the stage of separation of urea and the recirculated liquid stream (not shown in FIG. 3), a pipe 16 for supplying a liquid stream from a condenser 3 to a reactor 1, a pipe 17 for supplying a gas stream from a condenser 3 to a device 9, a pipe 18 d I supply the gas stream from the reactor 1 to the scrubber 4, a pipe 20 for supplying a recirculated liquid stream to the scrubber 4, a pipe 21 for supplying a liquid flow from the scrubber 4 to the ejector 8, a pipe 22 for supplying a gas stream from the scrubber 4 at the stage of urea and recirculated liquid flow, ejector 24, pipe 25 for supplying a liquid stream from ejector 8 to ejector 24, pipe 26 for supplying a gas stream from stripper 2 to ejector 24, pipe 27 for supplying a gas-liquid stream from ejector 24 to condensate 3 p.

В соответствии с фиг.4 устройство 9 для смешения жидкого диоксида углерода с другим технологическим потоком состоит из цилиндрического корпуса 28, штуцера 29 для ввода жидкого диоксида углерода, штуцера 30 для ввода другого технологического потока, штуцера 31 для вывода смешанного потока. Штуцер 29 соединен с соплом 32, расположенным коаксиально корпусу 28 и сужающимся в сторону штуцера вывода 31. Внутри корпуса 28 коаксиально ему размещена вставка 33 переменного сечения, входной участок которой является сужающимся, а выходной - расширяющимся. Между вставкой 33 и внутренней поверхностью корпуса 28 образована кольцевая щель 34, которая также имеет переменное сечение. Вставка 33 зафиксирована внутри корпуса 28 с помощью опорных пластин 35. Срез сопла 32 может быть расположен в одной плоскости с входным отверстием вставки 33, либо внутри вставки 33.In accordance with figure 4, the device 9 for mixing liquid carbon dioxide with another process stream consists of a cylindrical body 28, a nozzle 29 for introducing liquid carbon dioxide, a nozzle 30 for introducing another process stream, a nozzle 31 for outputting the mixed stream. The fitting 29 is connected to a nozzle 32 located coaxially to the housing 28 and tapering towards the outlet fitting 31. Inside the housing 28, an insert 33 of variable section is placed coaxially to it, the input portion of which is tapering, and the output is expanding. An annular gap 34 is formed between the insert 33 and the inner surface of the housing 28, which also has a variable cross section. The insert 33 is fixed inside the housing 28 using the support plates 35. The cut of the nozzle 32 can be located in the same plane with the inlet of the insert 33, or inside the insert 33.

Сущность изобретения иллюстрируется также приведенными ниже примерами, описывающими осуществление предложенного способа на предложенной установке.The invention is also illustrated by the following examples that describe the implementation of the proposed method on the proposed installation.

ПРИМЕР 1. 20000 кг/ч жидкого диоксида углерода с температурой от -25 до 15°С от насоса 6 по трубопроводу 10 и 110000 кг/ч газообразного потока (смесь диоксида углерода, аммиака и паров воды из верхней части стриппера 2) с температурой 180-190°С по трубопроводу 19 поступают в устройство 9 для смешения этих потоков (соотношение потоков составляет 1:5,5) установки, схема которой изображена на фиг.1. Газообразный поток поступает в устройство 9 через штуцер 30. Поток жидкого диоксида углерода поступает в устройство через штуцер 29 и направляется в сужающееся сопло 32. В сопле 32 поток жидкого диоксида углерода ускоряется и на выходе из сопла образует конический факел из капель жидкости, диспергированной в газообразной среде. Факел раскрывается внутри вставки 33. Движущийся поток капель жидкости увлекает за собой внутрь вставки 33 от 20 до 25% газообразного потока, что обеспечивает полное превращение жидкого диоксида углерода в газ внутри вставки 33. При соприкосновении наружной поверхности конического факела капель жидкости с внутренней стенкой вставки 33 капельный поток начинает работать как поршень и транспортировать газ от входного участка вставки 33 к ее выходному участку в свободное пространство внутри корпуса 28 устройства в направлении штуцера 31.EXAMPLE 1. 20,000 kg / h of liquid carbon dioxide with a temperature of -25 to 15 ° C from pump 6 through a pipeline 10 and 110,000 kg / h of a gaseous stream (a mixture of carbon dioxide, ammonia and water vapor from the upper part of stripper 2) with a temperature of 180 -190 ° C through the pipeline 19 enter the device 9 for mixing these flows (the ratio of flows is 1: 5.5) of the installation, a diagram of which is shown in figure 1. The gaseous stream enters the device 9 through the nozzle 30. The liquid carbon dioxide stream enters the device through the nozzle 29 and is directed to the narrowing nozzle 32. At the nozzle 32, the liquid carbon dioxide stream is accelerated and forms a conical torch from the nozzle from the liquid droplets dispersed in the gaseous environment. The torch opens inside insert 33. A moving stream of liquid droplets entrains 20 to 25% of the gaseous stream inside insert 33, which ensures the complete conversion of liquid carbon dioxide into gas inside insert 33. When the outer surface of the conical torch contacts the liquid droplets with the inner wall of insert 33 the drip stream begins to work like a piston and transport gas from the inlet section of the insert 33 to its outlet section into the free space inside the device housing 28 in the direction of the fitting 31.

Диспергирование в устройстве 9 факела жидкости в газовой фазе позволяет создать значительную площадь поверхности контакта жидкости с газом, а разница скоростей газа и жидкости способствует турбулизации и перемешиванию потоков жидкости и газа. Все это способствует эффективному протеканию в факеле процессов тепло- и массопереноса. За счет перехода тепла от горячего газа к жидкости происходит ее нагрев и испарение. На выходном участке вставки 33 жидкий диоксид углерода полностью превращается в газ. После выхода газового потока с температурой 115-120°С из вставки 33 в свободное пространство внутри корпуса 28 происходит смешение этого потока газа с остальной частью потока газа из стриппера 2 (75-80%), проходящей через щель 34 между внутренней поверхностью корпуса 28 и вставкой 33.Dispersion in the device 9 of the liquid torch in the gas phase allows you to create a significant surface area of contact of the liquid with gas, and the difference in gas and liquid velocities contributes to turbulence and mixing of the liquid and gas flows. All this contributes to the efficient flow of heat and mass transfer in the flare. Due to the transfer of heat from hot gas to liquid, it is heated and evaporated. At the exit portion of insert 33, liquid carbon dioxide is completely converted to gas. After the exit of the gas stream with a temperature of 115-120 ° C from the insert 33 into the free space inside the housing 28, this gas stream is mixed with the rest of the gas stream from the stripper 2 (75-80%) passing through the gap 34 between the inner surface of the housing 28 and box 33.

Щель 34 между вставкой 33 и внутренней поверхностью корпуса 28 имеет переменную площадь сечения по длине вставки 33. Сужение вставки 33 на ее начальном участке обеспечивает эффективность инжектирования потока газообразного диоксида углерода. Расширение вставки 33 и сужение щели 34 на выходном участке вставки 33 позволяет увеличить скорость потока газообразного диоксида углерода на выходе из щели 34, что способствует более эффективному смешению потоков газа в свободном объеме устройства после вставки 33. Для более эффективного смешения потоков опорные пластины 35, фиксирующие вставку внутри корпуса 28, могут быть выполнены под углом к потоку движущегося газа.The gap 34 between the insert 33 and the inner surface of the housing 28 has a variable cross-sectional area along the length of the insert 33. The narrowing of the insert 33 at its initial portion ensures the efficiency of injection of the carbon dioxide gas stream. The expansion of the insert 33 and the narrowing of the slit 34 at the outlet portion of the insert 33 allows increasing the flow rate of carbon dioxide gas at the exit of the slit 34, which contributes to more efficient mixing of the gas flows in the free volume of the device after insert 33. For more efficient mixing of the flows, the support plates 35 fixing the insert inside the housing 28 can be made at an angle to the flow of moving gas.

26000 кг/ч газообразного диоксида углерода с температурой 90-100°С от компрессора 7 по трубопроводу 11 поступают в нижнюю часть стриппера 2, где при давлении 14 МПа и температуре от 175°С в нижней части до 189°С в верхней части осуществляются разложение в токе диоксида углерода и при обогреве паром большей части карбамата аммония и отгонка части избыточного аммиака из 204000 кг/ч плава карбамида (водноаммиачного раствора карбамида и карбамата аммония), образовавшегося в реакторе 1. Жидкостный поток из нижней части стриппера 2 (120000 кг/ч) по трубопроводу 15 подают на стадии окончательного разложения карбамата аммония и отгонки аммиака с выделением 62500 кг/ч карбамида и образованием 40500 кг/ч рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, который по трубопроводу 20 поступает в скруббер 4.26000 kg / h of gaseous carbon dioxide with a temperature of 90-100 ° C from the compressor 7 through a pipe 11 enter the lower part of the stripper 2, where decomposition is carried out at a pressure of 14 MPa and a temperature from 175 ° C in the lower part to 189 ° C in the upper part in a stream of carbon dioxide and with steam heating most of the ammonium carbamate and distillation of part of the excess ammonia from 204,000 kg / h of urea melt (aqueous ammonia solution of urea and ammonium carbamate) formed in the reactor 1. The liquid stream from the lower part of stripper 2 (120,000 kg / h ) through the pipeline 15 p they are fed at the stage of the final decomposition of ammonium carbamate and ammonia stripping with the release of 62500 kg / h of urea and the formation of 40500 kg / h of a recirculated liquid stream containing ammonium carbamate in aqueous ammonia solution, which is passed through a pipe 20 to the scrubber 4.

Смешанный газовый поток из штуцера 31 устройства 9 по трубопроводу 12 поступает в конденсатор 3, где при давлении 13,5-14,5 МПа и температуре 165-175°С происходит процесс конденсации-абсорбции газов в результате их смешения с аммиаком (35500 кг/ч) и водным раствором карбамата аммония (62500 кг/ч) при охлаждении кипящим паровым конденсатом. Смесь аммиака и водного раствора карбамата аммония поступает в конденсатор 3 по трубопроводу 23 из эжектора 8, куда аммиак подается от насоса 5 по трубопроводу 13, а водный раствор карбамата аммония - из скруббера 4 по трубопроводу 21. Для улучшения условий конденсации-абсорбции в конденсаторе 3 в эжектор 8 может также поступать некоторое количество плава карбамида из нижней части реактора 1.The mixed gas stream from the nozzle 31 of the device 9 through the pipeline 12 enters the condenser 3, where at a pressure of 13.5-14.5 MPa and a temperature of 165-175 ° C, the process of condensation-absorption of gases occurs as a result of their mixing with ammonia (35500 kg / h) and an aqueous solution of ammonium carbamate (62500 kg / h) while cooling with boiling steam condensate. A mixture of ammonia and an aqueous solution of ammonium carbamate enters the condenser 3 through a pipe 23 from an ejector 8, where ammonia is supplied from a pump 5 through a pipe 13, and an aqueous solution of ammonium carbamate from a scrubber 4 through a pipe 21. To improve the conditions of condensation-absorption in the condenser 3 a quantity of urea melt from the lower part of reactor 1 can also enter the ejector 8.

Концентрированный водноаммиачный раствор карбамата аммония и не сконденсированные газы из конденсатора 3 поступают по трубопроводам 16 и 17 соответственно в реактор 1, где при движении газожидкостной смеси снизу вверх происходит процесс превращения карбамата аммония в карбамид и воду с одновременной дальнейшей конденсацией-абсорбцией не сконденсированных газов. В верхней части реактора 1 происходит разделение фаз. Жидкая фаза (плав карбамида) поступает по трубопроводу 14 в стриппер 2, а газовая фаза, состоящая в основном из инертных газов с примесью аммиака, - по трубопроводу 18 в скруббер 4, где происходит дальнейшее поглощение аммиака при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком, поступающим в скруббер 4 по трубопроводу 20. Газы из скруббера 4 направляются по трубопроводу 22 на стадию образования рециркулируемого жидкостного потока для их окончательной очистки от аммиака.The concentrated aqueous ammonia solution of ammonium carbamate and non-condensed gases from the condenser 3 pass through pipelines 16 and 17, respectively, to the reactor 1, where, when the gas-liquid mixture moves from the bottom up, the process of converting ammonium carbamate into urea and water with simultaneous further condensation-absorption of non-condensed gases. In the upper part of the reactor 1, phase separation occurs. The liquid phase (urea melt) flows through line 14 to stripper 2, and the gas phase, consisting mainly of inert gases with an admixture of ammonia, passes through line 18 to scrubber 4, where further absorption of ammonia occurs upon contact with the recirculated liquid stream entering the scrubber 4 through the pipeline 20. Gases from the scrubber 4 are sent through the pipe 22 to the stage of formation of the recycled liquid stream for their final purification from ammonia.

ПРИМЕР 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 на установке, схема которой изображена на фиг.2, с тем соответственным отличием, что потоки из устройства 9 и эжектора 8 поступают по трубопроводам 12 и 23 не в верхнюю, а в нижнюю часть конденсатора 3, а образующаяся в конденсаторе 3 газожидкостная смесь без ее разделения выводится из верхней части конденсатора 3 по трубопроводу 16 в реактор 1.EXAMPLE 2. The process is carried out analogously to example 1 in the installation, the diagram of which is shown in figure 2, with the corresponding difference that the flows from the device 9 and the ejector 8 do not come through pipelines 12 and 23 to the upper part, but to the lower part of the capacitor 3, but the gas-liquid mixture formed in the condenser 3 without its separation is discharged from the upper part of the condenser 3 through the pipe 16 to the reactor 1.

ПРИМЕР 3. Процесс проводят аналогично примеру 1 на установке, схема которой изображена на фиг. 3. 20000 кг/ч жидкого диоксида углерода с температурой от -25 до -15°С от насоса 6 по трубопроводу 10 и 12000 кг/ч газообразного потока (смесь диоксида углерода, аммиака и паров воды из верхней части конденсатора 3) с температурой 170-175°С по трубопроводу 17 поступают в устройство 9 для смешения этих потоков (соотношение потоков составляет 1,7:1). Устройство 9 работает так же, как в установке, схема которой изображена на фиг.1. Жидкий аммиак (35500 кг/ч) насосом 5 по трубопроводу 13 подается в эжектор 8, инжектируя водный раствор карбамата аммония (50500 кг/ч), поступающий по трубопроводу 21 из скруббера 4. Для улучшения условий последующей конденсации-абсорбции газов в конденсаторе 3 в эжектор 8 может также поступать некоторое количество плава карбамида из нижней части реактора 1. Газообразный диоксид углерода (26000 кг/ч) от компрессора 7 по трубопроводу 11 поступает в нижнюю часть стриппера 2, где при давлении 13,5-14,5 МПа и температуре 170-190°С осуществляется разложение в токе диоксида углерода и при обогреве паром большей части карбамата аммония и отгонка части избыточного аммиака из плава карбамида (204000 кг/ч), образовавшегося в реакторе 1. Жидкостный поток из нижней части стриппера 2 (120000 кг/ч) по трубопроводу 15 подают на стадии окончательного разложения карбамата аммония и отгонки аммиака с выделением карбамида и образованием рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водноаммиачном растворе, который по трубопроводу 20 поступает в скруббер 4. Газовый поток из стриппера 2 (110000 кг/ч) по трубопроводу 26 поступает в эжектор 24, рабочим потоком в котором является жидкостный поток, поступающий из эжектора 8 по трубопроводу 25. Смешанный газожидкостный поток из эжектора 24 поступает по трубопроводу 27 в конденсатор 3, где при давлении 13,5-14,5 МПа и температуре 165-175°С происходит процесс конденсации-абсорбции газов в результате их смешения с аммиаком и водным раствором карбамата аммония при охлаждении кипящим паровым конденсатом. Концентрированный водноаммиачный раствор карбамата аммония из конденсатора 3 и газовый поток из устройства 9 по трубопроводам 16 и 12 соответственно поступают в реактор 1. Реактор 1 и скруббер 4 работают так же, как в установке, схема которой изображена на фиг.1.EXAMPLE 3. The process is carried out analogously to example 1 on the installation, a diagram of which is shown in FIG. 3. 20,000 kg / h of liquid carbon dioxide with a temperature of -25 to -15 ° C from pump 6 through a pipeline of 10 and 12,000 kg / h of gaseous flow (a mixture of carbon dioxide, ammonia and water vapor from the top of the condenser 3) with a temperature of 170 -175 ° C through pipeline 17 enter the device 9 for mixing these flows (the ratio of the flows is 1.7: 1). The device 9 works in the same way as in the installation, a diagram of which is shown in figure 1. Liquid ammonia (35500 kg / h) is pumped through a pipe 13 to an ejector 8, injecting an aqueous solution of ammonium carbamate (50500 kg / h), coming through a pipe 21 from a scrubber 4. To improve the conditions of subsequent condensation-absorption of gases in a 3-volt condenser an ejector 8 may also receive a certain amount of urea melt from the lower part of the reactor 1. Gaseous carbon dioxide (26000 kg / h) from the compressor 7 through the pipe 11 enters the lower part of the stripper 2, where at a pressure of 13.5-14.5 MPa and temperature 170-190 ° C decomposition is carried out in a stream of wild carbon dioxide and when steam is heated most of the ammonium carbamate and the distillation of part of the excess ammonia from the urea melt (204,000 kg / h) formed in the reactor 1. The liquid stream from the bottom of the stripper 2 (120,000 kg / h) through the pipe 15 is fed to the stage decomposition of ammonium carbamate and distillation of ammonia with the release of urea and the formation of a recirculated liquid stream containing ammonium carbamate in a water-ammonia solution, which through pipe 20 enters the scrubber 4. The gas stream from stripper 2 (110000 kg / h) through the pipe the wire 26 enters the ejector 24, the working stream of which is the liquid stream coming from the ejector 8 through the pipe 25. The mixed gas-liquid stream from the ejector 24 enters through the pipe 27 to the condenser 3, where at a pressure of 13.5-14.5 MPa and temperature 165-175 ° C, the process of condensation-absorption of gases occurs as a result of their mixing with ammonia and an aqueous solution of ammonium carbamate when cooled by boiling steam condensate. The concentrated aqueous ammonia solution of ammonium carbamate from the condenser 3 and the gas stream from the device 9 through the pipelines 16 and 12, respectively, enter the reactor 1. The reactor 1 and the scrubber 4 operate in the same way as in the installation, the diagram of which is shown in figure 1.

Claims

1. Установка для получения карбамида из аммиака и диоксида углерода при повышенных температуре и давлении, содержащая секцию высокого давления, включающую реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, работающие практически при одном и том же давлении, средства для подачи жидкого аммиака, газообразного и жидкого диоксида углерода в секцию высокого давления, средства для подачи жидкостных потоков из реактора в стриппер, из стриппера на стадии выделения карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, из конденсатора в реактор, из скруббера в конденсатор, средства для подачи газовых потоков из реактора в скруббер, из стриппера в конденсатор, средства для подачи рециркулируемого жидкостного потока в скруббер, устройство для смешения жидкого диоксида углерода с другим технологическим потоком, содержащее корпус со средствами для ввода жидкого диоксида углерода, ввода другого технологического потока и вывода смешанного потока, а также расположенное внутри корпуса коаксиально корпусу сужающееся сопло, соединенное со средством для ввода жидкого диоксида углерода, отличающаяся тем, что устройство для смешения жидкого диоксида углерода с другим технологическим потоком является устройством для смешения жидкого диоксида углерода с газообразным потоком, выходящим из стриппера или конденсатора, и включает штуцер ввода указанного газообразного потока, а также расположенную внутри корпуса коаксиально корпусу вставку переменного сечения в виде трубы, входной участок которой является сужающимся, а выходной - расширяющимся, причем вставка расположена таким образом, что между корпусом и вставкой образована кольцевая щель.1. Installation for producing urea from ammonia and carbon dioxide at elevated temperature and pressure, containing a high pressure section including a reactor, stripper, condenser and scrubber operating at almost the same pressure, means for supplying liquid ammonia, gaseous and liquid dioxide carbon in the high-pressure section, means for supplying liquid flows from the reactor to the stripper, from the stripper at the stage of separation of urea and the recirculated liquid stream, from the condenser to the reactor, from the scrubber a condenser, means for supplying gas flows from the reactor to the scrubber, from a stripper to the condenser, means for supplying a recirculated liquid stream to the scrubber, a device for mixing liquid carbon dioxide with another process stream, comprising a housing with means for introducing liquid carbon dioxide, introducing another process a mixed flow stream and an outlet, as well as a tapering nozzle located inside the housing coaxially with the housing and connected to liquid carbon dioxide injection means, characterized in the fact that the device for mixing liquid carbon dioxide with another process stream is a device for mixing liquid carbon dioxide with a gaseous stream leaving a stripper or condenser, and includes a nozzle for introducing said gaseous stream, as well as an insert of variable cross section located inside the housing coaxially to the housing in the form pipe, the inlet section of which is tapering, and the output is expanding, and the insert is located so that between the body and the insert is formed ring I'm a gap.

2. Способ получения карбамида при повышенных температуре и давлении в установке, содержащей секцию высокого давления, которая включает реактор, стриппер, конденсатор и скруббер, причем способ включает взаимодействие аммиака и диоксида углерода в реакторе с образованием реакционной смеси и раздельным выводом из реактора жидкостного потока, содержащего карбамид, карбамат аммония и свободный аммиак в водном растворе, и газового потока, содержащего, в основном, инертные газы, подачу в секцию высокого давления потоков жидкого и газообразного диоксида углерода, подачу жидкостного потока из реактора в стриппер для частичного разложения карбамата аммония и частичного выделения свободного аммиака в токе вводимого в стриппер газообразного диоксида углерода с получением газового потока, включающего аммиак и диоксид углерода с примесью паров воды, и жидкостного потока, включающего карбамид и остаточный карбамат аммония в водно-аммиачном растворе, подачу жидкостного потока из стриппера на стадии последующего разложения карбамата аммония и отделения аммиака и диоксида углерода с получением карбамида и рециркулируемого жидкостного потока, содержащего карбамат аммония в водно-аммиачном растворе, подачу газового потока из стриппера в конденсатор для его частичной абсорбции-конденсации при смешении с аммиаком и жидкостным потоком из скруббера, подачу жидкостного потока из конденсатора в реактор, очистку от аммиака и диоксида углерода газового потока из реактора при контакте с рециркулируемым жидкостным потоком в скруббере, причем поток жидкого диоксида углерода вводят в аппараты секции высокого давления после смешения с другим технологическим потоком, отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с газообразным потоком, выходящим из стриппера или конденсатора, в устройстве для смешения этих потоков согласно п.1 при подаче жидкого потока во вставку переменного сечения через сужающееся сопло, а газообразного потока - в корпус, при этом осуществляют испарение жидкого диоксида углерода путем его контактирования во вставке с частью указанного газообразного потока, поступающей во внутреннее пространство вставки, с последующим контактированием смешанного потока на выходе из вставки с остальной частью газообразного потока, прошедшей через щель между вставкой и корпусом.2. A method of producing urea at elevated temperature and pressure in a plant containing a high pressure section, which includes a reactor, stripper, condenser and scrubber, the method comprising reacting ammonia and carbon dioxide in a reactor to form a reaction mixture and separately withdrawing a liquid stream from the reactor, containing urea, ammonium carbamate and free ammonia in an aqueous solution, and a gas stream containing mainly inert gases, supplying liquid and gaseous streams to the high-pressure section carbon dioxide, supplying a liquid stream from the reactor to the stripper for partial decomposition of ammonium carbamate and partial separation of free ammonia in a stream of carbon dioxide gas introduced into the stripper to obtain a gas stream comprising ammonia and carbon dioxide mixed with water vapor, and a liquid stream including urea and residual ammonium carbamate in aqueous ammonia solution, supplying a liquid stream from the stripper at the stage of subsequent decomposition of ammonium carbamate and separation of ammonia and carbon dioxide obtaining urea and a recirculated liquid stream containing ammonium carbamate in an aqueous ammonia solution, supplying a gas stream from the stripper to the condenser for partial absorption-condensation when mixed with ammonia and a liquid stream from the scrubber, supplying the liquid stream from the condenser to the reactor, purification ammonia and carbon dioxide gas stream from the reactor in contact with the recirculated liquid stream in a scrubber, and the liquid carbon dioxide stream is introduced into the apparatus of the high-pressure section after mixing with another process stream, characterized in that the liquid carbon dioxide stream is mixed with a gaseous stream leaving the stripper or condenser in the device for mixing these streams according to claim 1 when a liquid stream is fed into an insert of variable cross section through a narrowing nozzle, and a gaseous stream - in the case, while carrying out the evaporation of liquid carbon dioxide by contacting it in the insert with a portion of the specified gaseous stream entering the interior of the insert, followed by ontaktirovaniem mixed stream at the outlet of the insert to the remainder of the gaseous stream passing through the gap between the insert and the housing.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с газообразным потоком, выходящим из стриппера, и смешанный поток направляют в конденсатор.3. The method according to claim 2, characterized in that the liquid carbon dioxide stream is mixed with a gaseous stream leaving the stripper, and the mixed stream is sent to a condenser.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что поток жидкого диоксида углерода смешивают с газообразным потоком, выходящим из конденсатора, и смешанный поток направляют в реактор. 4. The method according to claim 2, characterized in that the liquid carbon dioxide stream is mixed with a gaseous stream leaving the condenser, and the mixed stream is sent to the reactor.