MXPA99002019A - Procedimiento para la preparacion de urea - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere:procedimiento para la preparación de urea, una corriente de gas de desprendimiento durante la síntesis de melamina en un procedimiento de melamina de alta presión que consta predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono se introduce por lo menos a una sección de alta presión de una planta de separación de urea y se usa en la síntesis de urea;la corriente de gas de desprendimiento se puede usar directamente sin ningún otro tratamiento.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE UREA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de. urea en la que la corriente de gas liberada del procedimiento para hacer melamina, que consiste predominantemente de amonio y de dióxido de carbono es recuperada y, sin ningún otro tratamiento, es usada en la sínt€?sis de urea del procedimiento de urea. Muy particularmente, la corriente de gas recuperada es alimentada a una sección de alta presión de planta de urea. 2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA La urea se puede preparar mediante la introducción de amonio y dióxido de carbono a una zona de síntesis a una presión adecuada, por ejemplo, 12.5-35 Mpa, y a una temperatura adecuada, por ejemplo 160-250°C. El carbamato de amonio se forma primero de acuerdo con la siguiente reacción: 2 NH3 + CO2 ? H2N-CO-ONH4 Subsecuentemente, la urea se forma deshidratando el carbamato de amonio de acuerdo con la siguiente reacción de equilibrio: H2N-CO-ONH4 <r~ H2N-CO-NH2 + H2O El grado en el que posteriormente la conversión se lleva a cabo depende de la temperatura en el exceso de amonio aplicado, entre otros factores. La solución obtenida como el producto de reacción predominante consiiste de urea, agua, carbamato de amonio y amonio no ligado. El carbamato * 5 de amonio y el amoniaco necesitan removerse de la solución. Una vez removidos, típicamente se regresan a zona de síntesis. La zona de síntesis puede incluir zonas separadas para la formación de carbamato de amonio y urea. Sin embargo, dichas zonas también se pueden combinar en una pieza de equipo. 10 La urea se puede preparar en una planta de urea convencional.

Una planta de. urea de alta presión convencional es aquella en la que la descomposición del carbamato de amonio que no se ha convertido en una urea y la expulsión del exceso normal de amoniaco se llevan a cabo a una presión de entre 1.5 y 10 Mpa, el cual es esencialmente inferior a la presión en el reactor de síntesis de urea. El reactor de síntesis convencionalmente se opera a una temperatura de alrededor de 180°C a aproximadamente 210°C y a una presión de alrededor de MPa.a_aptoximaclarr?ente 30. Mpa.. El amoniaco-y el. dióxido- da- carbono se suministran directamente al reactor de urea. La relación molar de s NH3/CO2. (relación molar N/C) en la síntesis de urea generalmente es de entre aproximadamente 3 y aproximadamente 5 en los procedimientos de urea de alta presión convencionales. Los reactivos descubiertos se reciclan al reactor de síntesis de urea, después de la expansión, disociación y condensación. Una variante de un procedimiento convencional para la preparación de urea se describe en el documento GB-A-1309275. En el procedimiento descrito, el gas desprendido, también comúnmente conocido como pérdida de gas, obtenido en la preparación de melamina en un procedimiento de melamina de alta presión se utiliza para la síntesis de urea.

El gas desprendido de melamina consta predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono. La corriente de gas de desprendimiento desde el separador gas/líquido de la planta de melamina se transfiere mediante un depurador solamente a una sección de baja presión, es decir, una primera sección de sínte.sis de urea de baja presión. En dicha sección de baja presión, se prepara una solución de urea en un reactor adicional utilizando el amoniaco y el dióxido de carbono que se origjna en la planta de melamina. Dicha solución de urea se comorime y transfiere subsecuentemente a una sección de alta presión en la misma planta de urea. El procedimiento de GB-A-1309275 tiene muchos inconvenientes. Se requiere un reactor adicional debido a que la presión de la corriente de gas desprendido suministrada desde la planta de melamina es muy baja, aun cuando se origina de un procedimiento de melamina de alta presión. De igual manera, se requieren una o más bombas adicionales para transportar la urea producida en la primera sección de síntesis de presión baja a la(s) sección(es) de síntesis de urea de alta presión. A pesar de estos y otros esfuerzos para integrar de manera efectiva la urea y las instalaciones de producción de melamina, aun existe la necesidad de un procedimiento intensivo industrialmente superficial y menos capital para la recuperación y uso de gases desprendidos y de desecho compuesta de amoniaco y dióxido de carbono de una planta de melamina de alta presión directamente en una planta de urea de alta presión.

BREVE DESCRIPCIÓN Y OBJETOS DE LA INVENCIÓN La presente invención ofrece una solución atractiva .para .cuchas y otras necesidades reconocidas en la industria al utilizar de manera efectiva la ? 5 corriente de gas de desprendimiento de un procedimiento de melamina de alta presión directamente en una sección de alta presión de una planta de separación de urea. La corriente de gas de desprendimiento del procedimiento de melamina de alta presión consta predominantemente de amoniaco y dióxido de 10 carbono. Predominantemente significa que más del 90% en peso de la corriente de gas de desprendimiento consta de amoniaco y dióxido de carbono, de preferencia más del 95% en peso. Además, la corriente de gas de desprendimiento puede contener, por ejemplo, pequeñas cantidades de melamina, urea, ácido isociánicio y/o hidrógeno. La relación molar de NH3/CO2 15 en la corriente de gas de desprendimiento es de alrededor de 2 o mayor, de preferencia entre 2.2 y aproximadamente 4. Una sección de alta presión de la planta de recuperación de urea puede, por ejemplo, ser un reactor de urea, un separador, un condensador de s carbamato, un pre-separador adicional colocado entre ei reactor de urea y el separador, un recipiente de vaporización instantánea instalado adicionalmente entre el separador y el condensador de carbamato, o los conductos entre cualquiera de dicho equipo. Un objeto de la presente invención se refiere al mejoramiento de la eficiencia de las plantas de urea de alta presión. Dicho objetivo se puede lograr al utilizar una corriente de gas de desprendimiento virtualmente libre de agua que consiste predominantemente de amoniaco y dióxido de amoniaco obtenidos de una planta de melamina de alta presión en una sección de alta presión de una planta de recuperación de urea. Lo anterior resulta en una eficacia comparada con. el suministro de corriente de carbamato que contiene agua de la planta de melamina a una planta de urea. * 5 Otro objeto relacionado es evitar un requerimiento para someter la corriente de gas de desprendimiento de una planta de melamina para absorber o concentrar los pasos antes de entrar a la planta de urea. Lo anterior se logra en la presente invención debido a que la corriente de .gas de desprendimiento puecle encontrarse virtualmente libre de agua y tiene una presión lo suficientemente alta. Otro objeto más es obtener eficiencias de energía ¡incrementadas en la producción de urea. Lo anterior se puede lograr con la presente invención debido a que el calor adicional liberado en la condensación de la corriente de gas de desprendimiento de la planta de melamina de alta presión se puede recircular y usar para producir vapor adicional (baja presión).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS _ La figura 1 es un diagrama de flujo de urea y síntesis de melamina 20 con reciclo de gas de desprendimiento de la planta de melamina de alta presión al condensador de carbamato de la planta de urea de acuerdo con la presente invención; la figura 2 es un diagrama de flujo de urea y síntesis de melamina con reciclaje de gas de desprendimiento de la planta de melamina de alta presión a un recipiente de cromatografía instantánea instalado entre el separador y el condensador de carbamato de la planta de urea de acuerdo con la presente invención; la figura 3 es un diagrama de flujo de urea y síntesis de melamina con reciclo de corriente de gas de desprendimiento de la planta de melamina de alta presión al separador da la planta de urea de acuerdo con la presente invención. la figura 4 es un diagrama de flujo de urea y síntesis de melamina con reciclaje de gas de desprendimiento de la planta de melamina de alta presión a un pre-separador instalado entre el reactor de urea y el separador de la planta de urea de acuerdo con la presente invención; y la figura 5 es un diagrama de flujo de urea y síntesis de melamina con reciclo de_gas de desprendimiento de la planta de melamina de alta presión directamente en una línea de alta presión de la planta de urea. Ja figura 6 muestra con mayor detalle el suministro de corriente de gas de desprendimiento a un pre-separador de alta presión en una planta de urea de acuerdp con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS PRESENTES MODALIDADES ILUSTRATIVAS DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la preparación de urea en la planta de recuperación de urea que tiene al menos una sección de alta presión en la que la corriente de gas de desprendimiento liberada durante la síntesis de alta presión de melamina se suministra en al menos una sección de alta presión de la planta de separación de urea, en donde la corriente de _gas de desprendimiento consta esencialmente de amoniaco y óxido de carbono.

En las modalidades más simples y preferidas de la presente invención de la corriente de gas de desprendimiento se suministra a un condensador de carbamato en una sección de alta presión de la planta de separación de urea o a la línea entre el separador y el condensador de carbamato. La presión de dicha corriente de gas de desprendimiento suministrada desde la planta de melamina de alta presión generalmente se encuentra por arriba de alrededor de 12.5 MPa. En general, la presión se encuentra por debajo de alrededor de 80 MPa, de preferencia por debajo de alrededor de MPa y muy preferiblemente aproximadamente 20 Mpa. En particular, la presión de la corriente de gas de desprendimiento que proviene de la planta de melamina de alta presión es de alrededor de 0 a aproximadamente 10 Mpa, particularmente 0-3 MPa y muy específicamente aproximadamente 0-2 MPa mayor a la presión en el reactor de urea. La temperatura de dicha corriente de gas de desprendimiento generalmente se encuentra por arriba de los 160°C, y de preferencia por arriba de 175°C. La temperatura de dicha corriente de gas de desprendimiento generalmente se encuentra por debajo de los 285°C, de preferencia por debajo de los 275°C y muy preferiblemente por debajo de los 235°C. Como se contempla en la presente, una planta de separación de urea generalmente se refiere a una planta de urea en la que la descomposición V del carbamato de amonio que no ha sido convertido en urea y la expulsión de dióxido de carbono y el exceso normal de amoniaco son conducidos a una presión que es substancialmente igual a la presión en el reactor de síntesis. Dicha descomposición/expulsión tiene lugar en un separador, con o sin adición de un medio de separación. En un procedimiento de separación, el dióxido de carbono, el amoniaco o ambos se pueden usar como gas de separación antes de que dichos componentes se introduzcan en el reactor de síntesis. Dicha separación se lleva a cabo en un separador que se puede instalar corriente abajo del reactor. La solución que surge del reactor de urea contiene urea, * 5 carbamato de amonio, agua y también amoniaco y dióxido de carbono. La solución se puede purificar al aplicar calor adicional. La solución también se ? puede purificac al utilizar técnicas de purificación térmicas en las que el carbamato de sodio se descompone y el amoniaco y el carbamato de amonio presentes se remueven de la solución de urea solamente mediante la adición de calor. El amoniaco y el dióxido de carbono que contienen corrientes que provienen del separador son regresdas al reactor por un condensador de carbamato. El reactor, el separador y el condensador de carbamato se encuentran entre los componentes más importantes de la sección de alta presión de la síntesis de urea. 15 En una planta de separación de urea, el reactor de síntesis de preferencia se opera a una temperatura a una temperatura de alrededor de 160 a aproximadamente 220°C y a una presión de alrededor de 12.5 a aproximadamente MPa. La relación de N/C en la síntesis en una planta de separación típicamente es entre aproximadamente 2.5 y aproximadamente 4.

La presente invención se puede aplicar de esta manera a métodos ampliamente utilizados para la preparación de urea mediante los procedimientos de separación de urea, tales como los descritos en European chemical News, Urea Supplement, del 17 de enero de 1969, páginas 17-20, cuya completa descripción se incorpora en la presente por referencia. En dicho procedimiento, la solución de síntesis de urea se forma en la zona de síntesis a una temperatura y presión altas, y, mientras se agrega el calor, se somete a un tratamiento de separación en la presión de síntesis al ponerse en contacto en contracorriente con el dióxido de carbono gaseoso. En dicha operación de purificación, la mayor parte de carbamato de amonio presente en la solución se descompone en amoniaco y dióxido de carbono. Dichos productos de descomposición entonces se expulsan de la solución en forma gaseosa y se descargan con una pequeña cantidad de vapor de agua y el dióxido de carbono usado para la separación. Dicho tratamiento de separación se puede efectuar usando dióxido de carbono (gas) como medio de separación como se describe por ejemplo en la patente de E.U.A 3,356,723, cuya completa descripción se incorpora como referencia. La separación también se puede llevar a cabo util¡2:ando la técnica de separación térmica, o se puede controlar usando amoniaco gaseoso como gas de separación. Además, la separación se puede llevar a cabo usando una combinación de las técnicas de separación antes mencionadas. La mezcla de gas obtenida del tratamiento de separación es para más del 95% condensado y absorbido en un condensador de carbamato. El carbamato de amonio que se forma de esta manera se transfiere a la zona de síntesis para la formación de urea. La mezcla de gas que no se condensa y absorbe puede comprender, por ejemplo, gases inertes. La síntesis de urea se puede llevar a cabo en uno o dos reactores. Por ejemplo, se pueden utilizar el amoniaco y el dióxido de carbono puros en un primer reactor. Una mezcla de amoniaco y dióxido de carbono puros más amoniaco y dióxido de carbono reciclados, se puede usar en un segundo reactor. De preferencia, la síntesis se lleva a cabo en un reactor. De igual manera, la separación de la solución de síntesis de urea con la ayuda de un medio de separación gaseosa se puede llevar a cabo en más de un separador.

El condensador de carbamato puede ser, por ejemplo, el llamado condensador sumergido, tal como el descrito en el documento NL-A-8400839, cuya descripción completa se incorpora en la presente como referencia. En dicho caso, la mezcla de gas que se va a condensar se introduce en el espacio * 5 lateral de la coraza de un intercambiador de .calor de .coraza y tubo, en el cual también se introduce una solución de carbamato de dilución. El calor de disolución y condensación liberado se descarga con la ayuda de un medio de fluido de absorción de calor que fluye a través de los tubos. Por ejemplo, un medio de fluido adecuado es el agua en cuyo caso se puede convertir en un vapor da presión baja para su uso posterior en el procedimiento o la planta. El • condensador sumergido se puede instalar horizontal o verticalmente. Sin embargo, es particularmente conveniente llevar a cabo la condensación en un condensador sumergido horizontalmente colocado debido a que el tiempo de residencia del líquido en el condensador generalmente es más largo comparado con un condensador sumergido verticalmente colocado. Lo anterior resulta en la formación de ucea, la cual se eleva hasta el punto de ebullición, de manera que se incrementa la diferencia en la temperatura entre la solución de carbamato • que contiene yrea y el medio de enfriamiento. Como resultado, se logra una mejor transferencia de calor. Un condensador llamado condensador de tipo picina ea.un condensador sumergido ilustrativo, y se describe uno, por ejemplo, en Nitrogen No. 222, julio-agosto 1996, pp. 29-31 , cuya descripción completa se incorpora como referencia. Si se desea, la zona de condensación y la zona de síntesis pueden combinarse en un aparato como se describe por ejemplo en el documento NL-A- 25 1000416, cuya completa descripción se incorpora como referencia. En el último caso, la formación del carbamato de amonio y la urea del dióxido de carbono y el amoníaco se puede llevar a cabo a una presión de alrededor de 12.5 a aproximadamente 35 MPa en un reactor de urea. El reactor de urea puede tener una zona de condensación colocada horizontalmente y un intercambiador de calor. Un reactor de urea ilustrativo es el llamado reactor de tipo picina como *5 se describe, por ejemplo, en Nitrogen No. 222, julio-agosto 1996, pp. 29-31. El amoniaco y el dióxido de carbono se suministran al reactor de urea y se condensan y absorben en gran medida en la solución de síntesis de urea. Una parte substancial del calor liberado por la condensación exotérmica se recupera utilizando un intercambiador de calor mediante el cual se produce vapor. El ío tiempo de residencia de la solución de la síntesis de urea en el reactor de urea se seleccionaj ara que se obtenga al menos 85% de la cantidad teoréticamente feasible de urea. En general, la solución de síntesis de urea entonces se procesa en una solución de urea o urea sólida. Después de la operación de separación,, la solución de síntesis de 15 urea purificada se expande en varios pasos a una baja presión y se concentra medisinte evaporación y la fusión de urea obtenida de esta forma se puede transferir parcial o totalmente a una planta de melamina "relacionada" para la síntesis de melamina. Dicha operación de urea y melamina puede ser _> caracterizada como una operación integrada. 20 La urea, las plantas de urea y los procedimientos, en general, se describen en Messen y otros; Urea, Ullmann's Encyclopedia of industrial Chemestry, Volumen A27, páginas 333-365 (1996), incluyendo las referencias citadas en la misma, cuyas descripciones completas se incorporan en la presente como referencia. 25 La urea es el material crudo preferido para la preparación de melamina. La urea de preferencia se usa en la forma de una fusión. El amoniaco y el dióxido de carbono son productos derivados formados durante la preparación de melamina, la cual procede de acuerdo con la siguiente reacción de ecuación: 6 CO(NH2)2 ? C3N6H6 + 6 NH3 + 3 CO2 La preparación de melamina se puede llevar a cabo a una presión por arriba de 12.4 MPa y generalmente por debajo de 80 MPa, de preferencia por debajo de 40 MPa y muy preferiblemente por debajo de 20 MPa, sin que el catalizador esté presente. La temperatura de la reacción puede variar, y en general puede encontrarse entre aproximadamente 300°C y aproximadamente 500° C , pero de preferencia entre aproximadamente 350°C y aproximadamente 425° C. Una planta para la preparación de melamina adecuada para la práctica de la presente invención puede incluir, por ejemplo, un depurador de urea, un reactor, combinado o no con un separador de gas-líquido o con un separador líquido de gas separado, opcionalmente un post-reactor o tanque de añejamiento dispuesto corriente abajo del mismo y un enfriador de producto/sección de fabricación del producto. La melamina, la síntesis de melamina y las plantas de melamina generalmente se describen en Crews y otros; Melamine and Guanamines, Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volumen A16, páginas 176 a 185 (1990), incluyendo referencias, cuyas descripciones se incorporan en la presente como referencia. En una modalidad de la presente invención, la melamina se prepara a partir de la urea en una planta compuesta, por ejemplo, de un depurador K de urea, un reactor L para la preparación de melamina, un separador M de gas/líquido y un enfriador de producto P. Opcionalmente un post-reactor o tanque de añejamiento se instala entre M y P. En dicha modalidad, la síntesis de urea residual obtenida de la sección de alta presión de una planta de separación de urea se descarga a través de la línea 5 y se expande a través de la válvula de expansión D, resultando en la descomposición del carbamato de amonio residual y la formación de una mezcla gas-líquido. Dicha mezcla entonces se introduce en el calentador E en el cual tiene lugar otra descomposición del carbamato. Del calentador E, la mezcla se introduce a través de la línea 6 al separador de gas- líquido F. La fase de gas separada en el separador F, que consiste principalmente de amoniaco y dióxido de carbono, se recicla al condensador de carbamato C. En una planta de urea adicional puede existir más de un catentador E y el separador F de gas-líquido. La corriente de producto de urea se descarga por la parte inferior del separador F a través de la línea 8 y se expande además a través de una segunda válvula de expansión G antes de introducirse al evaporador (no mostrado) y posteriormente al tanque H de urea fusionada. La urea fusionada se puede remover a través de. la línea 19 o, para la. síntesia de melamina^-se-bombea a través de la línea 9 mediante la bomba I a través de un calentador J al depurador K de urea. La fusión de urea se introduce al depurador de urea K a una presión por arriba de 12.5 MPa generalmente por debajo de alrededor de 80 MPa, de preferencia por debajo de alrededor de 40 MPa y muy preferiblemente por debajo de 20 MPa, y a una temperatura por arriba del punto de fusión de la urea. Aunque no se muestra en detalle, el depurador K de urea se puede proveer con una camisa de enfriamiento para asegurar enfriamiento adicional. El depurador K de urea también se puede proveer de medios de enfriamiento internos. En el depurador de urea K, la urea líquida se pone en contacto con los gases de reacción del separador M de gas-líquido dispuesto corriente abajo del reactor. Los gases de reacción constan de dióxido de carbono y amoniaco, y además, generalmente contienen una cantidad de vapor de melamina. La urea fusionada purifica el gas desprendido y la melamina se lleva de regreso al reactor L. Los gases de desprendimiento obtenidos del depurador constan preoominantemente de amoniaco y dióxido de carbono. Los gases de desprendimiento se remueve de la parte supoerior del depurador de urea K y regresan a la sección de presión alta de la planta de urea, en la cual la urea se prepara mediante el procedimiento de separación, como un material crudo en la producción de urea. La presión de la corriente del gas de desprendimiento en general es virtualmente igual a la presión en el reactor L de melamina y en general se encuentra por arriba de alrededor de 12.5 MPa. La presión generalmente es de 0-10 MPa mayor, de preferencia 0-3 MPa mayor, y muy preferiblemente 0-2 MPa mayor que en el reactor de urea. La temperatura de dicha corriente de gas de preferencia se encuentra entre aproximadamente 175°C y 235°C. La urea precalentada se retira del depurador K de urea y se introduce, junto con ei depurador de melamina, por ejemplo, mediante una bomba de alta presión (no mostrada en detalle), al reactor L, el cual tiene una presión por arriba de 12.5 MPa y generalmente por debajo de 80 MPa, de preferencia por debajo de 40 MPa y muy preferiblemente por debajo de 20 MPa. El material fundido de urea también se puede transferir al reactor de melamina a través de la línea 10 con la ayuda de la gravedad al colocar el depurador de urea K por encima del reactor L, como se muestra en las figuras.

La urea fundida se somete a calor y las condiciones de presión en el reactor L de melamina para convertir la urea en melamina, dióxido de carbono y amoniaco. En general, la temperatura se encuentra en una escala de alrededor de 300°C a 500°C, y de preferencia aproximadamente 350°C a 425°C. La presión está por arriba de 12.5 MPa pero generalmente por debajo de alrededor de 80 MPa, de preferencia por debajo de alrededor de 40 MPa y muy preferiblemente por debajo de alrededor de 20 MPa. Se puede dosificar el amoniaco, por ej_emplo, suministrar al reactor L a través de la línea 17. El amoniaco suministrado al reactor de melamina, por ejemplo, funcionar como un agente de purificación para evitar la obstrucción de la parte inferior del reactor o para evitar la formación de los productos de condensación _de melamina tales como el melam, melem y melón, debido a la forma y lugar de su introducción, para suministrar la mezcla al reactor L. La cantidad de amoniaco suministrado al reactor es de alrededor de 0 a aproximadamente 10 moles por mol de urea, de preferencia 0-5 moles de amoniaco, aunque se pueden utilizar en particular, aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2 moles de amoniaco por mol de urea. La sección de separación, por ejemplo, puede ser una sección en la parte superior del reactor de melamina, o, por ejemplo, un separador M instalado corriente abajo del reactor como se muestra en las figuras. El dióxido de carbono y el amoniaco se separan de la melamina líquida en la forma de mezcla de gases. Dicha mezcla de gases se introduce en el depurador K de urea para remover el vapor de melamina arrastrada y para precalentar el material fundido de urea. La melamina líquida se retira del reactor L de melamina y, por ejemplo, puede transferirse a través de la línea 11 al separador M de gas-líquido y después a un enfrisidor P de producto.

En el separador M de gas-líquido la malamina líquida puede una vez t?ás ponerse en contacto con aproximadamente 0.01 a aproximadamente 10 moles de amoniaco por mol de melamina y de preferencia aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2 moles de amoniaco por mol de melamina, introducidos por ejemplo a través de la línea 18. El tiempo de residencia en el separador M de gas-líquido generalmente es de entre 1 minuto y 10 horas, pero de preferencia entre 1 minuto y 3 horas. La presión en el separador M de gas-líquido es, en genesral, virtualmente la misma que en el reactor en donde la urea se convierte en melamina o puede ser inferior. La temperatura puede ser mayor o menor que la temperatura del reactor, y de preferencia será de entre 200-500°C, y en particular entre 330-440°C. La melamina líquida presente en el separador M de gas-líquido se .descarga desde el separador M de gas-líquido y se transfiere a través de la línea 14, a través de la válvula de expansión N al enfriador P de producto. La melamina líquida en el enfriador P de producto se enfría al ponerse en contacto con un medio de enfriamiento como se describe, por ejemplo, en la Patente de E.U.A No. 5,514,796, cuya descripción completa se incorpora en la presente como referencia. El medio de enfriamiento de preferencia es amoniaco, tales como el amoniaco líquido que se introduce, por ejemplo, a través de la línea 15. Alternativamente, la presión y temperatura se pueden seleccionar de tal manera que la evaporación del amoniaco disuelto en la melamina fusionada se usa para enfriar la melamina como se describe en el documento WO-A-97/20826, cuya descripción completa se incorpora en la presente como referencia. La melamina se convierte en un polvo en el procedimiento y se descarga, desde la unidad de enfriamiento a través de la línea 16 en la parte inferior del enfriador P del producto.

Cuando se usa un post-reactor o un tanque de añejamiento, la me ¡lamina líquida se pone en contacto una vez más con aproximadamente 0.01 a aproximadamente 10 moles de amoniaco por mol de melamina y de preferencia aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2 moles de amoniaco por - 5 mol de melamina. El tiempo de residencia en el post-reactor o en el recipiente de siñejamiento generalmente es de entre 1 minuto y 3 horas. Las temperaturas y la presión en el post-reactor o en el recipiente de añejamiento se encuentran, en ?ieneral, dentro de la misma escala como se describe para el separador de gas/líquido. Se prefiere usar una temperatura relativamente baja. ío Se puede proveer un paso de evaporación mediante la instalación de un evaporador entre el separador de gas-líquido y el enfriador de producto. La melamina se convierte en el paso de evaporación en melamina gaseosa a través de los productos derivados., tales como melam, que permanece por detrás del evaporador. Por lo tanto, se reduce la cantidad de las impurezas del producto derivado en la melamina. En consecuencia, se obtiene la melamina que tiene una pureza muy alta. Además, si se desea, el amoniaco se puede suministrar durante el paso de evaporación. La melamina gaseosa entonces se enfría en el enfriador de producto con el medio de enfriamiento seleccionado, tales como el amoniaco o similares. 20 El gas de desprendimiento de la planta de melamina se puede introducir en una sección de alta presión de la planta de separación de urea. La sección que recibe la mezcla de gas puede, por ejemplo, encontrarse en un lugar que esté situado en una sección de alta presión desde el separador e incluyendo al mismo reactor de urea. De esta forma, la corriente de gas de desprendimiento del procedimiento de melamina de alta presión se puede introducir por ejemplo a un reactor de urea, a un prevaporizador, a un ?8 condensador de carbamato, a un prevaporizador adicionalmente colocado entre el vaporizador y el condensador de carbamato, o las tuberías entre éstos. La figura 1 ilustra una primera modalidad en la que la corriente de gas de desprendimiento que proviene del procedimiento de melamina de alta _ 5 presión se introduce a través de la línea 13 al condensador de carbamato C de la pianta de urea de alta presión. En dicha modalidad, como en las otras modalidades de la presente invención, la línea 13 puede incluir uno o más valores de control (no mostrados en particular). De acuerdo con dicho procedimiento, no es necesario el paso de absorción y/o concentración de la ío corriente del gas de desprendimiento que proviene de la planta de melamina debido a que la corriente de gas virtualmente se encuentra libre de agua y tiene una presión lo suficientemente alta. El ejemplo 1 provee a continuación una explicación más detallada de dicha modalidad de la invención. Como se apreciará, una ventaja de dicha modalidad y las modalidades de las figuras 3 y 5, descritas más adelante, al compararse con las modalidades de las figuras 2 y 4/6, es que las ventajas de la introducción de la corriente de gas de desprendimiento de la planta de melamina directamente a una sección de alta - presión de la planta de urea se puede llevar a cabo sin el costo potencialmente alto ele la instalación adicional de los recipientes u otros componentes en la planta. La figura 2 ilustra otra modalidad en la que la corriente de gas de desprendimiento que proviene de un procedimiento de melamina de alta presión se introduce a través de la línea 213 a un recipiente de vaporización instantánea Q adicionalmente instalado entre el separador B y el condensador de carbamato C. Lo anterior es una ventaja si la presión en el procedimiento de melamina es substancialmente superior a la presión en el procedimiento de urea.

La figura 3 ilustra otra modalidad en la que la corriente de gas de desprendimiento que proviene del procedimiento de melamina de alta presión se introduce a través de la línea 313 al separador principal B en una planta de urea de ajta presión. La ventaja es que la corriente de gas de desprendimiento se usa como gas de separación con separación adicional de calor. El flujo a través de las_plantas de urea y de melamina en dicha modalidad ejemplar se describe de otra forma anteriormente con referencia a la figura 1. En otra modalidad del procedimiento, la corriente del gas de desprendimiento del procedimiento de melamína se introduce en el separador adicionalmente instalado entre el reactor de urea A y el separador principal B como se muestra en las figuras 4 y 6. En dicha modalidad, la solución de síntesis de urea se separa en el pre-separador R con la ayuda de la corriente de gas de desprendimiento suministrada desde el procedimiento de melamina de alta presión a través de la línea 413. De nuevo, la corriente de gas de desprendimiento consiste predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono. Lo anterior resulta en un ahorro de vapor de alta presión extra y en un efecto de separación mejorado. Además, se descubrió que la producción adicional de apor se obtiene en el condensador C de carbamato. El pre-separador R es, de preferencia, un pre-separador adiabáticamente operable. Este último es una ventaja, particularmente si la planta de melamina y la planta de urea están altamente relacionadas. Las plantas que están altamente relacionadas se refiere a que la cantidad relativamente grande de la urea producida que se usa por la planta de melamina es, por ejemplo, más de 50% que la urea producida en la planta de separación de urea que se usa para la producción de melamina, muy particularmente más del 80%. Se apreciará que las plantas de melamina y urea "relacionadas" de la presente invención no se restringen a dicha modalidad. El suministro de la corriente del gas de desprendimiento al pre-separador R de alta presión en la planta de urea se describe en mayor detalle en la figura 6. Al igual que en la figura 4, A representa un reactor de urea en el que la urea se prepara a partir del amoníaco y dióxido de carbono. Una solución de síntesis de urea que consiste de urea, carbamato de amonio, agua y amoniaco se suministra al pre-separador R a través de la línea 2. Una corriente de gas de desprendimiento que consiste predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono, proviene de la planta de melamina de alta presión a través de la línea 413 y recupera parcialmente la solución de síntesis de urea en B. La solución de síntesis de urea se transfiere al separador B principal a través de la línea 2 'en donde la solución de síntesis de urea se separa con el medio de sepsiracjón suministrado a través de la línea 20. En esta operación, la solución de Isi síntesis de urea se separa en una corriente de_gasy una solución de urea. Dicha solución de urea se descarga a través de la línea 5 para otro procesamiento. La corriente de gas que proviene del separador a través de la línea 3, consistiendo predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono, se combina con la corriente de gas que proviene del pre-separador R a través de la línea 3'_ la cual también consiste predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono, y conjuntamente se introducen al condensador C de carbamato. La solución de carbamato de sodio líquido que proviene del condensador de carbamato se transfiere al reactor A de urea a través de la línea 4. La figura 5 ilustra otra modalidad en la que la corriente de gas de desprendimiento que proviene del procedimiento de melamina de presión alta se introduce a través de la línea 513 directamente a la línea de alta presión en una planta de urea de alta presión como se ilustra; la línea 3 entre B y C es de preferencia upa línea de alta presión en este aspecto. El flujo a través del equilibrio de las plantas de urea y melamina en dicha modalidad ilustrativa es la misrna que se describe anteriormente con referencia a la figura 1. La producción de melamina y urea, incluyendo la introducción de gas que consiste predominantemente de dióxido de carbono y amoniaco de una planta de melamina de alta presión en una sección de alta presión de una planta de urea, se dascriben en las Solicitudes de Patente Holandesas 1003923 y 1004475, expedidas, respectivamente el 30 de agosto de 1996 y el 8 de noviembr da 1996^.. cuyas, descripciones- aa incorporan en la presente como referencia en su totalidad.

EJEMPLOS La invención se explicará en detalle con referencia a los siguientes ejemplos.

EJEMPLO 1 Un gas que consiste predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono con una relación de N/C de 2.7 a una temperatura de 200°C y una presión de 15 MPa surge de una síntesis de melamina de alta presión con una capacidad de 5 toneladas de melamina por hora desde la parte superior del separador de melamina. Dicha corriente se introduce directamente al condensador de carbamato de una planta de separación de urea de 1200 toneladas/día en la que la presión es de 14 MPa, como resultado de lo cual se necesitan importar 7.6 toneladas menos de vapor de alta presión (de 2.7 MPa) por hora y menos de 1.3 toneladas de vapor de baja presión (de 0.4 MPa) se exportan desde la planta de urea comparadas con la fabricación de carbamato de una etapa relacionada convencional de MPa de la planta de melamina de baja presión. En la etapa convencional relacionada, la corriente de carbamato que proviene de la planta de meiamina se concentra para hacer posible su uso en la planta de separación de urea. Además, 20 toneladas de vapor de alta presión (de 2.7 MPa) por hora se ahorran en la etapa relacionada de la presente invención, pero 5.5 toneladas extra de vapor de alta presión (de 2.7 MPa) se necesitan en la sección de evaporación de la planta de urea. El ahorro general logrado es de 5.5 toneladas de vapor de alta presión (de 2.7 MPa) por tonelada de melamina, mientras que la exportación de vapor de baja presión (de 0.4 MPa) se reduce en 1.4 toneladas por tonelada de melamina.

EJEMPLO 2 Una gas que consiste predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono con una relación de N/C de 2.7 a una temperatura de 200° y una presión de 15 MPa emerge de una síntesis de melamina de alta presión con una capacidad de 5 toneladas de melamina por hora desde la parte superior del separador de melamina. Dicha corriente se introduce directamente a una sección de alta presión de una planta de separación de urea. En dicho ejemplo, el vapor se introduce en un pre-separador adiabáticamente operado, instalado entre! el reactor de urea y el separador de CQ2. Como resultado, 2.2 toneladas menos de vapor de alta presión (de 2.7 MPa) se necesitan en el separador de CO2 y 2.4 toneladas menos de vapor de baja presión (de 0.4 MPa) se generan en el condensador de carbamato en comparación con el ejemplo 1.

Claims (3)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES • 5 1.- Un procedimiento para la preparación de urea en una planta de separación de urea que tiene por lo menos una sección de alta presión en donde dicho procedimiento comprende el paso de suministrar una corriente de gas liberada de un procedimiento de alta presión para hacer melamina a por lo menos una sección de alta presión de dicha planta de separación de urea, 10 caracterizado porque dicha corriente de gas consiste esencialmente de amoniaco y dióxido de carbono. 2.- Un procedimiento de conformidad con la reivin ideación 1 , caracterizado además porque dicha sección de alta presión a la cual se suministra dicha corriente de gas, comprende por lo menos uno de un reactor de 15 urea, un separador, un condensador de carbamato, un pre-separador instalado entre el reactor y el separador, un recipiente de cromatografía instantánea instalado entre el separador y el condensador de carbamato, o una tubería entre cualquiera de los mismos. 3.- Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, 20 caracterizado además porque dicha sección de alta presión comprende un reactor de urea de alta presión y un separador de alta presión, y dicha corriente de gas se suministra a un pre-separador adiabáticamente operado, instalado entreí un reactor de urea y dicho separador. . A- Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, 25 caracterizado además porque dicha sección de alta presión de la planta de separación de urea incluye un condensador de carbamato, un separador y una línea entre los mismos, en donde dicha corriente de gas se suministra a dicho condensador de carbamato o a dicha línea entre los mismos. 5.- Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado además porque dicha planta de separación de urea incluye un reactor de síntesis de urea y dicho reactor de síntesis de urea se opera a una temperatura de 160°C a 220°C. 6.- Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado además porque dicha planta de separación de urea incluye un reactor de síntesis de urea que se opera a una presión de 12.5-17.5 MPa. 7.- Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado además porque dicha corriente de gas liberada del procedimiento de melamina tiene una temperatura de entre aproximadamente 175°C a aproximadamente 235°C. 8.- Un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones. 1-4,. caracterizado además porque la corriente de gas liberada del procedimiento de melamina tiene una presión mayor que 12.5 MPa. 9.r Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque dicha corriente de gas liberada del procedimiento de melamina tiene una presión que es de 0 a 10 MPa mayor que la presión en dicha sección de alta presión. 10.- Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 8_ caracterizado además porque dicha corriente de gas liberada del procedimiento de melamina tiene una presión que es de 0 a 2 MPa mayor que la presión en dicha sección de alta presión. 11.- Una planta de separación de urea para la preparación de urea, la planta teniendo por lo menos una sección de alta presión que comprende por lo menos uno de un reactor de urea, un separador, un condensador de carbamato y líneas de flujo fluido que interconectan a los mismos, y una línea de gas de desprendimiento de melamina para suministrar una corriente de gas de desprendimiento liberada durante el procedimiento de alta presión, en donde dicha corriente de gas consiste esencialmente de amoniaco y dióxido de carbono. 12.- Una planta de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque por lo menos una sección de alta presión a la cual se suministra dicha corriente de gas comprende por lo menos un pre-separador instalado entre el reactor y el separador, un recipiente de vaporización instantánea instalado entre el separador y el condensador de carbamato y tuberías entre los mismos. 13.- Una planta de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque dicha sección de alta presión comprende un pre-separador adiabáticamente operado, instalado entre un reactor de urea y un separador. 14.- Un aparato para síntesis de urea y melamina que contiene: una planta de urea que incluye una sección de alta presión que tiene un reactor de urea, un separador, un condensador de carbamato, y líneas de flujo fluido que interconectan los mismos; una planta de melamina de alta presión que incluye un separador de urea para recibir el material fundido de urea, un reactor de melamina y un enfriador de producto para generar melamina en polvo, y líneas de flujo de fluido que interconectan los mismos; y una línea de suministro de gas de desprendimiento para suministrar el gas de desprendimiento desde apor lo menos el reactor de melamina o separador de urea directamente a dicha sección de alta presión a una presión igual o mayor que la presión prevaleciente en dicha sección de alta presión. 15.- Un aparato de conformidad con la reivindicación 14_ caracterizado además porque dicha sección de alta presión a la cual se suministra dicha corriente de gas de desprendimiento además comprende por lo menos un pre-separador instalado entre el reactor y el separador, un recipiente de vaporización instantánea entre el separador y el condensador de carbamato, y tuberías entre cualquiera de los mismos. 16.- Un aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque dicha línea de suministro de gas de desprendimiento se acopla operativamente a un pre-separador adiabáticamente operado, instalado entre el reactor de urea y el separador. ¡2T REStfMEN DE LA INVENCIÓN En el presente procedimiento para la preparación de urea, una corriente de gas de desprendimiento durante la síntesis de melamina en un procedimiento de melamina de alta presión que consta predominantemente de amoniaco y dióxido de carbono se introduce por lo menos a una sección de alta presión de una planta de separación de urea y se usa en la síntesis de urea; la corriente de gas da daspueacümiento se puede usar directamente sin ningún otro tratamiento. JJ/cgt* P99/256F