質(zhì)上水平，通常在內(nèi)部豎直地設(shè)置有多個用于防止液體的逆混合、短路的擋板，而且底部設(shè) 置有用于分散氣體的分散器。另外，若使用立式冷凝器，則不僅能夠節(jié)約設(shè)置面積，還能夠 在冷凝部中進(jìn)行氣液逆流接觸、獲得充分長的停留時間。
[0058] 進(jìn)而，本發(fā)明的尿素合成方法中使用的尿素制造裝置可以是將其全部重新建造的 新設(shè)裝置，也可以是在原有的設(shè)備上追加或替代一部分而成的改造裝置（所謂改良）。
[0059] 這樣的尿素合成裝置中，在尿素合成塔A、汽提塔B、冷凝器C以及連接它們的配管 與具有腐蝕性的流體接觸的位置中，至少一部分位置能夠由下述組成的奧氏體-鐵素體雙 相不銹鋼制成。
[0060] [適用于本發(fā)明的奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的組成]
[0061] Cr:21 ~26wt%
[0062] Ni:4· 5 ~7. 5wt%
[0063] Mo:2· 5 ~3. 5wt%
[0064] N:0· 08 ~0· 30wt%
[0065] C:0.03wt% 以下
[0066] Si:1.0wt% 以下
[0067] Μη:2.Owt% 以下
[0068] P:0· 04wt% 以下
[0069] S：0. 03wt%
[0070] 余量為Fe和雜質(zhì)以及添加劑
[0071] 尤其是，作為通用奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，優(yōu)選使用能夠廉價地獲得的 S31803、S31260。
[0072] 進(jìn)而，作為該奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，更優(yōu)選使用下述組成的奧氏體-鐵素體 雙相不銹鋼。
[0073] [適用于本發(fā)明的奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的組成]
[0074] Cr:24 ~26wt%
[0075] Ni:5. 5 ~7. 5wt%
[0076] Mo:2· 5 ~3. 5wt%
[0077] Ν:0· 08 ~0· 30wt%
[0078] C:0.03wt% 以下
[0079] Si:1.0wt% 以下
[0080] Mn:1.5wt% 以下
[0081] P:0.04wt% 以下
[0082] S：0. 03wt%
[0083] 余量為Fe和雜質(zhì)以及添加劑
[0084] 尤其是，作為通用奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，優(yōu)選使用能夠廉價地獲得的 S31260〇
[0085] 進(jìn)而，對于腐蝕容易推進(jìn)的汽提塔，優(yōu)選使用下述組成的奧氏體-鐵素體雙相不 銹鋼。
[0086] [適用于本發(fā)明的奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的組成]
[0087] Cr:26 ~35wt%
[0088] Ni:3 ~10wt%
[0089] Mo:0· 2 ~4.Owt%，
[0090] N:0.2~0.6wt%
[0091] 余量為Fe和雜質(zhì)以及添加劑
[0092] 尤其是，作為這種奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，優(yōu)選使用例如S32707、S32808。
[0093] 另外，對于配管、閥等，也可以根據(jù)腐蝕環(huán)境而使用S31603系通用不銹鋼，還可以 實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低設(shè)備成本而不增加防腐蝕氧氣量。
[0094] 對于由如上所述的材料制作而成的尿素合成裝置，主要從反應(yīng)收率的觀點(diǎn)出發(fā)， 優(yōu)選如下設(shè)定來運(yùn)轉(zhuǎn)：將尿素合成塔A的運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)為壓力：130~250巴、N/C:3. 5~ 5. 0、H/C:1. 0以下、停留時間：10~40分鐘、溫度：180~200°C;將汽提塔的運(yùn)轉(zhuǎn)條件設(shè)為 壓力：130~250巴、特別優(yōu)選為140~200巴、溫度：160~200°C;將冷凝器C的運(yùn)轉(zhuǎn)條 件設(shè)為壓力：140~250巴、溫度：130~250°C、特別優(yōu)選為170~190°C、N/C:2· 5~3. 5、 H/C:1. 0以下、停留時間：10~30分鐘。此處，N/C是指氨氣（包括轉(zhuǎn)化成氨基甲酸銨和尿 素的氨氣）和二氧化碳（包括轉(zhuǎn)化成氨基甲酸銨和尿素的二氧化碳）的摩爾比（以下稱為 "N/C"），H/C是指水（不包括尿素合成反應(yīng)中生成的水）和二氧化碳（包括轉(zhuǎn)化成氨基甲 酸銨和尿素的二氧化碳）的摩爾比（以下稱為"H/C"）。
[0095] 優(yōu)選這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)條件是基于如圖1所示，尿素合成塔A中不僅發(fā)生下述式1和式2 的反應(yīng)，而且在冷凝器C中也一邊冷凝氨氣氣體和/或二氧化碳?xì)怏w一邊推進(jìn)該反應(yīng)。需 要說明的是，式1是利用氨氣（NH3)和二氧化碳（C02)的反應(yīng)來生成氨基甲酸銨（NH2C02NH4) 的反應(yīng)。式2是利用氨基甲酸銨（NH2C02NH4)的脫水反應(yīng)來生成尿素（C0(NH2)2)的平衡反 應(yīng)。
[0096] 2NH3+C02-NH2C02NH4 (放熱反應(yīng)）式 1
[0097]
[0098] S卩，圖1中，原料的液氨被氨氣栗（未圖示）升壓至期望的壓力而被供給至尿素合 成塔A，并且其一部分由換熱器加熱還供給至噴射器E，另一方面，對于噴射器E，供給也來 自冷凝器C的尿素合成液，將包含氨氣的尿素合成液從該噴射器E升壓并供給至尿素合成 塔A。原料的氣態(tài)二氧化碳被二氧化碳?xì)怏w壓縮機(jī)Η升壓至期望的壓力，其大部分供給至汽 提塔Β。出于尿素合成塔Α的溫度控制和供給防腐蝕氧氣的目的，剩余的二氧化碳的一部分 被供給至尿素合成塔A。作為防腐蝕氧氣，通常將空氣供給至二氧化碳?xì)怏w壓縮機(jī)Η的第一 段吸入側(cè)或中間段。尿素在尿素合成塔A和冷凝器C中合成，流出尿素合成塔A的包含尿 素的流出物被供給至汽提塔B。該流出物中，合成的尿素、水、氨基甲酸銨、未反應(yīng)的氨氣以 液相的形式存在，另外一部分的未反應(yīng)的氨氣和二氧化碳與保護(hù)氣體一起以氣相的形式存 在。此處，保護(hù)氣體是指用于防止例如由尿素合成塔A、汽提塔B、冷凝器C、洗氣器以及連接 它們的配管等構(gòu)成的尿素合成裝置的腐蝕而導(dǎo)入的防腐蝕用空氣和原料二氧化碳中包含 的氫氣、氮?dú)獾入s質(zhì)的總稱。來自尿素合成塔A的合成液被供給至汽提塔B，在此處處理未 反應(yīng)的氨氣和未反應(yīng)的二氧化碳。將原料二氧化碳用作汽提劑。
[0099]因此，如圖1所示的制造裝置的尿素合成塔A、汽提塔B、冷凝器C的各運(yùn)轉(zhuǎn)條件， 根據(jù)包括勒夏特利的原理在內(nèi)，由以下所示理由來決定。
[0100] 首先，尿素合成塔A內(nèi)部的壓力優(yōu)選為130~250巴。將該合成壓力設(shè)為130巴 以上時，則能夠采用相對于尿素的合成中優(yōu)選的溫度（180°C以上）下的合成平衡壓力具有 富余的工作壓力，而且能夠防止氣體化引起的反應(yīng)收率的降低。另外，將合成壓力設(shè)為250 巴以下時，則能夠抑制用于升壓原料氨氣、原料二氧化碳?xì)怏w以及未反應(yīng)氨基甲酸銨溶液 的能量，能夠降低設(shè)備成本。此處，氨基甲酸銨溶液是指，從合成工序至下游的回收工序中， 將未反應(yīng)氨氣和二氧化碳以氨基甲酸銨水溶液的形式回收的溶液。
[0101] 接著，關(guān)于尿素合成塔A內(nèi)部的合成溫度，其越高，式1的反應(yīng)越向左邊進(jìn)行，式2 的反應(yīng)越向右邊進(jìn)行，因此在反應(yīng)收率上存在適度的區(qū)域，優(yōu)選設(shè)為180°C~200°C。將該 合成溫度設(shè)為180°C以上時，則能夠防止尿素生成的反應(yīng)速度變慢。另外，將合成溫度設(shè)為 200°C以下時，則不僅能夠防止腐蝕速度的增加，還能夠防止所謂的活性腐蝕的風(fēng)險增加。 該合成溫度例如可以根據(jù)驅(qū)動噴射器E的氨氣的預(yù)熱溫度和/或向尿素合成塔A供給的二 氧化碳的量來進(jìn)行控制。
[0102] 尿素合成塔A內(nèi)部的N/C根據(jù)式1在化學(xué)計量學(xué)上為2，但優(yōu)選處于過量的未反應(yīng) 氨氣存在的狀態(tài)。然而，N/C超過5.0時，氨氣蒸氣壓升高，變得容易生成氣相，因此優(yōu)選為 3. 5 ~5. 0〇
[0103] 關(guān)于尿素合成塔A內(nèi)部的H/C，根據(jù)式1和式2,從反應(yīng)收率的觀點(diǎn)出發(fā)，Η/C越低 越好，因此優(yōu)選將供給至該回收裝置的水的量設(shè)為所需最低限。優(yōu)選為1. 0以下，進(jìn)一步優(yōu) 選為0. 7以下，更進(jìn)一步優(yōu)選為0. 4以下。雖然能夠最好是將該Η/C盡可能地減少，但因?yàn)?Η/C多數(shù)情況是利用用于回收流出尿素合成裝置的未反應(yīng)物（氨氣和二氧化碳）的回收裝 置（未圖示）由其吸收所需水的量來決定，實(shí)際上存在一些水的緣故。無需設(shè)定Η/C的下 限。
[0104] 尿素合成塔A內(nèi)部中的尿素合成液的停留時間優(yōu)選為10分鐘以上且40分鐘以 下。將該停留時間設(shè)為10分鐘以上時，則可以促進(jìn)尿素合成反應(yīng)的推進(jìn)。另一方面，若設(shè) 為超過40分鐘的停留時間時，由于達(dá)到已臨近平衡反應(yīng)收率，因此幾乎不能期待其以上的 反應(yīng)收率的上升。
[0105] 以上運(yùn)轉(zhuǎn)條件中，尿素合成塔A內(nèi)部的反應(yīng)收率為60%以上且75%以下的程度。 此處，二氧化碳基準(zhǔn)的反應(yīng)收率是指，被供給至作為考慮對象的器械或區(qū)域的二氧化碳的 摩爾數(shù)與所供給的二氧化碳中轉(zhuǎn)化為尿素的摩爾數(shù)的比，通常用％表示。
[0106] 要求汽提塔B的運(yùn)轉(zhuǎn)條件促進(jìn)式1的逆反應(yīng)，基本而言，溫度越高、壓力越低越優(yōu) 選，但從尿素合成裝置整體的平衡出發(fā)，將壓力設(shè)為130~250巴，特別優(yōu)選設(shè)為140~200 巴，將溫度設(shè)為160~200°C。
[0107] 關(guān)于冷凝器C的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，由于對其賦予了合成能力，因此可以與尿素合成塔A同 樣地進(jìn)行考慮，通過設(shè)定成