專利名稱：尿素的生產(chǎn)方法和具有不同轉(zhuǎn)化率反應(yīng)空間的尿素生產(chǎn)裝置的制作方法
總的方面，本發(fā)明涉及尿素生產(chǎn)方法。
具體地講，本發(fā)明涉及這種類型尿素生產(chǎn)方法，包括步驟—使氨和CO2在第一反應(yīng)空間中反應(yīng)，得到包括尿素、氨基甲酸酯和游離氨的水溶液的第一反應(yīng)混合物；—上述的混合物進(jìn)行水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理，得到包括氨和CO2的氣相物流和包括尿素與殘留的氨基甲酸酯的水溶液的物流；—上述包括氨和CO2的氣相物流進(jìn)行冷凝，得到第一部分氨基甲酸酯水溶液；—將上述第一部分氨基甲酸酯水溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)空間；—將包括尿素和殘留氨基甲酸酯水溶液的上述物流加到尿素回收段；—在回收段中，從尿素中分離上述殘留的氨基甲酸酯，得到第二部分氨基甲酸酯水溶液；本發(fā)明還涉及實(shí)施上述方法的裝置以及對(duì)現(xiàn)有尿素生產(chǎn)裝置改進(jìn)得到本發(fā)明裝置的方法。
眾所周知，在尿素生產(chǎn)領(lǐng)域中，一方面，有更大能力和操作靈活性的尿素生產(chǎn)裝置的需要將增長(zhǎng)，另一方面，要求比以往更少投資和操作費(fèi)用，特別是在能量方面。
背景技術(shù)：
為此，在本領(lǐng)域中已經(jīng)提出和實(shí)施了一系列的以在平行設(shè)置的反應(yīng)空間中有不同產(chǎn)率的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為主要基礎(chǔ)的尿素生產(chǎn)方法，例如如EP-A-0479103號(hào)所述。
在這些方法中，總的尿素生產(chǎn)是在用來(lái)包括所需生產(chǎn)能力(通常為其60％-80％)的更大部分并在低轉(zhuǎn)化率條件下操作的主反應(yīng)空間與輔助反應(yīng)空間-所謂的“單程”-在高轉(zhuǎn)化率條件下操作和用來(lái)使生產(chǎn)能力達(dá)到所要求的最終量之間分配。
在上述方法的方案內(nèi)，來(lái)自主反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物進(jìn)行初步純化處理，得到循環(huán)到反應(yīng)空間的氨基甲酸酯的濃縮溶液和尿素溶液，而尿素溶液與離開(kāi)輔助反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物一起，在分離和回收段進(jìn)一步處理和純化。
從這后面的回收段，得到稀的氨基甲酸酯溶液和基本上純的尿素溶液。
按照現(xiàn)有技術(shù)的一貫教導(dǎo)，為盡可能多的提高輔助反應(yīng)空間中轉(zhuǎn)化率的目的，這個(gè)空間只加入基本純的CO2和氨，同時(shí)稀的氨基甲酸酯溶液只循環(huán)到主反應(yīng)空間，因此，將在其下游的純化段中得到的全部氨基甲酸酯轉(zhuǎn)化成尿素的責(zé)任就授予了主反應(yīng)空間。
雖然基本上滿足了需要，但是這些方法顯示出了受主反應(yīng)器中相當(dāng)差的轉(zhuǎn)化率和以與高循環(huán)流率送往主反應(yīng)器的需要相連的一系列裝置限制的平均加權(quán)產(chǎn)率和提供大型輔助反應(yīng)器及高成本這兩個(gè)方面。
而且，溶液中大量的水循環(huán)到主反應(yīng)空間，盡管輔助反應(yīng)空間的高轉(zhuǎn)化率-可達(dá)到裝置平均轉(zhuǎn)化率的上限，但是這又造成限制了在高壓水蒸汽消耗減少方面可實(shí)現(xiàn)的節(jié)能。
本發(fā)明的概述因此，構(gòu)成本發(fā)明基礎(chǔ)的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)想和形成能克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)可利用的尿素生產(chǎn)裝置的改進(jìn)方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，這個(gè)問(wèn)題通過(guò)上述類型的方法得到了解決，這種類型方法的特征在于包括附加的步驟-在上述回收段中得到的氨基甲酸酯水溶液循環(huán)到第二反應(yīng)空間；-在上述第二反應(yīng)空間，上述第二部分氨基甲酸酯溶液轉(zhuǎn)化成尿素，得到包括尿素，氨基甲酸酯和游離氨的水溶液的第二反應(yīng)混合物；-上述第二反應(yīng)混合物進(jìn)行蒸餾，得到包括氨和CO2氣相第二物流和包括尿素與殘留氨基甲酸酯水溶液第二物流。
按照本發(fā)明，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，能夠進(jìn)一步降低水蒸汽消耗和進(jìn)一步簡(jiǎn)化實(shí)施上述方法所代表的裝置，是通過(guò)在主反應(yīng)空間中在高轉(zhuǎn)化率條件下生產(chǎn)尿素(生產(chǎn)限度的大部分)和在輔助反應(yīng)器中低轉(zhuǎn)化率條件下生產(chǎn)尿素(生產(chǎn)限度的小部分)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
按照本發(fā)明，通過(guò)將純反應(yīng)劑加入其中和只濃縮來(lái)自離開(kāi)主反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物的部分純化操作的氨基甲酸酯溶液(氨基甲酸酯的部分分解，游離氨的部分分離)，就可以實(shí)現(xiàn)主反應(yīng)空間中上述的高轉(zhuǎn)化率條件。
與現(xiàn)有技術(shù)的一貫教導(dǎo)截然相反，來(lái)自位于主和輔助反應(yīng)空間下游的尿素分離和回收段的稀氨基甲酸酯溶液只進(jìn)行循環(huán)和只循環(huán)到輔助反應(yīng)空間。
由于循環(huán)溶液中有大量的水，那么輔助反應(yīng)空間將在低轉(zhuǎn)化率條件下和低生產(chǎn)限度下操作。實(shí)施本發(fā)明的方式按照本發(fā)明的第一個(gè)方案，在主反應(yīng)空間的合成反應(yīng)是按下述工藝參數(shù)進(jìn)行NH3/CO2mol 2.8-3.4， 優(yōu)選3.0H2O/CO2mol 0.1-0.25， 優(yōu)選0.18反應(yīng)溫度 180-195℃，優(yōu)選190℃壓力 140-155巴，優(yōu)選145巴CO2轉(zhuǎn)化率 69-71％。
通過(guò)用NH3/CO2mol比低于4，優(yōu)選約3操作，可有利地實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率反應(yīng)空間體積和預(yù)熱反應(yīng)劑達(dá)反應(yīng)溫度所需要的熱量的減少。
輔助反應(yīng)空間中的合成反應(yīng)是按下述工藝參數(shù)進(jìn)行NH3/CO2mol4.2-4.6， 優(yōu)選4.5H2O/CO2mol 1.2-1.6， 優(yōu)選1.5反應(yīng)溫度 180-192℃，優(yōu)選190℃壓力 140-155巴，優(yōu)選145巴CO2轉(zhuǎn)化率 56-60％。
按照本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施方案，離開(kāi)輔助反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物與離開(kāi)主反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物一起進(jìn)行部分純化處理(水溶液中氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離)。
在處理的入口在180℃和192℃間的溫度，出口在165-170℃間的溫度和壓力基本等于主反應(yīng)空間的壓力(140-155巴)下，使用原料CO2作為汽提劑，反應(yīng)混合物的純化處理可以有利地進(jìn)行。
優(yōu)選地，按照本發(fā)明的方法，只提供包括來(lái)自用CO2汽提操作得到的氣相中的氨和CO2的物流的部分冷凝。
用這種方式，氣相中部分殘留氨和CO2物流加到輔助反應(yīng)空間，以便使NH3/CO2mol比控制在上述的范圍內(nèi)和反應(yīng)空間接近總的熱平衡。
如果需要，也可控制輔助反應(yīng)空間中的NH3/CO2mol比，并且通過(guò)將基本純的氨，優(yōu)選取自原料氨加入這個(gè)空間，可以使NH3/CO2mol比保持在最佳值。
在一個(gè)優(yōu)選的方案中，為再次控制NH3/CO2mol比在上述范圍內(nèi)和接近總熱平衡的目的，NH3和CO2的上述未冷凝的殘余物流也可部分地加到主反應(yīng)空間。
在本發(fā)明的另一方案中，離開(kāi)輔助反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物在輸送去汽提處理前，進(jìn)行蒸餾。
在這種情況下，就可以得到送往汽提處理以進(jìn)行部分純化的液體流率以及為實(shí)行這種處理所要求的熱量的有利減少。
通過(guò)蒸餾這種反應(yīng)混合物，得到了一包括NH3和CO2的氣相物流，并將其循環(huán)到輔助反應(yīng)空間，用于控制NH3/CO2mol比和實(shí)現(xiàn)其熱平衡的目的。
離開(kāi)輔助反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物的蒸餾步驟，優(yōu)選在壓力基本等于輔助反應(yīng)空間現(xiàn)存的壓力，通過(guò)完全通用的已知步驟來(lái)進(jìn)行。
按照本發(fā)明，在輔助反應(yīng)空間中氨基甲酸酯轉(zhuǎn)化成尿素的反應(yīng)或在基本等于主反應(yīng)空間現(xiàn)存的壓力下，或在4-8巴較低的壓力下進(jìn)行。
在前一種情況下，離開(kāi)兩個(gè)反應(yīng)空間的頂部，存在于氣相中的NH3、CO2和H2O的氣流，通過(guò)離開(kāi)尿素回收段的稀氨基甲酸酯溶液吸收后，以液相循環(huán)到輔助反應(yīng)空間。
在后一種情況下，離開(kāi)主反應(yīng)空間的頂部的蒸汽，可加入輔助反應(yīng)空間，以便有利地控制輔助反應(yīng)空間內(nèi)的NH3/CO2mol比。
而且，由于輔助反應(yīng)空間相對(duì)于主反應(yīng)空間升高的要求的排除，就可實(shí)現(xiàn)裝置的某些簡(jiǎn)化。
在本發(fā)明的另一方案中，在壓力基本上等于主反應(yīng)空間現(xiàn)存的壓力下(優(yōu)選150巴)，在所謂等壓-或“自汽提”-條件下，進(jìn)行反應(yīng)混合物的純化處理。
按照下述的工藝參數(shù)，進(jìn)行主反應(yīng)空間的合成反應(yīng)NH3/CO2mol 3.0-3.4， 優(yōu)選3.2H2O/CO2mol 0.08-0.2， 優(yōu)選0.1反應(yīng)溫度185-195℃，優(yōu)選190℃壓力145-155巴，優(yōu)選150巴CO2轉(zhuǎn)化率 70-73％。
在這種情況下，仍然通過(guò)用NH3/CO2mol比小于4和優(yōu)選為3.2下操作，就得到了高轉(zhuǎn)化率反應(yīng)空間的體積和用于預(yù)熱反應(yīng)劑達(dá)反應(yīng)溫度所要求熱量同時(shí)有利的減少。
在190℃和210℃間的溫度下，進(jìn)行自汽提處理。
在輔助反應(yīng)空間的合成反應(yīng)，按下述工藝參數(shù)進(jìn)行NH3/CO2mol 4.2-4.6， 優(yōu)選4.5H2O/CO2mol 1.0-1.5， 優(yōu)選1.3反應(yīng)溫度 185-195℃，優(yōu)選190℃壓力 145-155巴，優(yōu)選150巴CO2轉(zhuǎn)化率 58-62％。
在本發(fā)明的這個(gè)方案中，離開(kāi)輔助反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物與離開(kāi)主反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物一起仍然進(jìn)行部分純化處理(水溶液中的氨基甲酸酯部分分解和游離氨的部分分離)。
在這種情況下，本發(fā)明的方法還優(yōu)選提供由等壓汽提操作得到的包括NH3和CO2的氣相物流的部分冷凝。
用這種方式，氣相中的NH3和NO2的殘余物流加到輔助反應(yīng)空間，以便使NH3/CO2mol比控制在上述范圍內(nèi)，和接近合成反應(yīng)的熱平衡。
此外，在這個(gè)方案中，離開(kāi)主反應(yīng)空間的頂部的物流(包括NH3、CO2和水的氣相)與反應(yīng)混合物一起進(jìn)行等壓汽提處理，而離開(kāi)輔助反應(yīng)空間頂部的物流直接加到尿素回收段。
與上述的在先的方案相似，在輔助反應(yīng)空間中氨基甲酸酯轉(zhuǎn)化成尿素的反應(yīng)或在基本等于主反應(yīng)空間現(xiàn)存壓力或在4-8巴較低壓下進(jìn)行。在后一種情況下，按照本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括步驟- 離開(kāi)輔助反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物進(jìn)行蒸餾，得到包括NH3和CO2的氣相物流和包括尿素與殘留的氨基甲酸酯的水溶液分離物流；- 將包括NH3和CO2的氣相物流循環(huán)到輔助反應(yīng)空間；- 將包括尿素和殘留的氨基甲酸酯的水溶液物流加到尿素回收段。
離開(kāi)輔助反應(yīng)空間的反應(yīng)混合物的蒸餾步驟優(yōu)選在135和155巴間的壓力和在190℃與210℃間的溫度下，用全部通用的已知設(shè)備和步驟進(jìn)行。
在這種情況下，仍然可得到送往汽提處理以進(jìn)行部分純化的液體的流率以及實(shí)施這種處理所需熱量的有利的減少。
按照本發(fā)明的另一方面，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)施上述尿素生產(chǎn)方法的裝置來(lái)解決上面提出的技術(shù)問(wèn)題，所述的裝置包括- 第一尿素合成反應(yīng)器；- 汽提設(shè)備，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第一反應(yīng)器的第一反應(yīng)混合物，存在于上述第一混合物中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 用于至少部分冷凝離開(kāi)上述汽提設(shè)備的蒸汽并將第一氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)器的設(shè)備；- 用于尿素合成的與上述第一反應(yīng)器平行的第二反應(yīng)器；- 用于分離在上述第一和第二反應(yīng)器中所產(chǎn)生的來(lái)自氨基甲酸酯的第二水溶液的尿素的回收段；- 用于將在反應(yīng)空間中得到的第二氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器的設(shè)備；- 用于將離開(kāi)第二反應(yīng)器的第二反應(yīng)混合物加到汽提設(shè)備的設(shè)備。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方案，上述的尿素生產(chǎn)裝置包括- 第一尿素合成反應(yīng)器；- 汽提設(shè)備，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第一反應(yīng)器的第一反應(yīng)混合物，存在于上述第一混合物中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨部分分離的處理；- 用于至少部分冷凝離開(kāi)上述汽提設(shè)備的蒸汽，并將第一氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)器的設(shè)備；- 與上述第一反應(yīng)器平行的第二尿素合成反應(yīng)器；- 用于分離在上述第一和第二反應(yīng)器中產(chǎn)生的來(lái)自氨基甲酸酯的第二水溶液的尿素的一個(gè)回收段；- 用于將在回收段中得到的第二氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器的設(shè)備；- 蒸餾設(shè)備，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第二反應(yīng)器的第二反應(yīng)混合物，存在于第二混合物中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 用于將離開(kāi)上述蒸餾設(shè)備的蒸汽循環(huán)到上述第二反應(yīng)器的設(shè)備。
按照本發(fā)明，所提供的實(shí)施尿素生產(chǎn)方法的有代表性的裝置，可以是新的，或是通過(guò)改進(jìn)先前的裝置，以便得到擴(kuò)大生產(chǎn)能力，同時(shí)從節(jié)能的觀點(diǎn)看改進(jìn)了性能的裝置。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了用于改進(jìn)下述類型尿素生產(chǎn)裝置的可利用的方法，所述類型的尿素生產(chǎn)裝置包括- 一個(gè)尿素合成反應(yīng)器；- 一個(gè)汽提設(shè)備，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第一反應(yīng)器的第一反應(yīng)混合物存在于上述第一混合物中的水溶液中的氨基甲酸酯部分分解和游離氨部分分離的處理；- 用于至少部分冷凝離開(kāi)上述汽提設(shè)備的蒸汽并將第一氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)器的設(shè)備；- 用于分離在上述反應(yīng)器中產(chǎn)生的來(lái)自氨基甲酸酯水溶液的尿素的一回收段；這個(gè)方法的特征在于它包括步驟- 在汽提設(shè)備的上游設(shè)置一個(gè)第二尿素合成反應(yīng)器；- 第二反應(yīng)與上述汽提設(shè)備連接；- 設(shè)置用于將在回收段中得到的第二氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器。
在另一個(gè)方案中，本發(fā)明的改進(jìn)方法包括步驟- 設(shè)置位于上述汽提設(shè)備上游的第二尿素合成反應(yīng)器；- 設(shè)置用于將在回收段得到的第二氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器的設(shè)備；- 連接上述第二反應(yīng)器和蒸餾設(shè)備，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第二反應(yīng)器的第二反應(yīng)混合物存在于上述第二混合物的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 設(shè)置用于將離開(kāi)上述蒸餾設(shè)備的蒸汽循環(huán)到上述第二反應(yīng)器的設(shè)備；- 連接上述蒸餾設(shè)備和尿素回收段。
本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將在其一些優(yōu)選方案、在下面通過(guò)非限制性實(shí)例和參考附圖詳細(xì)地描述。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1示意地示出按現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)所謂的CO2汽提法的尿素生產(chǎn)裝置；圖2示意地示出了本發(fā)明裝置的第一方案，它或是新牌號(hào)的裝置，或是圖1所示裝置通過(guò)改進(jìn)而得到的裝置；圖3示意地示出了本發(fā)明裝置的第二方案，它或是新牌號(hào)的裝置，或是圖1所示的裝置通過(guò)改進(jìn)而得到的裝置；
圖4示意地示出了本發(fā)明裝置的第三方案，它或是新的牌號(hào)的裝置，或是圖1所示裝置通過(guò)改進(jìn)而得到的裝置；圖5示意地示出了現(xiàn)有技術(shù)的按所謂等壓法或自汽提法的尿素生產(chǎn)裝置；圖6示意地示出了本發(fā)明裝置的第四方案，它或是一新牌號(hào)的裝置，或是圖5所示的裝置通過(guò)改進(jìn)而得到的裝置；圖7示意地示出了本發(fā)明裝置的第五方案，它或是一新牌號(hào)的裝置，或是圖5所示的裝置通過(guò)改進(jìn)而得到的裝置；圖8示意地示出了本發(fā)明裝置的第六方案，它或是一新牌號(hào)的裝置，或是圖5所示的裝置通過(guò)改進(jìn)而得到的裝置。
為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的討論這唯一的目的，在下裝置和附圖所示的裝置的各種部件的連接管件利用專門符號(hào)，在本質(zhì)上是通用的，但在此的確需要。
參考圖1，標(biāo)號(hào)1表示按現(xiàn)有技術(shù)的所謂CO2汽提型的整個(gè)的尿素生產(chǎn)方法。
裝置1包括合成段2和所產(chǎn)生的尿素純化與回收段3，還包括或在低壓或真空下操作的許多設(shè)備，下文更詳細(xì)地描述。
合成段2順序地包括用于尿素合成的反應(yīng)器R-1(在反應(yīng)器形成相應(yīng)的反應(yīng)空間)、用于進(jìn)行離開(kāi)R-1的存在于反應(yīng)混合物的水溶液中氨基甲酸酯的部分分解和游離氨部分分離的高壓汽提器4和用于用原料氨吸收汽提蒸汽和用來(lái)自段3的氨基甲酸酯溶液吸收汽提蒸汽的氨基甲酸酯冷凝器5。
反應(yīng)器R-1在其底部用管6與汽提器4連接，來(lái)自汽提器4的氣相(包括氨、二氧化碳和水蒸汽)通過(guò)管7送往氨基甲酸酯冷凝器5，而液相(包括部分純化過(guò)的尿素溶液)通過(guò)管14送往回收和純化段3。
反應(yīng)器R-1在其頂部用管31還與洗滌器8連接，在洗滌器8中，反應(yīng)R-1出來(lái)的蒸汽(主要包括氨、二氧化碳和水蒸汽)用經(jīng)管9從回收純化段3來(lái)的循環(huán)氨基甲酸酯的稀溶液吸收。
標(biāo)號(hào)10和11分別表示將CO2經(jīng)管30a送往汽提器4的離心壓縮機(jī)和將氨經(jīng)管30b加到氨基甲酸酯冷凝器5的高壓泵。
噴射器12通過(guò)管9a將來(lái)自洗滌器8的循環(huán)氨基甲酸酯溶液送往氨基甲酸酯冷凝器5，或從反應(yīng)器R-1的底部附近取出氨基甲酸酯水溶液。
管13在氨基甲酸酯冷凝器5和反應(yīng)器R-1間延伸，循環(huán)包括循環(huán)的氨基甲酸酯以及氨和原料CO2的水溶液。
如上所述，管14將離開(kāi)合成段2的部分純化的尿素溶液送往回收段3 。
回收段3還順序地包括與一對(duì)通用的真空蒸餾器16、17連接的低壓蒸餾器15(在約3-4巴壓力下操作)，尿素溶液收集罐18設(shè)置在低壓蒸餾器15與真空蒸餾16、17之間。
標(biāo)號(hào)19表示用于將離開(kāi)段3的純化的尿素送往通用精制設(shè)備(沒(méi)示出)的管。
用標(biāo)號(hào)20和21表示將含氨蒸汽的管加到真空段22的兩根管，在真空段22中，這些蒸汽按已知方式冷凝。
得到的冷凝物和含一定量殘留氨的冷凝物經(jīng)管23送往水處理段。
離開(kāi)蒸餾器15的蒸汽與來(lái)自段22的回收的稀氨溶液合并后，在24處冷凝，作為稀的氨基甲酸酯溶液通過(guò)高壓泵25和上述的管9送往洗滌器8。
參考上述的裝置1，現(xiàn)在將描述圖2-4所示的本發(fā)明裝置的一些方案。
在下述的描述和圖中，與圖1的上述討論的在結(jié)構(gòu)上或功能上等效的裝置1的部件都用相同的標(biāo)號(hào)表示，且不進(jìn)一步描述。
此外，在本發(fā)明的特征中，裝置1的下述方案，或表示一新牌號(hào)裝置，或表示通過(guò)改進(jìn)先存裝置得到的裝置，下文更詳細(xì)解釋。
參考圖2，按照本發(fā)明的裝置1的合成段2進(jìn)一步包括與反應(yīng)器R-1平行的第二尿素合成反應(yīng)器R-2。
按照本發(fā)明的一個(gè)特征，反應(yīng)器R-1將用作主反應(yīng)器，在轉(zhuǎn)化率和尿素生產(chǎn)方面都占優(yōu)，而R-2將用作輔助反應(yīng)器，在轉(zhuǎn)化率和尿素生產(chǎn)方面都占少，這是因?yàn)檩o助反應(yīng)器執(zhí)行將來(lái)自回收段3的稀氨基甲酸酯溶液轉(zhuǎn)化成尿的任務(wù)。
為此，裝置1包括適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，在這種具體情況下，管26用于將離開(kāi)洗滌器8的稀氨基甲酸酯溶液循環(huán)到輔助反應(yīng)器R-2。
按照本發(fā)明的另一特征，輔助反應(yīng)器R-2(其中構(gòu)成相應(yīng)的反應(yīng)空間)通過(guò)管27與洗滌器4連接，在洗滌器4中進(jìn)行離開(kāi)反應(yīng)器R-1和R-2的反應(yīng)物中存在的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理。
管27在輔助反應(yīng)器(R-2)和管6的支管6a間延伸，使裝置相當(dāng)有利地簡(jiǎn)化。
為了控制NH3/CO2mol比和在主反應(yīng)器R-1中與在輔助反應(yīng)器R-2中的反應(yīng)接近熱平衡，管28的支管28a、28b將使在氨基甲酸酯冷凝器5中不冷凝的氨和CO2蒸汽部分送往主反應(yīng)器R-1和輔助反應(yīng)器R-2。
通過(guò)在NH3原料管30b和管26間延伸的管29排出部分原料氨，可以進(jìn)一步有利地控制輔助反應(yīng)器R-2內(nèi)的NH3/CO2mol。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特征，輔助反應(yīng)器R-2的底部，相對(duì)于地面比主反應(yīng)器R-1的底部設(shè)置在一較高處，便于經(jīng)管28b將來(lái)自氨基甲酸酯冷凝器5未冷凝的富氨蒸汽加入R-2。
標(biāo)號(hào)32表示將離開(kāi)輔助反應(yīng)器R-2的頂部蒸汽送到洗滌器8的一管件。
如上所述，圖2的裝置1或是一新牌號(hào)的裝置，或是一先存裝置如圖1所示裝置通過(guò)改進(jìn)得到的一裝置。
圖1所示裝置的改進(jìn)，優(yōu)選用下述步驟進(jìn)行，所述的步驟是- 在洗滌器4的上游，設(shè)置與現(xiàn)有反應(yīng)器R-1平行的輔助反應(yīng)器R-2；- 用管27連接反應(yīng)器R-2和汽提器4；- 設(shè)置用于將在回收段3得到的和離開(kāi)洗滌器8的稀氨基甲酸酯溶液循環(huán)到反應(yīng)器R-2的管26。
按照?qǐng)D2所示的方案，輔助反應(yīng)器2優(yōu)選排列成它的底部設(shè)置在相對(duì)于地面比反應(yīng)器R-1的底部的較高處。
本發(fā)明的改進(jìn)方法還優(yōu)選包括設(shè)置用于將在氨基甲酸酯冷凝器5中不冷凝的富氨蒸汽循環(huán)到反應(yīng)器R-2的管28b和設(shè)置用于將離開(kāi)反應(yīng)器R-2的頂部的蒸汽送往洗滌器8的管32。
在按照本發(fā)明的裝置1的另一方案中，如圖3所示，合成段2包括蒸餾器35，經(jīng)管27離開(kāi)反應(yīng)器R-2的反應(yīng)混合物在其中被蒸餾，以便產(chǎn)生通過(guò)另一管36循環(huán)到反應(yīng)器R-2的富氨蒸汽流。
蒸餾器35經(jīng)管37與汽提器連接，管37將通過(guò)蒸餾而部分純化過(guò)的反應(yīng)混合物加入汽提器。
而且，在裝置1的這個(gè)方案中，來(lái)自氨基甲酸酯冷凝器5的富氨蒸汽通過(guò)管28的支管28b加到蒸餾器35，不加到反應(yīng)器R-2，因此簡(jiǎn)化了蒸餾操作。
蒸餾器35允許有利地減少送往汽提器4的液體流率(在R-2中產(chǎn)生的反應(yīng)混合物)，因此那個(gè)設(shè)備的熱負(fù)荷減少了。
當(dāng)在必須改進(jìn)的先存的裝置中的汽提器已經(jīng)以滿負(fù)載操作時(shí)，這種特征特別有利。
在圖4所示的本發(fā)明裝置1的另一方案中，輔助反應(yīng)器R-2的底部與主反應(yīng)器R-1的底部在同一水平面上，而且在任何情況下，都基本在地面上，這樣就避免了必須升高反應(yīng)器R-2的工作，這種工作常常是復(fù)雜而昂貴的。
在這種情況下，輔助反應(yīng)空間中的壓力相對(duì)于主要反應(yīng)空間減少4-8巴。
在這個(gè)方案中，在輔助反應(yīng)器R-2中的NH3/CO2mol比和熱平衡都通過(guò)將經(jīng)管33離開(kāi)主反應(yīng)器R-1頂部的蒸汽，代替從氨基甲酸酯冷凝器5排出未冷凝蒸汽送到輔助反應(yīng)器R-2來(lái)控制。
在這種情況下，管28僅在氨基甲酸酯冷凝器5和主反應(yīng)器R-1之間延伸。
由于在反應(yīng)器R-2中存在較低的合成壓力，因此，離開(kāi)這里的反應(yīng)混合物就用設(shè)置在汽提器上游的管27上的泵34送往汽提器4。
參考圖5，下面將描述按照現(xiàn)有技術(shù)的所謂等壓汽提(自汽提)型的尿素生產(chǎn)裝置。
同樣，在這種情況下，在結(jié)構(gòu)或功能方面都與圖1-4所示的上述的討論過(guò)部件相當(dāng)?shù)难b置1的部件都用同一標(biāo)號(hào)表示，并且不進(jìn)一步地描述。
在圖5所示裝置1的合成段2中，和按照自汽提裝置的通用的工藝條件下，所加入的CO2和NH3分別直接送往反應(yīng)器R-1和收集罐38，收集罐38是尿素回收段3的組成部分。
因此，裝置1包括在離心壓縮機(jī)和高壓泵(沒(méi)示出)之間適當(dāng)延伸的管39、40和上述的反應(yīng)器R-1和罐38。
在反應(yīng)段2中，在氨基甲酸酯冷凝器5的下游，還設(shè)置分離器41，用來(lái)分離通過(guò)管42和噴射器43循環(huán)到反應(yīng)器R-1的氨基甲酸酯溶液中不冷凝的包括NH3、CO2和水蒸汽的蒸汽。
離開(kāi)分離器41的蒸汽經(jīng)管44送往中間壓力蒸餾器45(在約18巴壓力下操作)，蒸餾器45直接設(shè)置在汽提器4的下游。
在這種情況下，除了上述中間壓力蒸餾器45、低壓蒸餾器15和真空蒸餾器16、17外，回收段3還包括一蒸餾塔46，它用于從稀氨基甲酸酯溶液和循環(huán)到反應(yīng)器R-1的物料中分離基本上純的氨。
特別是，離開(kāi)蒸餾塔46的底部的稀氨基甲酸酯溶液經(jīng)管47和泵48循環(huán)到氨基甲酸酯冷凝器5，而在塔46頂部的純氨蒸汽在49中冷凝后，經(jīng)管50送往罐38。
因此，氨與加入的新鮮氨經(jīng)泵51、52和安裝在噴射器43上的管53循環(huán)到R-1。
標(biāo)號(hào)54表示泵51下游的另一管的延長(zhǎng)，它用于將足夠的液態(tài)氨加入塔46，用于精餾操作的回流。
在蒸餾塔46進(jìn)行稀氨基甲酸酯溶液的精餾中，通過(guò)冷凝離開(kāi)中壓和低壓蒸餾器45和15的頂部的蒸汽而得到的相應(yīng)冷凝物用55和56表示。
回收段3還包括收集來(lái)自冷凝器56的稀氨基甲酸酯溶液的罐57和將稀氨基甲酸酯溶液加入塔46的泵58。
參考圖5的裝置1，現(xiàn)有描述圖6-8所示的本發(fā)明裝置的一些其它的方案。
參考圖6，裝置1的合成段2包括與反應(yīng)器R-1平行設(shè)置的第二尿素合成反應(yīng)器R-2。
與上述的本發(fā)明在先的方案相似，反應(yīng)器R-1用作主反應(yīng)器，在轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)能力方面起主要作用，而反應(yīng)器R-2用作輔助反應(yīng)器，在尿素轉(zhuǎn)化率和尿素生產(chǎn)方面起次要作用，輔助反應(yīng)器(反應(yīng)器R-2)是執(zhí)行將來(lái)自回收段3的稀氨基甲酸酯溶液轉(zhuǎn)化成尿素的任務(wù)。
裝置1包括適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，在這種具體的情況下，管66用于將來(lái)自泵48和離開(kāi)蒸餾塔46的底部的稀氨基甲酸酯溶液循環(huán)到輔助反應(yīng)器R-2。
輔助反應(yīng)器R-2通過(guò)管59又與進(jìn)行離開(kāi)反應(yīng)器R-1和R-2的反應(yīng)混合物中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的汽提器4連接。
為了控制輔助反應(yīng)器R-2中的NH3/CO2mol比和熱平衡，管44將離開(kāi)氨基甲酸酯冷凝器5的未冷凝的富氨蒸汽加入輔助反應(yīng)器R-2。
在本發(fā)明的這一方案中，通過(guò)另一管60將離開(kāi)輔助反應(yīng)器R-2的頂部的蒸汽加入蒸餾器45。
將輔助反應(yīng)器R-2的底部比主反應(yīng)器R-1的底部相對(duì)于地面支撐在一較高的位置是有利的，這樣簡(jiǎn)化了將來(lái)自分離器41的未冷凝蒸汽加入R-2的操作。
圖6所示的裝置可以是新牌號(hào)的裝置，或是通過(guò)改進(jìn)的先存裝置，例如，圖5所示裝置，用一系列與上述相當(dāng)?shù)牟襟E進(jìn)行改進(jìn)，參考圖2的裝置。
在本發(fā)明的裝置1的另一方案中，如圖7所示，輔助反應(yīng)器R-2設(shè)置在低于或等于主反應(yīng)器R-1的一水平面，而輔助反應(yīng)空間的壓力相對(duì)于存在的主反應(yīng)空間的壓力降低4-8巴。
由于反應(yīng)器R-2中的低合成壓力，從這里離開(kāi)的反應(yīng)混合物就用設(shè)置在反應(yīng)器R-2的上游的管59上的泵61送往汽提器4。
同樣，在這種情況下，當(dāng)輔助反應(yīng)器R-2在以低于主反應(yīng)器R-1的壓力操作時(shí)，就能夠?qū)崿F(xiàn)裝置簡(jiǎn)化，和裝置1的制造(或改造)費(fèi)用就可減少。
在本發(fā)明裝置1的另一方案中，如圖8所示，合成段2包括蒸餾器62，在其中對(duì)通過(guò)管63離開(kāi)反應(yīng)器R-2的反應(yīng)混合物進(jìn)行蒸餾，結(jié)果產(chǎn)生了通過(guò)另一管64循環(huán)到反應(yīng)器R-2的富氨蒸汽物流。
蒸餾器62經(jīng)管65又與中壓蒸餾器45連接，管65用來(lái)將蒸餾反應(yīng)混合物加入中壓蒸餾器45 。
在這個(gè)方案中，也使用管65-用管65的最后一段-將經(jīng)管14來(lái)自汽提器4的反應(yīng)混合物輸送到中壓蒸餾器45。
蒸餾器62允許有利地減少送往汽提器4的液體流率(在R-2中產(chǎn)生的反應(yīng)混合物)，和有利地減少了汽提器4的熱負(fù)荷。
這一特征是特別有利的，但是，希望在改進(jìn)的先存裝置中，汽提器已經(jīng)以滿負(fù)載操作。
權(quán)利要求
1.這種類型的尿素生產(chǎn)方法，包括步驟- 使氨和CO2在第一反應(yīng)空間(R-1)中反應(yīng)，得到包括尿素、氨基甲酸酯和游離氨的水溶液的第一反應(yīng)混合物；- 上述的混合物進(jìn)行水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理，得到包括氨和CO2的氣相物流和包括尿素與殘留的氨基甲酸酯的水溶液的物流；- 上述包括氨和CO2的氣相物流進(jìn)行冷凝，得到第一部分氨基甲酸酯水溶液；- 將上述第一部分氨基甲酸酯水溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)空間(R-1)；- 將包括尿素和殘留氨基甲酸酯水溶液的上述物流加到尿素回收段(3)；- 在回收段(3)中，從尿素中分離上述殘留的氨基甲酸酯，得到第二部分氨基甲酸酯水溶液；其特征在于進(jìn)一步包括步驟- 將在上述回收段中得到的第二部分氨基甲酸酯水溶液循環(huán)到第二反應(yīng)空間(R-2)；- 在上述第二反應(yīng)空間(R-2)中將上述第二部分氨基甲酸酯水溶液轉(zhuǎn)化成尿素，得到包括尿素、氨基甲酸酯和游離氨的水溶液的第二反應(yīng)混合物；- 上述第二反應(yīng)混合物與上述第一反應(yīng)混合物一起進(jìn)行水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離處理。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于包括氨和CO2的氣相上述物流進(jìn)行部分冷凝步驟后，氨和CO2的未冷凝的殘余物流加到上述第二反應(yīng)空間(R-2)。
3.按權(quán)利要求2的方法，其特征在于氨和CO2的上述未冷凝的殘余物流至少部分加到上述第一反應(yīng)空間(R-1)。
4.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于上述第一(R-1)和第二(R-2)反應(yīng)空間保持在140巴和155巴間的壓力，而溫度保持180℃和195℃間。
5.按權(quán)利要求4的方法，其特征在于上述第二反應(yīng)空間(R-2)保持在135巴和150巴間的壓力。
6.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于在第一反應(yīng)空間(R-1)中的NH3/CO2比保持在2.8和3.4之間的一個(gè)值。
7.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于在第二反應(yīng)空間(R-2)中NH3/CO2的比保持在4.2和4.6之間的一個(gè)值。
8.按權(quán)利要求4的方法，其特征在于水溶液中氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的上述處理是在140巴和155巴間的壓力下，利用CO2原料氣作汽提劑進(jìn)行。
9.按權(quán)利要求4的方法，其特征在于氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的上述處理是在140巴和155巴間的壓力下在過(guò)量氨存在下進(jìn)行。
10.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于進(jìn)一步包括將基本上純的氨加到上述第二反應(yīng)空間(R-2)的步驟。
11.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于進(jìn)一步包括將包括氨和CO2的離開(kāi)上述第一反應(yīng)空間(R-1)的氣相物流加到上述第二反應(yīng)空間(R-2)的步驟。
12.按權(quán)利要求1或8的方法，其特征在于進(jìn)一步包括將包括氨和CO2的離開(kāi)上述第二反應(yīng)空間(R-2)的氣相物流加到上述尿素回收段(3)。
13.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟- 上述反應(yīng)混合物進(jìn)行蒸餾，得到包括氨和CO2的氣相第二物流和包括尿素與殘留氨基甲酸酯的水溶液的第二物流；- 將這樣得到的包括氨和CO2的氣相物流循環(huán)到第二反應(yīng)空間(R-2)；- 這樣得到的包括氨和殘留氨基甲酸酯水溶液的物流與第一反應(yīng)混合物一起進(jìn)行氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的上述處理。
14.這種類型的尿素生產(chǎn)方法包括步驟- 氨和CO2在第一反應(yīng)空間(R-1)中反應(yīng)，生成包括尿素、氨基甲酸酯和游離氨的水溶液的第一反應(yīng)物流；- 上述的混合物進(jìn)行水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理，得到包括氨和CO2的氣相物流和包括尿素與殘留的氨基甲酸酯的水溶液的物流；- 包括氨和CO2氣相的上述物流進(jìn)行冷凝，得到第一部分的氨基甲酸酯水溶液；- 將上述第一部分氨基甲酸酯水溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)空間(R-1)；- 將包括尿素和殘留氨基甲酸酯的水溶液物流加到尿素回收段(3)；- 在回收段(3)中從尿素中分離上述殘留的氨基甲酸酯，得到第二部分氨基甲酸酯的水溶液；其特征在于還包括步驟- 將在上述回收段(3)中得到的第二部分氨基甲酸酯水溶液循環(huán)到第二反應(yīng)空間(R-2)；- 在上述第二反應(yīng)空間(R-2)中，上述第二部分氨基甲酸酯水溶液轉(zhuǎn)化成尿素，得到包括尿素、氨基甲酸酯和游離氨的水溶液的第二反應(yīng)混合物；- 上述第二反應(yīng)混合物進(jìn)行蒸餾，得到包括氨和CO2氣相的第二物流和包括尿素與殘留氨基甲酸酯水溶液的第二物流；- 包括氨和CO2的氣相上述第二物流循環(huán)到上述第二反應(yīng)空間(R-2)；- 包括尿素和殘留氨基甲酸酯的水溶液的上述第二物流加到上述尿素回收段(3)。
15.按權(quán)利要求14的方法，其特征在于上述第一(R-1)和第二(R-2)反應(yīng)空間保持在140巴和155巴間的壓力，而溫度保持在180℃和195℃之間。
16.按權(quán)利要求14的方法，其特征在于上述第二反應(yīng)混合物的蒸餾步驟在135巴和155巴之間的壓力下進(jìn)行。
17.按權(quán)利要求14的方法，其特征在于包括，包括氨和CO2的氣相的上述第一物流進(jìn)行部分冷凝的步驟后，氨和CO2氣相的殘留物流加到上述第二反應(yīng)空間(R-2)。
18.按權(quán)利要求14的方法，其特征在于還包括，將包括氨和CO2的離開(kāi)上述第二反應(yīng)空間(R-2)的物流加到上述尿素回收段(3)。
19.尿素生產(chǎn)裝置包括- 第一尿素合成反應(yīng)器(R-1)；- 汽提設(shè)備(4)，用于進(jìn)行離開(kāi)第一反應(yīng)器(R-1)的第一反應(yīng)混合物，存在于上述第一混合物的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 設(shè)備(5)，用于至少部分冷凝離開(kāi)上述汽提器(4)的蒸汽，并將第一氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)器(R-1)；- 與上述第一反應(yīng)器(R-1)平行的第二尿素合成反應(yīng)器(R-2)；- 回收段(3)，用于自第二氨基甲酸酯水溶液中分離在上述第一反應(yīng)器(R-1)和第二反應(yīng)器(R-2)中產(chǎn)生的尿素；- 設(shè)備(9、25、26、47、48、66)，用于將在回收段(3)中得到的第二氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)；- 設(shè)備(27、34、37、59、61)，用于將離開(kāi)上述第二反應(yīng)器(R-2)的第二反應(yīng)混合物加到上述汽提設(shè)備(4)。
20.按權(quán)利要求19的裝置，其特征在于還包括將原料CO2物流加到上述汽提設(shè)備(4)的設(shè)備(10、30a)。
21.按權(quán)利要求19的裝置，其特征在于上述第二反應(yīng)器(R-2)的底部高于上述第一反應(yīng)器(R-1)的底部。
22.按權(quán)利要求19的裝置，其特征在于還包括將來(lái)自上述汽提設(shè)備(4)的未冷凝的蒸氣循環(huán)到上述第一反應(yīng)器(R-1)和/或第二反應(yīng)器(R-2)的設(shè)備(28a、28b、44)。
23.按權(quán)利要求19的設(shè)備，其特征在于還包括用于冷凝離開(kāi)上述第一反應(yīng)器(R-1)和/或第二反應(yīng)器(R-2)的頂部的蒸汽并將這樣得到的溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)的設(shè)備(8、26)。
24.按權(quán)利要求19的裝置，其特征在于還包括至少一管件(33)，用于將離開(kāi)上述第一反應(yīng)器(R-1)的蒸汽循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
25.按權(quán)利要求19的裝置，其特征在于還包括至少一管件(60)，用于將離開(kāi)上述第二反應(yīng)器(R-2)的頂部的蒸汽加到上述尿素回收段(3)。
26.尿素生產(chǎn)裝置包括- 第一尿素合成反應(yīng)器(R-1)；- 汽提設(shè)備(4)，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第一反應(yīng)器(R-1)的第一反應(yīng)混合物，存在于其中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 設(shè)備(5)，用于至少部分冷凝離開(kāi)上述汽提設(shè)備(4)的蒸汽，并將第一氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第一反應(yīng)器(R-1)；- 第二尿素合成反應(yīng)器(R-2)，與上述第一反應(yīng)器(R-1)平行；- 回收段(3)，用于自第二氨基甲酸酯水溶液中分離在上述第一(R-1)和第二(R-2)反應(yīng)器中產(chǎn)生的尿素；- 設(shè)備(9、25、26、47、48、66)，用于將回收段(3)中得到的第二氨基甲酸酯溶溶循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)；- 設(shè)備(35、62)，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第二反應(yīng)器(R-2)的第二反應(yīng)混合物的蒸餾，得到包括氨和CO2的氣相物流和部分純化過(guò)的反應(yīng)混合物；- 設(shè)備(36、64)用于將包括氨和CO2的氣相的上述物流循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
27.按權(quán)利要求26的裝置，其特征在于還包括設(shè)備(65)，用于將離開(kāi)上述蒸餾設(shè)備(62)的部分純化過(guò)的反應(yīng)混合物加到尿素回收段(3)。
28.按權(quán)利要求26的裝置，其特征在于還包括設(shè)備(37)，用于將離開(kāi)上述蒸餾設(shè)備(35)的部分純化過(guò)的反應(yīng)混合物加到上述汽提設(shè)備(4)。
29.按權(quán)利要求26的裝置，其特征在于還包括設(shè)備(44)，用于將離開(kāi)上述汽提設(shè)備(4)的未冷凝蒸汽循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
30.按權(quán)利要求26的裝置，其特征在于還包括設(shè)備(28b)，用于將離開(kāi)上述汽提設(shè)備(4)的未冷凝蒸汽循環(huán)到上述蒸餾設(shè)備(35)。
31.按權(quán)利要求26的裝置，其特征在于還包括管件(60)，用于將離開(kāi)上述第二反應(yīng)器(R-2)的頂部的蒸汽加到上述尿素回收段(3)。
32.按權(quán)利要求26的裝置，其特征在于還包括設(shè)備(8)，用于冷凝離開(kāi)上述第一(R-1)和/或第二(R-2)反應(yīng)器的頂部的蒸汽，并將這樣得到的溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
33.用于改進(jìn)這種類型尿素生產(chǎn)裝置的方法，所述方法包括- 尿素合成反應(yīng)器(R-1)；- 汽提設(shè)備(4)，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第一反應(yīng)器(R-1)的第-反應(yīng)混合物，存在于其中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 設(shè)備(5)，用于至少部分冷凝離開(kāi)上述汽提設(shè)備(4)的蒸汽和將第一氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述反應(yīng)器(R-1)；- 回收段(3)，用于自第二氨基甲酸酯水溶液中分離在上述反應(yīng)器(R-1)中產(chǎn)生的尿素；其特征在于還包括步驟- 在上述汽提設(shè)備(4)的上游，設(shè)置第二尿素合成反應(yīng)器(R-2)；- 連接上述第二反應(yīng)器(R-2)與上述汽提設(shè)備(4)；- 設(shè)置設(shè)備(9、25、26、47、48、66)，用于將在回收段(3)中得到的第二氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
34.按權(quán)利要求33的方法，其特征在于設(shè)置的上述第二反應(yīng)器(R-2)的底部高于第一反應(yīng)器(R-1)的底部。
35.按權(quán)利要求33的方法，其特征在于包括設(shè)置設(shè)備(28a、28b、44)的步驟，這些設(shè)備用于將來(lái)自汽提設(shè)備(4)的未冷凝蒸汽循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
36.按權(quán)利要求33的方法，其特征在于還包括設(shè)置設(shè)備(8、26)的步驟，用于冷凝離開(kāi)上述第一(R-1)和/或第二(R-2)反應(yīng)器頂部的蒸汽和并將這樣得到的溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
37.按權(quán)利要求33的方法，其特征在于還包括設(shè)置管件(33)的步驟，管件(33)用于將離開(kāi)上述第一反應(yīng)器(R-1)頂部的蒸汽循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
38.按權(quán)利要求33的方法，其特征在于還包括設(shè)置管件(60)的步驟，管件(60)用于將離開(kāi)上述第二反應(yīng)器(R-2)頂部的蒸汽加到上述尿素回收段(3)。
39.按權(quán)利要求33的方法，其特征在于還包括步驟- 連接上述第二反應(yīng)器(R-2)和蒸餾設(shè)備(35)，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第二反應(yīng)器(R-2)的第二反應(yīng)混合物，存在于其中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 設(shè)置設(shè)備(36)，用于將離開(kāi)上述蒸餾設(shè)備的蒸汽循環(huán)到上述反應(yīng)器(R-2)；- 連接上述蒸餾設(shè)備(35)與上述汽提設(shè)備(4)。
40.這種類型的尿素生產(chǎn)裝置的改進(jìn)方法包括- 尿素合成反應(yīng)器(R-1)；- 汽提設(shè)備(4)，用于進(jìn)行離開(kāi)上述反應(yīng)器(R-1)的第一反應(yīng)混合物，存在于其中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 裝置(5)，用于至少部分冷凝離開(kāi)汽提設(shè)備(4)的蒸汽，和將第一氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述反應(yīng)器(R-1)；- 回收段(3)，用于自第二氨基甲酸酯水溶液中分離在上述反應(yīng)器(R-1)中產(chǎn)生的尿素；其特征在于包括步驟- 在汽提設(shè)備(4)的上游設(shè)置第二尿素合成反應(yīng)器(R-2)；-設(shè)置設(shè)備(47、48、66)，用于將在回收段(3)中得到的第二氨基甲酸酯溶液循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)；- 連接上述第二反應(yīng)器(R-2)與蒸餾設(shè)備(62)，用于進(jìn)行離開(kāi)上述第二反應(yīng)器(R-2)的上述第二反應(yīng)物，存在于其中的水溶液中的氨基甲酸酯的部分分解和游離氨的部分分離的處理；- 設(shè)置設(shè)備(64)，用于將離開(kāi)上述蒸餾設(shè)備(62)的蒸汽循環(huán)到上述反應(yīng)器(R-2)；- 連接上述蒸餾設(shè)備(62)與上述尿素回收段(3)。
41.按權(quán)利要求40的方法，其特征在于還包括設(shè)置設(shè)備(44)的步驟，用于將離開(kāi)汽提設(shè)備(4)的蒸汽循環(huán)到上述第二反應(yīng)器(R-2)。
42.按權(quán)利要求40的方法，其特征在于還包括設(shè)置管件(60)的步驟，用于將離開(kāi)上述反應(yīng)器(R-2)的頂部的蒸汽加到上述尿素回收到段(3)。
全文摘要
在尿素的生產(chǎn)方法中,基本上純的氨和二氧化碳在主反應(yīng)空間(R－1)中反應(yīng),從主反應(yīng)空間離開(kāi)的反應(yīng)混合物進(jìn)行汽提,得到部分純化的混合物送往尿素回收段(3)。從段(3)得到的稀氨基甲酸酯溶液循環(huán)到輔助反應(yīng)空間(R－2),在輔助反應(yīng)空間(R－2)中將殘留的氨基甲酸酯轉(zhuǎn)化成尿素。這種方法達(dá)到高平均轉(zhuǎn)化率,并降低了能耗。
文檔編號(hào)B01D1/00GK1173171SQ95197460
公開(kāi)日1998年2月11日 申請(qǐng)日期1995年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月23日
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