[其他]濃縮尿素溶液的方法

無效

• 申請號: 88102271
• 申請日: 1988-04-14
• 公開（公告）號: CN88102271A
• 公開（公告）日: 1988-11-02
• 發明（設計）人: 基斯·喬克爾斯
• 申請（專利權）人: 斯塔米卡本公司
• 主分類號: C07C126/02
• 分類號: C07C126/02;C07C126/08
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊松堅

本發明涉及將水分由尿素溶液蒸發而濃縮尿素溶液的方法。

由二氧化碳和過量氨制備尿素時，在合成反應段首先生成含氨基甲酸鹽和游離氨的尿素合成溶液。氨基甲酸鹽分解成氨和二氧化碳，并且分解產物的溶液中的一部分氨和水，經過幾個階段由溶液中分離出去。結果生成一種尿素水溶液，其中含有約70-75重量份的尿素，而其中仍存在氨和二氧化碳。而這種溶液不適于作肥料及生產樹脂之用。按一般方法，必須首先經處理生成固態尿素，在該過程中，約25-30重量份的水和剩存的氨和二氧化碳至少經蒸發而使其大部分被除去，或將尿素由溶液中結晶，并將晶體熔化，由此所得的尿素熔化物再轉化成粒狀物。由于尿素溶液暴露于高溫會導致尿素分解及縮二脲的生成，而該縮二脲在尿素應用作肥料及生產樹脂時都是不希望產生的，因此一般將尿素溶液在減壓下蒸發，以避免過高的蒸發溫度。此外，從經濟方面出發，蒸發過程經常是分二步或多步進行，其中第一步驟或其它步驟中，在稍低減壓下將大部分水分除去，由此在接著進行的最后一步蒸發過程中，可在相當低壓力下進行，直到制得尿素熔物，它基本上不含水分，并且含水是少于0.5重量份。然而，也可以將由第一蒸發步驟所得的溶液（其中一般含90-97%重量份尿素），例如直接送入成顆粒過程而無需進一步濃縮。

實際的蒸發操作中，將欲濃縮的溶液通過一豎直管道組，而蒸發所需的熱量是通過將低壓蒸汽在圍繞管道的外殼中冷凝而獲得的。

已經有人提出過，可以利用由氣體和液體工藝料流產生的熱量，該料流是由合成尿素中的濃縮尿素溶液所得到的，例如可參見非早期公開的荷蘭專申請8602770號。在該專利申請中述及一種尿素合成方法，其中在合成區段中，在125-350巴壓力下，首先生成尿素溶液，在該溶液中除含有尿素和水外，還含有氨基甲酸鹽和游離氨。尿素合成溶液經多步分解階段處理過程，其中包括在合成壓力或較合成壓力為低的壓力下進行的第一步處理，和在4-40巴壓力下進行的第二步處理，借此以分解氨基甲酸鹽，并從溶液中將分解產物與游離氨和一定數量的水分一起除去。然后，剩余的溶液通過二步尿素溶液蒸發過程來濃縮。在第一蒸發階段中所需的熱量是通過氣體混合物的冷凝而取得的，該氣體混合物來自在4-40巴壓力下的第二分解階段。所述氣體混合物是通過將經提取的尿素合成溶液經膨脹，隨后將膨脹的反應混合物與由第一分解階段的氣體混合物進行熱交換而生成的，而后者冷凝生成氨基甲酸鹽。如果冷凝過程中所釋放的熱量不足于滿足此蒸發價段所需的熱量需求，則需由另外的低壓蒸發的冷凝來提供額外的熱量。

在下述說明中所用的蒸發階段應理解為一種濃縮階段，其中由尿素合成中所得到的尿素溶液被濃縮，使其尿素含量高達約97%（重量）。

已經發現當第二次氨基甲酸鹽分解階段在4-40巴壓力下操作時是在一定恒定的壓力下，以及當經膨脹至該壓力的經提取的尿素合成溶液和在第一冷凝區內冷凝成氨基甲酸鹽的氣體混合物之間進行熱交換時，是在給定的加熱表面下進行時，則由該階段排放的含尿素溶液具有恒定的組成。該組成在實際上與存在于尿素合成溶液中的氨基甲酸鹽在提取區之中的提取程度無關。因此，加入到提取區中的含尿素溶液的熱量，和加入到第一冷凝區中熱交換器的熱量的總量保持恒定。由于在兩種情況下的蒸發熱幾乎相同，這也意味著在提取區中所生成的分解氣體的量，和在第一冷凝區中由于供熱而分解氣體量的總量也是恒定的。由于在提取區中所得的氣流是在第一冷凝區中被冷凝，并且在第一冷凝區的熱交換過程中所得氣流是在蒸發階段中冷凝，因而供入提取區中的熱量就決定了加入蒸發階段的氣流量。因此，藉助加入到提取區的蒸汽壓力的變化，來控制加入蒸發階段的氣流量是可能的。

為了保證尿素生產不受干擾，并制得良好的最終產物，就需要使得從蒸發階段所排放的尿素溶液的溫度和濃度能保持恒定，如濃度為95%（重量），溫度為130℃。在生產尿素時，尤其是對所產生的尿素溶液進行蒸發時，有許多因素可影響其濃度和溫度，例如回流到欲濃縮溶液的固體物或尿素溶液，或者是所用真空度的波動等因素。而在蒸發階段中尿素溶液濃度和/或溫度的波動，一般可通過調整供入此蒸發階段的熱量而得到調正。