[其他]制造尿素的方法和裝置的改進

無效

• 申請號: 88102855
• 申請日: 1988-05-14
• 公開（公告）號: CN88102855A
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發明（設計）人: 安伯托·扎迪;喬爾喬·帕加尼
• 申請（專利權）人: 阿莫尼·卡薩爾公司
• 主分類號: C05C9/00
• 分類號: C05C9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 孫令華

本發明涉及制造尿素的方法和裝置的改進，利用所述方法和裝置可使氨與二氧化碳轉化并可用原料CO₂汽提離開反應器的尿素溶液。

這種方法和裝置之所以被廣泛采用和獲得明顯成功，除了具有簡單的CO₂汽提段這一個原因外，還由于它具有：

-較低的合成壓力（例如，140巴左右）;

-在一般與合成壓力相同的壓力下操作的汽提塔中，可直接得到高純度的尿素溶液;

-數目有限的用于精制溶液的下游段（例如：3.5～4巴下的段、1巴下的閃蒸段、真空段和成粒段）。

即使具有這些不能否認的優點，上述的系統也不是沒有缺點的，特別是生產用蒸汽的消耗量確實是不低的（例如900公斤/噸），由于能源費用的增長（例如由于原油危機），這樣大的蒸汽耗量已成為現有裝置連續操作的障礙。為了提高方法的效率，人們曾進行過許多（而且有的是卓越的）嘗試，但迄今幾乎所有這些嘗試都沒有取得具體的結果，特別是并沒有能明顯地降低能耗。

而且，由于反應器中NH₃/CO₂之比值低，因此反應器出口轉化率低，從而使進一步發展變得更加困難。

本發明的目的在于改進上述制造尿素的系統，以使蒸汽耗量大大降低，特別是使現有裝置的現代化簡易可行。

現在通過增設至少一個段，就可出人意外地達到這個目的和其它目的。可選用來增設的段有：基本上使用回收熱的、最好是雙效的中壓蒸餾段，和設在現有汽提塔上游的預蒸餾段。

下面通過對圖的描述和通過附表，對本發明的各個方面和優點作了說明。

先有技術：用CO₂汽提的方法

圖1表示傳統方法的簡化流程圖。R表示反應器。從管線1來的NH₃，通過噴射器、冷凝器C1和管線10進入反應器;從管線2來的CO₂，通過汽提塔ST、冷凝器C1和管線9進入反應器。離開反應器R的尿素溶液，在重力的作用下經管線3流入汽提塔ST。在這里大量的甲氨酸酯和游離NH₃被從管線2來的原料CO₂汽提，并經管線4循環到反應器，在膜式甲氨酸酯冷凝器C1中部分冷凝之后，產生例如絕對壓力為4.5巴的蒸汽。

使循環的甲氨酸酯（8）與由反應器本身底部取出的一部分溶液（30），一道通過噴射器E、冷凝器C1送入反應器R。

驅動劑（driving agent）為原料NH₃（1）。將離開反應器R頂部的剩余蒸汽（7）送入洗滌塔HP（V.C.S），在這里被返回的甲氨酸酯溶液（20）洗滌，然后送入技術上熟知的回收段（圖中未繪出）。

離開汽提塔ST的溶液直接流入在例如約3.5巴的壓力下操作的段L.P.，在D1中在例如4.5巴下用蒸汽蒸餾，接著流入在1巴下的閃蒸罐SB，然后由此送入真空蒸餾塔D2和D3。蒸餾塔D1、D2和D3分別與分離器S1、S2和S3相連。離開S3的尿素溶液被送到結晶段（技術上是已知的），而蒸汽在真空段VS中冷凝。由罐SB出來的蒸汽也流到真空段VS。

按常規，生成的水從21排出，而含NH₃和CO₂的溶液則通過19被循環到段LF。

汽提塔ST和第二真空蒸餾塔D₃都使用20巴的蒸汽，而其它裝置則使用4.5巴的回收蒸汽。

NH₃回收段和真空段均是傳統型的，這里就不對其作說明了。

本方法的典型操作條件為：

-反應器中NH₃/CO₂之摩爾比：2.8;

-反應器中H₂O/CO₂之摩爾比：0.4;

-反應器收率：57%;

-反應器出口溫度：183～185℃;

-反應器壓力：141巴;

-20巴蒸汽耗量：1000公斤/噸;

-4.5巴輸出回收蒸汽量：350公斤/噸。

關于傳統方法的數據見表1。

傳統方法的改進

業已發現，通過增設這樣的中壓（＝20巴）段可使過程能得到初步改進，在該中壓段中，蒸餾所需的熱量由回收的熱/蒸汽提供，而所得的蒸汽則在第一真空蒸餾塔中冷凝，因此可供給蒸餾所需的大部分熱量。通過直接使甲氨酸酯冷凝，或用至少6巴的蒸汽，以取得蒸餾所需要的熱量。