尿素制备设备制造技术

公开了用于尿素制备的设备。该设备包括用于合成和回收、用于蒸发和冷凝、用于尿素精整和用于尘土洗涤的常规部分。根据本发明专利技术，引入来自于且通往尘土洗涤部的附加蒸发和冷凝回路。该回路引起设备的更加有利的能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】公开了用于尿素制备的设备。该设备包括用于合成和回收、用于蒸发和冷凝、用于尿素精整和用于尘土洗涤的常规部分。根据本专利技术，引入来自于且通往尘土洗涤部的附加蒸发和冷凝回路。该回路引起设备的更加有利的能量消耗。【专利说明】尿素制备设备
本专利技术属于尿素制备领域，且具体涉及固体尿素颗粒的制备（尿素精整 (finishing))。本专利技术具体涉及在这样的工序中降低能量消耗。本专利技术还涉及尿素制备设 备以及改造现有的尿素制备设备。
技术介绍
尿素通常由氨和二氧化碳制备而来。其可以通过在12?40MPa的压力和150°C? 250°C的温度下将过量的氨连同二氧化碳引入到尿素合成区中而制备。由此而来的尿素形 成可以以两个连续反应步骤的形式而最佳地呈现，在第一步骤中，氨基甲酸铵根据放热反 应2NH3+C02 -H2N-CO-ONH4而形成，之后，所形成的氨基甲酸铵在第二步骤中根据吸热平 衡反应H2N-CO-ONH4GH2N-CO-NH2+H2O脱水得到尿素。 这些反应进行的程度除其他以外根据所使用的温度和过量氨而不同。在尿素合成 溶液中得到的反应产物基本上由尿素、水、游离氨和氨基甲酸铵构成。将氨基甲酸铵和氨从 溶液中移除且通常返回到尿素合成区。 除尿素合成区中的上述溶液之外，还形成气体混合物，其由未转化的氨和二氧化 碳连同惰性气体构成，即所谓的反应器废气。尿素合成部可以包括用于形成氨基甲酸铵和 尿素的单独区域。这些区域也可以组合在单个装置中。 本专利技术的背景是包括以下部分的尿素制备设备：(A)合成和再循环（回收）部；所 部部分与蒸发部（B)流体连通，所述蒸发部与精整部（C)流体连通；所述精整部（C)具有通 往尘土洗涤部（D)的气流管线；并且其中蒸发部（B)还包括通往冷凝部（E)的气流管线。 所述冷凝部（E)与工序冷凝物处理部（F)流体连通。传统的设置示于图1。 从合成和回收部（A)，得到溶液（3)，主要由尿素和水构成，然而被较小余量的氨 基甲酸铵和较小余量的过量氨所污染。该溶液（3)的典型组成为60?85wt%的尿素、 0· 1?2. 5wt%的氨基甲酸铵、0· 1?2. 5wt%的氨。 在蒸发部（B)中，所述溶液（3)分成（液态）浓缩尿素熔体（4)和气流（11)。通 常而言，该部分中尿素熔体浓缩成〇. 2?5. 0重量％的最终含水量。蒸发部在真空条件下 工作。其可以包括一个或更多个串联的蒸发器。蒸发供应流（3)中存在的少量残余氨基甲 酸铵在这些蒸发器中分解为NH3和CO2。在这些真空条件下，这些NH3和CO2随后主要转移 到气流（11)中。同时，蒸发供应流（3)中存在的少量的过量氨在该真空条件下蒸发并转移 至IJ气流（11)。 精整部（C)可以是制粒塔或造粒部。造粒部可以是流化床-造粒、或转鼓造粒或 圆盘造粒、或任何其他相似且已知的造粒装置。该精整部的主要功能是将尿素熔体（4)转 移到固化颗粒流（5)中。这些固化颗粒，通常称为"球粒（prills)"或"颗粒（granules)"， 是尿素设备的主要产物流。在任何情况下，为将尿素从液相转移到固相，必须去除结晶热。 而且，通常从固化尿素颗粒中去除一些额外的热量，以使它们冷却至适合于该最终产物的 安全且舒适的储存和运输的温度。从而精整部中的热量总移除通常以两种方式进行：（i) 通过水的蒸发，水作为尿素熔体的一部分进入精整部，或者在精整工序中作为液态水喷洒 在合适的地方；（ii)通过用空气进行冷却。通常大部分结晶/冷却热通过用空气冷却而去 除。将冷却空气经由（6)供应至精整部；因冷却空气的性质，其被加热并经由（7)离开精整 部。通常施加等于相对于每kg最终固化产物为3?30kg空气的空气量。 在精整部（C)中，空气与尿素熔体以及固化尿素颗粒直接接触。这无意中导致空 气被一些尿素尘土所污染。根据精整部（制粒/造粒，造粒类型，造粒中选择的条件）的性 质，空气中存在的尘土的量可以广泛地变动，已经观察到〇. 05%?10% (相对于最终产物 流）范围内的值。或出于环境考虑或出于经济考虑，在空气能够被排回到大气中之前，空气 流（7)中尘土的存在通常使得需要尘土去除系统（D)。 在尘土洗涤部（D)中，尘土洗涤通常使用循环尿素溶液作为洗涤剂而进行。除此 以外，通常也应用新鲜水洗涤。经由（7)进入的空气，因其在精整部（C)中冷却空气的性质， 是热的。因而，相当量的水在尘土洗涤部D中蒸发。水的损耗通过经由（10)供应的新鲜水 而得到补偿。用于该目的的水（10)应当不含任何挥发性成分（例如NH3和CO2),因为尘土 洗涤部D中的任何挥发性成分会转移到空气中，从而引起返回到大气中的空气流（8)的污 染。这样的污染从环境角度来看是不期望的。 在尘土洗涤部D中，得到尿素溶液（9)的清洗流。该清洗流（9)通常具有10? 60wt%的尿素浓度。为对存在于该清洗流中的尿素进行再处理，清洗流（9)返回到蒸发部 (B)，在蒸发部中其进一步浓缩并再循环到精整部（C)。经清洁的空气从尘土洗涤经由（8) 排出到大气中。 将源自蒸发部（B)且通常被低量的册13和0)2所污染的水蒸气流（11)运送至冷凝 部（E)。根据蒸发部的构造，其可以处于单气流的形式，或作为多重气流。在任何情况下，气 流11在部分E中使用已知的真空冷凝技术冷凝，已知的真空冷凝技术通常是冷却水冷却的 壳管式热交换器以及蒸汽驱动的真空喷射器的组合。对于这些真空喷射器，需要蒸汽（流 SI)。冷凝的气流作为水溶液（12)从冷凝部去除。 将水溶液（12)弓丨入到工序冷凝物处理部（F)。来自于冷凝部的水溶液（12)主要 包含水，然而该水被源自气流（11)的册13和〇) 2所污染。同时，在实际操作中，由于尿素在 蒸发部（B)中夹带到气相中，水溶液（12)包含一些尿素。因为这些污染物的存在，出于环 境和/或经济原因，水在可从工序中排出之前须进行处理。通常这样的工序冷凝物处理部 F包含深度水解部和汽提部,在该深度水解部中，任何存在的尿素转化为NH3和CO2，该汽提 部用来从水中去除册13和0)2。深度水解以及汽提操作均需要有用的蒸汽。该蒸汽在图1中 由（S2)表示。在本领域中，对于使该目的所需的蒸汽量最小化存在持续的需求。对于使部 分（F)中待处理的水量最小化也存在持续的需求，因为较低量的待处理水会使得该部分中 所需的仪器的尺寸最小化，从而使得该工序冷凝物处理部所需的投资成本最小化。 从废水中去除的NH3和CO2经管线（13)再循环至部分A。该再循环流（13)可以 为液态或气态，但是在任何情况下，通常也包含一些水。经清洁的水经由（14)离开工序冷 凝物处理部。该经清洁的水可以是待在尘土洗涤部（D)中施用的非常好的水源。在该情况 下，部分（F)中产生的水量通常多于部分（D)中所需的水量，使得保留一些纯化水的清洗流 。
技术实现思路
为更好地满足一个或更多个上述需求，在一个方面，本专利技术提供尿素制备设备，其 包括合成和回收部（A);所述部分与蒸发部（B)流体连通，所述蒸发部与精整部（C)流体连 通并具有通往冷凝部（E)的气流管线；所述精整部（C)具有通往尘土洗涤部（D)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尿素制备设备，包括合成和回收部(A)；所述合成和回收部与蒸发部(B)流体连通，所述蒸发部与精整部(C)流体连通并具有通往冷凝部(E)的气流管线；所述精整部(C)具有通往尘土洗涤部(D)的气流管线；其中所述设备包括设置于所述尘土洗涤部(D)的下游的附加蒸发部(G)，且其中所述附加蒸发部(G)与所述精整部(C)流体连通；其中所述附加蒸发部(G)具有通往附加冷凝部(H)的气流管线，且其中所述附加冷凝部(H)与所述尘土洗涤部(D)流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·门嫩，J·H·梅森，
申请(专利权)人：斯塔米卡邦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL