使用多个蒸发器的尿素生产制造技术

本公开涉及一种使用蒸发段中的第一蒸发器和下游第二蒸发器、精制段和用于处理该精制段的废气的洗涤器的尿素生产方法。来自该第二蒸发器的冷凝器的冷凝物被供应到该洗涤器。蒸发器的冷凝器的冷凝物被供应到该洗涤器。蒸发器的冷凝器的冷凝物被供应到该洗涤器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多个蒸发器的尿素生产


[0001]本专利技术涉及尿素的生产。特别地，本专利技术涉及尿素连同尿素熔体精制成固体尿素产物的生产。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及一种尿素生产方法和装置，包括合成段、回收段、蒸发段和精制段。本专利技术的方法和装置的合成段是高压合成段，用于在尿素形成条件下使NH3和CO2反应以得到包含尿素、水、氨和氨基甲酸铵的尿素合成溶液。在该尿素形成反应中，每摩尔尿素形成一摩尔水。为了生产固体尿素，需要去除这种水。该回收段具有尿素合成溶液的入口和尿素溶液的出口。在该回收段中，氨和氨基甲酸铵至少部分地从尿素溶液中被去除。氨基甲酸酯溶液从该回收段再循环到该合成段，以再循环NH3和CO2进料。该再循环溶液优选地具有较低的相对含水量，因为水不利于尿素产量。
[0003]该蒸发段具有尿素溶液的入口和尿素熔体的出口。
[0004]该精制段具有尿素熔体的入口和固体尿素产物和废气的出口。该精制段适于固化尿素。该固体尿素产物包括尿素和任选的其它诸如铵盐的固体组分。在本专利技术中，该精制段是例如造粒塔、制粒机或制锭单元。该制粒机是例如流化床或喷动床制粒机。如本专利技术中任选使用的造粒塔包括例如布置在该造粒塔顶部的尿素熔体的喷雾喷嘴。在运行中，喷射的尿素液滴在它们下落过程中固化。该造粒塔是例如强制通风、诱导通风或自然通风造粒塔。如本专利技术中任选使用的制锭单元是例如设备。该任选的制锭单元包括例如布置在钢带冷却器上方的用于沉积尿素熔体液滴的液滴沉积器。
[0005]来自本专利技术的精制段的废气包括空气、尿素粉尘和NH3。该废气被送至洗涤器，在洗涤器中用洗涤液体处理废气以得到清洁的废气和用过的洗涤液体。
[0006]本专利技术中所使用的蒸发段包括第一蒸发器和其下游(用于尿素溶液)的第二蒸发器。该第二蒸发器优选地在比该第一蒸发器更低的压力下运行，例如优选地至少低10kPa。该第一和第二蒸发器每个都是热交换器，优选地每个都是使用例如蒸汽作为加热流体的壳管式热交换器。优选地，尿素溶液在管中供应并且在壳中加热流体。该第一和第二蒸发器在工艺侧均在小于100kPa(1.0bar)或小于50kPa(0.5bar)的绝对压力下运行。
[0007]在一些实施方案中，本专利技术的第一蒸发器在工艺侧(用于尿素溶液))在10kPa至80kPa(0.1至0.8bar)，例如15kPa至50kPa的绝对压力下运行。在一些实施方案中，该第二下游蒸发器在1.0kPa至20kPa，例如1.0kPa至10kPa(用于尿素溶液)的绝对压力下运行。优选地，在这些低压下，来自第二蒸发器的尿素熔体包括小于2.0重量％的水分，诸如小于0.1重量％的水分。这种具有低水分的尿素熔体在本专利技术中例如用于其中精制段是造粒塔或制粒机的优选实施方案。
[0008]优选地，在本专利技术中第一蒸发器中的绝对压力是第二蒸发器中的绝对压力的至少2倍。
[0009]由于蒸发而获得的水蒸气将不可避免地包括残留的氨和二氧化碳，以及可能夹带
的尿素。期望此类残留的反应物和夹带的尿素不会被浪费。此外，期望能够将净化水用作尿素装置的蒸汽回路中的公用事业，和/或用作尿素装置精制段的洗涤器的洗涤液。因此，从蒸发中获得的蒸气冷凝物(作为工艺冷凝物)被送至废水处理段(也称为水净化段)。其中氨和二氧化碳被去除并再循环到尿素合成。这包含从在废水处理段中有效地水解的夹带的尿素获得的氨和二氧化碳。
[0010]图1示出了非根据本专利技术的参考尿素生产方法。该尿素装置的蒸发段(EV)至少包括第一蒸发器(EV1)，该第一蒸发器具有第一尿素溶液(U1)的入口、浓缩尿素溶液(U2))的出口，和第一蒸气(V1)的出口。该蒸气出口连接到使用冷却水(cw)的第一冷凝器(C1)。该第一冷凝器(C1)具有连接到废水处理段(WWT)的冷凝物(PC1)的出口，以及通常连接到喷射器(Ej1)的保持真空的蒸气(V3)的出口。该蒸发段进一步包括下游第二蒸发器(EV2)。该第二蒸发器具有尿素熔体(UM)的出口、该浓缩尿素溶液(U2)的入口，和连接到第二冷凝器(C2)的蒸气出口(C2)。第二冷凝器(C2)使用冷却水。第二冷凝器具有连接到第二喷射器(Ej2)以保持真空(两个喷射器可以组合)的(第四)蒸气(V4)的出口。第二冷凝器(C2)还具有连接到废水处理段(WWT)的冷凝物(PC2)的出口。
[0011]具有这种包括串联的两个蒸发器的蒸发段的示例尿素装置和示例精制段在Ullmann的工业化学百科全书、尿素一章(2010)(Ullmann
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s Encyclopedia of Industrial Chemistry，chapter Urea(2010))中有描述。该文档说明自汽提工艺，第一蒸发加热器和第二蒸发加热器都具有连接到冷凝器的蒸气出口。该冷凝器具有连接到废水处理段的出口。
[0012]一贯地来自蒸发段的冷凝物含有尿素和氨。例如，由尿素装置的蒸发段产生的工艺冷凝物含有3重量％至8重量％的氨和0.2重量％至2重量％的尿素，并且通常还包含CO2。
[0013]通常，来自蒸发段的冷凝物在废水处理(WWT)(也称为工艺冷凝物处理段)中进行处理，例如使用水解器和解吸器。该解吸器例如基于蒸汽汽提。在WWT段的示例中，水解器被用于使用170℃至230℃的蒸汽水解尿素，并且解吸器是基于在1bar至5bar下的蒸汽汽提。WWT段的运行非常消耗能量。
[0014]US2015/0133690讨论了尿素装置的工艺冷凝物处理需要有价值的蒸汽，即是能量密集型的，并且期望最大程度地减少该段中使用的蒸汽量。
[0015]2018年3至4月的肥料聚焦中H.van der Zande，
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零废料尿素生产(Zero waste urea production)
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，Fertilizer Focus Mar
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Apr 2018示意性地示出了具有尿素熔体装置的尿素装置，该尿素熔体装置具有连接到制粒装置的出口，该制粒装置具有连接到使用酸性溶液的洗涤器的、气体的出口。该尿素熔融体装置具有连接到WWT的废水出口。该WWT包括水解器和解吸器。该水解器使用与蒸汽的逆流接触，该解吸器使用蒸汽汽提。该来自WWT的蒸气在氨基甲酸酯冷凝器中冷凝，所得液体流被送至再循环。

技术实现思路

[0016]本专利技术在第一方面中涉及一种尿素生产方法，该尿素生产方法包括：在蒸发段的第一蒸发器中浓缩尿素溶液，以得到浓缩尿素溶液和第一蒸气；在该蒸发段的第二蒸发器中进一步浓缩该来自该第一蒸发器的浓缩尿素溶液，以得到尿素熔体和第二蒸气；在精制加段中固化该尿素熔体，从而得到固体尿素产物和废气；在洗涤器中洗涤该废气；在第一冷凝器中冷凝该第一蒸气以得到第一冷凝物；在第二冷凝器中冷凝该第二蒸气以得到第二冷
凝物；将该第一冷凝物供应到废水处理(WWT)段；以及将该第二冷凝物供应到该洗涤器。该第一冷凝物和第二冷凝物彼此分开输送。尤其地，该第一冷凝物和第二冷凝物未被混合。该第一冷凝物和第二冷凝物尤其地是单独的液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种尿素生产方法，所述方法包括：a)浓缩蒸发段的第一蒸发器中的尿素溶液，得到浓缩尿素溶液和第一蒸气，b)在所述蒸发段的第二蒸发器中进一步浓缩来自所述第一蒸发器的所述浓缩尿素溶液，以得到尿素熔体和第二蒸气，c)在精制段中固化所述尿素熔体，从而得到固体尿素产物和废气，d)在洗涤器中洗涤所述废气，e)在第一冷凝器中冷凝所述第一蒸气以得到第一冷凝物，f)在第二冷凝器中冷凝所述第二蒸气以得到第二冷凝物，g)将所述第一冷凝物供应到废水处理段，以及h)将所述第二冷凝物单独供应到所述洗涤器。2.根据权利要求1所述的尿素生产方法，其中所述第二冷凝物用作所述洗涤器中的洗涤液体，其中所述洗涤器附加地使用酸性洗涤液体。3.根据权利要求1或2所述的尿素生产方法，其中所述废水处理段包括水解器和解吸器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的尿素生产方法，其中所述精制段是造粒塔。5.根据权利要求1至4中任一项所述的尿素生产方法，其中所述精制段是制粒机。6.根据权利要求1至5中任一项所述的尿素生产方法，其中来自所述第二蒸发器的所述尿素熔体包括少于0.1重量％的水分。7.根据权利要求1至6中任一项所述的尿素生产方法，其中所述洗涤得到清洁的废气和包含尿素的用过的洗涤液体，其中所述方法进一步包括将所述用过的洗涤液体供应到所述第二蒸发段。8.根据权利要求1至7中任一项所述的尿素生产方法，其中所述用过的洗涤液体被添加到所述第一蒸发器下游的所述浓缩尿素溶液中。9.根据权利要求1至8中任一项所述的尿素生产方法，其中所述第二蒸发器在130℃
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140℃下和在小于15kPa的压力下运行，并且其中所述第一蒸发器在出口处得到具有至少90重量％的包括缩二脲的尿素的浓缩尿素溶液，并且以至少120℃的温度运行。10.根据权利要求1至9中任一项所述的尿素生产方法，其中将包含水和...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：斯塔米卡邦有限公司，
类型：发明
国别省市：