用于液流的分配室制造技术

本发明专利技术涉及尿素合成的领域，尤其是其公开了一种适合于将液流分配到在平的表面上分布的多个管开口的分配室。分配室包括三个穿孔板。本发明专利技术还提供了一种用于将液流分配到多个管开口的方法，一种用于分解来自包含氨基甲酸铵的水溶液的氨基甲酸铵的方法，以及一种用于由稀尿素水溶液制备浓尿素水溶液的方法。由稀尿素水溶液制备浓尿素水溶液的方法。由稀尿素水溶液制备浓尿素水溶液的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液流的分配室


[0001]本专利技术涉及尿素合成的领域，尤其是其公开了一种适合于将液流分配到在平的表面上分布的多个管开口的立式分配室。本专利技术还提供了一种用于将液流分配到多个管开口的方法，一种用于分解来自包含氨基甲酸铵的水溶液的氨基甲酸铵的方法，以及一种用于由稀尿素水溶液制备浓尿素水溶液的方法。

技术介绍

[0002]尿素是当今工业生产的最重要的化学品之一，全世界每年生产大约两亿吨尿素。其中的大部分(高于总产量的90％)作为氮源用作农业中的肥料。尿素通过使氨(NH3)与二氧化碳(CO2)以两步过程反应来生产：首先，两分子氨与一分子二氧化碳反应形成氨基甲酸铵(H2N
‑
COONH4)；接着，氨基甲酸铵分解成尿素和水。
[0003]为了大规模制造尿素，尿素生产装置包括多个设备，比如反应器、浓缩器、混合器等。在制造过程期间的至少两个阶段中，需要将主液流分成多个子流并且将这些子流导入到管中以进一步加热。这两个阶段是在氨基甲酸盐分解器中和在尿素浓缩器中。
[0004]上述的氨基甲酸铵脱水变成尿素不是定量的过程，也即是说，即使在反应器中引入过量的氨以提高氨基甲酸盐形成的收率时，氨基甲酸盐的一部分也不反应。因此，从反应器出来的物流是含有尿素、氨基甲酸铵、水和氨的液流。为了获得具有尽可能少的杂质的尿素流，将物流导入到分解器中，在那里将物流分成多个物流，每个进入分解器的主室中的一个管。用蒸汽(或其他加热介质，比如蒸汽凝液或过程蒸气)加热每个管，使得氨基甲酸铵分解回二氧化碳和氨。因为二氧化碳和氨是气体，所以它们从液流逸出，并且可以被回收以重新注入到反应器中并且节省原料。
[0005]这样的氨基甲酸铵分解成NH3和CO2气体可能在不同压力下工作的串联的不同步骤中发生，每个分解步骤都将回收的NH3和CO2送到尿素反应器。
[0006]立式氨基甲酸盐分解器通常是包括注入室、或流体分配室、换热器、或汽提器或分解区段的圆柱形装置，所述汽提器或分解区段包括多个平行的直管和收集室。在注入室中引入包含氨基甲酸铵和尿素的液流，并且将其分成多个子流。将每个子流都导向直管之一。液流流动到收集室，其中将主要包含尿素和水的液相与包含二氧化碳、氨和水蒸气的气相分离。将液流和气体收集到它们各自的管线中。分解器通常垂直地建造，并且流动可以是重力作用的(从上到下)或反重力作用的(从下到上)。加热分解器内的管，通常用蒸汽加热，但是可以使用其他加热介质，以引起氨基甲酸铵转化回氨和二氧化碳。优化分解器操作的一个关键方面在于物流向管中的注入廓线。物流应在分解器的整个横截面上以均匀的方式进入管。如果流量在一些管中过高而在其他管中过低，则将会影响传热：流量较低的管与其他管相比将会具有较低的传热系数，结果是沿着这些管将提供较少的热量，因此将会分解较少的氨基甲酸盐。通过其在分解器装置中注入包含尿素、水和氨基甲酸铵的水溶液的入口的直径通常远小于分解区段的直径，因此需要一种装置，以将水溶液的流动铺展在分配室的整个横截面上。
[0007]在尿素流中的任何杂质被清除后，其通常具有高的水量，高达30重量％。为了将物流转化为固体颗粒，需要获得浓得多的尿素流。例如，如果要将物流在造粒塔或流化床造粒机中造粒，则尿素的液流应不含有超过5重量％的水。为了实现此目标，可以使用尿素浓缩器。为了达到所需含水量，可以使用单个浓缩器，但是也可以使用接连设置的两个以上的浓缩器以逐级降低含水量。例如，第一浓缩器可以将含水量从30重量％降低至约20重量％。可以将通过第一浓缩器产生的物流导向第二浓缩器，在那里含水量进一步从20重量％降低至5重量％，或者固化阶段所需的任何含水量。尿素浓缩器以与氨基甲酸盐分解器类似的方式建造：其包括其中引入尿素水溶液的物流的注入或流体分配室，换热器或蒸发区段，所述换热器或蒸发区段包括多个平行的直管，其中液流从分配室流动到收集室。用蒸汽(或其他加热介质)加热管，并且当物流在管中流动时将水蒸发。在收集室中，将浓尿素溶液与水蒸气分离，并且导向造粒阶段。
[0008]WO01/96288(Urea Casale，2001)描述了一种从上到下的氨基甲酸盐分解器，其在顶部中包括多个水平穿孔板。氨基甲酸盐流流过这些板进入到管束中。穿孔板看上去正垂直于液流放置，并且从所述区段的一侧延伸到另一侧。所描述的唯一实施例包括两个穿孔板。
[0009]EP1195194(Urea Casale，2002)描述了一种氨基甲酸盐分解器，其包括将溶液分配到管板中的分配箱。分配箱可以由焊接的金属板的箱形成。该箱看上去垂直于分解器的主体放置，并未提及焊接金属板的取向。
[0010]需要提供一种新的适合于尿素浓缩器或氨基甲酸盐分解器的分配室，其可以将液流均匀分配到多个管。所述分配室应尽可能短以限制整个装置的尺寸，并且导致最小的压降。

技术实现思路

[0011]在其最广义的方面，本专利技术涉及一种用于包括第一室和第二室的装置的立式分配室，其中所述第一室包括用于将液流从所述分配室导向所述第二室的多个管，并且每个管都包括与所述分配室流体连接的管开口，用于将液流均匀地分配到所述第一室的多个管开口。所述分配室包括：a)主体，所述主体包括开放的圆形端部、被盖住的圆形端部和沿着连接所述开放的圆形端部和所述被盖住的圆形端部的中心轴线的圆柱形壁，其中(i)所述圆柱形壁具有与所述开放的圆形端部和所述被盖住的圆形端部相同的直径，并且(ii)所述开放的圆形端部适合于与所述装置的所述第一室相匹配；(b)位于所述分配室的所述被盖住的圆形端部上的用于将所述液流进料到所述分配室中的一个入口；和(c)多个层叠的板，所述层叠的板至少包括第一穿孔板、第二穿孔板和第三穿孔板，用于分配所述液流的流动并且将所述液流导入所述多个管中，其中：(d)所述第一穿孔板具有圆锥的形状，将中心定在所述分配室的所述中心轴线上，并且垂直于所述分配室的所述中心轴线，正位于所述入口下游，尤其是所述入口上方，并且所述圆锥的底部的直径大约为所述分配室的所述入口的尺寸；(e)所述第二穿孔板是将中心定在所述中心轴线上的环形圆盘状板，并且其外径大约为所述圆柱形壁的直径，并且其内径大约为所述第一穿孔板的直径；(f)所述第三穿孔板为圆盘，所述圆盘布置在所述多个管的入口下方的上游，其中基本上每个穿孔在尺寸和位置方面都对应于所述多个管中的管的开口，并且其直径与所述分配室的所述开放的圆形端部
的直径大约相同。
[0012]更特别地，本公开提供了一种用于包括第一室和第二室的装置的立式分配室，其中所述第一室包括用于将液流从所述分配室导向所述第二室的多个管，并且每个管都包括与所述分配室流体连接的管开口，用于将液流均匀地分配到所述第一室的多个管开口，所述分配室包括：
[0013]‑
主体，所述主体包括开放的圆形端部、被盖住的圆形端部和沿着连接所述第一开放的圆形端部和所述第二被盖住的圆形端部的中心轴线的圆柱形壁，其中：
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所述圆柱形壁具有与所述开放的圆形端部和所述被盖住的圆形端部相同的直径；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于包括第一室和第二室的装置的立式分配室(3)，其中所述第一室(2)包括用于将液流从所述分配室导向所述第二室(4)的多个管(6)，并且每个管都包括与所述分配室流体连接的管开口，用于将液流均匀地分配到多个管开口，所述分配室包括：
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主体，所述主体包括开放的圆形端部、被盖住的圆形端部和沿着连接所述第一开放的圆形端部和所述第二被盖住的圆形端部的中心轴线的圆柱形壁(7)，其中：
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所述圆柱形壁具有与所述开放的圆形端部和所述被盖住的圆形端部相同的直径；
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所述开放的圆形端部适合于与所述装置的所述第一室相匹配；
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位于所述分配室的所述被盖住的圆形端部上的用于将所述液流进料到所述分配室中的一个入口(5)，其中所述入口将中心定在所述分配室的所述中心轴线上；
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一系列层叠的板，所述层叠的板至少包括第一穿孔板(10)、第二穿孔板(11)和第三穿孔板(13)，其特征在于：
‑
所述第一穿孔板(10)具有指向所述开放的圆形端部的圆锥的形状，将中心定在所述分配室的所述中心轴线上，并且垂直于所述分配室的所述中心轴线，正位于所述入口下游，尤其是所述入口上方，所述圆锥的底部的直径为所述分配室的所述入口的直径的70％至130％，并且其中穿孔占所述第一穿孔板的表面的1至10％；
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所述第二穿孔板(11)为将中心定在所述分配室的所述中心轴线上的环形圆盘状板，具有大约为所述圆柱形壁的直径的外径和大约为所述第一穿孔板的直径的内径，并且其中穿孔占所述第二穿孔板的表面的10至20％；并且
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所述第三穿孔板(13)为圆盘，所述圆盘被配置成布置在所述多个管的入口上游尤其是所述多个管的入口正下方5mm至25mm处，其中所述第三穿孔板中的每个穿孔都别配置成与所述第一室中的管开口对齐，并且来自所述第一室的所述多个管的每个管开口在所述第三穿孔板中都具有相应的穿孔，每个穿孔都是圆形通孔，并且每个圆形通孔的直径为管开口的直径的30％至50％。2.根据权利要求1所述的分配室，其中所述第二穿孔板(11)具有半圆环面形状。3.根据权利要求2所述的分配室，其中所述第二穿孔板(11)至少包括三个区段：以第一角度指向所述开放的圆形端部的第一未穿孔截头圆锥，以第二角度指向所述开放的圆形端部的第二穿孔截头圆锥，和指向所述被盖住的圆形端部的第三穿孔截头圆锥，其中所述第一未穿孔截头圆锥的壁的长度为所述圆柱形壁的直径的1％至10％；所述第一截头圆锥的顶部与所述第二截头圆锥的底部结合，并且所述第二截头圆锥的顶部与所述第三截头圆锥的底部结合。4.根据权利要求3所述的分配室，其中
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未穿孔的所述第一截头圆锥的壁与其底部形成45
°
至85
°
的角度；
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其中所述第二截头圆锥的壁与其底部形成10
°
至30
°
的角度；并且
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【专利技术属性】
技术研发人员：利诺，
申请(专利权)人：雅苒国际集团，
类型：发明
国别省市：