【技术实现步骤摘要】
一种卧式尿素合成反应器及尿素合成高压圈设备及工艺
[0001]本专利技术属于尿素生产领域，具体涉及一种卧式甲胺冷凝反应器和卧式尿素合成反应器，及使用了所述卧式甲胺冷凝反应器和卧式尿素合成反应器的尿素高压圈生产设备和生产工艺
。
技术介绍
[0002]尿素是一种主要的氮肥来源和重要的化工原料，
2022
年我国尿素产量
5500
万吨左右，也是一个高能耗行业，尿素生产需要大量的煤炭
、
天然气等化石能源，对环境造成较为严重的污染，在能源革命和低碳经济持续发展的背景下，尿素行业的发展将加快步入技术转型升级期，我国规模小能耗高的生产装置仍处主导低位，大型生产装置的先进工艺技术或设备仍需引进，尿素生产工艺技术流派主要是：意大利斯那姆的氨气提法
、
荷兰斯塔米卡邦的二氧化碳气提法
、
日本东洋的
ACES
改良二氧化碳气提法，后来斯塔米卡邦开发的
2000+TM
工艺
,
日本东洋开发的
ACES21
工艺，国内五环工程公司开发的高效合成低能耗尿素工艺（
ZL200910060466.X
）
1、
斯那姆的氨气提法汽提塔材质要求高
、
流程长
、
蒸汽消耗较低；
2、
荷兰斯塔米卡邦的工艺流程短
、
条件温和
、
高压部分材质要求低，投资较低，蒸汽消耗较高，二氧化碳气...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种卧式尿素合成反应器，包括壳体（
11
），其特征在于：所述壳体（
11
）底部设置气体分布器（
15
），气体分布器（
15
）上方交错设置轴向折流气体分布板（
20
）；所述轴向折流气体分布板（
20
）留有空隙的一端下方设置围堰裙边（
201
），轴向气体分布板上设置气孔（
202
）；气体分布器（
15
）通过气相进口管（
151
）连接到壳体（
11
）外部，壳体上方设置液相出口管（
18
）和气体出口管（
19
）
。2.
如权利要求1所述的一种卧式尿素合成反应器，其特征在于：所述卧式尿素合成反应器一端内部设置冷凝段（
203
），反应器的折流段为反应段（
204
），气体分布器（
15
）由反应段（
204
）延长至（
203
）下方，冷凝段（
203
）的气体分布器（
15
）下方设置液体分布器（
16
）；液体分布器（
16
）通过液体进口管（
161
）连接到壳体（
11
）外部，壳体（
11
）内部冷凝段与折流气体分布板（
20
）之间设置径向液体折流挡板（
17
），反应段和冷凝段（
203
）上方均设置气体出口管（
19
）
。3.
如权利要求（2）所述的一种卧式尿素合成反应器，其特征在于：所述冷凝段（
203
）为换热管排（
12
），换热管排（
12
）两侧轴向设置导流板（
14
），所述换热管排（
12
）包括用于通入冷却水的进水管（
1214
）和用于排出热水汽的汽水出口管（
1215
）；进水管（
1214
）联通一组与进水管垂直的进口联箱管（
1212
），汽水出口管（
1215
）联通一组与汽水出口管垂直的出口联箱管（
1213
）；进口联箱管（
1212
）与出口联箱管（
1213
）平行且一一对应，进口联箱管（
1212
）和出口联箱管（
1213
）通过换热管（
1211
）连接；换热管（
1211
）与进口联箱管（
1212
）
、
出口联箱管（
1213
）对应管口对接焊；进口联箱管（
1212
）与进水管（
1214
）对接焊，出口联箱管（
1213
）与汽水出口管（
1215
）对接焊
。4.
一种包括权利要求2‑3任意一种的卧式尿素合成反应器的
CO2
气提法尿素合成高压圈设备，包括气提分解塔（4）
、
高压洗涤器（5）
、
高压甲铵泵（6）
、
二氧化碳压缩机（7）
、
高压液氨泵（8），其特征在于：气提分解塔（4）下方设置气提塔气相进口（
41
）及气提塔液相出口（
44
），气提分解塔（4）上方设置气提塔气相出口（
43
）及气提塔液相进口（
42
）；二氧化碳压缩机（7）通过管道连接气提塔气相进口（
41
），气提塔气相出口（
43
）通过管道连接卧式尿素合成反应器（1）的气相进口管（
151
），气相出口管（
19
）通过管道连接高压洗涤器的洗涤器气相进口管（
51
），高压洗涤器（5）的洗涤器液相出口管（
53
）通过管道连接卧式尿素合成反应器（1）的液相进口管（
161
），高压洗涤器（5）的洗涤器液相进口管（
52
）通过管道连接高压甲铵泵（6），高压洗涤器的洗涤器气相出口管（
54
）连接后续的中压系统；高压液氨泵（8）通过管道连接第二岔路管道（
81
），第二岔路管道（
81
）一端通过管道连接高压洗涤器（5）的液相出口管（
53
），另一端连接卧式尿素合成反应器（1）的液相进口管（
161
）；卧式尿素合成反应器（1）的液相出口管（
18
）通过管道连接气提塔液相进口（
42
），气提塔液相出口（
44
）通过管道连接后续中压系统
。5.
一种包括权利要求1‑3任意一种的卧式尿素合成反应器的
CO2
气提法尿素合成高压圈设备，包括气提分解塔（4）
、
高压洗涤器（5）
、
高压甲铵泵（6）
、
二氧化碳压缩机（7）
、
高压液氨泵（8），卧式甲铵冷凝器（2），其特征在于：气提分解塔（4）下方设置气提塔气相进口（
41
）
、
气提塔液相出口（
44
），气提分解塔（4）上方设置气提塔气相出口（
43
）
、
气提塔液相进口（
42
）；二氧化碳压缩机（7）通过管道连接气提塔气相进口（
41
），气提塔气相出口（
43
）通过管道连接第一岔路管道（
421
），岔路管道（
421
）的一条岔道连接卧式甲铵冷凝器（9）的冷凝器气相进口管（
22
），另一条连接卧式尿素合成反应器（1）的气相进口管（
151
），卧式尿素合成
反应器（1）的气相出口管（
19
）通过管道连接连接高压洗涤器（5）的洗涤器气相进口管（
51
），卧式甲铵冷凝器（2）的气相出口管（
24
）连接高压洗涤器（5）的气相进口管（
51
），高压洗涤器（5）的洗涤器液相出口管（
53
）通过管道连接卧式甲铵冷凝器（2）的冷凝器液相进口管（
21
），高压洗涤器（5）的洗涤器液相进口管（
52
）通过管道连接高压甲铵泵（6），高压洗涤器（5）的洗涤器气相出口管（
54
）连接后续的中压系统；高压液氨泵（8）通过管道连接第二岔路管道（
81
），岔路管道（
81
）一条岔路通过管道连接高压洗涤器（5）的液相出口管（
53
），另一端连接卧式甲胺冷凝器（2）的液相进口管（
21
）；卧式甲铵冷凝器（2）的液相出口管（
23
）通过管道连接卧式尿素合成反应器（1）的反应器液相进口管（
161
），卧式尿素合成反应器（1）的反应器液相出口管（
18
）通过管道连接气提塔液相进口管（
43
），气提塔液相出口（
44
）通过管道连接后续中压闪蒸罐
。6.
一种使用如权利要求5所述的尿素合成高压圈设备的尿素合成高压圈工艺，其特征在于：卧式甲铵冷凝器（2）和卧式尿素合成反应器（1）之间液体流动串联，气体流动并联，反应气体都来自高压气提分解塔，卧式甲铵冷凝器（2）与卧式尿素合成反应器（1）的布置高度有2米左右的位差为液体流动动力，所述工艺包括以下步骤：
S1、
高压液氨泵（8）输出的液氨通过管道进入卧式甲铵冷凝（2）的冷凝器液相进口管（
21
）；
S2、
卧式甲铵冷凝器（2）的反应条件设置为压力
13.5~15.0MPa
，温度
175~180℃
，氨和二氧化碳摩尔比为
3.0~3.6
，水碳比
0.45~0.65
；从气提塔气相出口
42
排出的二氧化碳和氨气通过第一岔路管道（
421
）由冷凝器气相进口（
...
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