尿素生产方法和相关设备技术

一种由氨和二氧化碳生产尿素的方法，其中将在尿素合成部获得的包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液的一部分在以预定的中压运行的处理部中进行解离，以回收其中含有的氨基甲酸铵和氨，该方法包括在低压尿素回收部中对由上述解离步骤得到的尿素水溶液进行分解的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】尿素生产方法和相关设备
在其最一般的方面，本专利技术涉及通过在合适的合成部中使氨和二氧化 碳在预定的高压下反应，由氨和二氧化碳生产尿素的方法。具体而言，本专利技术涉及一种上述类型的方法，其中将基本上由包含尿 素、氨基甲酸铵和氨的水溶液组成的氨/二氧化碳反应的产物，进行氨基甲 酸铵和氨的高压回收步骤，氨基甲酸铵和氨被再循环到合成部，而将尿素 水溶液送至在预定的低压运行的尿素回收部，获得具有氨和二氧化碳可能 残余物的最小可能量的尿素。更具体地，本专利技术涉及所述类型的方法，其中上述的氨基甲酸盐和氨的回收包括以下步骤氨基甲酸盐的分解，和由此产生的氨和二氧化碳在 各自的汽提区中的优选用气体反应物(特别是C02)进行的汽提，随后所述 氨和二氧化碳在各自的縮合区再縮合，縮合成被再循环到合成部的氨基甲 酸盐，并且其中所述步骤，与尿素合成反应一起，都是在基本上相同的高压(例如135-175巴)下进行的，从而构成在本
中称作"高压环"或"高 压合成环"(H.P.环)的环。本专利技术还涉及用于进行上述方法的设备。
技术介绍
众所周知，在进行上面规定的类型的方法的工业设备中产生尿素。 同样，众所周知的要求是，提高这种设备的生产能力，关于这种设备的设计生产能力，最初设计就是面对不断增加的对合成尿素的需求。为此，本领域中已经提出了一些方法，预见到来自合成部的包含尿素的部分水溶液的中压处理步骤(10-40巴)，以回收其中含有的氨基甲酸铵和氨。特别是，这种中压处理部包括包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液的解离步骤，接着用原料C02汽提的步骤，和随后的在添加原料氨和来自 低压尿素回收部的氨基甲酸盐水溶液(碳酸盐)的情况下，由此获得的蒸气 (氨，C02和水)的縮合步骤。然后将从中压縮合步骤获得的氨基甲酸盐水 溶液再循环到高压合成环(H.P.环)。该类型的方法描述于例如WO-A-02 909 323或NL-A-8 900 152中。虽然它们可以至少部分满足上述需求，但是已经认识到这样的上述类型的尿素生产方法与以下必需因素有关的缺点需要使用额外量的冷凝水 来使在中压汽提步骤中用作汽提剂的原料C02和在中压冷凝步骤加入的原料氨縮合。这种额外使用冷凝水不利于尿素合成部中的转化产率，因而不利于该 部的效率和能耗以及低压尿素回收部的效率和能耗。
技术实现思路
本专利技术首要解决的技术问题是设计和提供一种上述类型的尿素生产 的方法，其中可以以有效方式并且在低能耗的情况下实现打算进行该方法 的设备的高生产能力，同时保证二氧化碳向尿素的高转化产率，从而克服 现有技术中的上述缺点。根据本专利技术，该问题是通过一种由氨和二氧化碳生产尿素的方法解决的，该方法包括以下步骤-将氨和二氧化碳进料到在预定的高压运行的尿素合成部；-使所述氨和所述二氧化碳在所述合成部中反应，获得包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液；-将部分所述的包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液进料到在预定的 中压运行的处理部，用于回收其中含有的氨基甲酸铵和氨；-将所述部分的包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液在所述处理部中 进行解离，获得尿素水溶液和包含氨、二氧化碳和水的气相；-将包含氨、二氧化碳和水的所述气相在所述处理部中进行縮合，获 得氨基甲酸铵水溶液；-将所述氨基甲酸铵水溶液再循环到所述尿素合成部；其特征在于它还包括以下步骤-将通过在所述处理部解离获得的所述尿素水溶液进料到在预定的低 压运行的尿素回收部的分解器；-将所述尿素水溶液在所述尿素回收部的所述分解器中进行分解，获得浓縮的尿素溶液和包含氨、二氧化碳和水的第二气相；-将所述第二气相在与所述分解器流体相通的所述尿素回收部的冷凝 器中迸行缩合，获得再循环氨基甲酸铵水溶液。优选根据本专利技术的方法还包括以下步骤-将二氧化碳进料到所述尿素回收部的所述冷凝器；-将所述二氧化碳与所述第二气相在所述尿素回收部的所述冷凝器中 进行縮合，获得再循环氨基甲酸铵水溶液。在这方面，通过将占全部原料二氧化碳的1和10重量％之间的量的二氧 化碳进料到所述尿素回收部的所述冷凝器中，获得了特别有利的结果。优选进料到在中压运行的所述处理部的所述的部分包含尿素、氨基甲 酸铵和氨的水溶液占在所述合成部中获得的所述包含尿素、氨基甲酸铵和氨的所述水溶液的10和50重量％之间。还优选所述处理部的中压在10和70巴之间。根据本专利技术的优选实施方案，将在所述低压尿素回收部的冷凝器中获 得的所述再循环氨基甲酸铵水溶液进料到在处理部中的所述包含氨、二氧 化碳和水的气相的所述缩合步骤。优选在所述处理部中的包含氨、二氧化碳和水的气相的所述缩合步骤 是双效型步骤。由于根据本专利技术的方法，已经令人吃惊和有利地发现将氨基甲酸铵形式的未反应的氨和二氧化碳再循环到合成部所需的冷凝水的量(绝对 值)，显著小于采用根据现有技术的方法(将原料二氧化碳和原料氨进料到 中压处理部)的进行这样的再循环所需的冷凝水的量(绝对值)。这是因为以下事实.，在尿素生产设备的生产能力相同的情况下，与采 用现有技术的方法相比，采用根据本专利技术的方法以氨基甲酸铵形式再循环 到合成部的氨和二氧化碳的量显著小。由此显著提高了尿素合成部的转化产率，以及H.R环的总产率，从而极大地有利于打算进行根据本专利技术的方法的设备的效率和能耗。依照本专利技术的另一方面，由用于进行上述方法的设备解决本专利技术的技 术问题，所述设备包括高压尿素合成部、在所述合成部中生产的部分尿素 溶液的中压处理部和低压尿素回收部，所述中压处理部包括解离器和冷凝 器，低压尿素回收部包括分解器和冷凝器，这些部相互流体相通，该设备 的特征在于其包括在所述中压处理部的解离器和所述低压尿素回收部的 分解器之间的连接导管。依照本专利技术，根据上述方法的尿素生产设备可以是全新的设备或者可 以通过改造已有的设备以提高其生产能力而获得。在后一情形中，依照本专利技术的另一方面，提供一种改进已有的由氨和 二氧化碳生产尿素类型的设备的方法，所述设备包括高压尿素合成部和包 括分解器和冷凝器的低压尿素回收部，这些部相互流体相通，该方法的特 征在于它包括以下步骤-提供在所述合成部中生产的部分尿素溶液的中压处理部，包括解离 器和冷凝器，所述中压处理部与所述高压尿素合成部和所述低压尿素回收 部分别流体相通；和-提供所述中压处理部的解离器和所述低压尿素回收部的分解器之间 的连接导管。参考附图，根据本专利技术的尿素生产方法的更多特征和优点将由以下其 优选实施方案的描述变得更加清楚，给出这些实施方案是用于指示而非限 制目的。附图说明图l示意性地代表了进行本专利技术方法的尿素生产设备。具体实施方式参考图l，显示了进行根据本专利技术的方法的尿素生产设备，其整体用IO表示。根据上述尿素生产方法，将氨N和二氧化碳C进料到合适的合成部ll。 在图l的实例中，尿素合成部包括单个反应器R。具体而言，根据这个实例，将氨N通过冷凝器12进料到反应器R，而将 二氧化碳C通过汽提器13和冷凝器12进料到反应器R。合成部11(反应器R)、冷凝器12、汽提器13以及涤气器14(下面将更详 细地描述)，都在基本上相同的高压下运行，由此构成了本专利技术方法的高压 合成环(H.P.环)。在反应器R中，确切地说在合成部ll中，使氨和二氧化碳在上述预定 的高压(例如在130和170巴之间)并且在预定的高温(本文档来自技高网...

【技术保护点】
由氨和二氧化碳生产尿素的方法，该方法包括以下步骤：　　　　－将氨和二氧化碳进料到在预定的高压下运行的尿素合成部中；　　　　－使所述氨和所述二氧化碳在所述合成部中反应，获得包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液；　　　　－将部分所述的包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液进料到在预定的中压运行的处理部，用于回收其中含有的氨基甲酸铵和氨；　　　　－将部分所述的包含尿素、氨基甲酸铵和氨的水溶液在所述处理部中进行解离，获得尿素水溶液和包含氨、二氧化碳和水的气相；　　　　－将包含氨、二氧化碳和水的所述气相在所述处理部中进行缩合，获得氨基甲酸铵水溶液；　　　　－将所述氨基甲酸铵水溶液再次循环到所述尿素合成部；　　　　其特征在于，该方法还包括以下步骤：　　　　－将通过在所述处理部中解离获得的所述尿素水溶液进料到在预定的低压运行的尿素回收部的分解器中；　　　　－将所述尿素水溶液在所述尿素回收部的所述分解器中进行分解，获得浓缩的尿素溶液和包含氨、二氧化碳和水的第二气相；　　　　－将所述第二气相在与所述分解器流体相通的所述尿素回收部的冷凝器中进行缩合，获得再循环氨基甲酸铵水溶液。

【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：费代里科扎尔迪，保罗斯蒂安，保罗布鲁嫩戈，
申请(专利权)人：乌里阿卡萨勒有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]