用于改装尿素生产设备的方法技术

一种用于改装下述类型的尿素设备的方法，所述尿素设备包含：合成部分（２），具有尿素合成反应器（５）、热汽提单元（７）和至少一个水平冷凝单元（６）；在中压下操作的处理部分（３）；和在低压下操作的回收部分（４），所述方法预见将所述至少一个水平冷凝单元（６）改变成包含管束的浸没型垂直冷凝单元，并且安置：装置（３７，４１），用于将包含处于气相的氨和二氧化碳的流和包含氨基甲酸酯的冷凝液流同时且独立供给至所述管束的每根管，其中在所述管中以等流形式从底部向顶部循环；和装置（３９，５０），用于将至少一部分给料二氧化碳供给至所述汽提单元（７）以用作汽提剂。由于本发明专利技术的改装方法，充分改善冷凝部分（６）的效率，从而允许增加其能力，并可以省去中压处理部分（３），从而获得能量和维护成本的降低。

Method for refitting urea production equipment

A method for modification of equipment of the following types of urea, the urea equipment includes: (2), with the synthesis of urea synthesis reactor (5), hot stripping unit (7) and at least one horizontal condensation unit (6); part of operation under medium pressure (3) and the recovery; the operation under low pressure part (4), the method predicted the at least one level condensing unit (6) changed into immersion type vertical condensation unit, including bundle and placement device (37, 41), for each pipe will be included in the gas phase ammonia and carbon dioxide flow and condensation the liquid containing carbamate stream simultaneously and independently supplied to the tube, in which the tube to form circulating flow from bottom to top; and the device (39, 50), for at least a portion of feed two The carbon dioxide is supplied to the stripping unit (7) for use as a stripping agent. As a result of the modification method of the invention, the efficiency of the condensing part (6) is fully improved, thereby permitting the increase of its capability, and the medium pressure treatment section (3) can be omitted so as to reduce the energy and maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于改装根据热汽提法的尿素生产设备的方法。 具体而言，本专利技术涉及一种用于改装下列类型的尿素设备的方法，所述尿素设备包含-尿素合成反应器；-用于将氨和二氧化碳供给至尿素合成用反应器的装置；-热汽提单元，其用于将从反应器出来的反应混合物进行氨基甲酸酯的 部分分解处理以及游离氨的部分分离，所述反应混合物包含处于水溶液的 尿素、氨基甲酸酯和游离氨，从而得到包含处于气相的氨和二氧化碳的流 以及包含处于水溶液的尿素、残留的氨基甲酸酯和氨的流；-在中压下操作以将所述流进行氨的基本上全部分离处理以及氨基甲 酸酯的部分分解的部分，所述流包含处于水溶液的氨基甲酸酯、尿素和氨；-回收部分，所述回收部分在包含尿素和残留的氨基甲基酯的流的低压 下操作以将水溶液中的氨基甲酸酯与尿素分离，所述流是在所述在中压下 操作的部分中得到的；-至少一个水平冷凝单元，其用于将从汽提单元出来的流进行基本上全 部冷凝，所述流包含处于气相的氨和二氧化碳，从而得到包含处于水溶液 的氨基甲酸酯的液流；-用于将液流供给至尿素合成反应器的装置，所述液流包含处于水溶液 的氨基甲酸酯。在说明书的其余部分以及后附权利要求中，术语"改装"表示改进现 有设备以改善其性能，并且获得例如增加的生产能力和/或转化产率，或者 能耗的降低。具体而言，根据本专利技术的尿素设备的改装预见到在保留高压 合成部分(合成回路)的主要装置的同时，能力增加。在说明书的其余部分以及后附权利要求中，术语"水平冷凝单元"表示水平安置的管束交换器，其中在壳方上经由也供给到所述交换器的壳方 上的冷凝液(通常为稀释的再循环氨基甲酸酯溶液)发生气相的冷凝。通过 贯穿在管束中的管的液体(通常为水)去除释放的冷凝热，所述液体通过热 交换被转化为蒸气。如所知道的，对于尿素生产，越来越需要具有一方面能力和操作效率 始终更大，而另一方面投资和操作成本始终更低以及能耗更低的设备。
技术介绍
众所周知，上述类型的设备广泛用于生产尿素。在这样的设备中，汽提单元是在不另外使用汽提气(氨或二氧化碳)的 情况下，采用通过蒸气的外部加热的管束类型。具体而言，使从反应器出 来的混合物以液膜的形式下降到管内，所述混合物包含处于水溶液的尿 素、氨基甲酸酯和氨，所述液膜通过与在管外流动的蒸气间接热交换被供 给热量。通过蒸气供给的热量导致将包含在所述混合物中的氨基甲酸酯部分分 解为二氧化碳和氨，所述二氧化碳和氨与包含在所述混合物中的部分游离 氨一起在汽提单元的顶部被回收以在冷凝单元中冷凝，然后被再循环到合 成反应器中。尽管出于某些观点是有利的，但是上述尿素生产设备还具有公认的缺点。第一个缺点源于首先在氨的去除方面，高压汽提单元中的热汽提效率 并非最佳的事实，结果，从汽提单元出来的包含尿素和残留的氨基甲酸酯 的水溶液还含有大量的游离氨。这必然意味着必须充分研制中压处理部分，具体而言，在所述部分中安置将所述从汽提单元出来的溶液送回到其中的至少一个蒸馏塔；以及从 在所述蒸馏单元中得到的蒸气回收氨的适宜能力的精馏塔。以这种方式，确实可以回收将再循环到合成反应器中的氨(以得到可接 受的生产产率)，并且可以得到包含尿素和残留的氨基甲酸酯，以及基本上 没有氨的水溶液，所述水溶液可以在尿素回收部分中根据通常的尿素分离 和回收操作得到有效的处理。上述设备的另一个缺点在于高压冷凝单元的有限能力。 为了尽可能避免或至少减少上述缺点，到目前为止已经提出了用于改装上述设备的方法，所述方法预见到在中压处理部分中嵌入另外的装置 和/或增加现有的装置，以从出自高压汽提单元的水溶液中有效地回收特别 是氨；以及平行嵌入另外的冷凝单元以增加冷凝部分的能力。然而，不但在投资成本方面，而且在根据上述现有技术的方法改装冷 凝部分和中压处理部分而获得的构造的复杂性方面，这样的措施具有非常 负面的影响。尽管工业界在改进现有设备-而非用新设备代替它们-以增加生产能力 并且降低能耗方面的兴趣始终在增加，但是由于这些缺点，到目前为止根 据热汽提法的尿素生产设备的改装具有相对不多的应用。
技术实现思路
因此，构成本专利技术的基础的技术问题是，提供一种用于改装根据热汽 提法的尿素生产设备的方法，所述方法允许它的生产能力增加，并且涉及 低的能耗以及低的投资成本，并且在技术上简单易行。根据本专利技术，这种问题是通过上述类型的方法解决的，所述方法的特 征在于它包括下列步骤-将所述至少一个水平冷凝单元改变为至少一个"浸没"型垂直冷凝单元；-安置下列装置，所述装置用于将所述包含处于气相的氨和二氧化碳的 流和所述包含氨基甲酸酯的冷凝液同时且独立地供给至所述垂直冷凝单 元的管束的每根管，其中将所述包含处于气相的氨和二氧化碳的流以及所 述包含氨基甲酸酯的冷凝液在所述管中以等流(eqiiicurrent)的形式从底部 向顶部循环；和-安置下列装置，所述装置用于将至少一部分二氧化碳给料供给到所述 汽提单元中以用作从所述反应器出来的所述反应混合物的汽提剂，所述反 应混合物包含处于水溶液的尿素、氨基甲酸酯和游离氨。在说明书的其余部分以及后附权利要求中，术语"浸没型垂直冷凝单 元"表示其中液相充满(浸没)管束并且气相穿过这种液相发生冷凝的装置。由于本专利技术，利用现有冷凝单元的垂直位置和尺寸，所述冷凝单元一 旦改变，就确保在管内部的高液压头(高度)以使从汽提单元出来的气相冷 凝。此外，因为将要冷凝的气相独立地供给到管束的所有管中，实现了气 相在液相中的有效混合，因而获得管内的交换系数的大幅度增加，从而增 加现有的冷凝部分的总交换系数和效率。这允许增加现有的冷凝部分的能力。此外，由于在根据本专利技术改进的冷凝单元的管中高液压头的存在，以 及液相从底部向顶部的循环，可以增加氨基甲酸酯的停留时间，从而可以 以简单且有效的方式部分反应，转化为尿素。对于所述设备的更大能力的大优点，通过这么做，获得了在冷凝单元 中生产的尿素的大幅度增加。实验结果表明，使用根据本专利技术的改进的冷凝单元，在所述冷凝单元中可以得到通过所述设备生产的全部尿素的约30%或更多。此外，应该指出使用根据本专利技术的改装方法，在从反应器出来的混合 物的汽提在加热上不但使用通过加热流体供给的热量来进行，而且使用至 少部分二氧化碳给料作为汽提剂来进行，所述混合物包含处于水溶液的尿 素、氨基甲酸酯和游离氨。这有利地允许汽提效率大幅度增加，具体而言，可以大幅度降低从汽 提单元出来的尿素水溶液中的氨含量。由上述产生的优点是明确的，同时是显著的，因为使用根据本专利技术的 汽提法，可以基本上简化、乃至回避中压处理部分的装置-具体涉及到蒸馏 塔和用于回收氨的精馏塔-从而获得能耗和维护成本的降低。更具体而言，实验结果表明，使用根据本专利技术的改装方法的改进设备， 可以将从汽提单元出来的尿素水溶液中的氨含量急剧地降低至这样的程 度，以致可以省去中压处理部分，并且将所述溶液直接送到用于普通的尿 素分离和回收操作的低压回收部分。显然，在其中从出自汽提单元的尿素水溶液中回收氨仍然有利的情况 下，这没有排除继续使用现有设备的中压处理部分的可能性。然而，因为 使用根据本专利技术的改装，将要回收的氨的量相当低，所以这种中压处理部分不仅无需增加，而且可以有利地在降低的操作速度下使用，从而相对于 在现有的设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于改装下列类型的尿素设备的方法，所述尿素设备包含：－尿素合成反应器（５）；－用于将氨和二氧化碳供给至所述尿素合成用反应器的装置（１５，１８）；－热汽提单元（７），其用于将从所述反应器出来的反应混合物进行氨基甲酸酯的部分分解处理以及游离氨的部分分离，所述反应混合物包含处于水溶液的尿素、氨基甲酸酯和游离氨，从而得到包含处于气相的氨和二氧化碳的流以及包含处于水溶液的尿素、残留的氨基甲酸酯和氨的流；－在中压下操作以将所述流进行氨的基本上全部分离处理以及氨基甲酸酯的部分分解的部分（３），所述流包含处于水溶液的氨基甲酸酯、尿素和氨；－回收部分（４），所述回收部分（４）在包含尿素和残留的氨基甲基酯的流的低压下操作以将水溶液中的氨基甲酸酯与尿素分离，所述流是在所述在中压下操作的部分中得到的；－至少一个水平冷凝单元（６），其用于将从所述汽提单元出来的所述流进行基本上全部冷凝，所述流包含处于气相的氨和二氧化碳，从而得到包含处于水溶液的氨基甲酸酯的液流；－用于将所述液流供给至所述尿素合成反应器的装置（３５，３６），所述液流包含处于水溶液的氨基甲酸酯；所述改装方法的特征在于它包括下列步骤：－将所述至少一个水平冷凝单元（６）改变成至少一个“浸没”型垂直冷凝单元，所述“浸没”型垂直冷凝单元包含具有用于氨基甲酸酯的冷凝的多根管的管束；－安置下列装置（３７，４１），所述装置（３７，４１）用于将所述包含处于气相的氨和二氧化碳的流和所述包含氨基甲酸酯的冷凝液同时且独立地供给至所述垂直冷凝单元（６）的所述管束的每根管，其中将所述包含处于气相的氨和二氧化碳的流以及所述包含氨基甲酸酯的冷凝液在所述管中以等流的形式从底部向顶部循环；和－安置下列装置（３９，５０），所述装置（３９，５０）用于将至少一部分给料二氧化碳供给到所述汽提单元（７）中以用作从所述反应器（５）出来的所述反应混合物的汽提剂，所述反应混合物包含处于水溶液的尿素、氨基甲酸酯和游离氨。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治帕加尼，
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]