專利名稱：高能效的尿素生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及尿素的生產(chǎn)，特別是由氨和二氧化碳作起始原料的高能效的尿素合成方法。
在熟知的工藝中，工業(yè)上的尿素生產(chǎn)過程主要是基于在高溫(例如175-250℃)、高壓(例如12-25MPa)下，由氨和二氧化碳合成氨基甲酸銨，上述反應是按照下列放熱反應進行的
然后，在同一反應段內(nèi)并在同樣的條件下按照下列吸熱反應脫水成尿素
這一反應與氨基甲酸銨的形成是連續(xù)進行的。
然而，在所述條件下，第一步反應很快并且有強烈地向右移動的傾向，而氨基甲酸銨的脫水反應很慢，并且為部分向右移動。氨基甲酸銨向尿素轉變的程度取決于所規(guī)定的操作條件。在反應器中的停留時間以及氨對于氨和二氧化碳之間化學計量比的過量情況。
為了獲得較高的尿素轉化率并限止其它有害副產(chǎn)品如縮二脲及其同系物的形成，在工業(yè)生產(chǎn)過程中反應段內(nèi)NH3/CO2的摩爾比維持在2.5～5之間。
于合成段所得的流出物，實際上包括有尿素溶液，水，未轉化的氨基甲酸銨以及游離氨。
含于所述流出物中的游離氨以及氨基甲酸銨必須分離出來，并循環(huán)進入合成段使之全部轉變?yōu)槟蛩?，使得從工廠車間排放的實際上僅僅是按照下列總反應式進行反應的產(chǎn)品尿素和其化學計量的水
根據(jù)該反應式，氨基甲酸銨脫水時，每一摩爾的尿素伴隨著有一摩爾水的生成。在某些成功的工業(yè)方法中，如以Snamprogetti各義登記注冊的英國專利GB2087381以及以Montedison名義登記注冊的美國專利4208347等，已開始對未轉化的氨基甲酸銨實施最初的回收工作，在同樣壓力條件下，在用作為合成器的初級分解器中通過熱流質(通常是采用中等壓力的蒸氣)的熱傳遞來加熱溶液，使部分未轉化的氨基甲酸銨熱分解成尿素，并釋放出部分溶解的游離氨，較好地是在一個垂直的熱交換器中進行，這樣尿素溶液作為薄膜形式流動，以利兩相之間的質量傳遞(mass transfes)。
利用氣態(tài)的氨氣流注入初級分解器的底部可任意地使氨基甲酸銨的分解更加順利。此外，流出物中含有的過量的氨可以被用作自身反萃劑。
在這些方法中包括具有相同壓力下的初級分解步驟作為合成反應，氨基甲酸銨分解所產(chǎn)生的蒸汽通常進入合成段進行再循環(huán)利用。該循環(huán)既可以直接在氣相中進行以維持反應器的熱能量，也可分別地回收部分產(chǎn)生自于分解器中氣相冷凝放出的熱量，并制造出可供工廠立間其它工序使用的蒸氣，然后向反應器中注入作為混合相的循環(huán)氣流。
從這個初級分解步驟中，得到了尿素溶液，其含有降低量的氨基甲酸銨以及過量的游離氨。
在以Montedison名義登記注冊的歐洲專利98396中提出了初級氨基甲酸銨分解步驟之后過量氨的除去步驟，該步驟是在相同壓力下作為合成段進行的，其包括在一個薄膜交換器中用二氧化碳氣流進行逆流汽提，利用限于管束上部的蒸汽的冷凝同時供給交換器的殼層熱量。因此在管束下部的操作是在絕熱條件下進行的。然而，從本項專利的描述中暴露出這樣一個問題，即殘留游離氨除去過程所需的絕熱部分造成尿素溶液中殘留的氨基甲酸銨的含量升高，從而嚴重影響了隨后的工序，使之不得不在能量不充足的情況下回收氨基甲酸銨，因而大大增加了能耗。
在Stamicarbon名義登記注冊的歐洲專利213669中提出離開反應段，在反應壓力下用部分注入的二氧化碳對尿素溶液進行絕熱反萃取，而不對其進行初級熱分解處理。但這種處理僅限于流出物的一小部分(30-50%)，對大部分(50-70%)流出物還需使用外部的熱量供應，用二氧化碳進行常規(guī)的反萃取。
在這個過程中，僅有少部分可以進入隨后的氨基甲酸銨中壓分解步驟，在易控制的溫度水平下回收的冷凝熱量也僅能用于這一小部分，大部分則直接進入低壓熱分解步驟，在這里大部分流出物冷凝釋放出的熱量須在一個較低的溫度下進行回收，而這樣的溫度在工廠生產(chǎn)中是不易獲得的，必須用冷凝水進行處理，從而增加了整個生產(chǎn)過程中的能耗。這種通過以正確地保持那些沿著各自途徑流動的平行氣流的分割的辦法也是很難實施的。
本發(fā)明提供了一個尿素合成方法，其克服了前述方法的缺點，包含了一個高能效的循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明，對離開初級熱分解器(其壓力與合成器的相同)的尿素溶液在絕熱反萃取段用壓力為低于合成段1-7MPa的二氧化碳進行處理，從頂部獲得一蒸汽混合物，其實質上由氨，二氧化碳和水組成。
根據(jù)本發(fā)明，此氣態(tài)流將與來自中壓下的氨基甲酸銨回收步驟的液態(tài)循環(huán)進行混合，然后通過熱傳遞冷凝，將熱量轉給在中壓下(1-4MPa)進行氨基甲酸銨回收處理的尿素溶液。
根據(jù)本發(fā)明，得自中壓下回收步驟的蒸汽混合物與低壓下(約0.35MPa)的循環(huán)溶液進行混合，然后在一個使熱量能有效地用于最終的尿素溶液真空濃縮步驟的溫度水平下進行冷凝?；谶@種考慮，反應混合物的NH3/CO2比應圍繞“共沸點”變化，即處于該點時，液相和氣相的組成恰好能提供一個最高可能溫度下的冷凝，而根據(jù)本發(fā)明的方法，可使?jié)撛诘臒崃?，甚至產(chǎn)自于中壓步驟的氣相中的熱量得到有效的回收利用。
這種操作方式導致了氨基甲酸銨冷凝過程所釋放量的有效回收，明顯地改善了此過程的能效。這種中壓下用圍繞共沸點的NH3/CO2摩爾比來冷凝分解產(chǎn)物的方法，能使從冷凝步驟中加入的稀釋水降至最小量，從而也使進入合成段的水循環(huán)降至最低限度，因此大大改善了氨基甲酸銨向尿素的轉化，因為水的存在可阻礙該反應的進行。
按照本發(fā)明，操作方法必然包括下列處理步驟-在NH3/CO2摩爾比為2.5～5，最好為3.5～4.5，溫度為175-220℃，最好是185～200℃，相應壓力為13～23MPa條件下的該高壓反應段操作，生成含有未轉化氨基甲酸銨和游離氨的尿素溶液。選擇適宜的反應條件以獲得反應器中液體和蒸汽之間的實質平衡即反應混合物實際上處于沸騰狀態(tài)，作這種選擇時應考慮到不冷凝物的存在。
-將得自反應段的溶液送入初級的分解器中，操作溫度為200-210℃，在供給熱量的條件下最初一部分氨基甲酸銨分解，并有部分溶解于來自反應器的流出物中的氨釋放出來，操作是在與反應段相同壓力下進行的，此初級分解器的氣態(tài)產(chǎn)物將以氣體形式進入反應段進行循環(huán)。
-將未轉化成尿素的具有NH3/CO2在6～12，最好是在8～10之間的，得自初級分解器的尿素溶液送入一個絕熱的反萃器中，通過占優(yōu)勢部分進行逆流接觸，使游離的溶解氨從溶液中反萃取出來，所述的占優(yōu)勢部分一般多于70%，最好多于90%，或者與全部送入工序的CO2進行接觸，操作是在低于反應段1-7MPa，最好是低于2-5MPa的條件下進行的。
-得自于絕熱反萃取器中的尿素溶液具有的未轉化成尿素的NH2/CO2摩爾比在2.0～4.0，最好是2.5～3.5之間。將其送入1～4MPa中等壓力的二級熱分解器中，在此分解所需的熱量由蒸汽混合物的冷凝提供，該蒸汽混合物得自居前的絕熱反萃取步驟(在分解步驟的循環(huán)氨基甲酸銨溶液混合之后)。
-將用于維持二級分解器熱量的，來自絕熱反萃器產(chǎn)生的蒸汽的部分冷凝而成的液氣混合物，送入二級最終冷凝段，在此產(chǎn)生可供其它工序使用的蒸汽，然后以液相形式進入合成反應器，再循環(huán)利用。-用NH3/CO2摩爾比為2～4，最好是2.5～3.5的冷凝物，使得自二級分解器(其操作是在中壓下進行的)的蒸汽混合物冷凝，其中至少有一個冷凝步驟是在與二級分解器相同的壓力下進行的。冷凝過程釋放出來的熱量將用于下一步濃縮段中尿素溶液的濃縮。所產(chǎn)生的冷凝物循環(huán)進入初級冷凝段，并于得自用CO2進行反萃取步驟的蒸汽冷凝之前與其進行混合，從而獲得維持二級分解器所需的熱量。
-在將產(chǎn)生自二級分解器的尿素溶液送入濃縮部分之前，至少需將其再一次送入氨基甲酸銨熱分解段，以獲得濃縮的尿素溶液，使之用于最終的造?；虺闪Ｌ幚?。
本發(fā)明所提供的方法是在傳統(tǒng)的尿素生產(chǎn)流程(例如可信賴的歐洲專利申請N.417830A中所申請的方法)中插入了一個用CO2進行絕熱反萃取步驟，其使用的壓力要比合成時低1-7MPa，該方法的特征在于將合成步驟，與之相同壓力下操作的反萃取步驟以及兩個隨后的分解步驟和在中壓(1-3MPa)和低壓(0.3-0.5MPa)下殘留氨基甲酸銨的回收步驟都聯(lián)系起來了。
這個插入步驟大大改善了生產(chǎn)流程本身，同時也提高了經(jīng)濟效益。
參照歐洲專利417830中所提供的生產(chǎn)流程，我們可以發(fā)現(xiàn)以下諸點有明顯的不同。
本發(fā)明所提供的方法可使全部或大部分二氧化碳(至少為進料的70%，較好地為90%或以上，)用于保持不變的高壓下附加步驟(本申請的Cl柱子)中對殘留氨基甲酸銨反萃取，此舉可以在一個較易控制的溫度下，并在消耗較低循環(huán)能量的情況下回收其冷凝熱量。這個步驟起到了在高壓且近反應壓力下，從反應產(chǎn)物中除去絕大部分未轉化成尿素的試劑的作用，大大減輕了在下面的低壓步驟中對這些成份回收和再循環(huán)的工作量。
按先前的申請所提供的方法，這一新步驟所產(chǎn)生的氣流也同樣被用于自身反萃取步驟的產(chǎn)物(在與合成反應相同的壓力下出現(xiàn)的產(chǎn)物)。
根據(jù)先前的申請，有一小部分(不足20%)的CO2用于非絕熱反萃取，同時也在1-3MPa的壓力下采用來自熱交換器HE2(所引證申請中的Cl柱子)的熱量。在先前的申請中，是將反萃取步驟中在與合成反應相同的壓力下出現(xiàn)的氣態(tài)產(chǎn)物，送入交換器HE2-HE3的冷凝和熱量回收系統(tǒng)，以便在低壓下產(chǎn)生一種低值蒸汽混合物。在本發(fā)明申請中，這些熱量直接被用于維持合成反應，也就是在最高溫度下，氣體混合物可與較大部分已初步形成流的氨基甲酸銨一起進料。
在本申請中，出現(xiàn)在先前申請中的用于氨的回收和分離循環(huán)的Z1段被取消了。
對下列給出的典型實例的描述及對流程圖的說明，將使本發(fā)明所提供方法的特點和優(yōu)點更加明顯。
實例流程圖所示車間設備的日產(chǎn)量為360噸尿素，相當于每小時生產(chǎn)量為15000kg/h。
將11000kg/nCO2，100kg/h惰性氣體及用作純化劑的空氣通過線路1送入生產(chǎn)設備，用壓縮機K1使上述氣體壓縮至壓力為16MPa，然后通過線路5送入絕熱反萃取柱Cl。此時向反應器輸送CO2的線路6關閉。在30℃下，通過線路2將8500kg/h的NH3送入生產(chǎn)設備，然后用泵Pl使之壓力變?yōu)?9MPa。其中850kg/h的氨從它的輸送端通過線路3送入中壓冷凝段，剩余的7650kg/h則在預熱器HE6中加熱到140℃后通過線路4直接送入合成反應器R1。
將由1375kg/hNH3，1422kg/hCO2及4561kg/h水組成的循環(huán)氨基甲酸銨氣流通過線路7送入反應器R1。
反應器R1的體積應達到可使反應混合物在其中停留35分鐘，氨基甲酸銨于反應器內(nèi)脫水形成尿素，在18.5MPa的壓力及190℃下，從反應器的頂部提取由1685kg/hNH3，4787kg/hCO2，9594kg/h的水及15600kg/h尿素組成的尿素溶液，并將其送入降膜式分解器HE1中。
在分解器HE1中，將尿素溶液加熱至209℃，其所用熱量來自通過線路101送入熱交換器HEl殼方的6450kg/h飽和蒸汽(2.2MPa)的冷凝。通過線路102提取冷凝物。
從初級分解器HEl的頂部獲得一含有4396kg/hNH3，1815kg/hCO2及368kg/h水的氣態(tài)流，其可經(jīng)線路9循環(huán)進入反應器R1。從HEl的底部獲得溫度為209℃、壓力為18.5MPa的尿素溶液，其由12809kg/hNH3，3412kg/hCO2，9046kh/h水及15000kg/h尿素組成，其中未轉化成尿素的NH3/CO2摩爾比為9.7。
此氣流經(jīng)閥Ⅺ膨脹至壓力16MPa，壓力下降2.5MPa，經(jīng)線路10將其送入反萃取柱C1的頂部。在此經(jīng)填充的柱中，存在于尿素溶液中的絕大部分游離氨經(jīng)CO2的反萃取作用被萃取掉，這部分CO2是經(jīng)線路5送入后，沿柱逆流上升的。
從C1的頂端得一由7565kg/hNH3，8624kg/hCO2，886kg/h水及100kg/h惰性氣體組成的蒸汽混合物，其溫度為203℃，將它們經(jīng)線路11送入冷凝段。從C1的底部得一尿素溶液，溫度為165℃，其由5244kg/hNH3，5788kg/h CO2，8160kg/h水及15000kg/h尿素組成，經(jīng)閥2使其膨脹至1.8MPa，然后通過線路12送入分離器V2，后者配有一煙囪塔板。
當閃蒸汽被分離后，尿素溶液經(jīng)線路13沿熱交換器HE2的殼方進行循環(huán)，該熱交換器接受了經(jīng)線路11輸送的柱C1產(chǎn)生的蒸汽以及經(jīng)線路14輸送的，來自中壓冷凝段，溫度為97℃并含有6419kg/h NH3，6175kg/h CO2和3763kg/h水的循環(huán)氨基甲酸銨溶液。
所生成的液-蒸汽混合物的溫度為172℃，經(jīng)線路15被輸入熱交換器HE2，當其將部分的冷凝熱轉移給占據(jù)在熱交換器殼方的尿素溶液后，混合物即經(jīng)線路16離開熱交換器，此時的溫度為165℃，液態(tài)物質所占比例按摩爾數(shù)計為84%。
這股氣流最終的冷凝是在熱交換器HE3中完成的，在此來自線路16的液一蒸汽混合物與從反應器R1頂部抽提得到的蒸汽(其溫度為190℃，含有100kg/h NH3，10kg/hCO2和15kg/h水)一起在155℃下冷凝，冷凝所釋放出的熱量被用于生產(chǎn)壓力為4巴(0.4MPa)溫度為151℃的4950kg/h的飽和蒸汽。
離開熱交換器HE3的冷凝混合物經(jīng)線路18被送入分離器V1，在此分離得到的液相中含有1375kg/hNH3，14422kg/hCO2和4561kg/h水，它們經(jīng)線路19，泵P2和線路7循環(huán)進入反應器。氣相中含有325kg/hNH3，387kg/h CO2，103kg/h水及100kg/h惰性氣體，它們經(jīng)線路20及控制閥X4被送入中壓回收部分。
從分離V2底部得到的溫度為160℃，含有1180kg/hNH3，481kg/h CO2，15000kg/h尿素和5985kg/h水的尿素溶液，在經(jīng)閥X3膨脹至壓力為0.35MPa后，沿線路21進入下一個熱分解部分。
從分離器V2頂部得到的蒸汽含有4064kg/h NH3，5037kg/hCO2及2175kg/h的水，溫度為140℃，將其經(jīng)線路22送入熱交換器HE5。在進入上述的熱交換器之前，使這個氣流與經(jīng)線路23送入的循環(huán)氨基甲酸銨溶液(其由1180kg/hNH3，481/hCO2及1385kg/h水組成)及經(jīng)線路3送入的850kg/hNH3進行混合。結果，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，看上去氨的加入似乎會損害HE5中用于熱回收的有效溫度水平，而結果卻導致了再循環(huán)的全面改善，并使得C2中欲進行上行循環(huán)的產(chǎn)物除去更容易了，原因是從循環(huán)中釋放出需被排放的未縮合物。
蒸汽在熱交換器HE5中部分冷凝，其冷凝釋放出來的熱量被用于來自低壓分解步驟的尿素溶液的真空濃縮。在溫度110℃下離開此熱交換器的液一蒸汽混合物與來自V1的蒸汽和未縮合物組成的混合物一起，經(jīng)線路24送入熱交換器HE7。實際上，除了惰性物質之外，全部蒸汽的冷凝在熱交換器HE7中發(fā)生。將97℃下的冷凝產(chǎn)物經(jīng)線路25送入洗滌柱C2，于此，在惰性氣體(100kg/h)經(jīng)閥X5和線路27被排放至大氣之前，將其游離出來并洗滌之。洗滌操作是用來自線路26的100kg/h的水進行的。
在97℃下從柱底部得到的氨基甲酸銨溶液含有6419kg/hNH3，6175kg/hCO2及3763kg/h水，將其經(jīng)線路27及泵P3送入HE2中的高壓冷凝部進行循環(huán)。將離開分離器V2的尿素溶液送入降膜式熱交換器HE4中，操作壓力為3.5巴(0.35MPa)。另一部分氨基甲酸銨繼續(xù)分解，在138℃下底部獲得尿素溶液，其由375kg/hNH3，125kg/hCO2，15000kg/h尿素和5333kg/h的水組成。分解所需的熱量由送至熱交換器殼方壓力為3.5巴的1200kg/h蒸汽的冷凝來提供。尿素溶液經(jīng)線路29和控制閥X6送入二段濃縮部分。
初級降膜式濃縮器HE5的操作壓力為0.35巴(絕對)(也即絕對壓力為35kPa)，所采用的熱量來源是中壓分解器中氣相物質冷凝放出的熱量，所得到的濃縮尿素溶液的濃度為94%(按重量計)。通過線路30將此濃縮液送入包含熱交換器HE8在內(nèi)的最終濃縮段(上述熱交換器供有1450kg/h的低壓蒸汽)及分離器V3，由此得到含有15000kg/h尿素的尿素熔化物及30kg/h水。
HE5及HE8/V3濃縮段中產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)線路32和33被送入冷凝段及流出物處理段Z1，并向其中送入2300kg/h的低壓蒸汽用于真空蒸汽提取及反萃取處理冷凝物中的氨和二氧化碳。
從Z1部分分別得到下列流束-含有375kg/hNH3，125kg/hCO2及733kg/h水的氣流，其經(jīng)線路34循環(huán)至低壓冷凝段;
-含有6870kg/h純水(溫度為139℃)和熱交換器HE6中的進料氨組成的液體流，通過預熱反應器回收顯熱后，經(jīng)線路35從車間排出。
將通過線路34循環(huán)的來自Z1段的循環(huán)蒸汽與來自熱交換器HE4并沿線路36流動的蒸汽流混合，然后將它送至冷凝器HE9，得到溫度為45℃的氨基甲酸銨溶液，再經(jīng)線路37和泵P4循環(huán)至HE5中的中壓冷凝段。經(jīng)過控制閥X7及線路38除去任何存在的惰性物質。
冷凝器HE3產(chǎn)生的蒸汽用以滿足車間中低壓蒸汽的消耗。
從這個實例中可以明顯地看出，本發(fā)明提供的方法具有能耗低的特點，下面給出了每生產(chǎn)一噸尿素所需的具體的公用事業(yè)設備(水、電等)消耗，包括流出物處理所需的消耗-中壓蒸汽 430kg-電力 20KWh(包括CO2的壓縮)-冷卻水 60m3(溫度差為10℃)與所引證的同一申請歐洲專利417830相比，每生產(chǎn)一噸尿素，蒸汽的消耗從470kg下降至430kg，這個差值是具有顯著意義的。
應考慮到，假設一個車間在反應器內(nèi)(無任何循環(huán)過程)具有100%的尿素產(chǎn)率，就能夠給出一個溶液，其中含1000kg尿素，同時還存在有300kg化學計量的水，該溶液要濃縮到99.8%，那就需要350kg蒸汽。
根據(jù)本發(fā)明所提供的方法，獲得了熱回收方面的改進，改進了產(chǎn)生于中壓分解段的蒸汽混合物的冷凝。
這種改進是由于氣態(tài)混合物的組成，使在某一熱值下的冷凝成為可能，例如在同一車間中有用的熱量可以重新加以利用。
這種蒸汽混合物(NH3+CO2+H2O)具有的NH3/CO2比是圍繞著“共沸點”變化的，即其冷凝是發(fā)生在最高可能溫度之下，可與工作壓力及最小量的稀釋水和諧共存的。
這種最小量的水給出了一個二級能量優(yōu)勢，因為最低的是循環(huán)至反應器的水，最高的是尿素的轉化率，因此最低的是未轉化成尿素的試劑量以及使之循環(huán)所需的熱量。
為了能在蒸汽混合物的冷凝過程中在最高值的溫度下回收熱量，獲得了這種來自中壓分解段的混合物的最好組成，其做法是在這一工序的上游部加一個絕熱反萃取器，考慮到合成工作的壓力，其操作壓力為1-7MPa(較好地是在2～5MPa)。
在上述的反萃取器中，送入了很大部分的新鮮二氧化碳，尿素溶液中的氨下降，因此在中壓分解的下游段，所得蒸汽混合物具有的NH3/CO2比，比所引證申請中的更為合適，上述混合物在高溫下與最小量的稀釋水一起冷凝。
進一步的優(yōu)點是設備的簡化。具有適合于冷凝所需的上述NH3/CO2比的，中壓分解段中的蒸汽混合物全部被冷凝，一部分在回收冷凝器HE5中，另一部分在冷凝器HE7中，洗滌上述混合物，以便將它們送入大氣，惰性氣體(H2，CO2，CH4，O2，N2…)實際上無NH3。相反，不需要從上述的冷凝步驟得到的溶液中分離出氨，也無需在中壓下進行其分離循環(huán)，就象所引證的原來的工藝一樣。
通過線路3，將小部分新鮮氨直接送入冷凝器/循環(huán)器HE5，以增加回收熱，即提高冷凝水平。就此獲得了同樣的權宜之計，即在冷凝過程中調節(jié)NH3/CO2比。在車間中每一個熱量回收相當于一個較低量的在冷卻水中的熱量損失，而后相當于本方法的能量改進。
權利要求
1.從氨和二氧化碳經(jīng)合成來生產(chǎn)尿素的方法，在該方法中，合成反應器R1操作條件為NH3/CO2摩爾比在2.5至5之間；溫度為175-220℃且較可取的為185-200℃；且相應地在13-23MPa的壓力下，R1反應器在此條件下生產(chǎn)出尿素溶液，而后使該尿素溶液進入初級分解器HEl中在外部加熱下分解那些未脫水成尿素的氨基甲酸銨，上述初級分解器實質上是在與合成反應器相同的壓力下進行操作的，分解產(chǎn)物呈氣相循環(huán)入合成反應器中，由初級分解器在200-210℃下操作而產(chǎn)生的尿素溶液含有未轉化為尿素的NH3與CO2之比率在6-12之間，且較可取地與8-10之間，將其投入到處理部分以除去溶解性的游離氨，然后，至一個或多個部分中進行熱分解和殘余氨基甲酸銨的冷凝，較可取地為兩個部分，操作在中等壓力(1-4MPa)及低壓(0.3-0.5MPa)下進行，其特征在于--將與合成壓力相同壓力的初級分解器中流出的尿素溶液，在絕熱反萃取柱C1中與進料CO2的優(yōu)勢部分，即多于70%的CO2進料，進行逆流處理，操作壓力為低于合成壓力的1-7MPa，--在上述絕熱反萃取中產(chǎn)生的蒸汽相與在初級連續(xù)性氨基甲酸銨冷凝段中所產(chǎn)生的循環(huán)氨基甲酸銨溶液相混合，然后在至少兩個串聯(lián)的冷凝段HE2和HE3中進行冷凝，其中初級段進行部分冷凝，二級段完成氨基甲酸銨冷凝，操作實質是在與產(chǎn)生冷凝物時相同的壓力下進行的，冷凝物作為液相循環(huán)至合成器中；--經(jīng)用二氧化碳從絕熱反萃取中所得到的，且未轉化為尿素的氨/二氧化碳之比率在2.0-4.0間的尿素溶液，被加到分離器V2中的二級熱分解段進行熱分解，操作壓力為1-4MPa，分解所需熱量由在上述熱交換器HE2中進行的部分冷凝來提供。
2.根據(jù)權利要求1的尿素生產(chǎn)方法，其特征在于從二級分解段得到的蒸汽流在與從冷凝器HE9中流出的循環(huán)溶液混合后被冷凝，HE9冷凝器冷凝了來自三級氨甲酸銨分解段的循環(huán)溶液，冷凝是在2-4摩爾比下，至少一個冷凝段是在與二級分解段相同壓力下進行的，并對尿素溶液在濃縮部分HE5中進行熱傳遞。
3.根據(jù)權利要求2的尿素生產(chǎn)方法，其特征在于給予車間的部分新鮮氨進料，較可取的程度為進料氨的10%左右，被加到氣-液混合料中，該混合料中進入冷凝器的殼方部分的。
4.根據(jù)權利要求2-3中的一種或多種尿素生產(chǎn)方法，其特征在于在HE5中氨基甲酸銨的冷凝是用摩爾比為2.5-3.5的NH3/CO2來進行的，冷凝的熱量用于在真空下壓力為30-100KPa(絕對)下濃縮尿素溶液。
5.根據(jù)權利要求2-4中一種或多種的尿素生產(chǎn)方法，其特征在于在HE5中氨基甲酸銨的冷凝是以圍繞該組分共沸點的NH3/CO2摩爾比進行的。
6.根據(jù)權利要求1的尿素生產(chǎn)方法，其特征在于柱Cl和冷凝器HE2在比合成壓力低2-5MPa的壓力下進行操作。
7.根據(jù)權利要求1的尿素生產(chǎn)方法，其特征在于90-100%的CO2進料被加到絕熱反萃取段中。
8.根據(jù)權利要求4的尿素生產(chǎn)方法，其特征在于中壓分解器中產(chǎn)生的蒸氣在降膜式熱交換器HE5中的殼方部分冷凝，而被加到HE5的柱體部分頂端的尿素溶液被濃縮到88-95%(重量比)。
9.根據(jù)權利要求1的尿素生產(chǎn)方法，其特征在于在柱Cl中用CO2反萃取除去游離氨，直到未轉化為尿素的NH3/CO3之比率(較可取地)在2.5-3.5之間。
全文摘要
尿素生產(chǎn)方法。在該方法中，在反應段生成的尿素溶液經(jīng)下列程序先后作處理，先在與反應段壓力相同的初級熱分解器中進行，再將部分殘留的氨基甲酸銨分解為各個組分，然后在絕熱反萃取器中進行處理，其中游離氨在低于合成壓力1—7MPa的壓力下作CO
文檔編號C07C273/04GK1065452SQ92101898
公開日1992年10月21日 申請日期1992年3月21日 優(yōu)先權日1991年3月22日
發(fā)明者F·格拉尼里, G·卡洛尼 申請人:斯南普羅吉蒂聯(lián)合股票公司