專利名稱：一種尿素合成塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種尿素合成塔，特別涉及一種具有分布器和下降管的液相逆流
尿素合成塔，屬于尿素合成反應裝置技術領域。
背景技術：
尿素合成塔是液氨和二氧化碳氣體反應生成尿素的反應器，是工業(yè)生產(chǎn)尿素的關 鍵設備。 工業(yè)生產(chǎn)尿素的反應分兩步進行，第一步由氨和二氧化碳反應生成中間產(chǎn)物氨基
甲酸銨(簡稱甲銨)，其反應式為 2NH3 (液)+C02 (氣)=NH4C00NH2 (液) 第二步由甲銨脫水生成尿素，其反應式為 NH4C00NH2 (液)=CO (NH2) 2 (液)+H20 (液)-Q2 第一步反應是一個可逆的強放熱反應，生成甲銨的反應速度比較快，容易達到化 學平衡，且達到化學平衡后二氧化碳轉化為甲銨的程度很高。第二步反應是一個可逆的微 吸熱反應，需要在液相中進行，反應速度慢，需要較長時間才能達到化學平衡，并且合成塔 內(nèi)存在逆向返混，即使達到化學平衡也不能使全部甲銨都脫水轉化為尿素，存在尿素合成 率低的問題。 為了滿足反應物料在尿素合成塔中有足夠的停留時間、減少逆向返混、提高尿素 合成率，目前工業(yè)上使用的尿素合成塔除設計成較大的高徑比外，還在塔內(nèi)設置了若干塔 盤，原料從塔底進入，經(jīng)過一定的反應時間后從塔頂排出。但這種結構的尿素合成塔，由于 原料混合不均，反應熱不能及時移走，塔內(nèi)存在著大量氣相，降低了合成塔的有效容積，并 且并流上升的氣液混合物不利于甲銨脫水生成尿素的反應，尿素合成率低的問題仍得不到 明顯改善。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)尿素中存在的原料混合不均、反應熱不 能及時移走、尿素合成率低的不足，提供一種由頂部進料和出料，塔內(nèi)設置有分布器和下降 管，能及時將反應熱移走的液相逆流尿素合成塔。該尿素合成塔不僅有利于提高尿素合成 率，減少能耗，降低投資，而且還具有操作方便、安全可靠和維修方便等特點。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實現(xiàn)提供了以下技術方案 —種尿素合成塔，包括塔體ll，塔體11的下部設置有液氨進口 7，其特征在于塔 體ll的頂端設置有原料進口 1、反應物出口 2，原料進口 1的下端連接有分布器3，塔體11 內(nèi)設置有下降管4，分布器3與下降管4相連接，下降管4經(jīng)多次變向后達到塔底。 所述分布器3由封蓋9、多孔板8和導向板10組成，封蓋9上設置有兩個孔901、 902，分別與原料進口 1、反應物出口 2相連通；多孔板8固連在封蓋9的下方，導向板10設 置于原料進口 l正下方的封蓋9與多孔板8之間；多孔板8的中心十字交叉設置有多個孔，
3塔體11內(nèi)設置有多個下降管4，多個下降管4分別與多孔板8上十字交叉設置的孔相連通， 在多孔板8、導向板10的作用下，使進入分布器3的原料迅速混合均勻后進入下降管4。 為增加下降管4的穩(wěn)定性和避免物料的返混，在下降管4的變向處串接有塔盤6， 塔盤6的中心十字交叉設置有多個孔601，塔盤6的外周環(huán)形設置有多個孔602，多組下降 管4分別穿過塔盤6中心十字交叉設置的多個孔601，塔盤6的外周設置的多個孔602分別 連接有多個上升管5。 本實用新型合成尿素時，將二氧化碳氣體、回收的甲銨液和大部分液氨從合成塔 頂端的原料進口送入分布器，在分布器內(nèi)，通過多孔板的混合和導向板的導向作用后，均勻 地進入多個下降管4中，進行甲銨脫水生成尿素的反應。少部分液氨(液氨總量的20% 40% )由合成塔底部的液氨進口加入，延長了原料在塔內(nèi)的停留時間，有利于甲銨脫水生 成尿素。在下降管內(nèi)，甲銨生成的反應熱被逆流上升的物料移走，同時避免了底部超溫的現(xiàn) 象發(fā)生。下降管的管間設置的塔盤避免了物流返混的發(fā)生，有利于提高尿素的合成率，以二 氧化碳轉化率計，利用本實用新型尿素合成塔合成尿素的轉化率可達72% 74%，而國內(nèi) 目前現(xiàn)有的尿素合成塔合成尿素的轉化率僅在62% 64%。 下面通過具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明。

[0016]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是本實用新型尿素合成塔整體結構示意圖。圖2是本實用新型分布器的結構示意圖。圖3是本實用新型分布器多孔板的截面示意圖。圖4是本實用新型下降管的結構示意圖。圖5是本實用新型塔盤的截面示意圖。其中，附圖標記為1為原料進口，2為反應物出口，3為分布器，4為下降管，5為上
升管，6為塔盤，601為塔盤中心十字交叉分部的孔，602為塔盤外周環(huán)形分部的孔，7為液氨 進口 ， 8為多孔板，9為封蓋，901為封蓋與原料進口相連通的孔，902為封蓋與反應物出口相 連通的孔，10為導向板，11為塔體。
具體實施方式本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只 是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。 實施例 本實用新型實施例中所列舉的尿素合成塔，包括塔體ll，塔體11的下部設置有液 氨進口 7，塔體11的頂端設置有原料進口 1、反應物出口 2，原料進口 1的下端連接有分布 器3，塔體11內(nèi)設置有多個下降管4，分布器3與下降管4相連接，下降管4經(jīng)8次變向后 達到塔底。 所述分布器3由封蓋9、多孔板8和導向板10組成，封蓋9上設置有兩個孔901、 902，分別與原料進口 1、反應物出口 2相連通；多孔板8固連于封蓋9的下方，導向板10設置于原料進口 1正下方的封蓋9與多孔板8之間；多孔板8的中心十字交叉設置有32個 孔，塔體11內(nèi)設置的多個下降管4分為4組，每組由8根DN32mm的下降管組成，分別與多 孔板8上十字交叉設置的孔分別相連通，在多孔板8、導向板10的作用下，使進入分布器3 的原料迅速混勻均勻后進入下降管4。 下降管4的變向處串接有塔盤6，共設置有6個塔盤，每個塔盤的中心十字交叉設 置有32個孔601，塔盤6的外周環(huán)形設置有多個孔602，4組下降管4分別穿過塔盤6中心 十字交叉設置的孔601，塔盤6的外周設置的多個孔602分別連接有多個呈順時針方向彎曲 的上升管5。 本實用新型尿素合成塔的主要尺寸為，塔體內(nèi)徑1800mm，塔高30m，分布器管徑 250mm，多孔板上的孔徑38mm，下降管直徑38mm，長60m。利用本實施例的尿素合成塔合成 尿素時，將混合后的二氧化碳、回收的甲銨液和大部分液氨從合成塔頂部的原料進口 1送 入分布器3，在分布器內(nèi)，通過多孔板的混合和導向板的導向作用后，均勻地進入四組下降 管中，進行甲銨脫水生成尿素的反應，液氨的流量為53. 1噸/小時，二氧化碳流量為29. 5 噸/小時，甲銨液流量為41. 3噸/小時，得到的產(chǎn)品尿素為41. 67噸/小時.尿素合成塔 反應壓力為22. OMPa，反應溫度為190°C 。本實用新型年產(chǎn)30萬噸尿素，二氧化碳轉化率為 72 74%。
權利要求一種尿素合成塔，包括塔體(11)，塔體(11)的下部設置有液氨進口(7)，其特征在于塔體(11)的頂端設置有原料進口(1)、反應物出口(2)，原料進口(1)的下端連接有分布器(3)，塔體(11)內(nèi)設置有下降管(4)，分布器(3)與下降管(4)相連接，下降管(4)經(jīng)多次變向后達到塔底。
2. 根據(jù)權利要求1所述的尿素合成塔，其特征在于所述分布器(3)由封蓋(9)、多孔 板(8)和導向板(10)組成，封蓋(9)上設置有兩個孔(901)、 (902)，分別與原料進口 (1)、 反應物出口 (2)相連通；多孔板(8)固連在封蓋(9)的下方，導向板(10)設置于原料進口(I) 正下方的封蓋(9)與多孔板(8)之間；多孔板(8)的中心十字交叉設置有多個孔，塔體(II) 內(nèi)設置有多個下降管(4)，多個下降管(4)分別與多孔板(8)上十字交叉設置的孔相 連通。
3. 根據(jù)權利要求l所述的尿素合成塔，其特征在于在下降管(4)的變向處串接有塔盤(6)，塔盤(6)的中心十字交叉設置有多個孔(601)，塔盤(6)的外周環(huán)形設置有多個孔 (602)，多組下降管(4)分別穿過塔盤(6)中心十字交叉設置的多個孔(601)，塔盤(6)的外 周設置的多個孔(602)分別連接有多個上升管(5)。
專利摘要本實用新型涉及一種尿素合成塔，特別涉及一種具有分布器和下降管的液相逆流尿素合成塔，屬于尿素合成反應裝置技術領域。本實用新型的尿素合成塔，包括塔體(11)，塔體(11)的下部設置有液氨進口(7)，塔體(11)的頂端設置有原料進口(1)、反應物出口(2)，原料進口(1)的下端連接有分布器(3)，塔體(11)內(nèi)設置有下降管(4)，分布器(3)與下降管(4)相連接，下降管(4)經(jīng)多次變向后達到塔底。下降管(4)的變向處可串接塔盤(6)。塔盤(6)上開有若干個上升孔(5)。本實用新型合成尿素有利于提高尿素的合成率，以二氧化碳轉化率計，利用本實用新型尿素合成塔合成尿素的轉化率可達72％～74％。
文檔編號B01J10/00GK201495189SQ20092008293
公開日2010年6月2日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權日2009年7月29日
發(fā)明者劉朝慧, 劉勝, 李旭初, 李虹, 肖華忠, 鄢家祥, 陳俊, 雷林 申請人:四川金象化工產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司;四川金圣賽瑞化工有限責任公司;四川藍星機械有限公司