專利名稱：：改進的尿素合成方法及其設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種改進的尿素合成方法，這一方法包括在幾乎等于尿素合成壓力的壓力下，通過二氧化碳汽提分離未反應的氨及二氧化碳，這一方法中的合成塔及類似設備能夠被放置在地上。眾所周知，生產尿素的方法包括在尿素合成的壓力及溫度下在尿素合成區(qū)內使氨與二氧化碳發(fā)生反應，從得到的尿素合成溶液中分離作為氨與二氧化碳混合氣的未反應的氨基甲酸銨，用一種吸收介質吸收混合氣以使所得到的吸收物再循環(huán)回尿素合成區(qū)，從已分離氨基甲酸銨的尿素合成溶液中得到一種尿素溶液。關于這一類型的尿素合成方法已提出過大量建議。盡管取決于它所使用的方法及其生產規(guī)模，尿素廠包括一個合成塔、一個氨基甲酸酯冷凝器和一個汽提器，其中的合成塔和氨基甲酸酯冷凝塔通常被放置在其底部距地面20-30米的高度上。將這些設備放置在離地面20-30米高度的位置上，從未采用過僅用結構部件如鋼結構支撐這些設備的結構，而采用的是用混凝土和有相似功能的，或其中有鋼結構的混合體作底座建到這一高度。由于這一背景，因為在高處安裝及固定這些裝置需要大量時間及勞力，因此已研制可將尿素合成塔和類似設備放置在地面上的尿素合成方法。作為一個地面布局建議的方法實例，一個改進的尿素合成方法在公開的日本專利公開號為149930/1978中提到。根據(jù)這一方法，在相等壓力下用中間的氨基甲酸銨合成尿素的雙流再循環(huán)方法中，它包含使氨和二氧化碳在一個高的氨與二氧化碳摩爾比率(以下簡稱為N/C)下發(fā)生反應，在與合成壓力基本相同的壓力下、在存在汽提劑的情況下對合成產物進行熱處理，并在相同的壓力下再循環(huán)剩余的物質和從合成產物分離出的過多物質。(1)在與尿素合成相同的壓力下以連續(xù)的兩個步驟對尿素合成產物進行處理。在第一步中，對上述產物進行加熱以基本分解所有的剩余氨基甲酸酯，并將分解產物與部分過多的氨一起排出。而在第二步中，過多的氨的剩余部分通過補充加熱和輸入二氧化碳氣流的方法排出，(2)在第一步中汽提的氣相直接再循環(huán)到該合成中，而第二步中汽提的氣相要經過冷凝和殘余氣體的清洗處理，然后以液體狀態(tài)再循環(huán)到該合成中。這里使用的合成壓力為100-250千克/平方厘米，優(yōu)選是180-225千克/平方厘米，合成溫度為170-205℃，優(yōu)選是180-200℃。合成部分包含兩個分開的在兩個步驟中連續(xù)安排的合成高壓釜，或者用高壓釜下部提供的分配板將合成高壓釜完全分成上和下兩個部分使合成部分被分成兩個步驟。作為設置在上面的合成高壓釜(以后稱為第一區(qū))及設置在下面的合成高壓釜(以后稱為第二區(qū))的合成條件，第二區(qū)的N/C應該總是比第一區(qū)的N/C大。第一區(qū)的N/C是4-7，而第二區(qū)的N/C是6-8。單獨地，汽提器被分成兩個，在兩個汽提步驟的第一步中回收多余量的溶解在液體相中的氨，而第二步汽提后的氣體相經過冷凝和殘余氣體的清洗處理，之后的冷凝物回到第一區(qū)再利用。作為這一方法產生的效果，在前面提到的公開文件第六頁左上欄中描述了通過使用有上下兩部分的反應器，可以不安裝在某一高度上安裝一臺反應器通常所必需的巨大的、難控制的建筑架。這表明高壓釜是自我支撐型的。建議做地面布局的其他方法實例是EP-0329215A1。在這一專利公開文件公開的方法中，一臺氨基甲酸酯冷凝器安裝在高地上，一部分汽提氣體通過噴射器輸入合成部分，并建議合成塔、汽提器和類似設備直接安裝在地面上。盡管上述兩個傳統(tǒng)技術建議將合成塔、汽提器和類似設備直接安裝在地面上，他們還需要在某一高度放置氨基甲酸酯冷凝器，有時還要使用一臺噴射器。在公開的日本專利公開號209555/1985中公開了一個關于尿素生產方法的實施例。與上述兩個傳統(tǒng)技術不同，這一方法允許達到一個較高的尿素合成率并能通過一個小的熱交換區(qū)從汽提處理中回收氣體混合物的冷凝熱。在這一方法中尿素的生產包括，形成包含氨基甲酸銨、不含氨(過量氨)的二氧化碳和過量氨的在125-350巴壓力下在合成區(qū)內的尿素合成溶液，在不高于合成區(qū)的壓力下通過補充熱量和在汽提區(qū)中與汽提氣體接觸使至少一部分尿素合成溶液中的氨基甲酸銨分解，從汽提區(qū)中除去作為氣體混合物和一部分過量氨和汽提氣的氨基甲酸銨的分解產物，在冷凝區(qū)中冷凝至少一部分生成的氣體混合物，處理經過汽提的尿素合成溶液，以獲得尿素溶液或固體尿素，在反應條件下甚至在冷凝區(qū)中形成了30％的可獲得的尿素的平衡數(shù)量，而且含有氨基甲酸銨和尿素的混合物供應到合成區(qū)。冷凝區(qū)中的冷凝是在合成壓力或汽提處理壓力低于合成壓力下進行的。而且，冷凝是在潛管冷凝器中進行的，具體是在水平放置的管殼式換熱器的殼程中進行的。冷凝還能在與反應區(qū)相聯(lián)的冷凝區(qū)中進行。但是，在該公開說明書第4頁上面左半欄中，提到浸漬型冷凝器可以水平或垂直安放，在垂直潛管冷凝器中進行冷凝是特別優(yōu)選的。它還描述了在進行水平冷凝的地方，合成區(qū)和冷凝區(qū)能容納在一臺設備內，從而達到結構緊密。但是，它僅提出一個應用垂直冷凝區(qū)的例子，即在一臺設備內容納合成區(qū)和冷凝區(qū)。另外，還描述了在使用水平放置潛管冷凝器的地方可以將其冷凝器直接放置在工作地面上，因此降低了設備高度，減少了設備成本，使組裝與拆卸更容易。但是這一描述沒有說明設備的地面布局。本發(fā)明的目的是提供一種改進的能在尿素合成中將設備安置在地面上的方法，該尿素合成方法包括的是在基本相當于尿素合成壓力的壓力下通過進料二氧化碳汽提未反應的氨和二氧化碳的步驟，和冷凝從汽提步驟來的混合氣的步驟。本發(fā)明提供一種如下描述的尿素合成方法及其設備。本發(fā)明的一個特征如下一種尿素合成方法，包括在尿素合成溫度及壓力下在尿素合成區(qū)中使氨與二氧化碳反應，讓含有尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和水的生成的尿素合成溶液，在汽提區(qū)內，在幾乎等于所述尿素合成壓力下加熱，與至少一部分二氧化碳物料接觸，以分離作為氨、二氧化碳和水的混合氣體的所述的未反應氨和所述的未反應二氧化碳，進一步處理含有未分離的未反應氨和未反應二氧化碳的尿素合成溶液以獲得尿素，將所述汽提區(qū)中的分離的混合氣輸入垂直冷凝器的底層，使其在冷卻下與吸收介質接觸從而冷凝所述混合氣，并使由此獲得的冷凝物再循環(huán)回尿素合成區(qū)，其改進包括在較低部位安裝尿素合成區(qū)及在其上面或其上方安裝垂直冷凝區(qū)，提供第一條在所述冷凝區(qū)的頂部和所述尿素合成區(qū)的底部均有開口的向下的管子，用來使所述冷凝器與所述尿素合成區(qū)相聯(lián)，讓所述冷凝物流由于重力通過所述向下的管子從所述冷凝區(qū)的上部向下流到所述尿素合成區(qū)的底部，使已流下的冷凝物在其經過所述尿素合成區(qū)時進行尿素合成反應，讓由此形成的尿素合成溶液通過第二條在所述尿素合成區(qū)頂部有開口的向下的管子向下流到所述汽提區(qū)的頂部。本發(fā)明的另一個特征如下一套尿素合成裝置，包括(a)一臺垂直尿素合成塔，(b)一臺安裝在所述尿素合成塔上面或上方的帶有冷卻器的垂直冷凝器，(c)汽提器，用來汽提從所述尿素合成塔來的尿素合成溶液中含有的未反應氨和未反應二氧化碳，通過進料二氧化碳使它們作為氨、二氧化碳和水的混合氣從這種溶液中分離出來，(d)第一條在所述冷凝器的頂部和所述尿素合成塔的底部均有開口的向下的管子，用來使所述冷凝器與所述尿素合成塔相聯(lián)，使得冷凝物通過重力從所述冷凝器的頂部向下流到所述尿素合成塔的底部，(e)一條將進料氨或進料二氧化碳輸入所述尿素合成塔底部的管道，(f)第二條在所述尿素合成塔的頂部有開口的管子，用來將尿素合成溶液通過重力輸入所述汽提器的頂部，(g)一條將所述混合氣從所述汽提器輸入所述冷凝器的底部的管道，(h)一條將吸收介質或吸收介質和進料氨輸入所述冷凝器底部的管道，(i)一條與所述冷凝器頂部相聯(lián)的用于排出惰性氣體的管道，(j)一條與所述汽提器底部相聯(lián)的用于輸送至少一部分進料二氧化碳的管道，以及(k)一條用于將含有未分離未反應的氨和未反應的二氧化碳的含水尿素溶液，從所述汽提器的底部排出以做進一步處理的管道。本發(fā)明的另一特征如下一種尿素合成方法，包括在尿素合成溫度及壓力下在尿素合成區(qū)中使氨與二氧化碳反應，讓含有尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和水的生成尿素合成溶液，在汽提區(qū)內，在幾乎等于所述尿素合成壓力的壓力下加熱，與至少一部分進料二氧化碳接觸，以分離作為氨、二氧化碳和水的混合氣體的未反應氨和未反應二氧化碳，進一步處理含有未分離的未反應氨和二氧化碳的尿素合成溶液以獲得尿素，將在所述汽提區(qū)分離的混合氣輸入垂直冷凝區(qū)的底部，使其與冷卻下的吸收介質接觸，以使所述混合氣冷凝，使因此獲得的冷凝物再循環(huán)回尿素合成區(qū)，其改進包括預熱進料液體氨，在150-300巴的壓力下供給噴射器，通過噴射器使所述液體氨膨脹，使噴射器的傳送壓力與吸收壓力之間的壓力差能達到2-10巴，從而從所述垂直冷凝器的頂部吸出冷凝物，將所述液體氨與所述冷凝物的混合物從所述噴射器輸入所述尿素合成區(qū)的底部，使所輸入的混合物在其通過所述尿素合成區(qū)時發(fā)生尿素合成作用，將由此形成的尿素合成溶液從所述尿素合成區(qū)的頂部送入所述汽提區(qū)的頂部。本發(fā)明的另一個特征如下一套尿素合成裝置，包括(a)一臺安裝在地上的垂直尿素合成塔，(b)一臺安裝在地上的帶有冷卻器的垂直冷凝器，(c)汽提器，用來汽提從所述尿素合成塔來的尿素合成溶液中含有的未反應氧和未反應二氧化碳，通過進料二氧化碳使它們作為氨、二氧化碳和水的混合氣從這種溶液中分離出來，(d)一臺用于預熱進料液體氨的熱交換器，(e)一臺噴射器，用于通過用預熱的進料液體氨作推動液從所述冷凝器中吸入冷凝物，(f)一條在所述冷凝器的頂部有開口的向下的管子，用于向噴射器供應所述冷凝物，(g)一條通過熱交換器向噴射器供應進料液體氨的管道，(h)一條將進料液體氨與冷凝物的混合物從噴射器輸入到所述尿素合成塔的底部的管道，(i)一條將尿素合成溶液從所述尿素合成塔輸入所述汽提器的管道，(j)一條向所述冷凝器，或所述汽提器和所述尿素合成塔供應進料二氧化碳的管道，(k)一條向所述冷凝器的底部供應在所述汽提器中分離的混合氣的管道，(l)一條用于將含有未分離的未反應的氨和未反應的二氧化碳的含水尿素溶液，從所述汽提器的底部排出以做進一步處理的管道，以及(m)一條向所述冷凝器的底部供應吸收介質的管道。本發(fā)明的另一特征如下一套尿素合成裝置，包括(a)一臺垂直尿素合成塔，(b)一臺安裝在所述尿素合成塔上面或上方的帶有冷卻器的垂直冷凝器，(c)一臺汽提器，用來汽提在從所述尿素合成塔來的尿素合成溶液中含有的未反應氨和未反應二氧化碳，通過進料二氧化碳使它們以氨、二氧化碳和水的混合氣從溶液中分離出來，(d)一臺用于預熱進料液體氨的熱交換器，(e)一臺用預熱的進料液體氨作推動液的噴射器，(f)第一條在所述冷凝器的頂部有開口的向下的管子，用于從所述冷凝器的頂部向噴射器的吸入口加進冷凝物，(g)一條將進料液體氨和所述冷凝物從噴射器的輸送口輸入所述尿素合成塔底部的管道，(h)第二條在所述尿素合成塔的頂部有開口的向下的管子，用于將尿素合成溶液輸入所述汽提器的頂部，(i)一條將所述混合氣從所述汽提器輸入所述冷凝器的底部的管道，(j)一條將吸收介質或吸收介質和進料氨輸入所述冷凝器底部的管道，(k)一條與所述冷凝器的頂部相聯(lián)的用于排出惰性氣體的管道，(l)一條與所述汽提器相聯(lián)的用于輸送至少一部分進料二氧化碳的管道，以及(m)一條用于將水狀的含有未分離未反應的氨和未反應的二氧化碳的尿素溶液從所述汽提器的底部排出，以做進一步處理的管道。圖1是說明本發(fā)明實施方案的流程圖，標出了各設備離地面的高度；圖2是說明另一本發(fā)明實施方案的流程圖；圖3是說明本發(fā)明另一實施方案的流程圖；以及圖4是說明本發(fā)明另一實施方案的流程圖。優(yōu)選實施方案描述在本發(fā)明中，以二氧化碳為基礎的尿素合成率是轉化為尿素的二氧化碳的摩爾數(shù)量與全部二氧化碳的摩爾數(shù)量的百分比，以后簡稱為尿素合成率。另外，惰性氣體代表輸入尿素合成塔、汽提器、冷凝器和類似設備，以防止進料二氧化碳腐蝕和污染的氣體的通稱。垂直冷凝器是熱交換器，其中氨基甲酸銨冷凝物流過殼程，如管殼式換熱器，它是垂直安裝的。圖1和圖2是說明本發(fā)明實施方案的流程圖，標出了冷凝器、尿素合成塔、汽提器和類似設備安裝的位置(離地面的高度)。盡管在以后會詳細說明各設備，以下還要解釋為什么在這些實施方案中各設備能被安置在地上。在允許尿素合成溶液僅由于重力從尿素合成塔A流下到汽提器C的情況下，沒有落差溶液不會流動。正常地，當溶液允許從合成塔的底部流向汽提器的頂部時，合成塔的位差，特別是合成塔的底部和汽提器的頂部，特別是汽提器的進料口，構成了前面提到的落差。傳統(tǒng)地，在生產1000-1700t/d尿素的方法中，采用前面提到的落差為10-15米。但是，落差并不隨著生產規(guī)模的變化而顯著變化。為了獲得前面提到的落差，冷凝器B和合成塔A相聯(lián)構成了聯(lián)合型垂直冷凝合成反應裝置，它有第一條向下的管子3將兩臺設備直接互相相聯(lián)。合成塔采用這樣一種結構，在內部分配板30(用與合成塔的管道材料相同的材料制成，即改進的316LSS)附近地方的下面所設的第二條向下的管子40探入合成塔，向下到低于汽提器C的頂部上的入口的位置，并從這一位置聯(lián)結到汽提器的頂部上的入口。通過采用這一結構，第二條向下的管子就能起到密封和保證10-15米落差的作用，這樣使將設備安裝在地面上成為可能。在垂直冷凝合成反應裝置中，內部分配板的位置選擇在離地面10-30米的高度，盡管它或多或少地取決于尿素的生產規(guī)模。例如，在生產1700t/d尿素的工廠中，這個板要安裝在離地面大約27米。本發(fā)明中使用的是垂直冷凝器，原因如下。在采用二氧化碳汽提的尿素合成方法中，冷凝器的進料是作為吸收介質和含有二氧化碳的混合氣體的氨基甲酸銨，即從汽提器送來的汽提氣體，過量氨、二氧化碳和氨基甲酸銨分解生成的氨、水和惰性氣體。在冷凝器中，盡管取決于包括操作溫度和壓力在內的條件，如果不能通過在冷凝器中生成上面提到的氨基甲酸銨溶液和冷凝物，吸收進入冷凝器的混合氣體，而使N/C提高的話，也不會形成較高的尿素合成率。另外，較長的滯留時間對尿素合成也是必需的。從上述觀點出發(fā)，前述的溶液在垂直冷凝器內流過殼程，能夠保證氣體吸收必要的液體深度，能夠通過設擋板等延長氣液接觸的時間，因為前面提到的混合氣體送到垂直冷凝器的底部，由此在殼程內部形成一條向上的氣液并流的流，除了僅需要很小的地方進行安裝。因此，延長滯留時間使得尿素被大量生產出來。另外，通過在冷凝器的頂部分離惰性氣體，在下面描述的合成塔A中的氣體的比例大大降低，因此以液體相為主發(fā)生尿素合成反應變得容易。既然防腐氣體-前面所說的氨基甲酸銨溶液和冷凝器中冷凝的液體在冷凝器中完全混合，在所述混合液體中出現(xiàn)對合成塔防腐蝕很必要的溶解的氧氣，這樣甚至惰性氣體已被分離也能防止合成塔的腐蝕。現(xiàn)在說明向下的管道。合成溶液含有在冷凝器B中以20-60％的尿素合成率形成的尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和其他物質，該溶液溢出流入第一條向下的管子3，再由于重力通過它向下流入合成塔A。另外，因為第一條向下的管子達到合成塔較低部分的足夠深的位置，就形成了液封，可以防止液體和氣體的回流。改進的316LSS通常作為第一條向下管子的材料，它也是合成塔的管道的材料。向下的管子也可以是設備外面應用的管子。在這一例子中，高壓不銹鋼管就滿足要求。第二條向下的管子40，在分配板30的入口的下面有一個開口，它安在合成塔內部，起到液封的作用。尿素合成溶液由于重力流經第二條向下的管子進入汽提器。進料氨或進料二氧化碳能被運送到合成塔，以在塔內達到180-200℃的溫度。當進料物質送到合成塔時，在從冷凝器流下到合成塔的液體與通過合成塔的氣液混合流體之間發(fā)生了密度差(以后稱為牽引力)。例如在圖1中，牽引力被解釋為將進料氨通過管1送到合成塔的情形。進料液氨在熱交換器D中被預熱，然后送到合成塔。這時，合成塔中的N/C(3.5-4.5)保持比冷凝器中的N/C(2.5-4.5)高，合成塔中的液體密度大約是870千克/立方米。冷凝器中的液體密度大約是1000千克/立方米，這個密度差構成了牽引力。牽引立可以通過重力和把冷凝器與汽提器之間的高度差減到最小的方法進一步提高流動速度。在圖1和2的實施方案中，冷凝器與合成塔的容積比率選擇在大約3∶7-5∶5，下面將專門描述。盡管取決于尿素的生產率，如果冷凝器容積比合成塔和冷凝器的體積之和低30％，那么冷凝器中的滯留時間通常是不夠的，而如果超過50％，那么合成塔中的滯留時間通常也是不夠的。冷凝器、尿素合成塔和汽提器之間的相對位置關系通常像圖1和2的實施方案中所說明的那樣，當冷凝器的頂部從地面算起假定為100，冷凝器的底部從地面算起為50-80，汽提器的頂部從地面算起為20-50，尿素合成塔的底部從地面算起為5-30，汽提器的底部從地面算起為3-10，冷凝器的底部與汽提器的頂部之間的高度從地面算起為10-60。有了這樣的相對位置關系，在冷凝器B中形成的冷凝物流入尿素合成塔A，尿素合成溶液從尿素合成塔A流入汽提器C，混合氣體從汽提器C流入冷凝器B都能由于重力平衡地進行。因此，沒有必要使用噴射器或在高處安裝尿素合成塔。如下面說明的實施例1和參照例1所顯示的那樣，如果我們假定傳統(tǒng)方法的合成塔的容積為1，在傳統(tǒng)方法中反應單獨在塔中進行，按照本發(fā)明，在同樣的尿素合成條件(相同的尿素生產率)下，冷凝器與合成塔的容積的和小于1，這表明總容積的減小。像上面提到的，在圖1和2的實施方案中，由于合成塔和冷凝器相通，冷凝器還有尿素合成的功能，本發(fā)明方法明顯地簡化了，同時與尿素單獨在合成塔中合成的傳統(tǒng)方法相比，相聯(lián)的設備在大小上變小了。參考圖1和2，本發(fā)明在氣體和液體僅由于落差而再循環(huán)回冷凝器B、合成塔A和汽提器C方面作了詳細說明。在這些圖和以后顯示的圖3和4中，使用了通用代碼和數(shù)字。在圖1和2中，冷凝器B安裝在尿素合成塔A上，它們被分配板30分開，第一條向下的管子3被這么安排，使冷凝器B的頂部與合成塔A的底部相聯(lián)。另外，在合成塔A中，還有一條在分配板30的入口下有開口的獨立的第二條向下的管子40，為了起液封的作用。圖1和2顯示了一臺冷凝器B與尿素合成塔A通過將兩臺設備分開的分配板相聯(lián)的裝置。但是，冷凝器也能分開地安裝在尿素合成塔的上方，或者冷凝器和獨立安裝的尿素合成塔也可以通過在如圓柱體(不需要加壓阻力)的幫助下相接而結合。圖1的方法說明。一部分回收的溶液，它通過在圖中未顯示的步驟中回收作為水狀氨基甲酸銨溶液的未反應的氨和二氧化碳而形成，經過管道7、8和11流入冷凝器B，而剩下的通過管道9被送入洗滌器F。流入垂直冷凝器B的回收溶液，與通過管道5從以后將說明的汽提器C中進料到冷凝器B的混合氣，該混合氣含有二氧化碳、氨和惰性氣體等接觸并混合，這樣就吸收了二氧化碳和氨。冷凝器B中的操作壓力與下面提到的合成塔的操作壓力相同，N/C是2.5-4.5，H/C是0.0-1.0，滯留時間是10-30分鐘。操作溫度控制在170-190℃，在這些條件下，尿素合成率能達到20-60％。當N/C低于2.5，冷凝率由于氨基甲酸銨溶液上方的二氧化碳的分壓的增加而降低，并且氨基甲酸銨的固化溫度提高，而如果N/C超過4.5，冷凝率也會由于氨的蒸汽壓力的增加而降低。因此，最好避免這樣的N/C。任一超過1.0的H/C會降低尿素的平衡合成率，因此最好避免。如果滯留時間低于10分鐘，蒸汽壓力會增加，而且冷凝率會由于尿素合成率的降低而降低。另外，甚至當它超過30分鐘，尿素合成率不會與時間長度成比例地改進得那么明顯，冷凝器的容積會無效和過分地增加。因此，任何上述范圍以外的滯留時間都最好避免。低于170℃的操作溫度會導致尿素合成率的降低，而超過190℃的溫度會由于蒸汽壓力的增加導致冷凝率的下降，并且導致設備材料的腐蝕。因此，任何這樣的操作溫度都最好避免。上述供給洗滌器F的回收溶液吸收了含有少量氨和二氧化碳的惰性氣體中的氨和二氧化碳，惰性氣體通過管道6流入洗滌器F。由于吸收了氨和二氧化碳而相應增加的回收溶液通過管道10進料到噴射器E，在那里受到壓力通過管道11流入冷凝器B。惰性氣體從洗滌器F的頂部單獨排到空氣中。在該圖中，說明了使用噴射器E的例子。不用說，本發(fā)明不限于這個例子。在使用噴射器E的地方，所述回收溶液在洗滌器F和噴射器E之間被分成兩部分，一部分用于洗滌洗滌器F的填充床中的惰性氣體，而另一部分用于增加壓力，通過噴射器E在洗滌器F的出口。但是，如果洗滌器F安裝在冷凝器B的上方，就沒有必要安裝噴射器E。一部分進料二氧化碳通過管道2供給汽提器C。盡管沒有在該圖中描述，防腐氣體還是要供給汽提器C。含有尿素、氨基甲酸銨、氨等的合成溶液通過合成塔A中的第二條向下的管子40進料到汽提器C，在那里用二氧化碳在加熱下進行汽提。它的操作條件通常是140-200巴的壓力，溫度為160-200℃。其余的進料二氧化碳被送到如低壓分解塔，它并未在圖中顯示。含有尿素和未反應的氨和二氧化碳的尿素合成溶液從汽提器的底部出來通過管道12送到低壓分解步驟。進料液體氨預熱，例如到70-90℃，流過管道1，通過洗滌器F和熱交換器E進一步預熱，送到合成塔A的底部。在合成塔A中，液體氨與從冷凝器B通過第一條向下的管子3流下的合成溶液會合。產物溶液流到合成塔的頂部，通過合成塔內所設的第二條向下的管子40和管子4送到汽提器C。在傳統(tǒng)方法中，合成塔的操作壓力選擇在130-250巴，N/C、H/C和滯留時間分別為3.5-5.0、1.0或更少、10-40分鐘。操作溫度控制在180-200℃。在上述條件下，尿素合成率達到60-75％。如果N/C低于3.5，平衡合成率就低，而如果它超過5.0，氨的蒸汽壓力會由于它的氣化而增加。因此，最好避免超過上述范圍。任何超過1.0的H/C會導致合成率的下降，因此最好避免。當滯留時間少于10分鐘時，尿素合成率達到接近其平衡值的時間會不夠，而當時間超過40分鐘時，尿素合成率就已經達到接近其平衡值了。因此，上述范圍以外的滯留時間最好避免?，F(xiàn)在說明圖2的方法。它是圖1在以下方面所示方法的替代。在圖1中，進料液體氨被送到合成塔，而進料二氧化碳通過汽提器送到冷凝器。而圖2方法不同，將進料液體氨送到冷凝器，一部分進料二氧化碳通過汽提器送到冷凝器，其余的送到合成部分。在這些圖中，基本的大的區(qū)別在于操作條件，特別是冷凝器和合成塔中的N/CS。在圖2的方法中，冷凝器的操作條件是N/C為3.0-4.5，H/C為1.0或更少，溫度是160-180℃，壓力與合成塔的壓力相當。合成塔的操作條件是這樣的，N/C為3.0-4.0，H/C為1.0或更少，溫度是180-200℃，壓力是130-250巴。另一個本發(fā)明的實施方案，即使用噴射器使冷凝物流入合成塔的方法，參照圖3和4作了具體說明。在圖3的方法中，進料液體氨在150-300巴的壓力下流入熱交換器D，在那里它預熱到100-200℃，然后作為推動液進入噴射器G。進料液體氨通過噴射器發(fā)散，使噴射器的傳送與吸引壓力之間的壓差達到2-10巴。因此，通過垂直冷凝器B內的向下的管子3供給噴射器的吸入端的冷凝物就被吸入，加壓，作為推動液和進料液體氨的混合物流到尿素合成塔A的底端。在進料二氧化碳中，汽提未反應的氨和二氧化碳所必需的二氧化碳通過管子2和2b進料到汽提器C的底部，其余的通過管子2a或圖中未顯示的低壓分解步驟供給尿素合成塔A的底部。進料液體氨和從噴射器G來的冷凝物，如果必要，還有通過管子2a的二氧化碳，其混合物在流經尿素合成塔A時發(fā)生反應，總的尿素合成率達到60-75％。在尿素合成塔A中，壓力、N/C、H/C和滯留時間分別最好為130-250巴、3.5-5.0、1.0或更少、10-40分鐘。如果N/C少于3.5，平衡合成率就低，而如果它超過5.0，氨就會氣化使其蒸汽壓力增加。因此，這些N/CS最好避免。當滯留時間低于10分鐘，達到接近尿素合成率的平衡值的時間就不夠，而當它超過40分鐘時，尿素合成率就已經達到接近它的平衡值。所以合成率不會再提高。因此這些滯留時間最好避免。在合成塔A中形成的含有尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和水的尿素合成溶液從合成塔的頂部被抽出，再通過管子4送到汽提器C的頂部，汽提器的壓力基本等于或稍低于合成塔的壓力。尿素合成溶液，當向下流經汽提器C時，在加熱下與通過管子2b供給汽提器C的底部的進料二氧化碳接觸，以分離作為氨、二氧化碳、惰性氣體和水的混合氣體的未反應的氨和二氧化碳。這一混合氣體通過管子5從汽提器C的頂部流入冷凝器B的底部。空氣也流入汽提器C以上設備的腐蝕。汽提器的操作條件設定在壓力為130-250巴，特別為140-200巴，溫度為160-200℃?？紤]到汽提器C中分離的未反應氨和二氧化碳等條件，要正確決定供給汽提器C的進料二氧化碳的數(shù)量和進料給尿素合成塔A的進料二氧化碳的數(shù)量，或低壓分解步驟。含有未分離的未反應氨和未反應的二氧化碳的水狀尿素溶液從汽提器C的底部，通過管子12流出，送到低壓處理步驟，在那里它被處理以生產尿素。洗滌器F與冷凝器B的頂部合并。不用說，洗滌器F和冷凝器B可以分開。從低壓回收步驟(未顯示)來的回收溶液作為吸收介質供給洗滌器F的頂部。吸收介質與從冷凝器B來的惰性氣體接觸，以吸收在一起的氨和二氧化碳來除去它們。惰性氣體通過管子15排出。分開地，從洗滌器F來的吸收后的溶液(吸收介質已經吸收了氧和二氧化碳)向下流到洗滌器F底部所設的接收器16，然后通過管子11(向下的管子)作為從汽提器來的混合氣體的吸收介質流到冷凝器B的底部。已流下的吸收介質在由顯示為13和14的冷卻器冷卻下與混合氣體接觸，以冷凝氣體。這樣形成的冷凝物向上通過冷凝器，通過一條向下的在冷凝器頂部有開口的管子3被送到噴射器G的吸入端。它然后像上面描述的那樣和進料液體氨一起被送到合成塔A的底部。冷凝器B的操作壓力幾乎等于汽提器C的壓力，選擇為140-250巴，溫度控制在130-250℃，特別是170-190℃。冷凝器B的N/C是2.5-3.5，H/C是1.0或更少，滯留時間是10-30分鐘。在這些條件下，尿素合成率能達到20-60％。在冷凝器B中，如果N/C低于2.5，冷凝物上方的二氧化碳分壓增加，冷凝率降低，冷凝物的固化溫度提高，而如果N/C超過3.5，氨的蒸汽壓力增加，因此冷凝率降低。因此，最好避免這些N/CS。任一超過1.0的H/CS會降低尿素的平衡合成率，因此最好避免。如果滯留時間低于10分鐘，蒸汽壓力會增加，冷凝率會由于冷凝器中的較低的尿素合成率而降低，而當它超過30分鐘，冷凝器中的尿素合成率不會與延長的時間成比例地明顯上升，它只會增加冷凝器的容積。任何這些條件都最好避免。任何低于170℃的操作溫度都會降低尿素合成率，而任何超過190℃的溫度都會在蒸汽壓力增加后導致冷凝率的下降，并且導致設備腐蝕的增加。因此，這些操作溫度都最好避免。根據(jù)圖3所示的方法，能夠把所有的合成塔A、冷凝器B和汽提器C放置在地面上。這是因為甚至冷凝器B和汽提器C的壓力被選擇稍低于合成塔的壓力，并且在汽提器和冷凝器之間設置了壓降，它達到使混合氣體從汽提器流到冷凝器的程度，通過使用噴射器使冷凝物從壓力高于冷凝器的合成塔流向冷凝器成為可能。然后說明圖4所示的方法。在這一方法所使用的裝置中，垂直冷凝器B安排在尿素合成塔A的上面，這樣它們就成為一體，如同圖1和2的方法。最主要地，使用這樣一臺設備，甚至設備放在地上，液體和氣體也能夠由于重力通過尿素合成塔A、汽提器C和冷凝器B進行循環(huán)。但是，由于從冷凝器來的冷凝物通過進料液體氨驅動的噴射器C被吸入、加壓，并送到合成塔A，合成塔A、汽提器C和冷凝器B之間的壓力分配能很自由地決定。在圖4中，一部分回收溶液，其已經作為水狀氨基甲酸銨溶液在圖中未顯示的步驟中，通過回收未反應的氨和二氧化碳獲得，作為吸收介質通過管子7、8和11，送到垂直冷凝器B，而其余的通過管子9進料到洗滌器F。上述供給垂直冷凝器B的回收溶液與從汽提器C送來的含有二氧化碳、氨、惰性氣體和水的混合氣體，通過管子5到冷凝器B中接觸，以吸收二氧化碳和氨。冷凝器的操作壓力與下述的合成塔的壓力基本相同或稍低，選擇在130-250巴。N/C、H/C和滯留時間分別選擇在2.5-3.5、1.0或更低、10-30分鐘。操作溫度控制在130-250℃，特別是170-190℃，在上述條件下，冷凝器B中的尿素合成率可以達到20-60％。在冷凝器B中，如果N/C低于2.5，冷凝率由于氨基甲酸銨溶液上方的二氧化碳分壓的增加而降低，并且氨基甲酸銨的固化溫度提高。另一方面，如果N/C超過3.5，冷凝率會由于氨的蒸汽壓力的增加而降低。因此，最好避免這樣的N/C。任一超過1.0的H/C會降低尿素的平衡合成率，因此最好避免。當滯留時間低于10分鐘，蒸汽壓力會增加，冷凝率降低，因為尿素合成率還是很低。另外，甚至當它超過30分鐘，尿素合成率不會與時間長度成比例地改進得那么明顯，冷凝器的容積會變得過大。因此，任何這樣的條件都最好避免。任何低于170℃的操作溫度都會降低尿素合成率，而超過190℃的溫度會由于蒸汽壓力的增加導致冷凝率的下降，并且導致設備材料的腐蝕。因此，這些條件都最好避免。供給洗滌器F的回收溶液吸收了通過管子6送入洗滌器F的含有少量氨和二氧化碳的惰性氣體中的氨和二氧化碳，又再循環(huán)回洗滌器F(未在圖中顯示)。另一方面，通過管子15從洗滌器F的頂部排到空氣中。在圖4中舉例說明了噴射器E的使用。但是，本發(fā)明當然并不限于這一例子。在使用噴射器E的情況下，上述回收溶液在洗滌器F和噴射器E之間被分成兩部分，一部分用于洗滌洗滌器F的填充床中的惰性氣體，其余的用于增加壓力，通過噴射器E在洗滌器F的出口。不用說，如果洗滌器F安裝在冷凝器B的上方，就沒有必要安裝噴射器E。一部分進料二氧化碳通過管道2供給汽提器C。盡管沒有在圖中描述，防腐氣體還是供給汽提器C。含有尿素、氨基甲酸銨、氨等的合成溶液通過合成塔A中的第二條向下的管子40和管子4送到汽提器C，在那里用二氧化碳在加熱下進行汽提。關于汽提器C的操作條件，通常壓力與合成塔A的壓力基本相同或稍低，為140-200巴，溫度為160-200℃。其余的進料二氧化碳被送到如低壓分解塔，它并未在圖中顯示。含有尿素和未分離的未反應的氨和二氧化碳的尿素的溶液從汽提器的底部出來，通過管道12送到低壓分解步驟，在那里進行處理得到尿素。進料液體氨預熱到如70-90℃，通過管道1吸入穿過洗滌器F的冷卻器，進一步在150-300壓力下穿過熱交換器D，以預熱到100-200℃，再作為推動液進料給噴射器G。另一方面，由于重力通過第一條向下的管子3從冷凝器B的頂部流下來的冷凝物，供給噴射器G的吸入端，在那里被加壓，并和推動液、進料液體氨一起進料給合成塔A的底部，以進行尿素合成。如上所述，尿素合成溶液通過第二條向下的管子40和管道4從合成塔A的頂部送到汽提器C的頂部。合成塔A的操作壓力同傳統(tǒng)方法一樣，定在130-250巴。另外，N/C、H/C和滯留時間分別選擇在3.5-5.0、1.0或更低、10-40分鐘的范圍內。操作溫度控制在180-200℃，在上述條件下，總的尿素合成率可以達到60-75％。在合成塔A中，如果N/C少于3.5，平衡合成率就低，而如果它超過5.0，氨的氣化使蒸汽壓力增加。因此，這些條件最好避免。任何超過1.0的H/C最好避免，因為會使尿素合成率降低。當滯留時間低于10分鐘，尿素合成率達到接近其平衡值的時間就不夠，而當它超過40分鐘時，尿素合成率就已經完全達到其平衡值的鄰近區(qū)。因此這些滯留時間最好避免。另外，所有的或部分的其余的供給汽提器的進料二氧化碳，可以供給合成塔A，以使合成塔的溫度可以達到180-200℃。在圖4所示的方法中使用的由尿素合成塔與冷凝器聯(lián)為一體形成的裝置，與圖1中使用的裝置相同，除了所安裝的噴射器。參考例進一步詳細說明了本發(fā)明。但是不用說本發(fā)明并未僅限于下面描述的實施例中。實施例1改進的尿素合成方法進行尿素合成，在這一方法中使用的是安裝在地面上的、日產1400噸尿素的裝置，如圖1所示。791t/d的進料氨和1025t/d的進料二氧化碳通過管道1和管道2分別供應。通過熱交換器D中的蒸汽冷凝加熱到175℃的液體氨，通過管道1進料給合成塔A的底部，而969t/d的進料二氧化碳和大約17t/d的防腐蝕空氣通過管道2進料給汽提器C的底部，其余的供給低壓分解塔的進料二氧化碳并未在圖中說明。單獨地，1314t/d的回收溶液作為吸收介質通過管道7，以下述組成和108℃的溫度，加壓至190巴，在洗滌器和噴射器E之間分成兩部分。尿素0.4％氨34.8％二氧化碳40.0％水24.4％供給洗滌器F的回收溶液用于洗滌填充床中的惰性氣體，而供給噴射器E的回收溶液用于通過噴射器E給洗滌輸送溶液(管道10)加壓。洗滌器F在175巴和175℃下操作。洗滌輸送溶液(管道10)與推動噴射器的回收溶液(管道8)由噴射器E混合在一起，通過管道11送到冷凝器B的底部。含有氨、二氧化碳和水的混合氣體在汽提器C中分離，通過管道5被送到冷凝器B的底部。冷凝器B的殼程充滿上述回收溶液和冷凝器形成的氨基甲酸銨，通過它上述混合氣體被吸收。吸收的熱被顯示為管道13和14的冷卻器帶走。已吸收了混合氣體的冷凝物在冷凝器中停留15分鐘，然后通過第一條向下的管子3由于重力流下，進料給合成塔A。在冷凝器的頂部，惰性氣體通過管道6排出。從冷凝器B來的已供給合成塔A底部的冷凝物，與上述加熱到175℃從管道1來的液體氨混合，當混合物慢慢地上升通過合成塔時，尿素合成反應繼續(xù)進行。反應的滯留時間為25分鐘。在尿素合成塔A的內部，安排了擋板來加速氣體的分散和防止液體的返混流。從合成塔A通過第二條向下的管子40和管道4送到汽提器C的合成溶液，在那里被加熱，以便氨基甲酸銨作為氨和二氧化碳的混合氣體分解和分離。汽提器C在最高為191℃、最低為179℃的溫度下、175巴的壓力下操作。如上所述，裝置由通過冷凝器B、尿素合成塔A和汽提器C的氣體和液體的循環(huán)操作。冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作條件與組成在表1中提及。參考例1(根據(jù)圖1中的方法)在傳統(tǒng)的尿素合成方法中(冷凝器不安在合成塔的上面，而是冷凝器與合成塔分別安裝在離地面30米和28米的位置)，操作在與實施例1相同的條件下進行。這一情況下的合成塔的容積與1相同，它與冷凝器和合成塔的總容積在實施例1進行了比較。結果也顯示在表1中。實施例2圖2說明的尿素合成方法在表1所描述的冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作條件下操作。實施例3通過改進的尿素合成方法進行的尿素合成采用的是如圖3所示的放在地上的日產1400噸的裝置。792t/d的進料氨和1025t/d的進料二氧化碳通過管道1和管道2分別供應。壓力為250巴的進料液體氨通過管道1流入，并經過熱交換器D中的蒸汽冷凝加熱到175℃，通過噴射器G進料給尿素合成塔A。進一步地，969t/d的進料二氧化碳和大約17t/d的防腐蝕空氣分別通過管道2和2b供應給汽提器C的底部，其余的供給低壓分解塔的進料二氧化碳并未在圖中說明(通過管道2a的進料二氧化碳的數(shù)量假定為0)。單獨地，1314t/d的回收溶液作為吸收介質通過管道7，以下述組成和108℃的溫度，加壓至190巴，供給洗滌器F。尿素0.4％氨34.8％二氧化碳40.0％水24.4％洗滌器F在175巴和175℃下操作。洗滌器的輸送溶液通過接收器16和一條向下的管道11送到冷凝器B的底部。惰性氣體單獨地從洗滌器F的頂部通過管道15排出。表1</tables>含有氨、二氧化碳、水和惰性氣體的混合氣體在汽提器C中分離，通過管道5被送到冷凝器B的底部。冷凝器B的殼程充滿上述回收溶液和冷凝器形成的氨基甲酸銨，上述混合氣體被溶液吸收。吸收的熱被標為管道13和14的冷卻器帶走。已吸收了混合氣體的冷凝物在冷凝器中停留15分鐘，然后通過一條向下的管子3由于重力流下，由噴射器G加壓，然后送到合成塔A的底部。進料液體氨和送到合成塔A底部的冷凝物，在向上通過合成塔時，尿素合成反應進一步進行。反應的滯留時間為25分鐘。在尿素合成塔A的內部，安排了擋板來加速氣體的分散和防止液體的返混流。從合成塔A的頂部通過管道4送到汽提器C的合成溶液，在汽提器中加熱，以便氨基甲酸銨作為氨和二氧化碳的混合氣體分解和分離。汽提器C在最高為191℃、最低為179℃的溫度下，最高為177巴的壓力下操作。如上所述，裝置由通過冷凝器B、尿素合成塔A和汽提器C的氣體和液體的循環(huán)操作。在噴射器的吸入和輸送端之間的壓力差，為這一目的提供推動力，采用進料液體氨作為推動流，它大約為3巴。冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作條件與組成在表2中顯示。實施例4圖4所示的尿素合成方法在如表2所示的冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作條件下進行。實施例5使用一臺如圖3所示的日產1725噸、放在地面上的裝置，在如表2所述的冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作條件下，進行尿素合成。表2</tables>發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的改進的尿素合成方法，可以得到下列效果。(1)由于可以已經采用將合成塔、冷凝器和汽提器安置在地上的方法，到目前為止所需要的混凝土和鋼結構在這里不是必要的。(2)垂直冷凝器與合成塔合成一體，促進了方法的簡化。(3)噴射器以進料液體氨為推動液，為尿素合成塔提供冷凝物，由于這種噴射器的采用，安裝地點和汽提器與冷凝器之間壓力分配的自由度提高了。(4)由于冷凝器是垂直冷凝器，在其中進料氣體和其他物質完全吸收，很容易形成氨基甲酸銨，采用這樣一種結構，使得液體流過殼程，尿素通過調整冷凝器的容積而在冷凝器中形成。(5)尿素合成塔與冷凝器合成一體，尿素可以在冷凝器和合成塔中合成，因此這些裝置的總容積可以比傳統(tǒng)的合成塔與冷凝器的總容積小。權利要求1.在由氨與二氧化碳在尿素合成溫度與壓力下，在尿素合成區(qū)內反應所構成的尿素合成方法中，將含有尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和水的產物尿素素溶液，與汽提器中的至少一部分進料二氧化碳在加熱下，在幾乎等于所述尿素合成壓力下接觸，以分離所述未反應氨和作為氨、二氧化碳和水的混合氣體的未反應二氧化碳。進一步處理含有未分離的未反應氨和未反應的二氧化碳的尿素合成溶液，以獲得尿素，將在汽提區(qū)內分離的混合氣體引入垂直冷凝區(qū)的底部，使其在冷卻下與吸收介質接觸，從而冷凝所述混合氣體，由此獲得的冷凝物再循環(huán)回尿素合成區(qū)，改進包括將尿素合成區(qū)安裝得較低，垂直冷凝區(qū)安在其上或上方，設置一條在所述冷凝區(qū)的頂部和所述尿素合成區(qū)的底部均有開口的第一條向下的管子，用來使所述冷凝區(qū)與所述尿素合成區(qū)相通，讓所述冷凝物由于重力通過所述管子，從所述垂直冷凝區(qū)的頂部流下到所述尿素合成區(qū)的底部，使流下的冷凝物在其通過所述尿素合成區(qū)時發(fā)生尿素合成反應，讓由此形成的尿素合成溶液由于重力，通過第二條在所述尿素合成區(qū)的頂部有開口的向下的管子，流下到所述汽提區(qū)的頂部。2.在由氨與二氧化碳在尿素合成溫度與壓力下，在尿素合成區(qū)內反應所構成的尿素合成方法中，將含有尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和水的產物尿素素溶液，與汽提器中的至少一部分進料二氧化碳在加熱下，在幾乎等于所述尿素合成壓力下接觸，以分離所述未反應氨和作為氨、二氧化碳和水的混合氣體的未反應二氧化碳。進一步處理含有未分離的未反應氨和未反應的二氧化碳的尿素合成溶液，以獲得尿素，將在汽提區(qū)內分離的混合氣體引入垂直冷凝區(qū)的底部，使其在冷卻下與吸收介質接觸，從而冷凝所述混合氣體，由此獲得的冷凝物再循環(huán)回尿素合成區(qū)，改進包括在150-300巴壓力下預熱進料液體氨以供給噴射器，通過噴射器擴展所述液體氨，使噴射器的輸送壓和吸入壓的壓差可以在2-10巴，從而吸入來自所述垂直冷凝器的頂部的冷凝物，將來自所述噴射器的所述液體氨和所述冷凝物引入所述尿素合成區(qū)的底部，使所引入的混合物在其通過所述尿素合成區(qū)時發(fā)生尿素合成，將由此形成的尿素合成溶液從所述尿素合成區(qū)的頂部輸送到所述汽提器的頂部。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述尿素合成區(qū)和所述冷凝區(qū)合成一體，使得尿素合成區(qū)在較低的位置，冷凝區(qū)在較上的位置，這兩個區(qū)的內部之間有分配墻將它們分開，有第一條向下的、在所述冷凝區(qū)的頂部和所述尿素合成區(qū)的底部均有開口的管子，用來連通所述冷凝區(qū)和所述尿素合成區(qū)。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述尿素合成區(qū)和所述冷凝區(qū)包括一個尿素合成區(qū)、一個獨立安裝在其上或上方的、與所述尿素合成區(qū)相通的冷凝區(qū)，以及使這兩個區(qū)相聯(lián)、在所述冷凝區(qū)的頂部和所述尿素合成區(qū)的底部均有開口的第一條向下的管子。5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述尿素合成區(qū)、所述汽提區(qū)和所述冷凝區(qū)均安裝在地面上。6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述尿素合成區(qū)和所述冷凝區(qū)合成一體，使得尿素合成區(qū)在較低的位置，冷凝區(qū)在較上的位置，這兩個區(qū)的內部之間有分配墻將它們分開，有一條向下的、在所述冷凝區(qū)的頂部有開口的管子，用來連接所述冷凝區(qū)和所述噴射器。7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述尿素合成區(qū)和冷凝區(qū)包括一個尿素合成區(qū)、一個獨立安裝在其上或上方的、與所述尿素合成區(qū)相通的冷凝區(qū)，以及在所述冷凝區(qū)的頂部有開口的一條向下的管子，使所述冷凝區(qū)與所述噴射器相聯(lián)。8.根據(jù)權利要求1、3或4所述的方法，其中的冷凝溫度在165-190℃，N/C(氨與二氧化碳的摩爾比率)為2.5-4.5，H/C(水與二氧化碳的摩爾比率)在1.0或更少，滯留時間設定為10-30分鐘。9.根據(jù)權利要求2和5-7之任一權利要求所述的方法，其中所述冷凝區(qū)的壓力控制在130-250巴，冷凝溫度在165-190℃，N/C(氨與二氧化碳的摩爾比率)在2.5-3.5，H/C(水與二氧化碳的摩爾比率)在1.0或更少，滯留時間設定為10-30分鐘。10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其中的尿素合成反應以20-60％的合成率進行，合成率以所述冷凝區(qū)中的冷凝物中的二氧化碳為基礎。11.根據(jù)權利要求1、3、4、8和9之任一權利要求所述的方法，其中在所述尿素合成區(qū)中，一部分進料二氧化碳或進料氨加到已通過第一條向下的管子從所述冷凝區(qū)流下的冷凝物中，使得冷凝溫度控制在170-200℃，N/C在3.5-4.5，H/C在1.0或更少，滯留時間設定為10-40分鐘。12.根據(jù)權利要求2、5-7和9之任一權利要求所述的方法，其中在所述尿素合成區(qū)中，一部分進料二氧化碳或進料氨加到已通過第一條向下的管子從所述冷凝區(qū)流下的冷凝物中，使得尿素合成區(qū)的溫度控制在180-200℃，N/C在3.5-5.0，H/C在1.0或更少，滯留時間設定為10-40分鐘。13.根據(jù)權利要求1-12之任一權利要求所述的方法，其中總的尿素合成率達到60-75％，尿素合成率基于尿素合成區(qū)中的二氧化碳。14.根據(jù)權利要求3、4、6和7之任一權利要求所述的方法，其中所述尿素合成區(qū)、所述冷凝區(qū)和所述汽提區(qū)的相對位置關系是，當冷凝區(qū)的頂部從地面算起的高度為100％時，所述冷凝區(qū)的底部的高度是50-80％，所述汽提區(qū)的頂部的高度是20-50％，所述合成區(qū)的底部的高度是5-30％，所述汽提區(qū)的底部的高度是3-10％，所述冷凝區(qū)的底部和所述汽提區(qū)的頂部之間的高度差是10-60％。15.一套尿素合成裝置，其中包括(a)一臺垂直尿素合成塔，(b)一臺安裝在所述尿素合成塔上面或上方的帶有冷卻器的垂直冷凝器，(c)汽提器，用來汽提從所述尿素合成塔來的尿素合成溶液中含有的未反應氨和未反應二氧化碳，通過進料二氧化碳使它們作為氨、二氧化碳和水的混合氣從溶液中分離出來，(d)第一條在所述冷凝器的頂部和所述尿素合成塔的底部均有開口的向下的管子，用來使所述冷凝器與所述尿素合成塔相聯(lián)，使得冷凝物由于重力從所述冷凝器的頂部向下流到所述尿素合成塔的底部，(e)一條將進料氨或進料二氧化碳輸入所述尿素合成塔的底部的管道，(f)第二條在所述尿素合成塔的頂部有開口的管子，用來將尿素合成溶液由于重力輸入所述汽提器的頂部，(g)一條將所述混合氣從所述汽提器輸入所述冷凝器的底部的管道，(h)一條將吸收介質或吸收介質和進料氨輸入所述冷凝器底部的管道，(i)一條與所述冷凝器的頂部相聯(lián)的用于排出惰性氣體的管道，(j)一條與所述汽提器相聯(lián)的、用于輸送至少一部分進料二氧化碳的管道，以及(k)一條用于將水狀的含有未分離未反應的氨和未反應的二氧化碳的尿素溶液，從所述汽提器的底部排出以做進一步處理的管道。16.一套尿素合成裝置，1其中包括(a)一臺安裝在地上的垂直尿素合成塔，(b)一臺安裝在地上的帶有冷卻器的垂直冷凝器，(c)汽提器，用來汽提從所述尿素合成塔來的尿素合成溶液中含有的未反應氨和未反應二氧化碳，通過進料二氧化碳使它們作為氨、二氧化碳和水的混合氣從溶液中分離出來，(d)一臺用于預熱進料液體氨的熱交換器，(e)一臺噴射器，用于通過用預熱的進料液體氨作推動液從所述冷凝器中吸入冷凝物，(f)一條在所述冷凝器的頂部有開口的向下的管子，用于向噴射器供應所述冷凝物，(g)一條通過熱交換器向噴射器供應所述進料液體氨的管道，(h)一條將進料液體氨與冷凝物的混合物從噴射器輸入到所述尿素合成塔的底部，(i)一條將尿素合成溶液從所述尿素合成塔輸入所述汽提器的管道，(j)一條向所述汽提器，如果必要，向所述尿素合成塔供應進料二氧化碳的管道，(k)一條向所述冷凝器的底部供應在所述汽提器中分離的混合氣的管道，(l)一條用于將水狀的含有未分離未反應的氨和未反應的二氧化碳的尿素溶液，從所述汽提器的底部排出以做進一步處理的管道，以及(m)一條向所述冷凝器的底部供應吸收介質的管道。17.一套尿素合成裝置，其中包括(a)一臺垂直尿素合成塔，(b)一臺安裝在所述尿素合成塔上面或上方的帶有冷卻器的垂直冷凝器，(c)汽提器，用來汽提包含在從所述尿素合成塔來的尿素合成溶液中的未反應氨和未反應二氧化碳，通過進料二氧化碳使它們作為氨、二氧化碳和水的混合氣從溶液中分離出來，(d)一臺用于預熱進料液體氨的熱交換器，(e)一臺用預熱的進料液體氨作推動液的噴射器，(f)第一條在所述冷凝器的頂部有開口的向下的管子，用于從所述冷凝器的頂部向噴射器的吸入口供應冷凝物，(g)一條將進料液體氧和所述冷凝物從噴射器的輸送口輸入所述尿素合成塔底部的管道，(h)第二條在所述尿素合成塔的頂部有開口的向下的管子，用于將尿素合成溶液輸入所述汽提器的頂部，(i)一條將所述混合氣從所述汽提器輸入所述冷凝器的底部的管道，(j)一條將吸收介質或吸收介質和進料氧輸入所述冷凝器底部的管道，(k)一條與所述冷凝器的頂部相聯(lián)的用于排出惰性氣體的管道，(l)一條與所述汽提器相聯(lián)的用于輸送至少一部分進料二氧化碳的管道，以及(m)一條用于將水狀的含有未分離未反應的氨和未反應的二氧化碳的尿素溶液從所述汽提器的底部排出，以做進一步處理的管道。18.根據(jù)權利要求15或17所述的尿素合成裝置，其中所述尿素合成塔和所述冷凝器合并為垂直冷凝合成反應裝置，其中在起尿素合成塔作用的較低尿素合成區(qū)與起冷凝器作用的較上的冷凝區(qū)之間安裝了分配墻，將它們分開。19.根據(jù)權利要求15或17所述的尿素合成裝置，其中所述冷凝器獨立安裝在所述尿素合成塔之上或上方，尿素合成塔和冷凝器合成一體。20.根據(jù)權利要求15-19之任一權利要求所述的尿素合成裝置，其中所述冷凝器的內部有擋板，使氣液接觸得更好。21.根據(jù)權利要求15-20之任一權利要求所述的尿素合成裝置，其中所述尿素合成塔的內部有擋板，使氣液接觸得更好。22.根據(jù)權利要求15或17所述的尿素合成裝置，其中所述尿素合成區(qū)、所述冷凝區(qū)和所述汽提區(qū)的相對位置關系是，當所述冷凝器的頂部從地面算起的高度假定為100％時，到所述冷凝器的底部的高度是50-80％，到所述汽提器的頂部的高度是20-50％，到所述合成塔的底部的高度是5-30％，到所述汽提器的底部的高度是3-10％，所述冷凝器的底部和所述汽提器的頂部之間的高度差是10-60％。全文摘要垂直冷凝器安裝在尿素合成塔之上或上方,通過將混合氣體與吸收介質在冷卻下接觸而使混合氣體冷凝。第一條向下的管子用于使冷凝器的頂部與合成塔的底部相聯(lián),它的設置使產物冷凝物由于重力流下到合成塔的底部。冷凝物和進料氨或一部分向那里提供的進料二氧化碳一起進行尿素合成。由此形成的尿素合成溶液由于重力,通過第二條在合成塔頂部有開口的管子流入汽提器。未反應的氨和二氧化碳被其余的進料二氧化碳作為上述混合氣體分開,被送到上述冷凝器的底部以進行冷凝。如果不是這樣,那么從垂直冷凝器來的冷凝物被使用預熱進料液體氨作為推動液的噴射器吸入,使得它進入尿素合成塔的底部進行尿素合成。文檔編號B01J19/00GK1180071SQ9712270公開日1998年4月29日申請日期1997年10月7日優(yōu)先權日1996年10月7日發(fā)明者小保彥,藤井英嗣申請人:東洋工程株式會社