[发明专利]用于改装尿素生产设备的方法

说明书

技术领域

本发明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，本发明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，根据本发明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。

背景技术

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。

发明内容

因此，构成本发明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。

根据本发明，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：