[发明专利]尿素反应器托盘、反应器、以及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及尿素反应器托盘、反应器、以及生产方法。

背景技术

众所周知，尿素使用由二氧化碳与氨反应以形成氨基甲酸铵（其分解成尿素和水）的过程来进行工业生产。

因此，典型的反应器包含在加压反应室内部以并流流动的气相和液相。

氨和二氧化碳到碳酸铵并最终到尿素的转换使用托盘反应器而增强，即，以提高尿素产量。

尿素托盘反应器基本上包括通常圆柱形的壳体，该壳体基本上沿着通常竖直的轴线延伸，并且其内部安装有由各自的金属区段限定的元件（即，托盘），该各自的金属区段成形和/或穿孔以将反应室分成隔室并且形成用于反应器内部的物质的特定路径。

托盘通常垂直于反应器的竖直轴线，并且沿着到反应器的整个高度的轴线等距地间隔。

托盘常常被穿孔，即，具有不同地布置并且可能为不同的形状和/或尺寸的孔。

托盘优选地设计用于插入穿过反应器通常设有的检修孔（manhole），因此其还可安装到已有的反应器上和/或移除并更换。由于该原因，托盘通常由安装到一起的多个部件制成。

托盘具有多种功能，并且特别地：

-使轻（更快的）相的保持时间最大；

-沿着反应器区段尽可能均匀地分布反应物，以防止“反混（back-mixing）”；

-增强气和液相的混合；以及

-减小“气泡尺寸”以改善氨在二氧化碳中的扩散。

许多尿素反应器托盘设计和构造是已知的。

例如，具有穿孔的托盘的尿素反应器在EP495418、EP781164、US6444180以及US6165315中进行了描述。

用于其他应用的其他托盘设计在US3070360和US3222040中进行了描述。

已知的构造-特别是在上述文献中特别设计用于生产尿素的那些-实际上提供用于通过减小反混和负载损失、通过藉由为两个相中的每个提供优选的路径而保证轻（气）和重（液）相的基本上均匀的分布、以及通过使一个托盘与另一个托盘之间的非侵入式（非冲击式）混合能够进行而提高产量。

但是，已知的解决方案仍然留下了改进空间。

一般而言，已知的解决方案未能提供轻和重相（两者均包括超临界流体）的充分混合，该轻和重相由于在密度上的区别而趋向于沿着由托盘的设计和布置（并且特别地由托盘中的孔的形状、位置、以及尺寸）而限定的各自的优选路径流动。

这个缺陷也削弱了反应物的最终的转换，因此减小了尿素产量。

发明的公开

因此，本发明的一个目的是提供一种尿素反应器托盘、反应器、以及生产方法，设计用以消除已知技术的上述缺陷，并且特别地，其提供气和液相的充分混合以及高尿素产量。

因此，本发明涉及基本上如权利要求1中所限定的尿素反应器托盘。

本发明还涉及基本上如分别在权利要求16和19中所限定的尿素反应器和尿素生产方法。

本发明的另外的优选特征在从属权利要求中进行说明。

根据本发明的反应器托盘的几何构造提供在尿素反应器和尿素生产方法中的气和液相的充分混合，所以极大地增大了尿素产量。

根据本发明的反应器托盘和反应器作为整体也极其容易制造和安装。

附图的简要描述

参照附图，本发明的非限制性实施方式将通过实例的方式进行描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的第一实施方式的尿素反应器的局部示意图；

图2示出了图1反应器的放大的细部；

图3示出了图2细部的顶部平面图；

图4和图5示出了可用于图1反应器中的两个托盘的示意性平面视图；

图6示出了根据本发明的第二实施方式的尿素反应器的局部示意图；

图7示出了图6反应器的放大的细部。

具体实施方式

图1示出了尿素反应器1（特别地，托盘反应器）的内部。

反应器1包括基本上沿着竖直轴线X延伸并且限定反应器1内部的反应室3的壳体2；以及容纳在壳体2内部的多个托盘4（图1中仅示出一个）。

为了简明，与本发明不相关的反应器1的其他已知的部件部分（诸如反应物和产物加载和卸载系统、加热和加压系统等）未示出。

壳体2具有例如基本上圆柱形的侧壁5；以及位于侧壁5的各自的相对轴向端部处的两个端部部分（未示出）。

托盘4例如通过托架6或者其他支撑物安装到侧壁5上。