[发明专利]用于改造自汽提尿素设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于改造自汽提尿素设备的方法。

背景技术

自汽提工艺或热汽提工艺及相关设备的公开内容可以在德国专利GB1542371中找到。该工艺还以其研发者的名字命名为斯纳姆(Snamprogetti)。

自汽提尿素设备主要包括高压(HP)合成回路、中压(MP)工段和低压(LP)回收工段。

HP回路通常包括大体上在同一压力(通常大约140bar至160bar)下运转的合成反应器、蒸汽加热汽提塔、和水平釜冷凝器。氨和CO₂在合成反应器中反应，获得包括氨与未转化的氨基甲酸铵的尿素水溶液；所述溶液在高压汽提塔中被加热以分解氨基甲酸盐且回收氨；包含气提塔中产生的氨及CO₂的气相在高压冷凝器中冷凝且回收到所述反应器中。借助例如由热蒸汽提供的热量(热汽提)或利用在溶液中可得到的一部分氨作为汽提剂(氨汽提)，进行汽提工艺。因此，在该说明书中自汽提尿素设备的术语被用来表示包括高压热汽提工段或氨汽提工段的尿素设备。

MP工段和LP工段大体上用来分解未反应的氨基甲酸盐和从离开HP工段的尿素水溶液中回收氨。离开LP工段且具有通常约70％至80％的浓度的尿素水溶液可以被送往精加工工段，例如制粒装置或造粒塔，用来进一步浓缩和转化成固体产品。

一些自汽提尿素设备包括多个并行的尿素生成线，每个尿素生成线包括单独的高压工段、中压工段、低压工段、可能地和单独的精加工工段。所述并行的尿素生成线通常是完全相同的或大体上彼此相同。

二氧化碳通过合适的压缩工段被送到一个或多个高压工段。由于需要将气态介质压缩至远远超过100bar的高压，所述CO₂压缩工段通常包括数个压缩阶段，从而是成本和能量消耗的重要的来源。

自汽提尿素设备占当前尿素生产的大部分，且被安装在世界各地。在改造现有的自汽提尿素设备，尤其是增加其产能，即尿素的产量(MTD，每天公吨尿素)方面，存在浓厚的兴趣。

增加尿素产量的最简单的方法是增加氨和二氧化碳的输入(输入越多，输出越多)；然而，在大部分情况下，现有设备，尤其是HP工段和MP工段的那些设备为额外的流量提供了非常有限的余地，因此，该方法是不适用的。在这方面已经提出了其他解决方案，例如EP-A-2397463公开了在现有的HP工段和MP工段之间加入中高压工段，其中离开高压工段的尿素溶液被至少部分地重新送往所述新设置的工段。

改造现有自汽提尿素设备引起了许多问题，包括：需要高价改造高压工段和/或中压工段；需要用以处理增加的流量的额外设备(例如新的泵)；现场可利用的有限空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的用于提高现有的自汽提尿素设备的性能的方法。

本发明下的主题是安装新的合成工段，该新的合成工段根据CO₂-汽提工艺运行。该新的工段生产尿素溶液，该尿素溶液优选在现有设备的可利用的LP工段中被处理。

因此，以上目的通过用于改造自汽提尿素设备的方法来达到，所述设备包括：至少包括反应器、热汽提塔或氨汽提塔、和冷凝器的高压尿素合成工段；中压处理工段；低压回收工段，所述方法特征在于以下步骤：

-安装CO₂-汽提合成工段，其中，根据CO₂-汽提工艺，氨和二氧化碳被转化成尿素水溶液，

-离开所述新的CO₂-汽提工段的尿素水溶液的至少一部分绕过现有的自汽提高压工段和中压处理工段，被送往所述现有的低压回收工段。

CO₂-汽提工艺和相关设备对于技术人员是已知的。例如在Ullmann’sEncyclopediaofindustrialchemistry(Wiley-VCHVerlag，第669页至第674页)中可以找到描述。因此，CO₂-汽提合成工段被理解为至少包括尿素反应器；用于未转化的反应物的汽提塔，其中，二氧化碳被用作汽提介质；氨基甲酸盐冷凝器；和可选地反应器尾气洗涤塔。所述反应器、汽提塔、氨基甲酸盐冷凝器和(如果提供的话)所述可选的洗涤塔形成回路且在通常在120bar至150bar的范围内的大体上相同的压力下运行。汽提塔优选被实施作为立式降膜式管热交换器，其中，来自反应器的尿素溶液流到立式管内部，热量例如通过中压蒸汽被供应到管的外部，对于管内部的尿素溶液，新鲜的二氧化碳逆流，从而充当汽提介质且促进氨从液相中转移到气相。