[发明专利]尿素制造方法以及尿素制造装置

说明书

本发明提供一种能够提高尿素转化率并且减少水蒸汽消耗量的尿素的制造方法以及制造装置。在本发明中，将全部量的原料氨导入反应器，并且将从汽提塔得到的分解气体的一部分导入反应器，由此来提高反应器的温度。原料氨优选使用在精炼工序中产生的蒸汽冷凝水和/或因在冷凝工序中的冷凝热产生的水蒸汽来加热，其温度优选70～140℃。

技术领域

本发明涉及尿素的制造方法以及制造装置。更详细地，本发明是能够提高尿素转化率、降低水蒸汽消耗量的尿素的制造方法以及制造装置。

背景技术

关于尿素的制造，采用如下方法:首先，如下述式(1)所示，使氨(NH₃)和二氧化碳(CO₂)发生反应来产生氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)，并且如下述式(2)所示，通过氨基甲酸铵的脱水反应来产生尿素(NH₂CONH₂)和水(H₂O)。

2NH₃+CO₂→NH₂COONH₄ (1)

NH₂COONH₄→NH₂CONH₂+H₂O (2)

尽管上述反应均为平衡反应，但是式(1)的反应是放热反应，而式(2)的反应是吸热反应，因此人们讨论了各种提高从作为原料的氨和二氧化碳向尿素转化的转化率的方法。

专利文献1中公开了一种尿素合成方法，在尿素合成域中使氨和二氧化碳在尿素合成温度以及压力下发生反应，将由此得到的尿素、未反应氨、未反应二氧化碳以及水所构成的尿素合成液在汽提域中与原料二氧化碳的至少一部分在大致与该尿素合成压力相等的压力加热下接触，将该未反应氨以及该未反应二氧化碳作为氨、二氧化碳以及水的混合气体分离，进一步地对含有未分离的未反应氨以及未反应二氧化碳的尿素合成液进行处理得到尿素，另一方面，将在该汽提域中分离的混合气体导入竖直式的冷凝域(冷凝器)的底部并与吸收介质在冷却下接触，由此使该混合气体冷凝，将得到的冷凝液导入尿素合成域(反应器)。

在专利文献1的实施例3中，原料的氨在热交换器中被加热到175℃后导入排出器。排出器具有对来自冷凝器的冷凝液进行升压并送给反应器的作用。二氧化碳(CO₂)被导入反应器和汽提塔。冷凝器的液体被调整到185℃，该液体通过排出器被导入反应器。在反应器中通过氨基甲酸铵的脱水反应来合成尿素，但是该反应是吸热反应，因此将原料氨的温度提升到175℃，将反应器的温度维持到185℃。

另一方面，专利文献2中记载了，通过将从汽提域排出的气体混合物的至少一部分导入反应域并冷凝，来提升进行尿素合成的反应域的温度。

【专利文献1】日本特开平10-182587号公报

【专利文献2】欧州专利申请公开第0329215号说明书

【专利文献3】日本特开昭61-109760号公报

在此，反应器的温度越高，氨基甲酸铵向尿素转化的转化率越高，未反应物越减少。氨基甲酸铵通过水蒸汽加热而分解，因此氨基甲酸铵越少未反应物的分离所需要的水蒸汽量越少。另外，反应器的温度越高对汽提塔的进热就越大，因此对减小汽提塔中消耗的水蒸汽是有效的。

在专利文献1的实施例3中，为了进一步提升反应器的温度，考虑过提升原料氨的温度的方法。但是，原料氨的温度已经高达175℃，为了进一步提升温度，考虑过采用基于高压水蒸汽的加热，但是水蒸汽消耗量增加了。