[发明专利]以脱水载带法制备尿素包裹体的设备

说明书

本发明涉及尿素制备设备，特别涉及以脱水载带法制备尿素包裹体的设备。

尿素合成工业自60年代起兴起水溶液全循环法，在此基础上又陆续开发出“改良C法”和“CO₂汽提法”从而，形成了现代尿素合成工业的大型和中型生产成套设备，一直延用至今。几十年来，虽然在设备大型化改造、新结构和耐蚀材料的大量应用、微机集中控制和生产过程自动化等方面已经取得了长足进步，成为世界氮肥工业的主导潮流，但是，这一切都是基于尿素的水溶液平衡合成反应，所以不可避免地存在如下问题：

1)由液氨与CO₂气体直接合成尿素的反应：

是一个可逆的放热反应，水溶液全循环法等也都是以反应物料与反应产物达到化学平衡为其反应终点，而影响这一化学平衡的因素很多，例如：进料的NH₃/CO₂(分子比)、反应的压力、温度、水碳比(H₂O/CO₂分子比))、二氧化碳平衡转化率，合成塔内流体力学条件(防上返混)等都必须进行优化控制，这样才能使尿素的实际转化率接近平衡转化率，所以，一般合成塔中尿素合成转化率只有50-70％以CO₂投料计算)。

2)未转化成尿素的原料气和作为中间产物的氨基甲酸铵(简称甲铵)须经气液分离、CO₂汽提分解甲铵、低温吸收、变温增压才能重新返回尿素的合成塔进行循环，达到充分利用原料和甲铵的目的、而由于这一回收循环过程，却增加了大量的生产设备，运行费用和能源，从而尿素的生产成本也随之增加。

3)在尿素合成早期引入适量水份有利于作为中间产物的氨基甲铵的生成，但在该甲铵脱水生成尿素的过程中又会使水不断增加，反过来又会抑制甲铵的分解，因此，使这后一反应速度减缓，以至成为控制反应。现有技术中的各种尿素合成流程中在其合成工段投有作为后一反应的反应产物即水和尿素的脱除机制，所以尿素合成反应不可能进行到底，同时也降低了经气流分离等复杂工序所获得的尿素水溶浓的浓度，该水溶液须经闪蒸和多级蒸发的浓缩处理才能得到尿素的熔融液，再送往造粒塔造粒，无形中拉长了尿素的生产流程，又增加许多设备。显然，水的引入会使生产设备得以完善，实现全流程的液相流动输送和原料气的充分利用。但这是靠扩大能耗、运行费用和增加许多设备换来的。

4)流程产生的工艺废水和废气必须用许多设备进行处理后才能排放。

5)由于生产过程过于复杂，设备多，要求严格控制的参数和严格掌握的操作也多，因而，所需训练有素的技术人员就多。

6)须设有专门的造粒塔进行尿素的造粒。

本发明目的在于；改进现有生产尿素的复杂工艺和庞大设备，提供一种以脱水载带法制备尿素包裹体的设备，即设法把二氧化碳和液氨生成氨基甲酸铵、再生成尿素和水这样的可逆反应体系中的水和尿素不断分离出去，使可逆反应向生成尿素的方向加速进行，达到一次反应到底的要求，从而缩短生产流程，减少设备数量，降低造价和运行费用，提高生产效率，降低产品成本，同时减少废水、以有利于环保。