专利名称:尿素生产法的制作方法
本发明有关尿素生产作业中之汽提过程加热方法的改进。更具体讲本发明有关的尿素生产方法的改进，包括对接受汽提处理的尿素合成液加热方法的改进，在这汽提过程中，根据未转变的材料的分离程度，在温度条件逐渐降低的分格加热间中，顺序从上向下进行，从而防止尿素的水解和质量的降低，并能节约蒸汽的消耗。
在已有技艺领域中，从尿素合成反应器中抽提的尿素合成液，一般用蒸汽在后继的汽提对开分解工序中，把很大一部分未转变的材料，诸如氨基甲酸铵，和里面含有的过多的氨分解和分离。为了取得效率好的未反应物质的分离，汽提一分解过程一般在高温中进行。
在传统的尿素生产过程中，汽提一分解的加热，一般采用20-25公斤/cm2g的中压蒸汽进行。但是由于蒸汽的温度相当高，生产出的尿素不断水解，并且随着未转变的材料的分解和分离，使尿素质量下降的缩二脲不断有相当大量伴随形成。
在汽提过程中，尿素合成液膜的状态，沿垂直加热管的内表面向下流降，而二氧化碳或氨，则在加热管内作为气体向上升。
在汽提工序操作的向下流动尿素溶液中，有相当大量的未反应的氨基甲酸铵或过剩的氨，但是汽提塔上部中的向下流动的溶液中存在甚至当汽提塔内的温度相当高时，尿素的水解和缩二脲的形成，只有相当小的量产生。但是当溶液继续下流时，未反应的组成部分逐步增多，因而当汽提塔的下部温度过高时，水解和缩二脲的形成有相当多的增高。
然而，假如把全部尿素溶液输送进的汽提塔，其结构中只用一个压力级的蒸汽加热，那么在汽提塔的下部，就有相当高的过度加热，这样就造成产量的相当严重的降低，尿素产品的质量下降。
本发明与此相反，有一个作汽提用的加热器，在其壳侧分为若干加热隔室，向里面送进不同压力等级的蒸汽，保持每一个隔室有最适当的温度。
作传统汽提对开分解过程用的加热器，一般使用一个壳管式换热器。但是在本发明中，使用一种特殊的壳管式换热器，其壳侧分为若干隔室，每一个用不同压力等级的蒸汽加热。
在换热器的上部里，尿素溶液的温度可以高到某种程度，但是当溶液向换热器的下部流动时，温度最好随之降低。因此，最好把送进的蒸汽的压力，在换热器的最高部分调定为最高，在换热器的下部降低，从而水解和缩二脲的形成量也变为极低。
关于分隔换热器的方法，有一种使用多个壳管式换热器的方法。但是最好用间隔板把换热器的壳侧分为若干隔室，为了这个缘故，使用了一束单件管，并把管子膨胀，保持管子和隔板之间的空间密封。
在采用本发明时，用两到三个隔室最为有利。四个或四个以上的隔室当然也可以使用，但是和少量的改进的效果来比较，则代价是太大了。
本文中使用的压力等级大约如下在使用两个隔室，其汽提压力在150-200公斤/cm2g的范围内。
上隔室里的蒸汽压力为 15-25公斤/cm2g下隔室里的蒸汽压力为 8-25公斤/cm2g传统一隔室中的蒸汽压力为 15-25公斤/cm2g(作参考用)如用三个隔室时上隔室里的蒸汽压力为 15-25公斤/cm2g中隔室里的蒸汽压力为 11-15公斤/cm2g下隔室里的蒸汽压力为 8-11公斤/cm2g本发明的方法的主要目标，不仅是提高产量和提高质量，而且还产生了额外的节约蒸汽消耗的效果。因此，由于如以上所述，在需要的地方使用需要的压力，便可以较合理地使用蒸汽。所以，假如能在适当的地方使用各种不同等级的压力，那么这就是最有利的了。
但是在现今的已有技艺领域中，还不存在这种理想状态，从这个状况出发，本发明人发现了在一个尿素制造设备通常可能遇到的情况中，一种合理使用蒸汽的方法。
在目前流行的汽提过程中，中压蒸汽的消耗量相当大，而另一方面，有相当大量的低压力蒸汽作为副产品产生。
(注)本文所用的“中压蒸汽和低压蒸汽”指的中压约为10-30公斤/cm2g，而低压蒸汽则约为1-10公斤/cm2g。
在汽提气体的凝聚过程或相似过程中，在许多情况下取得的蒸汽压力为3-6公斤/cm2g。这样产生的蒸汽一部分用于尿素生产设备内，而其馀部分被排送到设备的外面。但是由于压力低，这蒸汽没有多大用途。而相反，从尿素生产设备外部供给的中压蒸汽，却要尽可能减少供给量才相宜。
在这情况下，如果有一种方法，可以尽可能最大量使用低压蒸汽从而相应减少中压蒸汽的使用，一定会极为受到欢迎。
如以上所述的本发明的方法，加热隔室的位置越低，供入隔室的蒸汽的压力也越低。因此，在这种情况下，可以使用中压蒸汽，按本技艺的传统方法，把压力降低到有利的水平。但是本发明的方法与此相反，把中压蒸汽当作驱动流体，用一个喷嘴去压缩随动流体。其结果，在凝聚过程中产生的低压蒸汽的一部份，可以再行利用。因为作为加热介质的蒸汽里的含热量，在某种程度的压力变化下基本没有变化，所以部份低压蒸汽可以被利用，相应减少中压蒸汽的使用。
图1中表示的一种情况是把加热器的壳侧分为两个隔室，并使用了一个喷嘴。
用一定的驱动汽体的量，通过喷嘴提高气体的压力的气体的量，一般随提高压力的压力比变化具体讲，假使提交一个阶段里压力比，那么随动流体对驱动流体的比例则下降。假如有两个阶段的话，那么和上面比较，相对于驱动流体则有较大量的随动流体被加压。
更具体地讲，从第一阶段的喷嘴处退回的一部份蒸汽，在后面的第二阶段中，作为喷嘴处退回的一部份蒸汽，在后面的第二阶段中，作为喷嘴的随动流体被加压，然后被进给到相应的加压隔室中去。按照这个方式，大量的低压蒸汽可以被利用。使用两个喷嘴的情况如图2所示。
当隔室的数目，蒸汽的等级和蒸汽的量按照尿素制造的要求确定合，使用喷嘴的蒸汽系统便建立起来了。
兹再对本发明参照下面的举例利用数字来作说明
例在本例中，蒸汽的压力和量，分别用公斤/cm2g和公斤/吨尿素表示。中压蒸汽和低压蒸汽分别为25公斤/cm2g和5公斤/cm2g。
从上面可以看到，在图1的情况中，使用的5公斤/cm2g蒸汽为30公斤(占总蒸汽量5%)，而在图2的情况中，使用5公斤/cm2g蒸汽60公斤(占总蒸汽量的10%)。具体讲，在图2所示的情况中，在整个尿素制造设备里，每顿尿素节约中压蒸汽60顿，向设备外部输出的低压蒸汽相应减少。
采用上述措施的结果，缩二脲的形成和尿素的水解都减少，如下表所示
附图内容简介图1说明按本发明提出的汽提-分解塔(两个加热隔室)。
图2说明按本发明提出的汽提-分解塔(三个加热隔室)。
图中的标志号码表示以下的器械和气流101 汽提-分解塔102，103 喷嘴11 加热隔室中压蒸汽进汽口2-1 喷嘴驱动蒸汽2-2 随动蒸汽2-3 喷嘴出口蒸汽2-4 加热隔室进口蒸汽3-1 驱动蒸汽3-2 随动蒸汽3-3 加热隔室进口蒸汽勘误表
权利要求
1.在一个有反应氨和二氧化碳的尿素合成反应器中生产器中生产尿素的方法，特征为使这样产生的尿素合成液液流，从有一个壳管型换热器的立式分离塔的上部向下流动，氨和二氧化碳气流，从换热器的下部，通过上述换热器的管侧向上流动，用蒸汽在换热器的壳侧，对液流和气流加热，从而把未反应的从尿素合成液分解的大量氨基甲酸铵和过量的氨分离，成为氨和二氧化碳的混合气体，这是一种改进的方法，把上述换热器的壳侧分隔成为若干加热隔室，并把中压蒸汽供入其最上面的隔室，而供入每一个在下面隔室里的蒸汽的压力，比供入它上面的隔室里的蒸汽低。
2.如权利要求
第1项中之尿素生产法之改进，另一特征为把中压蒸汽直接供入最上层的隔室，把从使用中压蒸汽的喷嘴处退回的蒸汽，作为驱动流体，而把低压蒸汽作为随动流体，供入最下层的隔室，而把从使用中压蒸汽的第二喷嘴处退回的蒸汽作为驱动流体，把一部分从第一喷嘴处退回的蒸汽作随动蒸汽，供倒数第二层的隔室，依此类推，把从相应的隔室的每一喷嘴处退回的蒸汽，除最高层的隔室外，供入相应的隔室。
专利摘要
当把尿素合成液供入，使之从有壳管型换热器的直立式分离器的上部向下流动时，氨和二氧化碳被引导，通过上述换热器的管侧，从换热器的下部向上流动。用蒸汽对液流和汽流在换热器的壳侧加热。未反应的氨基甲酸铵和过量的氨被从尿素合成液中分离，成为氨和二氧化碳的混合气体。上述的换热器的壳侧分隔成若干加热隔室，把中压蒸汽供入换热器的最高层的隔室，把压力低于紧接的上层隔室的蒸汽供入每一个下面的隔室。
文档编号C05C9/00GK85105141SQ85105141
公开日1987年3月4日 申请日期1985年7月6日
发明者藤井英嗣 申请人:东洋工程株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan