[0039] 在本发明得到的设备的另一优选实施方式中，使高压洗涤器位于尿素回收部与另 外的反应器之间。在该实施方式中，本发明有利地将氨基甲酸盐再循环物流用作洗涤液的 应用与另外反应器中的尿素生产相结合。氨基甲酸盐再循环物流在作为洗涤液时将通过从 反应器上空气体物流吸收二氧化碳和氨而变得富含二氧化碳和氨。由此，氨基甲酸盐再循 环物流将有效地变得更加浓缩。结果，该物流进而在另外的反应器中产生更多的尿素。
[0040] 上述另外的反应器（与常规反应器相似）优选是垂直反应器。这提供空间优势， 因为这样的反应器提供能想到的最小占用空间。另外的尿素反应器可以具有简单设计，例 如是具有塔盘的垂直塔。
[0041 ] 在本发明的优选实施方式中，另外的反应器以逆流模式工作；S卩，液体在顶部进入 并向下流动，而气体进料在底部进入并相对于下降的液体逆流上升。令人惊奇地发现，该运 行模式使得在上述另外的反应器中可以有相较于对垂直尿素反应器更普遍的并流运行模 式而言更高的转化率。相信这样的更高转化率的主要原因在于下述事实，即在逆流运行模 式中，液体从反应器的底部被收取，而在底部气相包含最低量的非冷凝物并且观察到气相 中最低含量的轻组分。
[0042] 除另外的反应器之外，本发明的尿素设备可以是任何基于氨或二氧化碳的气提的 尿素设备。同时热气提设备可以用作起始设备。用于生产尿素的商用方法的综述在例如 UllmannEncyclopedia, 2005Wiley_VCHVerlag，Weinheim，Germany, "Urea"（尿素）章节 中给出。
[0043] 按气提法制备尿素经常使用的方法是二氧化碳气提法，如记载于Ullmann's EncyclopediaofIndustrialChemistry,Vol.A27, 1996,pp333-350 中的。在该方法中， 合成部后接一个或多个回收部。合成部包含反应器、气提塔、冷凝器和洗涤器，其中操作压 力在12与18MPa之间且优选在13与16MPa之间。在合成部中，将尚开尿素反应器的尿素 溶液供应至气提塔，在气提塔中，大量未转化的氨和二氧化碳从尿素水溶液中分离。这样的 气提塔可以是壳管式热交换器，在热交换器中，将尿素溶液供应至管侧的顶部并将供应用 于合成的二氧化碳加至气提塔的底部。在壳侧，加入蒸汽以加热溶液。尿素溶液从热交换 器的底部离开，而蒸气相从气提塔的顶部离开。离开该气提塔的蒸气包含氨、二氧化碳和少 量水。该蒸气在可以是水平式或垂直式的降膜式热交换器或浸没式冷凝器中冷凝。水平式 浸没热交换器在Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry,Vol.A27, 1996,pp 333-350中记载。在该冷凝器中通过放热氨基甲酸盐冷凝反应释放的热通常用于产生蒸汽， 该蒸汽用于下游尿素加工部以加热并浓缩尿素溶液。由于在浸没式冷凝器中产生有特定的 液体停留时间，部分尿素反应已经在该冷凝器中发生。形成的溶液，包含冷凝的氨、二氧化 碳、水和尿素连同未冷凝的氨、二氧化碳和惰性蒸气被运送至反应器。在反应器中，上述从 氨基甲酸盐到尿素的反应接近平衡。在离开反应器的尿素溶液中，氨与二氧化碳的摩尔比 通常在2.5与4m〇l/m〇l之间。也可以将冷凝器和反应器结合在一个仪器中。该仪器的实例 在Ullmann，sEncyclopediaofIndustrialChemistry，Vol.A27, 1996,pp333-350 中有 记载。将离开尿素反应器的所形成尿素溶液供给气提塔，并将包含未冷凝的氨和二氧化碳 的惰性蒸气运送至以与反应器相似压力操作的洗涤部。在该洗涤部中，将氨和二氧化碳从 惰性蒸气中洗去。将来自下游回收系统的所形成氨基甲酸盐溶液用作洗涤部的吸附剂。在 该合成部中，离开气提塔的尿素溶液需要至少45重量％、优选为至少50重量％的尿素浓度 在气提塔下游的一个单回收系统中处理。回收部包含加热器、液/气分离器和冷凝器。该 回收部中的压力在200至600kPa之间。在回收部的加热器中，通过加热尿素溶液将大量氨 和二氧化碳从尿素和水相中分离出来。通常而言，将蒸汽用作加热剂。尿素和水相包含少 量离开回收部并被运送至下游尿素加工部的溶解的氨和二氧化碳，在下游尿素加工部中， 尿素溶液通过从溶液中蒸发水而进行浓缩。
[0044] 本发明不限于任何特定的尿素生产方法。其他方法和设备包括基于例如由Urea Casale开发的HEC法、由Toyo Engineering Corporation开发的ACES法和Saipem(原来 为Snamprogetti)开发的方法等技术的那些。
[0045] 根据本发明而放置的另外的反应器可以是标准型的。反应器通常是具有合适的入 口和出口以及控制温度和压力的规定的容器。具体而言，本发明的另外的反应器制备成在 前述的高压尿素合成条件下操作。鉴于常见的腐蚀环境，另外的反应器优选由高度耐腐蚀 型钢制备。后者特别是指双相钢，且更特别地是指Cr和N的含量高且Ni的含量低的双相 铁素体奥氏体不锈钢。这方面参考WO95/00674。在另一优选的实施方式中，另外的反应 器（且特别是其内部）由双相不锈钢制备，双相不锈钢以重量百分比计由以下成分构成：C: 0. 03%或更低，Si:0. 5%或更低，Mn:2%或更低，P:0. 04%或更低，S:0. 003%或更低，Cr: 26%或更高但低于28%，Ni:7. 3~10%，M〇 :0? 2~I. 7%，W:高于2%但不高于3%，N:高 于0. 3%但不高于0. 4%，余量为Fe和杂质，其中作为杂质的Cu的量不高于0. 1 %。这样的 钢记载于US7,347,903中。
[0046] 优选的另外的反应器由双相不锈钢合金制成，该双相不锈钢合金以重量百分比计 包含以下成分：
[0047] -C :最多0? 05%，优选为最多0? 03% ;
[0048] -Si:最多0.8%，优选为最多0.5;
[0049] -Mn:0? 3 ~4%，优选为 0? 3 ~1 % ;
[0050]-Cr:28~35%，优选为29~33%;
[0051] -Ni:3~10%;
[0052] -Mo :1. 0~4. 0%，优选为I. 0~1. 3% ;
[0053]-N :0? 2~0? 6%，优选为0? 36~0? 55%;
[0054] -Cu:最多 1.0%;
[0055] -W:最多 2.0%;
[0056] -S:最多 0.01%;
[0057] -Ce :0~0.2%;
[0058] 剩余部分为Fe和通常出现的杂质和添加剂，铁素体的量为30~70体积％，优选 为33~35体积％。
[0059] 本发明在下文中参考附图进行说明。附图用于示例说明的目的，并不意在限制本 发明。
[0060] 图的说明
[0061] 在附图中，大写字母（A~E)表示尿素设备的组件。小写字母（a~f)表示物流。 图的说明如下：
[0062] A =高压氨基甲酸盐冷凝器
[0063] B =高压反应器
[0064] C=高压气提塔
[0065] D =尿素回收部
[0066] E =尿素预反应器（UPR)
[0067]F=高压洗涤器
[0068] a =氨
[0069] b =二氧化碳
[0070]c =再循环的氨基甲酸盐
[0071]d=气提气体
[0072]e =尿素
[0073]f =通往UPR的气提气体
[0074]g =浓缩的再循环氨基甲酸盐
[0075] h =来自UPR的尿素物流
[0076] 图1和图2是在图1中示出常规设备且在图2中示出由本发明的改造方法得到的 相应设备的框图。在图1中示出常规运作，其中将来自回收部（D)的氨基甲酸盐物流（c) 再循环回到合成部中，即，循环至高压氨基甲酸盐冷凝器（A)。与之相比，图2示出加入反应 器（E)，该反应器（E)中被引入氨基甲酸盐再循环物流（c)，由此，将形成的尿素物流（h)引 至高压氨基甲酸盐冷凝器（A)。
[0077] 图3是常规尿素设备的示意图（与图1框图所示的构造类似）。同样地，图4是根 据本发明改造的尿素设备的示意图（与图2框图所示的构造类似）。
[0078] 图5是具有并联的两个高压氨基甲酸盐冷凝器（A)这一类型的常规尿素设备的示 意图。图6是示出根据本发明改造的图5尿素设备的示意图，即具有另外的反应器（E)，形 成的尿素物流（h)从该另外的反应器（E)被引至冷凝器（A)。
[0079] 图7是具有位于回收部（D)下游的高压洗涤器（F)这一类型的常规尿素设备的示 意图。图8是示出根据本发明改造的图7尿素设备的示意图，即具有位于洗涤器（F)下游 的另外的反应器（E)。从该洗涤器中，将浓缩的氨基甲酸盐物流（g)供应至另外的反应器 (E)。
【主权项】
1. 一种提高现有尿素设备的生产能力的方法，所述现有设备包括高压氨基甲酸盐冷凝 器、反应器、气提塔和回收部，其中： -所述冷凝器包括与所述反应器的液体入口流体连通的液体出口； -所述反应器包括与所述气提塔流体连通的液体出口； -所述气提塔包括与所述冷凝器的气体入口流体连通的气体出口以及与所述回收部流 体连通的液体出口； -所述回收部包括与所述冷凝器的液体入口流体连通的液体出口； 所述方法包括安装另外的反应器和流送线路，使得所述另外的反应器具有与所述回收 部的液体出口流体连通的液体入口；所述另外的反应器包括与所述冷凝器的冷凝腔室的入 口流体连通的液体出口。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，高压洗涤器位于所述尿素回收部与所述另外的 反应器之间。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述另外的反应器包括垂直反应器。4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述另外的反应器与所述高压氨 基甲酸盐冷凝器之间存在有排出器。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述另外的反应器放置在地平面上。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述另外的反应器设计成用于逆流 操作。
【专利摘要】公开了一种增加现有尿素设备的生产能力的方法。参照尿素设备的常规组件，包括包含有高压氨基甲酸盐冷凝器和反应器的合成部以及回收部，该方法包括在回收部与高压氨基甲酸盐冷凝器之间安装另外的反应器。该另外的反应器优选安装为与排出器连接，从而允许在地面放置该另外的反应器。
【IPC分类】C07C273/04
【公开号】CN105008327
【申请号】CN201380074025
【发明人】F·H·M·布依汀克, L·L·M·迪特延斯
【申请人】斯塔米卡邦有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】CA2896706A1, EP2941416A1, US20150343409, WO2014104893A1