改进的尿素合成方法及所用装置的制作方法

专利名称：改进的尿素合成方法及所用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及尿素合成方法中的一种改进，其中尿素合成溶液中所含未反应的氨和二氧化碳在基本上与尿素合成压力相等的压力下以氨、二氧化碳和水的气体混合物形式被分离，该气体混合物在一个有多管冷却器的冷凝器中通过冷却而被冷凝，这样得到的冷凝液被循环至尿素合成。
背景技术：
尿素合成方法是熟知的方法，并且对于该方法提出了许多建议，该方法包括在尿素合成压力和尿素合成温度下在一尿素合成塔中让氨和二氧化碳反应，在基本上与尿素合成压力相等的压力下将氨基甲酸铵由所得尿素合成溶液中以氨和二氧化碳的气体混合物形式分离，让一种吸收介质吸收所说气体混合物以便将该吸收介质循环至尿素合成塔，并分别由尿素合成溶液中提供一种尿素溶液，其中氨基甲酸铵已被分离。在该方法中，由于借助压头差使液体由冷凝器向下流入尿素合成塔并由尿素合成塔流入提取塔，故必须将冷凝器和尿素合成塔置于高处。
众所周知，上述方法使用供给尿素合成塔、冷凝器和提取塔的防腐蚀氧作为防腐蚀措施。溶解在尿素合成溶液中的氧被供应到设备内部的防腐膜上，因此设备内部是防腐蚀的。
如上所述，即使内部浸没在强腐蚀性回收溶液或尿素合成溶液中，只要供给防腐蚀氧，防止腐蚀是可能的，虽然它取决于操作压力和温度，液体条件和其它条件。
由于设备安装和修理既费时又费工，已经开发出将尿素合成塔和其它设备放在地面上的尿素合成方法。
以前，申请人在日本专利申请234364/1997中曾提出一种可以将尿素合成塔和其它设备放在地面上的合成方法。
该建议涉及一种尿素合成方法和所用装置，其中尿素合成塔安装在较低处而且一个垂直冷凝器安装在合成塔的上部或高于合成塔处，安装一根第一下行管将冷凝器与尿素合成区相连，冷凝液可借助重力由冷凝器上部经过该下行管向下流到尿素合成区底部，如此流下的冷凝液可借助重力经过在尿素合成塔顶部有一开口的第二下行管向下流到一个提取塔的顶部，或去一个处理过程，其中冷凝液由垂直冷凝器被一个利用加热的原料液氨作为驱动液的喷射器吸入并送入尿素合成塔底部，在此进行尿素合成。
在上述方法中，一种回收溶液被供应至冷凝器的壳程。在前一方法的冷凝器中操作条件是，压力与尿素合成压力相同，氨与二氧化碳的摩尔比(此后称作N/C)被控制在2.5-4.5，水与二氧化碳的摩尔比(此后称作H/C)是0.0-1.0，停留时间在10-30分钟，操作温度控制在170-190℃，以便使尿素合成率达到20-60％。
在后一方法中，压力选择在140-250bar，N/C设置在2.5-3.5，H/C在0.0-1.0，停留时间在10-30分，操作温度控制在130-250℃，最好在170-190℃，以便使尿素合成率达到20-60％。
另一个建议将设备置于地面的例子包括日本专利公开公报209555/1985中公开的一种尿素生产方法。该公开公布，在冷凝区的冷凝在一浸没式冷凝器中进行，具体地说，在一水平放置的管式换热器的壳程中进行，并且该冷凝也可在一与反应区联合的冷凝区中进行。根据该公开，在冷凝区中，压力选择在125-350bar，这等于合成压力，并且至少生成可以达到的平衡量30％的尿素。这些描述和例子都说明，操作温度是130-150℃。
在上述现有技术中，可以在冷凝器的壳程进行尿素的合成。在上述现有技术中，在任何情况下，不管冷凝器是垂直安装还是水平安装，冷凝区中的管板和冷却管均被浸没在含有氨、氨基甲酸铵、尿素和水的强腐蚀性溶液中。冷凝器处于能够合成尿素的压力和温度条件下，因此处在下述的缝隙腐蚀和包括管板和冷却管的焊点结点在内的结点腐蚀容易发生的环境中。
众所周知，冷凝器内部装有数百至上千根或更多的冷却管，虽然这一数目随产量改变。因此，当下述麻烦发生时，要花很多时间和精力查明事故点。此外，当在定期维修期间试图修理这些事故点时，实际上不可能由壳程进行修理，因为没有让进入设备修理事故点的人员停留的空间。
如上所述，冷凝器有安装在管板中的冷却管，并且作为一种安装方法，曾提到一种涨管法，或一种将涨管和与管板密封焊接相结合的方法。众所周知，在这些方法的制造过程中，管板和冷却管之间会产生微小的缝隙。当回收溶液或尿素合成溶液渗入缝隙时，溶液便留在其中。在这种情况下，供给上述抗腐蚀膜的防腐蚀氧是不足的。结果，在管板和管子之间形成一种称作缝隙腐蚀的腐蚀容易发生的环境，并由于腐蚀而引起部分冷却管破裂或管板被毁坏的麻烦。
当部分冷却管破裂时，除了在破裂的管子中填充堵塞物使它们停止冷却作用外，没有特别有效的对策。特别是，当管板被腐蚀坏时，没有可用的修理方法。
鉴于上述情况，作为一种避免缝隙腐蚀的方法，已实现了一种方法，其中用内孔焊接或内孔对焊(此后叫做内孔焊接)的方法将管板与冷却管直接焊在一起。但是，在冷凝器中150-300bar压力和150-200℃温度的操作条件下，焊接点一直浸泡在强腐蚀性回收溶液和它与冷凝液的合并溶液中而且也经历了加热历史。因此，由于这些因素相互复杂地交织在一起，不可能完全避免麻烦，例如加热历史造成的焊点破裂，强腐蚀回收溶液引起的腐蚀，以及加热历史和回收溶液产生的复合破裂和腐蚀。
出现这些麻烦时，除了暂时停止操作并向毁坏的冷却管中充填堵塞物以终止这些管子的作用外，没有实际有效的对策。
即使塞进堵塞物，焊点也不能避免被润湿，而且合成溶液停留在被堵塞的冷却管中不被置换，结果使管子的腐蚀由于缺乏被溶解的氧而加速，甚至堵塞物本身最终也被腐蚀掉。
即使在定期维修时将相应的焊点重新焊接，其准备工作既费时又昂贵，所以，这种维修方法并不那么有利。
如上所述，期待着提出一种避免象合成塔和冷凝器中管板与冷却管的结点以及管板与冷却管的内孔焊点发生破裂和腐蚀之类的麻烦的手段，和一种使用所说手段来合成尿素的方法。
发明的公开内容本发明的一个目的是提出一种合成尿素的方法，它具有一种避免象管板与冷却管的焊点以及管板与冷却管的内孔焊点发生破裂和腐蚀之类的麻烦的手段。
本发明人发现，当把焊点置于一个腐蚀性极弱的富氨环境，让其在150-300bar尿素合成压力和150-200℃合成温度下经受上述缝隙腐蚀和加热历史时，这些焊点几乎不发生破裂和腐蚀。通过大量研究的结果完成了本发明。
本发明是在上述情况和发现的基础上完成的。因此，本发明的上述目的用下面提出的尿素合成方法和所用装置便可达到。
一种改进的尿素合成方法，它包括在一尿素合成塔中在尿素合成温度和尿素合成压力下让氨与二氧化碳反应，在一提取塔中在基本上与所说尿素合成压力相等的压力下加热所得含尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和水的尿素合成溶液同时使所述溶液与至少一部分原料二氧化碳和原料氨进行接触或不接触以便以氨、二氧化碳和水的气体混合物的形式分离所说未反应的氨和所说未反应的二氧化碳，进一步处理含未分离的未反应氨和未反应二氧化碳的尿素合成溶液以得到尿素，另外地将在所说提取塔中分离出的气体混合物加入到有多管冷却器的冷凝器中以便让该混合物在冷却情况下与吸收介质接触，从而将所说气体混合物冷凝，并将如此得到的冷凝液循环至尿素合成塔，其特征在于所说冷凝器中，管板与冷却管结点与所说冷凝液接触的部位被液氨或富氨溶液所包围以避免所说部位被所说冷凝液腐蚀。
一种尿素合成设备，它包括一个让氨和二氧化碳在尿素合成压力和尿素合成温度下进行反应的尿素合成塔，一个在基本上与尿素合成压力相等的压力下通过加热来自所说尿素合成塔的尿素合成溶液来分离未反应氨和二氧化碳的提取塔，一个有一多管冷却器的用于通过让来自所说提取塔的未反应氨和二氧化碳与吸附介质接触使它们冷凝的冷凝器，和一条将在所说冷凝器中得到的冷凝液引入尿素合成塔底部的管线，其特征在于所说多管冷却器有一覆盖管板和冷却管结点防腐部位的挡板，冷却管穿过挡板并在两者之间留有微小间隙，和冷却器还有一个或多个将液氨供应到所说管板和所说挡板之间的空间的入口喷嘴。
附图简要说明在附图中


图1是说明本发明一实施方案的冷凝器B的局部放大视图；图2是说明本发明一实施方案的流程图，其中使用一个垂直冷凝器；图3是说明本发明另一实施方案的流程图，其中使用一个垂直冷凝器；图4是说明本发明再一实施方案的流程图，其中使用一个水平冷凝器；实施本发明的最佳方式本发明中有一管式冷却器的冷凝器作为垂直型或水平型冷凝器被广泛用于所涉及的技术领域。
包围管板和冷却管结点的富氨溶液和占据管板和挡板间空间的富氨溶液最好是含氨和氨基甲酸铵的溶液，其游离氨含量最好是80％(摩尔)或更高。
任何方法都可用来使液氨或富氨溶液包围管板和冷却管结点与冷凝液接触的部位。例如，管板和冷却管结点与冷凝液接触的部位被一挡板所覆盖，冷却管穿过挡板并在两者之间留有微小间隙，液氨或富氨溶液被加到挡板和管板之间的空间，以便使该空间可被液氨或富氨溶液所占据。供给的液氨通过挡板和冷却管之间的微小间隙进入冷凝器，并与吸附介质一起使来自提取塔的未反应二氧化碳和氨冷凝并将它们吸收。另一实施例不使用挡板但包括以某一流速供给液氨或富氨溶液，使管板和冷却管结点与冷凝液接触的部位被液氨或富氨溶液所包围，形成液氨或富氨溶液的液帘从而切断这些部位与腐蚀性冷凝液之间的接触，以便保护这些部位免受腐蚀。最好有多个液氨供料点。而且，任何方法，只要能用液氨或富氨溶液将管板和冷却管结点与冷凝液接触的部位包围起来，都可以使用。
加入到冷凝器的吸收介质最好是在中压和/或低压下处理已经在提取塔从中分离出大部分未反应的氨和二氧化碳的尿素合成溶液得到的回收溶液，其中剩余的未反应氨和二氧化碳基本上全被除去，并让水、氨水或尿素溶液吸收分离出的未反应的氨和二氧化碳。
现参照附图对本发明详细说明如下。
图1是本发明中一冷凝器B的局部放大示意图，通过图解放大来说明图2所述垂直安装冷凝器B的一个部分，冷凝器B含有管板、焊接在管板上由例如数百至上千根管子中选出的很多冷却管和一个挡板。这里，参照一实例对板2和冷却管3加以说明，在该实例中，用内孔对接焊的方法将管板和管子焊在一起。但是，不言而喻，本发明并不限于该实例或受该实例的限制。
图2是说明本发明一个使用垂直冷凝器的实施方案的方法流程图，给出了尿素合成方法物流流动的例子，其中冷凝液借助于重力可从冷凝器向下流至尿素合成塔，而且管板和冷却管受到防腐和防破裂保护的冷凝器是垂直安装的。下面将参照这些附图来阐述本发明。
将在图2一个未标明的步骤中以氨基甲酸铵水溶液形式回收未反应的氨和二氧化碳形成的回收溶液的一部分经过管线10、11和13加入到冷凝器B，而其余部分经过管线12供应给洗涤器F。上述供应给洗涤器F的回收溶液吸收含少量氨和二氧化碳并经管线22加入到洗涤器F的惰性气体中的氨和二氧化碳，并再循环至洗涤器F。与因吸收了氨和二氧化碳而形成的增量相当的回收溶液经管线20而被喷射器E加压并经管线13加入到冷凝器B。惰性气体则另外地由洗涤塔F顶部排入大气。
将一部分原料二氧化碳经管线16供应给提取塔C。虽然图中未加标明，也向提取塔C供应防腐空气。含尿素、氨基甲酸铵和氨的尿素合成溶液经合成塔A中的第二下行管40被加入到提取塔C，在塔中在加热条件下被二氧化碳所提取。其操作条件通常是140-200bar压力和160-200℃温度。
原料液氨被预热至，例如，70-90℃，经管线15，并且经洗涤器F和换热器D进一步预热，一部分被加入到合成塔A底部，而其余的经一支管5被加入到冷凝器B。
让上述送往垂直冷凝器B的回收溶液与含二氧化碳、氨和惰性气体的，经管线19由下面将要叙述的提取塔C供给冷凝器B的气体混合物接触和混合，从而将二氧化碳和氨吸收。将一部分原料液氨经原料管线5加入到挡板4和管板2之间的空间7。液氨充满空间7并流过挡板4和冷却管3之间的间隙8以及挡板4和冷凝器外壳1之间的间隙9，然后与冷凝器中的合并溶液相混合。这里，考虑到加工精度，间隙8在0.1至0.5mm之间。
在冷凝器B中，操作压力等于尿素合成塔的压力，N/C是2.5-4.5，H/C是0.0-1.0，停留时间是10-30分。操作温度调节在150-200℃，优选160-200℃，更优选160-190℃。由于冷凝器B在这些条件下操作，它可以达到和以前相同的20％-60％的尿素合成率。此外，如下面实施例1-4中所述，其效果是不会产生象冷却管3和管板2的焊接点破裂和腐蚀那样的麻烦。
这里，冷凝器B与用来分离冷凝器B中气体的液-气分离器H相连接，气体在液-气分离器H中被分离，冷凝器B中充满液体。
在尿素合成塔A中，原料液氨并入借助重力由冷凝器B经过第一下行管31流下来的冷凝液。所得合并溶液流向尿素合成塔A顶部，然后经过安装在塔A中的第二下行管40和管线18被送到提取塔C。
尿素合成塔A的操作压力选择为130-250bar，和传统方法一样。N/C选择在3.5-5.0，H/C在1.0或更低，停留时间选择为10-40分钟。操作温度控制在180-200℃，在以上条件下，塔A达到60％-75％的尿素合成率。
然后，参照表示使用本发明一垂直冷凝器的另一实施方案流程的图3来说明一种方法，其中一喷射器G被用来将冷凝器B中的合并溶液加入到尿素合成塔A。在图3中，将原料液氨经管线15加入到压力为150-300bar的换热器D，在这里被预热到100-200℃并被送入喷射器G作为一种驱动液。原料液氨经过喷射器G进行膨胀结果喷射器输出和吸入的压力差可达到2-10bar。结果，通过垂直冷凝器B中下行管31供给喷射器吸入端的合并溶液被吸入、增压并作为与驱动液，即原料液氨的混合物被加入到尿素合成塔A的底部。原料二氧化碳中提取未反应氨和二氧化碳所需的二氧化碳经管线16和16b被加到提取塔C底部，其余的经管线16a被加到尿素合成塔A底部或图中未表示的一个低压分解步骤。
一部分原料液氨由换热器D之前的管线上分出的支管15a经原料管线5被加入到前面所说冷凝器的空间7。原料液氨在冷凝器底部并入由管线10加入的回收溶液，该回收溶液在穿过洗涤器F下行时吸收了未反应的氨和二氧化碳。合并溶液在向上穿过垂直冷凝器B时发生尿素合成，然后借助喷射器G经下行管线31被加到合成塔A。由管线15a经原料管线5加入到垂直冷凝器B底部的一部分原料液氨也可以通过另外提供的图中未表示的管线来供给。
这里，冷凝器处于空间7中的管板2和冷却管3的胀管部分(管子的翻边)，胀管部分和管板的密封焊点或管板2和冷却管3的内孔焊点充满液氨或富氨溶液，因此总是保持在富氨环境中。因此，如下面实施例3中所示，在胀管部分，焊接点和类似的地方不会发生腐蚀。
关于尿素合成塔A的操作条件，最好是，压力130-250bar，N/C3.5-5.0，H/C1.0或更低，停留时间10-40分钟，温度180-200℃。
关于提取塔C的操作条件，最好是，压力130-250bar，特别是140-200bar，温度160-200℃。
含有未分离的未反应氨和未反应二氧化碳的尿素合成溶液经管线17由提取塔底部被取出并送往低压分解步骤，在这里进行处理以得到尿素。
除以上所述，可参照日本专利申请234364/1997的说明书中公开的方法进行操作实践的细节。
图4是表示使用本发明一水平冷凝器的一实施方案的方法流程图，参照该图说明一个使用水平放置冷凝器B的实施例。图4基本上与图3一样，只是将图3垂直安装的冷凝器B水平放置，在冷凝器B中安装了多个垂直挡板以便让液体沿流动方向50流过挡板，并且挡板高度的确定应能使冷却管3浸没在液体中。
将参照以下实施例对本发明作更具体的说明。但不应该认为本发明只限于这些实施例或受这些实施例的限制。
在以下实施例1-3和比较例1-3中，所有冷却管均使用奥氏体25Cr-22Ni-2Mo不锈钢作为它们的材料。
实施例1用图2所示的置于地面的日产量为1,400吨的装置来合成尿素，其中图1所示冷凝器B垂直放置。用内孔对接焊的方法将管板2和冷却管3焊在一起，挡板4和冷却管3之间的间隙是0.3mm。
通过管线15和16分别供应791t/d原料氨和1,025t/d原料二氧化碳。将在换热器D中被蒸汽冷凝液加热至175℃的原料氨经管线15加到合成塔A底部，而它的一部分经支管15a和原料管线5加入到图1所示冷凝器B的空间7。流过管线15a的氨的量是401t/d。
将969t/d原料二氧化碳和大约17t/d防腐蚀空气经管线16供应到提取塔C底部，其余二氧化碳供应到图中没有标出的一低压分解塔。另外，将经管线10作为吸收介质供给的具有以下组成温度为108℃的1314t/d回收溶液加压到190bar。加压溶液被分成两部分，分别经管线12和11被送到洗涤器F和喷射器E。
尿素 0.4％氨34.8％二氧化碳 40.0％水24.4％加到洗涤器F中的回收溶液被用来在填充层中洗涤惰性气体，而加到喷射器E的回收溶液被用来通过喷射器E增高洗涤器输出溶液(管线20)的压力。洗涤器F操作在175bar和175℃。洗涤器输出溶液(管线20)和驱动喷射器的回收溶液(管线11)在喷射器E中混合并经管线13被加到冷凝器B底部。
在提取塔C中被分离出的含氨、二氧化碳和水的气体混合物经管线19被送到冷凝器B。冷凝器B的壳程充满了含有所说回收溶液，冷凝生成的氨基甲酸铵的混合溶液，和所说原料液氨经间隙8由空间7流出，所说气体混合物被吸收在该溶液中。吸收热被冷却器3除去。吸收了气体混合物的冷凝液在冷凝器中停留15分钟后，借助于重力经下行管31向下流动，然后被送到尿素合成塔A底部。惰性气体经管线21由冷凝器B顶部流出。该惰性气体在液-气分离器H中进行液-气分离并经管线22被加到洗涤器F，其中所含氨和二氧化碳在这里被吸收。惰性气体经管线14被排放。
被加到尿素合成塔A底部的尿素合成溶液与来自管线15的所说液氨混合并在缓慢穿过合成塔的过程中进一步进行尿素合成反应。反应的停留时间是25分钟。
经过第二下行管40和管线18由合成塔A加到提取塔C的合成溶液在提取塔中被加热以便将其中所含氨基甲酸铵分解为氨和二氧化碳。提取塔C在顶部温度191℃，底部温度179℃，和压力175bar下操作。在上述设备中的操作条件和组成示于表1。操作一年后，用超声探伤和涡流检验来检查冷却管和管板结点的腐蚀和厚度降低。结果示于表5。
表1


<p>比较例1用与实施例1中同样的方式进行尿素的合成，只是将实施例1中的挡板4除去并且将分流到管线15a中氨的量由40t/d变到0t/d。操作条件和组成也在表1中列出，操作一年后冷凝器中管板和冷却管结点的腐蚀状况示于表5。
实施例2用图3所示，置于地面的日产量为1,400吨的装置来合成尿素，其中图1所示冷凝器B垂直放置。将管板2和冷却管3进行胀管和管端密封焊接，挡板4和冷却管3之间的每个间隙8是0.3mm。
每个设备的操作条件和液体组成示于表2。操作一年后，管板和冷却管结点的腐蚀状况示于表5。
表2


<p>比较例2用与实施例1中同样的方式进行尿素的合成，只是将实施例2中的挡板4除去并且将分流的氨量由40t/d变到0t/d。操作条件和结果也在表2中列出。冷凝器中管板和冷却管结点的腐蚀状况示于表5。
实施例3用图4所示，置于地面的日产量为1,400吨的装置来合成尿素，其中图1所示冷凝器B水平放置。将管板2和冷却管3进行胀管和密封焊接。挡板4和冷却管3之间的每个间隙8是0.3mm。
每个设备的操作条件和液体组成示于表3。操作一年后，管板和冷却管结点的腐蚀状况示于表5。
表


比较例3用与实施例1中同样的方式进行尿素的合成，只是将实施例2中的挡板4除去并且将分流的氨量由40t/d变到0t/d。每个设备中的操作条件和液体组成结果也在表3中给出，操作一年后冷凝器中管板和冷却管之间结点的腐蚀状况示于表5。
实施例4在日产量为10t/d的试验装置中进行尿素合成。该试验装置方法流程如图3所示。
冷凝器有10根管子，其中6根是内孔焊接的，其余4根用胀管(翻边)和管端焊与管板连接。管子的材料是(A)奥氏体(25Cr-22Ni-2Mo)材料和(B)两相(25Cr-7Ni-3Mo)材料，分别用于上述管组的每一半。
操作条件和物料平衡示于表4。供应给底部管板的氨量是12kg/h。操作大约一年以后，将管束取出，并由壳程检查结点的状况。此外，将每种材料的孔焊接管和胀管管端焊接管在它们的结点处切开并详细检查缺陷和腐蚀状况。结果在管A和管B中均未显示出腐蚀和能测出的厚度减少。而且，胀管管端焊接管在管子和管板之间没有可察觉的缝隙腐蚀。结果示于表5。
表4


比较例4在与实施例4中同一装置中而且在同样的条件下进行尿素合成。但是，加到底部管板的氨量是0kg/h。结果在表5中给出。操作条件和物料平衡示于表4。大约操作一年以后，观察到管A和管B的厚度降低了0.03-0.07mm。由壳程发现管端焊和胀管的管子在管子和管板之间的缝隙中有缝隙腐蚀现象。结果示于表5。
在比较例4中，必须在焊点处将管子厚度在所需计算厚度上至少增加1.4mm以便以所测最大腐蚀速度进行腐蚀时寿命达到20年。在管端焊加胀管的情况下，缝隙腐蚀不能修复，结果在底部管板附近氨基甲酸盐不可避免地被氨所稀释。
表5

因此，本发明改进的合成尿素的方法和所用装置显示出以下效果。
(1)在避免垂直或水平安装冷凝器中管板和冷却管结点腐蚀的同时，该方法在冷凝器壳程冷凝来自提取塔中的氨和二氧化碳，同时由如此获得的冷凝液合成尿素，并将所得溶液由冷凝器送到尿素合成塔以便进一步合成尿素，因此，在冷却管中不会引起麻烦。
(2)由于该方法在防止冷凝器中管板和冷却管之间结点腐蚀的同时进行冷凝和尿素合成。因此，在冷却管中不会引起麻烦。
(3)由于在冷却管及类似设备中不会引起麻烦，可减少重焊等修理所需要的大量时间、花费和能量，为处理这种麻烦这些消耗至今都是必不可少的。
(4)由于在冷却管及类似设备中不会引起麻烦，由麻烦引起的操作中断不再发生，稳定连续操作成为可能。结果，容易保持稳定的生产率。
(5)由于在冷却管及类似设备中不会引起麻烦，周期维修和检查所需时间和劳动可大大减少。
权利要求
1.一种尿素合成方法，包括在一尿素合成塔中在尿素合成温度和尿素合成压力下让氨与二氧化碳反应，在一提取塔中在基本上与所说尿素合成压力相等的压力下加热所得含尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和水的尿素合成溶液同时使所述溶液与至少一部分原料二氧化碳和原料氨进行接触或不接触以便以氨、二氧化碳和水的气体混合物的形式分离所说未反应的氨和所说未反应的二氧化碳，进一步处理含未分离的未反应氨和未反应二氧化碳的尿素合成溶液以得到尿素，另外地将在所说提取中分离出的气体混合物加入到有多管冷却器的冷凝器中以便让该混合物在冷却情况下与吸收介质接触，从而将所说气体混合物冷凝，并将如此得到的冷凝液循环至尿素合成塔，所说冷凝器中冷却管与管板结点与所说冷凝液接触的部位被液氨或富氨溶液所包围以避免所说部位被所说冷凝液腐蚀。
2.权利要求1的方法，其中所说管板与冷却管的结点部位被一挡板所覆盖，所说管子穿过该挡板并在两者之间留有微小间隙，并且至少将一部分原料液氨供应到所说管板和所说挡板之间的空间以便使所说空间被液氨或富氨溶液所充满。
3.权利要求1的方法，其中所说冷凝器在所说尿素合成塔或高于尿素合成塔安装，并且所说冷凝液能够借助于重力通过连接所说冷凝器顶部和所说尿素合成塔底部的管线向下流动。
4.权利要求1的方法，其中所说冷凝液被一原料液氨驱动的喷射器加压以便循环至尿素合成塔。
5.一种尿素合成设备，它包括一个让氨和二氧化碳在尿素合成压力和尿素合成温度下进行反应的尿素合成塔，一个在基本上与尿素合成压力相等的压力下通过加热来自所说尿素合成塔的尿素合成溶液来分离未反应氨和二氧化碳的提取塔，一个有一多管冷却器的用于通过让来自所说提取塔的未反应氨和二氧化碳与吸附介质接触使它们冷凝的冷凝器，和一条将在所说冷凝器中得到的冷凝液引入尿素合成塔底部的管线，其中所说多管冷却器有一覆盖管板和冷却管结点防腐部位的挡板，冷却管穿过挡板并在两者之间留有微小间隙，和冷却器还有一个或多个将液氨供应到所说管板和所说挡板之间的空间的入口喷嘴。
6.权利要求5的设备，其中所说提取塔在其底部有一入口喷嘴或用来供给至少一部分用作提取剂的原料液氨或二氧化碳的喷嘴。
7.权利要求5的设备，其中所说冷凝器在所说尿素合成塔或高于所说尿素合成塔安装，并且所说由冷凝器至所说尿素合成塔的管线使冷凝液能够借助重力由所说冷凝器向下流到所说尿素合成塔底部。
8.权利要求5的设备，其中所说用来将所说冷凝液由所说冷凝器引至所说尿素合成塔的管线有一用原料液氨驱动使所说冷凝液增压的喷射器。
全文摘要
本发明提供一种改进的方法用以在防止垂直或水平安装的冷凝器中管板和冷却管结点与冷凝液接触的部位发生腐蚀的同时由氨和二氧化碳来合成尿素。根据本方法,冷凝器中管板和冷却管结点与冷凝液接触的部位的防腐是在尿素合成中用液氨和富氨溶液将该部位包围起来,尿素合成包括在基本上与合成尿素相同的压力下以气体混合物形式由尿素合成溶液中分离出未反应的氨和二氧化碳,让该气体混合物在冷凝器中与吸附介质接触以形成冷凝液,并将该冷凝液循环至合成塔。
文档编号B01J19/26GK1242763SQ98801618
公开日2000年1月26日 申请日期1998年12月17日 优先权日1997年12月18日
发明者小嶋氡彦, 藤井英嗣 申请人:东洋工程株式会社