[发明专利]一种尿素和三聚氰胺的一体化制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尿素和三聚氰胺的一体化生产方法。

具体的，本发明涉及上述类型的方法，其中尿素在包括高压尿素 合成区和尿素回收区的尿素设备中生产，作为三聚氰胺合成副产品的 排出气体(off-gases)被循环到所述高压尿素合成区再利用。

在随后的说明书和权利要求书中，“高压尿素合成区”是指至少 在约120巴压力下运行的区域，一般在130-260巴之间。更具体的， 本发明的方法的类型为：要回收的排出气体的压力至少为2巴，一般 在2-30巴之间。

本发明也涉及实施该方法的一体化设备。众所周知，在尿素和三 聚氰胺领域，提供一体化方法：将合成三聚氰胺制备的气体有效地用 于制备尿素的需求逐渐增长。

背景技术

为满足上述需求，人们已经提出了一体化方法，其中三聚氰胺是 将采用NH₃和尿素用作为原料(反应物)在设备中制备，因此该设备 被称为三聚氰胺设备；后者(尿素)在制备尿素的设备中制备，因此 该设备被称为尿素设备，回收来自三聚氰胺设备的、基本上含有NH₃和CO₂的排出气体作为原料(反应物)。

根据这些方法，一般以2-30巴的压力从三聚氰胺设备释放的排 出气体，会在进入尿素设备前经过适当的处理。

具体地说，在等于或低于排出压力的压力下，用稀氨水(氨浓度 按重量为0-15％)冷凝排出气体；然后将所得到的排出气体的液体溶 液加入尿素设备的废水处理区，该废水处理区一般在2-5巴的压力下 运行，回收水溶液中的NH₃和CO₂，并经过尿素设备的低压尿素回 收区循环到高压尿素合成区再利用。

另外，还提出将上述排出气体适度压缩，然后直接循环到尿素设 备的高压合成区再利用的方法。

虽然上述方法在一定程度上具有优势，但也有缺点。

首先，实际上，在废水回收区从排出气体液体溶液中分离NH₃和 CO₂需要消耗大量的能源。此外，由于该区域中的压力通常比从三聚 氰胺设备释放的排出气体的压力低的多，排出气体必须在冷凝和循环 至尿素设备的废水处理区之前膨胀，从而以压力损失的方式造成能源 浪费。

其次，额外的、大量的水会通过回收的排出气体水溶液加入到高 压尿素合成区，由于水是合成尿素的副产物，其在反应物中的存在对 CO₂转化为尿素不利，因此包含在回收的排出气体液体溶液中的水将 给尿素转化率带来负面影响，随之而来的是回收存留在合成区的尿 素，以及回收未转化的反应物返回到合成区所需的能量损耗的增加。

另外，这些尿素和三聚氰胺的一体化制备方法一般将分别合成尿 素和三聚氰胺的现有设备连接后进行，与该设备设计能力相比，通常 会增加，甚至是显著增加尿素设备的生产能力，为解决该增加，现有 技术代之以小型设备，具体的说，以新设备替代高压合成循环的设备。 除了上述缺点，现有技术的尿素/三聚氰胺一体化方法的实行，还随 之带来经济、功能和能源消耗上的负担。

发明内容

本发明根本的技术问题是要提供一种尿素和三聚氰胺的一体化 制备方法，其具有完全克服现有技术的缺点的功能特点，可以同时保 证有效、低能耗地将二氧化碳转化为尿素的高转化率，使尿素设备获 得更高的生产量。

本发明的尿素和三聚氰胺的一体化制备方法解决了上述问题，尿 素在包含高压尿素合成区和低压尿素回收区的尿素设备中制备，其中 可从高压尿素合成区获得含有尿素、氨基甲酸铵和氨气的水溶液；三 聚氰胺在三聚氰胺设备中制备，该设备可释放中压的合成三聚氰胺的 副产品：排出气体，并将其循环至所述高压尿素合成区，该方法的特 点在于还包括步骤：

-将至少一部分所述的来自所述尿素合成区的含有尿素、氨基甲 酸铵和氨气的水溶液加入尿素设备的中压处理区，回收其中的氨基甲 酸铵和氨气；

-使所述含有尿素、氨基甲酸铵和氨气的部分水溶液在所述中压 处理区离解，得到尿素水溶液和含有氨气、二氧化碳和水的蒸汽相；

-将在所述处理区离解得到的所述尿素水溶液加入在预设低压 运行的尿素回收区的分解器；

-使所述尿素水溶液在所述尿素回收区的所述分解器分解，得到 浓缩尿素溶液和含有氨气、二氧化碳和水的第二蒸汽相；