[发明专利]尿素合成反应器及其使用方法以及尿素合成方法

权利要求书

1.一种尿素合成反应器(1)，用于通过使氨与二氧化碳在高温和高压下直接二相反应而合成尿素，所述尿素合成反应器包括：壳体(2)，所述壳体沿着轴线(A)延伸并具有基本柱形的主要部分(4)，所述主要部分在相应的相对轴端处被两个端帽封闭；以及第一入口管(13)和第二入口管(14)，所述第一入口管和所述第二入口管通过所述壳体(2)的相应开口(11、12)而插入并且在所述壳体(2)内分别连接至轻相分配器(15)和重相分配器(16)，以向所述尿素合成反应器(1)分别供给包含二氧化碳的轻相和包含氨的重相；其特征在于，所述开口(11、12)形成为穿过所述壳体(2)的所述主要部分(4)的大致柱形的侧壁(6)，所述侧壁位于周围边缘(9)上方，所述周围边缘使所述主要部分(4)与所述壳体(2)的圆顶形状的底部部分(5)连接；并且所述轻相分配器(15)包括一个或多个管状构件(20)，所述一个或多个管状构件在所述尿素合成反应器(1)的截面上延伸和/或分布并且围绕所述轴线(A)并且设置有彼此间隔开的进口孔(21)，以将所述轻相分配在多个进口点中，所述多个进口点围绕所述轴线(A)在所述尿素合成反应器(1)中横向分布；所述重相分配器(16)包括大致L形的管状体(24)，所述管状体具有大致水平的第一管段(25)和大致竖直的第二管段(26)，所述第一管段从所述开口突出，所述第二管段从所述第一管段(25)突出并向下且朝向所述壳体(2)的底部部分(5)弯曲；所述第二管段具有多个外侧通孔(29)。

2.根据权利要求1所述的尿素合成反应器，其中，所述轻相分配器(15)的所述管状构件(20)包括环形构件(20a)，所述环形构件从所述第一入口管(13)突出并且沿着所述壳体(2)的侧壁(6)围绕所述轴线(A)布置并且与所述侧壁(6)径向地间隔开；所述环形构件(20a)设置有多个横向的所述进口孔(21)，所述进口孔沿着所述环形构件(20a)形成在所述环形构件(20a)的外侧壁(23)并且沿着所述环形构件(20a)且围绕所述轴线(A)彼此成角度地间隔开。

3.根据权利要求2所述的尿素合成反应器，其中，所述轻相分配器(15)的所述管状构件(20)包括多个臂(20b)，所述臂从所述环形构件(20a)突出并且设置有另外的横向的所述进口孔(21)。

4.根据权利要求3所述的尿素合成反应器，其中，所述臂(20b)在由所述环形构件(20a)径向地界定的空间(35)内延伸。

5.根据权利要求3所述的尿素合成反应器，其中，所述臂(20b)从所述环形构件(20a)朝向所述轴线(A)径向地突出并且在沿着所述轴线(A)布置的中心连接部(38)处选择性地彼此连接在中心处。

6.根据权利要求1所述的尿素合成反应器，其中，所述轻相分配器(15)的所述管状构件(20)包括围绕所述轴线(A)同中心的一系列的环形构件(20a)和另外的环形构件(20c)，所述一系列的环形构件和另外的环形构件设置有相应的所述进口孔(21)并且通过径向的臂(20b)选择性地连接。

7.根据权利要求1所述的尿素合成反应器，其中，所述外侧通孔(29)至少部分地定位在所述壳体(2)的圆顶形状的所述底部部分(5)中，所述底部部分位于将所述壳体(2)的所述底部部分(5)与所述主要部分(4)连接的周围边缘(9)下方。

8.根据权利要求7所述的尿素合成反应器，其中，所述第二管段(26)居中地定位在所述壳体(2)中并且大致沿所述轴线(A)。

9.根据权利要求1所述的尿素合成反应器，所述尿素合成反应器具有轻相附加入口(30)，所述轻相附加入口由穿过辅助开口(34)的辅助进口管(31)限定，所述辅助开口形成在所述壳体(2)的圆顶形状的底部部分(5)中；所述附加入口(30)定位在所述底部部分(5)上的中心处。