[发明专利]用于尿素制造的方法和装置

说明书

提供了用于制造尿素的方法和装置，因而用于原料氨的预热或中压分解的步骤中的加热可以在相对低的压力进行，同时避免总传热系数降低。用于制造尿素的方法包括：生成尿素合成液的合成步骤，加热尿素合成液并且将包含氨和二氧化碳的混合气体与尿素合成液分离的高压分解步骤，将混合气体冷凝的冷凝步骤，将在高压分解步骤中得到的中压蒸汽冷凝液的压力降低至中低压力并且形成中低压蒸汽和中低压蒸汽冷凝液的中低压蒸汽产生步骤，以及中压分解步骤和氨预热步骤之一或两者，其中，在中压分解步骤中，在低于高压分解步骤的压力的压力下使用中低压蒸汽作为预热源来加热在高压分解步骤中处理过的尿素合成液，并且在氨预热步骤中使用中低压蒸汽作为加热源来加热要供应至合成步骤的氨。

技术领域

本发明涉及用于由氨和二氧化碳制备尿素的方法和装置。

背景技术

用于尿素制备的方法一般包括合成步骤、高压分解步骤和冷凝步骤。在合成步骤中，由氨(NH₃)和二氧化碳(CO₂)生成尿素。具体地，如式(1)所示，通过氨(NH₃)和二氧化碳(CO₂)的反应生成氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)。此外，如式(2)所示，通过氨基甲酸铵的脱水反应生成尿素(NH₂CONH₂)和水(H₂O)。

2NH₃+CO₂→NH₂COONH₄ (1)

NH₂COONH₄→NH₂CONH₂+H₂O (2)

两个反应都是平衡反应，并且因为式(2)的反应比式(1)的反应慢，所以式(2)的反应是决定速率的。

在高压分解步骤中，将在合成步骤中得到的尿素合成溶液加热以使尿素合成溶液中含有的氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳。由此，得到含有氨和二氧化碳的气体混合物以及具有更高尿素浓度的尿素合成溶液。在冷凝步骤中，使在高压分解步骤中得到的气体混合物冷凝。在高压分解步骤中，使用中压蒸汽作为热源。

关于这样的用于尿素制备的方法，专利文献1公开了在换热器中，通过蒸汽冷凝液将原料氨加热至175℃。专利文献2和3公开了其中将由已经用于在高压分解步骤中的加热的中压蒸汽产生的中压蒸汽冷凝液用作在中压分解步骤中的热源的方法。在中压分解步骤中，使在高压分解步骤中得到的尿素合成溶液中含有的氨基甲酸铵在比高压分解步骤中的压力低的压力分解。

专利文献4公开了在高压分解步骤中使用的汽提器中，使用中压蒸汽加热汽提器的上段，并且通过使用以中压蒸汽作为驱动流体的喷射器对低压蒸汽加压得到的蒸汽被用于加热汽提器的下段。

引用清单

专利文献

专利文献1：JP H10-182587A

专利文献2：GB 1542371A

专利文献3：WO 03/064379 A1

专利文献4：JP S61-10547A

发明概述

技术问题

由专利文献1理解，用于加热原料氨的蒸汽冷凝液是由高压分解步骤中的中压蒸汽产生的中压蒸汽冷凝液。因此，该文献提出了一种其中使用中压蒸汽冷凝液来预热原料氨的方法。如前所述，专利文献2和3公开了其中使用中压蒸汽冷凝液作为中压分解步骤中的热源的方法。