[发明专利]一种新型尿素催化水解方法及装置

说明书

本发明公开一种新型尿素催化水解方法以及装置，在尿素水解反应器中加入磷酸盐混合物作为催化剂，并将质量浓度为50％的尿素溶液送至尿素水解反应器，控制尿素水解反应器的温度在130‑140℃，压力在0.35‑0.55MPa，尿素进行催化水解，磷酸盐混合物为不同配比的磷酸二氢钾、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵混合物，装填量为水解器体积的5％‑10％，尿素溶液的装载量为水解器体积的50％，磷酸二氢铵在磷酸盐混合物中所占比例为50‑70％,磷酸二氢钾在磷酸盐混合物中所占比例为10‑20％,磷酸氢二铵在磷酸盐混合物中所占比例为20‑30％，将尿素进料管道进行了改进，使得尿素受热更加均匀。本发明反应速度快能够满足脱硝对于氨的要求；降低运行温度和运行压力；降低尿素受热不均和溶液冲刷器壁的弊端。

技术领域

本发明属于化工材料制备技术领域,尤其涉及一种新型尿素催化水解方法及装置。

背景技术

目前商业化应用以尿素为原料制氨的工艺有多种：尿素直喷、尿素热解、尿素普通水解、尿素催化水解。目前尿素催化水解存在催化剂单一，尿素溶液进入水解器受热不均，短时间内需要一定的响应时间。同时，催化剂使用时会出现受热不均的问题影响尿素水解速度，增加能耗。

为了解决上述问题，特此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型尿素催化水解方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型尿素催化水解方法，在尿素水解反应器中加入磷酸盐混合物作为催化剂，并将质量浓度为50％的尿素溶液送至尿素水解反应器，控制尿素水解反应器的温度在130-140℃，压力在0.35-0.55MPa，尿素进行催化水解，磷酸盐混合物为不同配比的磷酸二氢钾、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵混合物，装填量为水解器体积的5％-10％，尿素溶液的装载量为水解器体积的50％，磷酸二氢铵在磷酸盐混合物中所占比例为50-70％,磷酸二氢钾在磷酸盐混合物中所占比例为10-20％,磷酸氢二铵在磷酸盐混合物中所占比例为20-30％。磷酸二氢钾、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵的纯度在99％以上。

本发明的另一目的在于提供一种新型尿素催化水解装置，使其进一步加快反应速度，降低能耗，节约能源，提高设备的利用率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型尿素催化水解装置，包括水解器、汽水分离器、尿素管线以及换热器，汽水分离器位于水解器的上方、与水解器相连通，换热器通过螺栓紧固件固定在水解器内部，尿素管线设置于水解器内，尿素管线上设置有管道开孔，管道开孔与水解器相连通，尿素管线与溶液入口相连接，催化剂溶液和尿素溶液依次通过溶液入口进入到水解器内。

优选的，所述管道开孔的开孔方位与竖直方向成40-50°角，冲向为换热管所在的方向，开孔大小为￠10-15mm，开孔个数为10-20个。

优选的，所述水解器内设置角钢支架支撑尿素管线，尿素管线和换热器设置在水解器1二分之一液位以下；换热器通过螺栓紧固件固定在水解器内。

进一步的，所述换热器上方设置有蒸汽入口，换热器的下方设置有疏水出口，水解器上方设置有气相泄压出口，气相泄压出口上设置有安全阀，用于对水解器进行气相泄压，水解器下方设置有废液出口。

进一步的，所述水解器上安装有导波雷达液位计一、导波雷达液位计二、导波雷达液位计三，用以监测液位；水解器上安装有热电阻一、热电阻二、热电阻三，用以监测温度；水解器上安装有压力变送器一、压力变送器二、压力变送器三。

进一步的，所述水解器上的尿素管线通过法兰与外系统的尿素管线进行法兰连接。

进一步的，所述外系统的尿素管线依次通过法兰、加强管、接管、弯头23、接管与水解器内的尿素管线上面的三通相连接。