[发明专利]高能效的尿素生产方法

权利要求书

1.从氨和二氧化碳经合成来生产尿素的方法，在该方法中，合成反应器R1操作条件为：NH₃/CO₂摩尔比在2.5至5之间；温度为175-220℃；且相应地在13-23MPa的压力下，(R1)反应器在此条件下生产出尿素溶液，而后使该尿素溶液进入初级分解器(HE1)中在外部加热下分解那些未脱水成尿素的氨基甲酸铵，上述初级分解器实质上是在与合成反应器相同的压力下进行操作的，分解产物呈气相循环入合成反应器中，由初级分解器在200-210℃下操作而产生的尿素溶液含有未转化为尿素的NH₃与CO₂之比率在6-12之间，将其投入到处理部分以除去溶解性的游离氨，然后，至少一个或多个部分中进行热分解和残余氨基甲酸铵的冷凝， 操作在中等压力(1-4MPa)及低压(0.3-0.5MPa)下进行，其特征在于：--将与合成压力相同压力的初级分解器中流出的尿素溶液，在绝热反萃取柱C1中与进料CO₂的优势部分，即多于70％的CO₂进料，进行逆流处理，操作压力为低于合成压力1-7MPa，--在上述绝热反萃取中产生的蒸汽相与在初级连续性氨基甲酸铵冷凝段中所产生的循环氨基甲酸铵溶液相混合，然后在至少两个串联的冷凝段(HE2)和(HE3)中进行冷凝，其中初级段进行部分冷凝，二级段完成氨基甲酸铵冷凝，操作实质是在与产生冷凝物时相同的压力下进行的，冷凝物作为液相循环至合成器中；--经用二氧化碳从绝热反萃取中所得到的，且未转化为尿素的氨/二氧化碳之比率在2.0-4.0间的尿素溶液，被加到分离器V2中的二级热分解段进行热分解，操作压力为1-4MPa，分解所需热量由在上述热交换器(HE2)中进行的部分冷凝来提供。

2.根据权利要求1的尿素生产方法，其特征在于：从二级分解段得到的蒸汽流在与从冷凝器(HE9)中流出的循环溶液混合后被冷凝，(HE9)冷凝器冷凝了来自三级氨甲酸铵分解段的循环溶液，冷凝是在冷凝中氨/二氧化碳摩尔化为2-4摩尔比下，至少一个冷凝段是在与二级分解段相同压力下进行的，并对尿素溶液在浓缩部分(HE5)中进行热传递。

3.根据权利要求2的尿素生产方法，其特征在于：给予车间的部分新鲜氨进料被加到气-液混合料中，该混合料是进入冷凝器的壳方部分的。

4.根据权利要求2-3中的一种或多种尿素生产方法，其特征在于：在(HE5)中氨基甲酸铵的冷凝是用摩尔比为2.5-3.5的NH₃/CO₂来进行的，冷凝的热量用于在真空下压力为30-100KPa(绝对)下浓缩尿素溶液。

5.根据权利要求2中的尿素生产方法，其特征在于：在(HE5)中氨基甲酸铵的冷凝是以围绕该组分共沸点的NH₃/CO₂摩尔比进行的。

6.根据权利要求1的尿素生产方法，其特征在于：柱(C1)和冷凝器(2)在化合成压力低2-5MPa的压力下进行的。

7.根据权利要求1的尿素生产方法，其特征在于：90-100％的CO₂进料被加到反萃取段中。

8.根据权利要求4的尿素生产方法，其特征在于：中压分解器中产生的蒸气在降膜式热交换器(HE5)中的壳方部分冷凝，而被加到(HE5)的柱体部分顶端的尿素溶液被浓缩到88-95％(重量比)。

9.根据权利要求1的尿素生产方法，其特征在于：在柱(C1)中用CO₂反萃取除去游离氨，直到未转化为尿素的NH₃/CO₃之比率在2.5-3.5之间。