[发明专利]采用不同产率的反应区以生产尿素的方法及其所用的装置

说明书

本发明涉及一种在由多个不同产率的反应区组成的合成段中使氨(NH₃)与二氧化碳(CO₂)反应以进行尿素的工业生产的方法；在其中一个反应区中加入纯度很高的反应物，生成的尿素占其总产量的大部分，在另一反应区中加入基本上是由回收段循环而来的纯度较低的反应物，生成总产量中剩下的小部分尿素。

本发明也包括该方法所用的装置。

一种上述类型的合成尿素的方法已在本专利申请人于1990年10月3日委托申请的瑞士专利申请No.03216/90-1中作了介绍。

实施本方法的装置包括：第一高产率反应器，在该反应器中通入外来的CO₂和新鲜NH₃，同时还通入纯度很高的回收NH₃；第二反应器，它与第一反应器并联，其产率较第一反应器低，加入其中的基本上是由回收混合物获得的反应物；和用以回收上述第一反应器和第二反应器所得的反应混合物的回收系统或回收段。

在另一瑞士专利申请中，本专利申请人介绍了上述第一个专利申请的方法的一种具体实施方案，由于该方案所需的投资少，且能源消耗最低，因此取得了特别有效和有利的结果，其特点是有一个高产率的大部分合成反应段(A)，采用纯度很高的反应物在高压(Pmax，例如300巴以上的绝对压力，最好为400巴左右的绝对压力)下进行反应，接着是一个在约小于200巴绝对压力下工作的闪蒸段F1，还有一个采用纯度较低的反应物在小于200巴绝对压力下进行反应的小部分合成反应段B，反应段B是与反应段A平行工作的，闪蒸段F1的气体流出物GF1进入小部分合成反应段B，而闪蒸段F1的液体流出物EL1则与小部分合成反应段B的流出物EB一起进入一个由两个串联工作的分解段D1和D2组成的回收段RE，其中第一分解段D1在低于100巴的绝对压力下工作，最好是在50巴绝对压力下工作，第二分解段D2则在低于50巴绝对压力下工作，最好是在20巴绝对压力下工作。每个分解段分别由D1和D2分解器(用于蒸馏未转变成尿素的反应物的换热器)组成，其气体流出物(由NH₃+CO₂+H₂O组成)进入一个能直接进行工艺过程热回收的冷凝系统中，进行部分冷凝，然后再在一装有顶部冷凝器的分馏柱中完成冷凝。

本专利申请人在这个重要的技术领域不断进行了研究和实验，不无意外地得以使相互连贯而又灵活的方法完善，利用特别有效和有利的具体实施方案，通过最大限度地减少投资和(或)能源消耗并根据装置的生产能力采用最合适的操作条件以最大限度地提高产率，满足经常遇到的各种各样要求。

利用本发明的方法能达到这些目的，该方法的特点是能用两种不同的方法最大限度地进行合成A，即：A1在绝热条件下，使NH₃与CO₂按大于4的摩尔比在高于300巴的压力和高于200℃的温度下进行反应，和A2在去除反应热的情况下使NH₃与CO₂按不大于4的摩尔比在低于300巴的压力和不高于200℃的温度下进行反应.

下面介绍一种如附图(其中图1和2为工艺流程图)所示的在去热的情况下进行反应的可采用的具体方案(是较合适的，但不限于这种方案)，以更好地对本发明的各个方面及其优点加以说明。

不同产率工艺HEC

这种新工艺具有能源消耗少和循环设备便宜的优点。

此外，进行反应A所用的这种反应器(“单程”型)具有很高的效率和很好的可靠性，基本上是不会腐蚀的，且停留时间短，亦即尺寸是小的。

该工艺由下列一些段组成：

a，用两个反应器(R1，R2)平行操作的合成段；

b，带有一个装有氨分馏系统的分解段的中压循环段，用以产

   生提纯的尿素溶液、氨基甲酸酯溶液和纯氨流，并将氨基甲

   酸酯溶液送往第二反应器(R2)，将NH₃送往主反应

   器，

c，溶液浓缩段并用以完成该工艺。

实施例1＝绝热工艺(图1)

该工艺的主要特点是利用下述反应所产生的热将反应物加热至反应温度：

    反应物  氨基甲酸酯      尿素    水