[发明专利]以脱水载带制备尿素包裹体的方法

说明书

本发明涉及含尿素肥料的领域，特别涉及以脱水载带制备尿素包裹体的方法。

尿素合成工业，自60年代起，兴起水溶液全循环法。在此基础上，又陆续开发出了《改良C法》和《CO₂汽提法》，并据此，形成了现代尿素合成工业的大型和中型生产成套设备，一直延用至今。几十年来，虽然在设备大型化改造，新结构的和耐腐蚀材料的大量应用，以及微机集中控制和生产过程自动化等方面，已经取得了长远进展，成为世界氮肥工业的主导潮流。但是，这一切都是基于尿素的水溶液平衡合成反应，所以，不可避免地会存在下述缺点和问题。

1)由液氨与CO₂气体直接合成尿素的反应：

是一个可递的放热反应。水溶液全循环法等毫无例外，都是以反应物料与反应产物达到化学平衡为其反应终点，而影响这一化学平衡的因素很多，例如：进料的NH₃/CO₂(分子比)、反应的压力、温度、水碳比(H₂O/CO₂分子比)、二氧化碳平衡转化率.合成塔闪流体力学条件(防止返混)等，都必须进行优化控制，才能使尿素的实际转化率接近平衡转化率，所以，合成塔中尿素合成转化率一般只有50-70％(以二氧化碳计)。

2)未转化成尿素的原料气和中间产物氨基甲酸铵(简称甲铵)需经气液分离、CO₂汽提分解甲铵、低温吸收、变温增压、才能重新返回尿素合成塔进行循环，达到充分利用原料和甲铵的目的，但由于这一回收循环过程，却增加了大量生产设备、运行费用和能耗，因而，也就大幅度提高了尿素的生产成本。

3)在尿素合成的早期，引入适量水份，这有利于作为中间产物的氨基甲酸铵的生成。但甲铵脱水生成尿素的过程，又会使水不断增加，反过来又会抑制甲铵的分解，因此，使这后一反应速度减缓，以至成为控制反应。现在的问题是水溶液全循法、改良C法、CO₂汽提法尿素合成流程在其合成工段都没有反应产物、即水和尿素的脱除机制，所以，尿素合成反应不可能进行到底，同时，也降低了经气液分离等复杂工序获得的尿素水溶液的浓度。该水溶液须闪蒸和多级蒸发浓缩处理，才能得到尿素的熔融液，再往造粒塔造粒，无形中，拉长了尿素的生产流程。虽然，水的引入会使生产流程得以完善，实现全流程的液相流动输送和原料气的充分利用，但这是造扩大能耗、运行费用和增加许多设备换来的。

4)流程产生的工艺废水和废气必须处理以后才能排放。

5)生产过程过于复杂，设备多，要求严格控制的参数和掌握的操作多，因而，所需训练有素的技术人员就多。否则，设备故障、生产事故难以避免。所以，生产的效率和产品成本的高低，在很大程度上，取决于员工的整体操作和运行水平，而这并不容易达到。

5)设专门的造粒进行尿素造粒。

本发明目的在于：提供一种以脱水载带制备尿素包裹体的方法，用来改进现有技术生产尿素的复杂工艺和庞大设备，即设法把液氨和二氧化碳生产氨基甲酸铵以及氨基甲酸铵脱水缩合为尿素这样的可逆反应体系中的水和尿素不断分离出去，使可逆反应向生成尿素的方向加速进行，达到一次反应到底的要求，从而缩短生产流程，减少设备数量，降低造价和运行费用，提高生产效率，降低尿素生产成本，同时减少废水，以有利于环保。

本发明以脱水载带制备尿素包裹体方法的目的是这样实现的：所述方法包括有尾气回收工序，其特征在于：

a)在尿素合成系统的氨基甲酸铵反应段内液氨和二氧化碳在水溶液中反应生成氨基甲酸铵，二氧化碳和液氨分别以20MPa和≥20MPa从容器底部压入，投料的分子比为：

NH₃∶CO₂∶H₂O＝2∶1∶(0.25-0.5)在该段容器内的温度由反应物料的反应热提供，不再须外来能源补充，该段容器内温度分布自上而上从底部的135℃到热点～200℃，含氨基甲酸铵的溶液在塔温最高温度即热点上端通过横管溢流到脱水载带段容器中；