[发明专利]一种尿素合成的方法

摘要

本发明公开了一种尿素合成的方法，具体步骤包括：二氧化碳气体的压缩与净化，氨的净化和输送，尿素溶液的合成，蒸发造粒，粉尘回收。本生产工艺由于氨的自汽提作用，使甲铵分解率增高，从而减少了中、低压分解回收的负荷，动力消耗随之减少，高温高压下分离的甲铵，其冷凝时的热量得到有效的利用，总能耗降低，另外操作弹性大，运转率高，爆炸危险性小，安装检修方便，工艺冷凝液可二次利用，无污染；尿素溶液合成过程中，二氧化碳和氨的转化率高，并且剩余未反应的二氧化碳和氨能够循环充分利用，原料利用率接近100％，极大的降低了成本。

主权项

一种尿素合成的方法，其特征在于具体步骤包括：(1)、从二氧化碳储罐输送来的二氧化碳先通过一个带有水封的二氧化碳液滴分离器，将二氧化碳气体中的水除去，然后进入二氧化碳五段压缩机，二氧化碳气体经过一、二、三段压缩后，压力为2.4MPa左右，温度为40℃，进入除油脱硫槽脱硫后，进入中压二氧化碳加热器用蒸汽加热，温度升至150℃以上，进入脱氢反应器，在脱氢反应器中二氧化碳气体中的H₂和其他可燃性气体被燃烧掉，然后二氧化碳气体进入中压二氧化碳冷却器，用冷却水冷却后进入气液分离器，分离后的二氧化碳气体返回至二氧化碳压缩机四段入口，再经四、五段压缩，最终绝对压力14.6MPa；(2)、原料液氨从合成氨车间氨库送来，进入液氨过滤器除去液氨中夹带的固体杂质和油类，然后进入液氨缓冲槽，经流量计量后进入高压氨泵，用高压氨泵把液氨增压到绝对压力18.34MPa后送入高压喷射器，高压喷射器连接高压冷凝器；(3)、经过五段压缩的二氧化碳送入高压冷凝器顶部，从高压喷射器来的液氨也送到高压冷凝器的顶部，上述两种物流在高压冷凝器内相混合，控制进入流量使进入高压冷凝器的NH₃/CO₂摩尔比为3～3.5，高压冷凝器设有垂直列管，高压冷凝器顶部的温度约为180～183℃，由高压冷凝器底部来的甲铵液、氨和二氧化碳混合物通过溢流管流进入尿素合成塔底部，合成塔液位保持在溢流管漏斗上面至少1米，合成塔内设有十一块筛板，尿素溶液从尿素合成塔底部流出；(4)、含有未转化的NH₃和CO₂以及惰性气体由合成塔送入高压洗涤器，在高压洗涤器中，NH₃和CO₂得到充分的冷凝，在高压洗涤器下部设有冷却器，冷却器采用调温水来冷却，用高压洗涤器循环水泵将调温水先后流过高压洗涤器和高压洗涤器循环水冷却器，调温水取走了高压洗涤器中的冷凝热，从而使调温水的温度由80℃被加热到95℃，此热量由高压洗涤器循环水冷却器移走，调温水再次从95℃被冷却到80℃，在这个密闭循环系统中温度是用控制流过高压洗涤器循环水冷却器的流量而自动控制的，冷凝得到的液氨返回氨库，二氧化碳返回二氧化碳储罐；(5)、用尿素溶液泵将步骤(3)合成得到的尿素溶液送至一段蒸发加热器，在0.033MPa的绝对压力下，尿素溶液被0.44MPa的低压蒸汽加热至温度约130℃、质量浓度被提高至约95％，流至二段蒸发加热器，在0.0033MPa的绝对压力下，尿素溶液被中压蒸汽饱和器来的0.88MPa的蒸汽加热至温度约140℃、质量浓度约99.5％的熔融态尿素，经熔融尿素泵打至造粒塔的造粒喷头造粒，成品尿素经皮带送去包装；(6)、造粒塔内热气体自然上升，通过造粒间两侧风道进入塔顶粉尘回收装置雾化吸收区间，进行逆向接触，再通过错流捕水器去除夹带的液体后排向大气，经回收后粉尘排放浓度＜5mg/m³。