改進的尿素合成方法及所用裝置的製作方法
2023-06-12 09:02:21
專利名稱：改進的尿素合成方法及所用裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及尿素合成方法中的一種改進，其中尿素合成溶液中所含未反應的氨和二氧化碳在基本上與尿素合成壓力相等的壓力下以氨、二氧化碳和水的氣體混合物形式被分離，該氣體混合物在一個有多管冷卻器的冷凝器中通過冷卻而被冷凝，這樣得到的冷凝液被循環至尿素合成。
背景技術：
尿素合成方法是熟知的方法，並且對於該方法提出了許多建議，該方法包括在尿素合成壓力和尿素合成溫度下在一尿素合成塔中讓氨和二氧化碳反應，在基本上與尿素合成壓力相等的壓力下將氨基甲酸銨由所得尿素合成溶液中以氨和二氧化碳的氣體混合物形式分離，讓一種吸收介質吸收所說氣體混合物以便將該吸收介質循環至尿素合成塔，並分別由尿素合成溶液中提供一種尿素溶液，其中氨基甲酸銨已被分離。在該方法中，由於藉助壓頭差使液體由冷凝器向下流入尿素合成塔並由尿素合成塔流入提取塔，故必須將冷凝器和尿素合成塔置於高處。
眾所周知，上述方法使用供給尿素合成塔、冷凝器和提取塔的防腐蝕氧作為防腐蝕措施。溶解在尿素合成溶液中的氧被供應到設備內部的防腐膜上，因此設備內部是防腐蝕的。
如上所述，即使內部浸沒在強腐蝕性回收溶液或尿素合成溶液中，只要供給防腐蝕氧，防止腐蝕是可能的，雖然它取決於操作壓力和溫度，液體條件和其它條件。
由於設備安裝和修理既費時又費工，已經開發出將尿素合成塔和其它設備放在地面上的尿素合成方法。
以前，申請人在日本專利申請234364/1997中曾提出一種可以將尿素合成塔和其它設備放在地面上的合成方法。
該建議涉及一種尿素合成方法和所用裝置，其中尿素合成塔安裝在較低處而且一個垂直冷凝器安裝在合成塔的上部或高於合成塔處，安裝一根第一下行管將冷凝器與尿素合成區相連，冷凝液可藉助重力由冷凝器上部經過該下行管向下流到尿素合成區底部，如此流下的冷凝液可藉助重力經過在尿素合成塔頂部有一開口的第二下行管向下流到一個提取塔的頂部，或去一個處理過程，其中冷凝液由垂直冷凝器被一個利用加熱的原料液氨作為驅動液的噴射器吸入並送入尿素合成塔底部，在此進行尿素合成。
在上述方法中，一種回收溶液被供應至冷凝器的殼程。在前一方法的冷凝器中操作條件是，壓力與尿素合成壓力相同，氨與二氧化碳的摩爾比(此後稱作N/C)被控制在2.5-4.5，水與二氧化碳的摩爾比(此後稱作H/C)是0.0-1.0，停留時間在10-30分鐘，操作溫度控制在170-190℃，以便使尿素合成率達到20-60％。
在後一方法中，壓力選擇在140-250bar，N/C設置在2.5-3.5，H/C在0.0-1.0，停留時間在10-30分，操作溫度控制在130-250℃，最好在170-190℃，以便使尿素合成率達到20-60％。
另一個建議將設備置於地面的例子包括日本專利公開公報209555/1985中公開的一種尿素生產方法。該公開公布，在冷凝區的冷凝在一浸沒式冷凝器中進行，具體地說，在一水平放置的管式換熱器的殼程中進行，並且該冷凝也可在一與反應區聯合的冷凝區中進行。根據該公開，在冷凝區中，壓力選擇在125-350bar，這等於合成壓力，並且至少生成可以達到的平衡量30％的尿素。這些描述和例子都說明，操作溫度是130-150℃。
在上述現有技術中，可以在冷凝器的殼程進行尿素的合成。在上述現有技術中，在任何情況下，不管冷凝器是垂直安裝還是水平安裝，冷凝區中的管板和冷卻管均被浸沒在含有氨、氨基甲酸銨、尿素和水的強腐蝕性溶液中。冷凝器處於能夠合成尿素的壓力和溫度條件下，因此處在下述的縫隙腐蝕和包括管板和冷卻管的焊點結點在內的結點腐蝕容易發生的環境中。
眾所周知，冷凝器內部裝有數百至上千根或更多的冷卻管，雖然這一數目隨產量改變。因此，當下述麻煩發生時，要花很多時間和精力查明事故點。此外，當在定期維修期間試圖修理這些事故點時，實際上不可能由殼程進行修理，因為沒有讓進入設備修理事故點的人員停留的空間。
如上所述，冷凝器有安裝在管板中的冷卻管，並且作為一種安裝方法，曾提到一種漲管法，或一種將漲管和與管板密封焊接相結合的方法。眾所周知，在這些方法的製造過程中，管板和冷卻管之間會產生微小的縫隙。當回收溶液或尿素合成溶液滲入縫隙時，溶液便留在其中。在這種情況下，供給上述抗腐蝕膜的防腐蝕氧是不足的。結果，在管板和管子之間形成一種稱作縫隙腐蝕的腐蝕容易發生的環境，並由於腐蝕而引起部分冷卻管破裂或管板被毀壞的麻煩。
當部分冷卻管破裂時，除了在破裂的管子中填充堵塞物使它們停止冷卻作用外，沒有特別有效的對策。特別是，當管板被腐蝕壞時，沒有可用的修理方法。
鑑於上述情況，作為一種避免縫隙腐蝕的方法，已實現了一種方法，其中用內孔焊接或內孔對焊(此後叫做內孔焊接)的方法將管板與冷卻管直接焊在一起。但是，在冷凝器中150-300bar壓力和150-200℃溫度的操作條件下，焊接點一直浸泡在強腐蝕性回收溶液和它與冷凝液的合併溶液中而且也經歷了加熱歷史。因此，由於這些因素相互複雜地交織在一起，不可能完全避免麻煩，例如加熱歷史造成的焊點破裂，強腐蝕回收溶液引起的腐蝕，以及加熱歷史和回收溶液產生的複合破裂和腐蝕。
出現這些麻煩時，除了暫時停止操作並向毀壞的冷卻管中充填堵塞物以終止這些管子的作用外，沒有實際有效的對策。
即使塞進堵塞物，焊點也不能避免被潤溼，而且合成溶液停留在被堵塞的冷卻管中不被置換，結果使管子的腐蝕由於缺乏被溶解的氧而加速，甚至堵塞物本身最終也被腐蝕掉。
即使在定期維修時將相應的焊點重新焊接，其準備工作既費時又昂貴，所以，這種維修方法並不那麼有利。
如上所述，期待著提出一種避免象合成塔和冷凝器中管板與冷卻管的結點以及管板與冷卻管的內孔焊點發生破裂和腐蝕之類的麻煩的手段，和一種使用所說手段來合成尿素的方法。
發明的公開內容本發明的一個目的是提出一種合成尿素的方法，它具有一種避免象管板與冷卻管的焊點以及管板與冷卻管的內孔焊點發生破裂和腐蝕之類的麻煩的手段。
本發明人發現，當把焊點置於一個腐蝕性極弱的富氨環境，讓其在150-300bar尿素合成壓力和150-200℃合成溫度下經受上述縫隙腐蝕和加熱歷史時，這些焊點幾乎不發生破裂和腐蝕。通過大量研究的結果完成了本發明。
本發明是在上述情況和發現的基礎上完成的。因此，本發明的上述目的用下面提出的尿素合成方法和所用裝置便可達到。
一種改進的尿素合成方法，它包括在一尿素合成塔中在尿素合成溫度和尿素合成壓力下讓氨與二氧化碳反應，在一提取塔中在基本上與所說尿素合成壓力相等的壓力下加熱所得含尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和水的尿素合成溶液同時使所述溶液與至少一部分原料二氧化碳和原料氨進行接觸或不接觸以便以氨、二氧化碳和水的氣體混合物的形式分離所說未反應的氨和所說未反應的二氧化碳，進一步處理含未分離的未反應氨和未反應二氧化碳的尿素合成溶液以得到尿素，另外地將在所說提取塔中分離出的氣體混合物加入到有多管冷卻器的冷凝器中以便讓該混合物在冷卻情況下與吸收介質接觸，從而將所說氣體混合物冷凝，並將如此得到的冷凝液循環至尿素合成塔，其特徵在於所說冷凝器中，管板與冷卻管結點與所說冷凝液接觸的部位被液氨或富氨溶液所包圍以避免所說部位被所說冷凝液腐蝕。
一種尿素合成設備，它包括一個讓氨和二氧化碳在尿素合成壓力和尿素合成溫度下進行反應的尿素合成塔，一個在基本上與尿素合成壓力相等的壓力下通過加熱來自所說尿素合成塔的尿素合成溶液來分離未反應氨和二氧化碳的提取塔，一個有一多管冷卻器的用於通過讓來自所說提取塔的未反應氨和二氧化碳與吸附介質接觸使它們冷凝的冷凝器，和一條將在所說冷凝器中得到的冷凝液引入尿素合成塔底部的管線，其特徵在於所說多管冷卻器有一覆蓋管板和冷卻管結點防腐部位的擋板，冷卻管穿過擋板並在兩者之間留有微小間隙，和冷卻器還有一個或多個將液氨供應到所說管板和所說擋板之間的空間的入口噴嘴。
附圖簡要說明在附圖中
圖1是說明本發明一實施方案的冷凝器B的局部放大視圖；圖2是說明本發明一實施方案的流程圖，其中使用一個垂直冷凝器；圖3是說明本發明另一實施方案的流程圖，其中使用一個垂直冷凝器；圖4是說明本發明再一實施方案的流程圖，其中使用一個水平冷凝器；實施本發明的最佳方式本發明中有一管式冷卻器的冷凝器作為垂直型或水平型冷凝器被廣泛用於所涉及的技術領域。
包圍管板和冷卻管結點的富氨溶液和佔據管板和擋板間空間的富氨溶液最好是含氨和氨基甲酸銨的溶液，其游離氨含量最好是80％(摩爾)或更高。
任何方法都可用來使液氨或富氨溶液包圍管板和冷卻管結點與冷凝液接觸的部位。例如，管板和冷卻管結點與冷凝液接觸的部位被一擋板所覆蓋，冷卻管穿過擋板並在兩者之間留有微小間隙，液氨或富氨溶液被加到擋板和管板之間的空間，以便使該空間可被液氨或富氨溶液所佔據。供給的液氨通過擋板和冷卻管之間的微小間隙進入冷凝器，並與吸附介質一起使來自提取塔的未反應二氧化碳和氨冷凝並將它們吸收。另一實施例不使用擋板但包括以某一流速供給液氨或富氨溶液，使管板和冷卻管結點與冷凝液接觸的部位被液氨或富氨溶液所包圍，形成液氨或富氨溶液的液簾從而切斷這些部位與腐蝕性冷凝液之間的接觸，以便保護這些部位免受腐蝕。最好有多個液氨供料點。而且，任何方法，只要能用液氨或富氨溶液將管板和冷卻管結點與冷凝液接觸的部位包圍起來，都可以使用。
加入到冷凝器的吸收介質最好是在中壓和/或低壓下處理已經在提取塔從中分離出大部分未反應的氨和二氧化碳的尿素合成溶液得到的回收溶液，其中剩餘的未反應氨和二氧化碳基本上全被除去，並讓水、氨水或尿素溶液吸收分離出的未反應的氨和二氧化碳。
現參照附圖對本發明詳細說明如下。
圖1是本發明中一冷凝器B的局部放大示意圖，通過圖解放大來說明圖2所述垂直安裝冷凝器B的一個部分，冷凝器B含有管板、焊接在管板上由例如數百至上千根管子中選出的很多冷卻管和一個擋板。這裡，參照一實例對板2和冷卻管3加以說明，在該實例中，用內孔對接焊的方法將管板和管子焊在一起。但是，不言而喻，本發明並不限於該實例或受該實例的限制。
圖2是說明本發明一個使用垂直冷凝器的實施方案的方法流程圖，給出了尿素合成方法物流流動的例子，其中冷凝液藉助於重力可從冷凝器向下流至尿素合成塔，而且管板和冷卻管受到防腐和防破裂保護的冷凝器是垂直安裝的。下面將參照這些附圖來闡述本發明。
將在圖2一個未標明的步驟中以氨基甲酸銨水溶液形式回收未反應的氨和二氧化碳形成的回收溶液的一部分經過管線10、11和13加入到冷凝器B，而其餘部分經過管線12供應給洗滌器F。上述供應給洗滌器F的回收溶液吸收含少量氨和二氧化碳並經管線22加入到洗滌器F的惰性氣體中的氨和二氧化碳，並再循環至洗滌器F。與因吸收了氨和二氧化碳而形成的增量相當的回收溶液經管線20而被噴射器E加壓並經管線13加入到冷凝器B。惰性氣體則另外地由洗滌塔F頂部排入大氣。
將一部分原料二氧化碳經管線16供應給提取塔C。雖然圖中未加標明，也向提取塔C供應防腐空氣。含尿素、氨基甲酸銨和氨的尿素合成溶液經合成塔A中的第二下行管40被加入到提取塔C，在塔中在加熱條件下被二氧化碳所提取。其操作條件通常是140-200bar壓力和160-200℃溫度。
原料液氨被預熱至，例如，70-90℃，經管線15，並且經洗滌器F和換熱器D進一步預熱，一部分被加入到合成塔A底部，而其餘的經一支管5被加入到冷凝器B。
讓上述送往垂直冷凝器B的回收溶液與含二氧化碳、氨和惰性氣體的，經管線19由下面將要敘述的提取塔C供給冷凝器B的氣體混合物接觸和混合，從而將二氧化碳和氨吸收。將一部分原料液氨經原料管線5加入到擋板4和管板2之間的空間7。液氨充滿空間7並流過擋板4和冷卻管3之間的間隙8以及擋板4和冷凝器外殼1之間的間隙9，然後與冷凝器中的合併溶液相混合。這裡，考慮到加工精度，間隙8在0.1至0.5mm之間。
在冷凝器B中，操作壓力等於尿素合成塔的壓力，N/C是2.5-4.5，H/C是0.0-1.0，停留時間是10-30分。操作溫度調節在150-200℃，優選160-200℃，更優選160-190℃。由於冷凝器B在這些條件下操作，它可以達到和以前相同的20％-60％的尿素合成率。此外，如下面實施例1-4中所述，其效果是不會產生象冷卻管3和管板2的焊接點破裂和腐蝕那樣的麻煩。
這裡，冷凝器B與用來分離冷凝器B中氣體的液-氣分離器H相連接，氣體在液-氣分離器H中被分離，冷凝器B中充滿液體。
在尿素合成塔A中，原料液氨併入藉助重力由冷凝器B經過第一下行管31流下來的冷凝液。所得合併溶液流向尿素合成塔A頂部，然後經過安裝在塔A中的第二下行管40和管線18被送到提取塔C。
尿素合成塔A的操作壓力選擇為130-250bar，和傳統方法一樣。N/C選擇在3.5-5.0，H/C在1.0或更低，停留時間選擇為10-40分鐘。操作溫度控制在180-200℃，在以上條件下，塔A達到60％-75％的尿素合成率。
然後，參照表示使用本發明一垂直冷凝器的另一實施方案流程的圖3來說明一種方法，其中一噴射器G被用來將冷凝器B中的合併溶液加入到尿素合成塔A。在圖3中，將原料液氨經管線15加入到壓力為150-300bar的換熱器D，在這裡被預熱到100-200℃並被送入噴射器G作為一種驅動液。原料液氨經過噴射器G進行膨脹結果噴射器輸出和吸入的壓力差可達到2-10bar。結果，通過垂直冷凝器B中下行管31供給噴射器吸入端的合併溶液被吸入、增壓並作為與驅動液，即原料液氨的混合物被加入到尿素合成塔A的底部。原料二氧化碳中提取未反應氨和二氧化碳所需的二氧化碳經管線16和16b被加到提取塔C底部，其餘的經管線16a被加到尿素合成塔A底部或圖中未表示的一個低壓分解步驟。
一部分原料液氨由換熱器D之前的管線上分出的支管15a經原料管線5被加入到前面所說冷凝器的空間7。原料液氨在冷凝器底部併入由管線10加入的回收溶液，該回收溶液在穿過洗滌器F下行時吸收了未反應的氨和二氧化碳。合併溶液在向上穿過垂直冷凝器B時發生尿素合成，然後藉助噴射器G經下行管線31被加到合成塔A。由管線15a經原料管線5加入到垂直冷凝器B底部的一部分原料液氨也可以通過另外提供的圖中未表示的管線來供給。
這裡，冷凝器處於空間7中的管板2和冷卻管3的脹管部分(管子的翻邊)，脹管部分和管板的密封焊點或管板2和冷卻管3的內孔焊點充滿液氨或富氨溶液，因此總是保持在富氨環境中。因此，如下面實施例3中所示，在脹管部分，焊接點和類似的地方不會發生腐蝕。
關於尿素合成塔A的操作條件，最好是，壓力130-250bar，N/C3.5-5.0，H/C1.0或更低，停留時間10-40分鐘，溫度180-200℃。
關於提取塔C的操作條件，最好是，壓力130-250bar，特別是140-200bar，溫度160-200℃。
含有未分離的未反應氨和未反應二氧化碳的尿素合成溶液經管線17由提取塔底部被取出並送往低壓分解步驟，在這裡進行處理以得到尿素。
除以上所述，可參照日本專利申請234364/1997的說明書中公開的方法進行操作實踐的細節。
圖4是表示使用本發明一水平冷凝器的一實施方案的方法流程圖，參照該圖說明一個使用水平放置冷凝器B的實施例。圖4基本上與圖3一樣，只是將圖3垂直安裝的冷凝器B水平放置，在冷凝器B中安裝了多個垂直擋板以便讓液體沿流動方向50流過擋板，並且擋板高度的確定應能使冷卻管3浸沒在液體中。
將參照以下實施例對本發明作更具體的說明。但不應該認為本發明只限於這些實施例或受這些實施例的限制。
在以下實施例1-3和比較例1-3中，所有冷卻管均使用奧氏體25Cr-22Ni-2Mo不鏽鋼作為它們的材料。
實施例1用圖2所示的置於地面的日產量為1,400噸的裝置來合成尿素，其中圖1所示冷凝器B垂直放置。用內孔對接焊的方法將管板2和冷卻管3焊在一起，擋板4和冷卻管3之間的間隙是0.3mm。
通過管線15和16分別供應791t/d原料氨和1,025t/d原料二氧化碳。將在換熱器D中被蒸汽冷凝液加熱至175℃的原料氨經管線15加到合成塔A底部，而它的一部分經支管15a和原料管線5加入到圖1所示冷凝器B的空間7。流過管線15a的氨的量是401t/d。
將969t/d原料二氧化碳和大約17t/d防腐蝕空氣經管線16供應到提取塔C底部，其餘二氧化碳供應到圖中沒有標出的一低壓分解塔。另外，將經管線10作為吸收介質供給的具有以下組成溫度為108℃的1314t/d回收溶液加壓到190bar。加壓溶液被分成兩部分，分別經管線12和11被送到洗滌器F和噴射器E。
尿素 0.4％氨34.8％二氧化碳 40.0％水24.4％加到洗滌器F中的回收溶液被用來在填充層中洗滌惰性氣體，而加到噴射器E的回收溶液被用來通過噴射器E增高洗滌器輸出溶液(管線20)的壓力。洗滌器F操作在175bar和175℃。洗滌器輸出溶液(管線20)和驅動噴射器的回收溶液(管線11)在噴射器E中混合併經管線13被加到冷凝器B底部。
在提取塔C中被分離出的含氨、二氧化碳和水的氣體混合物經管線19被送到冷凝器B。冷凝器B的殼程充滿了含有所說回收溶液，冷凝生成的氨基甲酸銨的混合溶液，和所說原料液氨經間隙8由空間7流出，所說氣體混合物被吸收在該溶液中。吸收熱被冷卻器3除去。吸收了氣體混合物的冷凝液在冷凝器中停留15分鐘後，藉助於重力經下行管31向下流動，然後被送到尿素合成塔A底部。惰性氣體經管線21由冷凝器B頂部流出。該惰性氣體在液-氣分離器H中進行液-氣分離並經管線22被加到洗滌器F，其中所含氨和二氧化碳在這裡被吸收。惰性氣體經管線14被排放。
被加到尿素合成塔A底部的尿素合成溶液與來自管線15的所說液氨混合併在緩慢穿過合成塔的過程中進一步進行尿素合成反應。反應的停留時間是25分鐘。
經過第二下行管40和管線18由合成塔A加到提取塔C的合成溶液在提取塔中被加熱以便將其中所含氨基甲酸銨分解為氨和二氧化碳。提取塔C在頂部溫度191℃，底部溫度179℃，和壓力175bar下操作。在上述設備中的操作條件和組成示於表1。操作一年後，用超聲探傷和渦流檢驗來檢查冷卻管和管板結點的腐蝕和厚度降低。結果示於表5。
表1
比較例1用與實施例1中同樣的方式進行尿素的合成，只是將實施例1中的擋板4除去並且將分流到管線15a中氨的量由40t/d變到0t/d。操作條件和組成也在表1中列出，操作一年後冷凝器中管板和冷卻管結點的腐蝕狀況示於表5。
實施例2用圖3所示，置於地面的日產量為1,400噸的裝置來合成尿素，其中圖1所示冷凝器B垂直放置。將管板2和冷卻管3進行脹管和管端密封焊接，擋板4和冷卻管3之間的每個間隙8是0.3mm。
每個設備的操作條件和液體組成示於表2。操作一年後，管板和冷卻管結點的腐蝕狀況示於表5。
表2
比較例2用與實施例1中同樣的方式進行尿素的合成，只是將實施例2中的擋板4除去並且將分流的氨量由40t/d變到0t/d。操作條件和結果也在表2中列出。冷凝器中管板和冷卻管結點的腐蝕狀況示於表5。
實施例3用圖4所示，置於地面的日產量為1,400噸的裝置來合成尿素，其中圖1所示冷凝器B水平放置。將管板2和冷卻管3進行脹管和密封焊接。擋板4和冷卻管3之間的每個間隙8是0.3mm。
每個設備的操作條件和液體組成示於表3。操作一年後，管板和冷卻管結點的腐蝕狀況示於表5。
表
比較例3用與實施例1中同樣的方式進行尿素的合成，只是將實施例2中的擋板4除去並且將分流的氨量由40t/d變到0t/d。每個設備中的操作條件和液體組成結果也在表3中給出，操作一年後冷凝器中管板和冷卻管之間結點的腐蝕狀況示於表5。
實施例4在日產量為10t/d的試驗裝置中進行尿素合成。該試驗裝置方法流程如圖3所示。
冷凝器有10根管子，其中6根是內孔焊接的，其餘4根用脹管(翻邊)和管端焊與管板連接。管子的材料是(A)奧氏體(25Cr-22Ni-2Mo)材料和(B)兩相(25Cr-7Ni-3Mo)材料，分別用於上述管組的每一半。
操作條件和物料平衡示於表4。供應給底部管板的氨量是12kg/h。操作大約一年以後，將管束取出，並由殼程檢查結點的狀況。此外，將每種材料的孔焊接管和脹管管端焊接管在它們的結點處切開並詳細檢查缺陷和腐蝕狀況。結果在管A和管B中均未顯示出腐蝕和能測出的厚度減少。而且，脹管管端焊接管在管子和管板之間沒有可察覺的縫隙腐蝕。結果示於表5。
表4
比較例4在與實施例4中同一裝置中而且在同樣的條件下進行尿素合成。但是，加到底部管板的氨量是0kg/h。結果在表5中給出。操作條件和物料平衡示於表4。大約操作一年以後，觀察到管A和管B的厚度降低了0.03-0.07mm。由殼程發現管端焊和脹管的管子在管子和管板之間的縫隙中有縫隙腐蝕現象。結果示於表5。
在比較例4中，必須在焊點處將管子厚度在所需計算厚度上至少增加1.4mm以便以所測最大腐蝕速度進行腐蝕時壽命達到20年。在管端焊加脹管的情況下，縫隙腐蝕不能修復，結果在底部管板附近氨基甲酸鹽不可避免地被氨所稀釋。
表5
因此，本發明改進的合成尿素的方法和所用裝置顯示出以下效果。
(1)在避免垂直或水平安裝冷凝器中管板和冷卻管結點腐蝕的同時，該方法在冷凝器殼程冷凝來自提取塔中的氨和二氧化碳，同時由如此獲得的冷凝液合成尿素，並將所得溶液由冷凝器送到尿素合成塔以便進一步合成尿素，因此，在冷卻管中不會引起麻煩。
(2)由於該方法在防止冷凝器中管板和冷卻管之間結點腐蝕的同時進行冷凝和尿素合成。因此，在冷卻管中不會引起麻煩。
(3)由於在冷卻管及類似設備中不會引起麻煩，可減少重焊等修理所需要的大量時間、花費和能量，為處理這種麻煩這些消耗至今都是必不可少的。
(4)由於在冷卻管及類似設備中不會引起麻煩，由麻煩引起的操作中斷不再發生，穩定連續操作成為可能。結果，容易保持穩定的生產率。
(5)由於在冷卻管及類似設備中不會引起麻煩，周期維修和檢查所需時間和勞動可大大減少。
權利要求
1.一種尿素合成方法，包括在一尿素合成塔中在尿素合成溫度和尿素合成壓力下讓氨與二氧化碳反應，在一提取塔中在基本上與所說尿素合成壓力相等的壓力下加熱所得含尿素、未反應的氨、未反應的二氧化碳和水的尿素合成溶液同時使所述溶液與至少一部分原料二氧化碳和原料氨進行接觸或不接觸以便以氨、二氧化碳和水的氣體混合物的形式分離所說未反應的氨和所說未反應的二氧化碳，進一步處理含未分離的未反應氨和未反應二氧化碳的尿素合成溶液以得到尿素，另外地將在所說提取中分離出的氣體混合物加入到有多管冷卻器的冷凝器中以便讓該混合物在冷卻情況下與吸收介質接觸，從而將所說氣體混合物冷凝，並將如此得到的冷凝液循環至尿素合成塔，所說冷凝器中冷卻管與管板結點與所說冷凝液接觸的部位被液氨或富氨溶液所包圍以避免所說部位被所說冷凝液腐蝕。
2.權利要求1的方法，其中所說管板與冷卻管的結點部位被一擋板所覆蓋，所說管子穿過該擋板並在兩者之間留有微小間隙，並且至少將一部分原料液氨供應到所說管板和所說擋板之間的空間以便使所說空間被液氨或富氨溶液所充滿。
3.權利要求1的方法，其中所說冷凝器在所說尿素合成塔或高於尿素合成塔安裝，並且所說冷凝液能夠藉助於重力通過連接所說冷凝器頂部和所說尿素合成塔底部的管線向下流動。
4.權利要求1的方法，其中所說冷凝液被一原料液氨驅動的噴射器加壓以便循環至尿素合成塔。
5.一種尿素合成設備，它包括一個讓氨和二氧化碳在尿素合成壓力和尿素合成溫度下進行反應的尿素合成塔，一個在基本上與尿素合成壓力相等的壓力下通過加熱來自所說尿素合成塔的尿素合成溶液來分離未反應氨和二氧化碳的提取塔，一個有一多管冷卻器的用於通過讓來自所說提取塔的未反應氨和二氧化碳與吸附介質接觸使它們冷凝的冷凝器，和一條將在所說冷凝器中得到的冷凝液引入尿素合成塔底部的管線，其中所說多管冷卻器有一覆蓋管板和冷卻管結點防腐部位的擋板，冷卻管穿過擋板並在兩者之間留有微小間隙，和冷卻器還有一個或多個將液氨供應到所說管板和所說擋板之間的空間的入口噴嘴。
6.權利要求5的設備，其中所說提取塔在其底部有一入口噴嘴或用來供給至少一部分用作提取劑的原料液氨或二氧化碳的噴嘴。
7.權利要求5的設備，其中所說冷凝器在所說尿素合成塔或高於所說尿素合成塔安裝，並且所說由冷凝器至所說尿素合成塔的管線使冷凝液能夠藉助重力由所說冷凝器向下流到所說尿素合成塔底部。
8.權利要求5的設備，其中所說用來將所說冷凝液由所說冷凝器引至所說尿素合成塔的管線有一用原料液氨驅動使所說冷凝液增壓的噴射器。
全文摘要
本發明提供一種改進的方法用以在防止垂直或水平安裝的冷凝器中管板和冷卻管結點與冷凝液接觸的部位發生腐蝕的同時由氨和二氧化碳來合成尿素。根據本方法,冷凝器中管板和冷卻管結點與冷凝液接觸的部位的防腐是在尿素合成中用液氨和富氨溶液將該部位包圍起來,尿素合成包括在基本上與合成尿素相同的壓力下以氣體混合物形式由尿素合成溶液中分離出未反應的氨和二氧化碳,讓該氣體混合物在冷凝器中與吸附介質接觸以形成冷凝液,並將該冷凝液循環至合成塔。
文檔編號B01J19/26GK1242763SQ98801618
公開日2000年1月26日 申請日期1998年12月17日 優先權日1997年12月18日
發明者小嶋氡彥, 藤井英嗣 申請人:東洋工程株式會社