一種全液相等溫型尿素合成方法及其專用設備的製作方法

2023-06-14 10:27:26

專利名稱：一種全液相等溫型尿素合成方法及其專用設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及尿素生產技術領域，具體地講是一種全液相等溫型尿素合成方法及其專用設備。
背景技術：
尿素合成塔是生產尿素關鍵設備，由於它在高溫、高壓和強腐蝕性介質中操作條件下使用，容易引起襯裡腐蝕和密封洩漏，因此造成停工減產和花費大量的維修費用；目前常用的尿素合成塔，大都採用水溶液全循環工藝技術，二氧化碳的轉化率只有60％-64％，為了增加二氧化碳的轉化率，人們進行了一系列的增產節能改造，一直在努力使氣體二氧化碳分散到液體氨和一甲液中，但二氧化碳的轉化率還達不到70％以上，因而效率低，能耗大。

發明內容
本發明的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種全液相等溫型尿素合成方法。
本發明的另一目的是提供一種全液相等溫型尿素合成方法的專用設備尿素合成塔。主要解決了現有的尿素合成塔易腐蝕及二氧化碳的轉化率低、能耗大的問題。
為了達到上述目的，本發明是這樣這現的一種全液相等溫型尿素合成方法，它包括如下工藝步驟a，合成反應；從相應的進料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，液氨和一甲液在液體霧化反應器內霧化後與二氧化碳反應，生成氨基甲酸氨溶液，首先進入換熱管道，從換熱管道的另一端進入尿素合成塔底部；b，脫水反應；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔內完成脫水反應，生成尿素，從出料口出料。
本發明的一種全液相等溫型尿素合成方法，其所述的尿素合成塔內，溫度為186-190℃，壓力為16-19MPa，進料NH3/CO2分子個數比3.2-4.0，H2O/CO2分子個數比0.6-1.0。
本發明的一種全液相等溫型尿素合成方法的專用設備尿素合成塔，它包括塔體1，塔體1底部設液氨進口5、二氧化碳進口6和一甲液進口7，塔體1頂端設出料口8，其特殊之處在於在塔體1內部設液體霧化反應器2，液體霧化反應器2與液氨進口5、二氧化碳進口6和一甲液進口7相通，在塔體1內中上部的內側壁上設高效塔盤4，可有效防止反應介質短路及由於生成物尿素的比重大於氨基甲酸銨而發生返混現象，在高效塔盤4上設換熱管道3，換熱管道3與液體霧化反應器2相通。
本發明所述的一種全液相等溫型尿素合成方法及其專用設備與已有技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步1、在尿素合成塔內增加了液體霧化反應器，使液相原料採用霧化形式，從而有效地增大液相反應面積，大大提高了反應速率，改變了傳統的合成尿素的兩相(氣、液)流合成法；2、在尿素合成塔內增加了換熱管道，將合成反應的熱量快速均勻的傳遞到尿素合成塔上中下各個尿素生成反應區，使尿素合成塔內內溫度上下溫差縮小，近視於等溫塔，使尿素生成的脫水反應從尿素合成塔底部就開始，因為脫水反應生成尿素是個吸熱反應，所以通過換熱管道提供氨基甲酸胺脫水反應生成尿素所需的熱量，改變了現有工藝中尿素的生成反應從尿素合成塔中部才開始的缺點，增加的尿素合成塔的有效空間的利用，可以有效地保證氨基甲酸胺脫水所需的停留時間，這樣可使塔的產量提高30％，二氧化碳的轉化率可提高到75％，而且氨碳比可以降到3.2，水碳比也可以降為0.85；3、安裝簡單，不破壞原合成塔的結構尺寸、連接尺寸和反應參數。


圖1是本發明的結構示意圖；圖2是圖1的側視圖。
具體實施例方式為了更好地理解與實施，下面結合實施例詳細說明本發明一種全液相等溫型尿素合成方法及其專用設備。
實施例1，參見圖1、2，加工製成塔體1，在塔體1底部開設液氨進口5、二氧化碳進口6和一甲液進口7，在其頂端開設出料口8，在塔體1內部安裝液體霧化反應器2，液體霧化反應器2與液氨進口5、二氧化碳進口6和一甲液進口7相通，然後在塔體1中上部的內側壁上安裝高效塔盤4，高效塔盤4為多層，在高效塔盤4上安裝換熱管道3，換熱管道3可為「U」型，也可為「S」型，換熱管道3與液體霧化反應器2相通；液體霧化反應器2、換熱管道3、高效塔盤4採用尿素級316Lmod、TA2、鋯材料。
然後向塔內對應的進料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，進料NH3/CO2分子個數比3.2，H2O/CO2分子個數比0.6；液氨和一甲液在液體霧化反應器內霧化後與二氧化碳瞬間徹底反應，生成氨基甲酸氨溶液，首先進入換熱管道，從換熱管道的另一端進入尿素合成塔底部，塔內溫度為186℃，壓力為16MPa；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔內完成脫水反應，生成尿素，從出料口出料，檢測知二氧化碳的轉化率為72％。
實施例2，尿素合成塔同實施例1，不同之處是向塔內對應的進料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，進料NH3/CO2分子個數比4.0，H2O/CO2分子個數比1.0；液氨和一甲液在液體霧化反應器內霧化後與二氧化碳瞬間徹底反應，生成氨基甲酸氨溶液，首先進入換熱管道，從換熱管道的另一端進入尿素合成塔底部，塔內溫度為190℃，壓力為19MPa；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔內完成脫水反應，生成尿素，從出料口出料，檢測知二氧化碳的轉化率為75％。
權利要求
1.一種全液相等溫型尿素合成方法，它包括如下工藝步驟a，合成反應；從相應的進料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，液氨和一甲液在液體霧化反應器內霧化後與二氧化碳反應，生成氨基甲酸氨溶液，首先進入換熱管道，從換熱管道的另一端進入尿素合成塔底部；b，脫水反應；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔內完成脫水反應，生成尿素，從出料口出料。
2.根據權利要求1所述的一種全液相等溫型尿素合成方法，其特徵在於所述的尿素合成塔內，溫度為186-190℃，壓力為16-19MPa，進料NH3/CO2分子個數比3.2-4.0，H2O/CO2分子個數比0.6-1.0。
3.權利要求1所述的一種全液相等溫型尿素合成方法的專用設備尿素合成塔，它包括塔體(1)，塔體(1)底部設液氨進口(5)、二氧化碳進口(6)和一甲液進口(7)，塔體(1)頂端設出料口(8)，其特徵在於在塔體(1)內部設液體霧化反應器(2)，液體霧化反應器(2)與液氨進口(5)、二氧化碳進口(6)和一甲液進口(7)相通，在塔體(1)內中上部的內側壁上設高效塔盤(4)，在高效塔盤(4)上設換熱管道(3)，換熱管道(3)與液體霧化反應器(2)相通。
4.根據權利要求3所述的一種全液相等溫型尿素合成方法的專用設備尿素合成塔，其特徵在於所述的換熱管道(3)為「U」型，也可為「S」型。
5.根據權利要求3所述的一種全液相等溫型尿素合成方法的專用設備尿素合成塔，其特徵在於所述的高效塔盤(4)為多層。
6.根據權利要求3或4或5所述的一種全液相等溫型尿素合成方法的專用設備尿素合成塔，其特徵在於所述的液體霧化反應器(2)、換熱管道(3)、高效塔盤(4)採用尿素級316Lmod、TA2、鋯材料。
全文摘要
本發明公開了一種全液相等溫型尿素合成方法及其專用設備，其方法為從相應的進料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，液氨和一甲液在液體霧化反應器內霧化後與二氧化碳反應，生成氨基甲酸氨溶液，進入尿素合成塔內，完成脫水反應，生成尿素，從出料口出料；採用的尿素合成塔，它包括塔體(1)，塔體(1)底部設液氨進口(5)、二氧化碳進口(6)和一甲液進口(7)，頂端設出料口(8)，其特點是在塔體(1)內部設液體霧化反應器(2)和效塔盤(4)，液體霧化反應器(2)與液氨進口(5)、二氧化碳進口(6)和一甲液進口(7)相通，在高效塔盤(4)上設換熱管道(3)，換熱管道(3)與液體霧化反應器(2)相通，是一種全液相等溫型尿素合成方法，其二氧化碳的轉化率高、能耗小、效率高、尿素合成塔不易腐蝕。
文檔編號C07C273/04GK101045699SQ20061007025
公開日2007年10月3日 申請日期2006年11月17日 優先權日2006年11月17日
發明者張立強, 侯守建 申請人:張立強