專利名稱：在真空濃縮系統(tǒng)中蒸汽夾帶尿素的回收方法
在生產(chǎn)尿素的所有過程中都有一個最后濃縮段，以去除在合成段產(chǎn)生的、和導(dǎo)入后面工段的尿素溶液濃縮前所含的水分，以便獲得實(shí)際上不含水分的熔融尿素，然后冷卻，制成顆粒產(chǎn)品。
上述的最后濃縮段，通常包括兩級強(qiáng)真空蒸發(fā)段，蛇們分別在70～75%真空度(第一段)和95～98%真空度(第二段)下操作，每一級包括換熱器和為分離由尿素產(chǎn)生的蒸汽(主要是水汽)的分離器，每個分離器與兩級或多級惰性氣體冷凝和抽提泵統(tǒng)相聯(lián)(帶蒸汽噴射器的真空系統(tǒng))。
即使在最先進(jìn)的工藝過程中，也會有大量尿素被兩級真空蒸發(fā)分離器中分離出的蒸汽所夾帶，因此，在真空系統(tǒng)中，由液壓導(dǎo)管排出的冷凝液中就含有這種尿素。
上述的冷凝液(排放水)必須在復(fù)雜而費(fèi)用高的處理裝置中進(jìn)行處理，在此，所含尿素被水解，所生成的NH3和CO2與冷凝液中所含的相同的物質(zhì)一起被蒸發(fā)分離。隨后，這樣獲得的NH3和CO2蒸汽送到尿素生產(chǎn)裝置的合成和循環(huán)段，再次轉(zhuǎn)變成尿素產(chǎn)品。
這種復(fù)雜而費(fèi)用高的處理裝置使之有可能降低原料(NH3和CO2)的消耗并保持廢水達(dá)到污染要求的允許標(biāo)準(zhǔn)。
廢水處理裝置的規(guī)模主要依據(jù)尿素處理量確定，而且尿素生產(chǎn)段(循環(huán)一合成)也必須加大，因?yàn)樗鼈儽仨毮軌蛟偬幚碓谒幚矶沃杏捎谀蛩厮舛a(chǎn)生的氣體。
所有這些將導(dǎo)致在水處理(水解)段和合成一循環(huán)段(尿素溶液的蒸發(fā))兩段高的投資費(fèi)用和有用能量(中壓蒸汽)的消耗。
此外，在真空分離器中由蒸汽夾帶的尿素有時引起交換器過早的結(jié)垢和真空段噴射器堵塞，造成不良操作條件(真空度減小)。為使操作條件恢復(fù)到正常狀態(tài)，常常需要停車，造成生產(chǎn)損失。
在真空分離器中分離蒸汽夾帶的尿素，從而使夾帶量限制在不影響尿素產(chǎn)量的程度，必須用非常復(fù)雜的高壓力降的分離器(旋風(fēng)系統(tǒng)、利用除霧器)，但是這種方法因復(fù)雜的系統(tǒng)容易堵塞且壓力降造成能量消耗高而不能采用。
大型重力分離器是系統(tǒng)中使用最廣泛的分離器。從上述的濃縮器中，允許夾帶尿素產(chǎn)量的1～3%，隨著帶來上面所說的麻煩。
本發(fā)明的目的是經(jīng)濟(jì)地回收尿素真空濃縮段分離器中蒸汽夾帶的尿素的方法，該法能避免上面所說的麻煩(高投資費(fèi)用和高能耗以及產(chǎn)品損失大)。
根據(jù)本發(fā)明所形成的方法，在一般包括兩段蒸發(fā)和蒸汽分離的尿素最后濃縮段，在分離器中通常靠重力由尿素分離出的、且夾帶含有的尿素量相當(dāng)于產(chǎn)物量的1～3%的蒸汽，在將其送入真空系統(tǒng)之前，與尿素水溶液密切接觸，使幾乎所有蒸汽夾帶的尿素都留在水溶液中，這樣就使蒸汽的尿素含量減少到200ppm以下(除掉了尿素夾帶量的約99%)。
由于夾帶尿素而增濃的尿素水溶液，達(dá)到系統(tǒng)中最佳濃度后再循環(huán)到最后真空濃縮段，在此消耗適當(dāng)量的低壓蒸汽，轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品。
實(shí)際上不含尿素的蒸汽隨后在真空段根據(jù)已知技術(shù)進(jìn)行處理，不存在上面所說的缺點(diǎn)，這樣得到的廢水很少被尿素染染，而且僅需有限的處理(減少或取消水解段)。
本發(fā)明的說明可參考附

圖1，圖解說明一個可能的實(shí)施方案。
在A段(合成和循環(huán))中，根據(jù)已知技術(shù)產(chǎn)生的尿素溶液(物流1)被送入真空濃縮段B1和B2，真空濃縮段也是根據(jù)已知技術(shù)操作的，每一段包括換熱器EB1(相應(yīng)的EB2)和重力分離器SB1(相應(yīng)的SB2)，在此物流1中幾乎全部的水都被蒸發(fā)和分離。
含有夾帶尿素(B1段的物流2和B2段的物流3)的蒸汽(含微量NH3和CO2的水汽)根據(jù)本發(fā)明在回收段SR1(相應(yīng)的SR2)進(jìn)行處理，在此幾乎全部夾帶尿素由于在本段進(jìn)行的蒸汽和尿素水溶液密切接觸而被消除，蒸汽的壓力降是微不足道的。
在回收段SR1和SR2中以水溶液態(tài)(物流4，相應(yīng)的5)回收的尿素，隨后直接循環(huán)到真空濃縮段B1和B2。
將控制量的蒸汽冷凝液(物流6和7)送入SR1和SR2段，以保持水的平衡。
蒸汽(帶微量NH3和CO2的水汽)(物流8和9)實(shí)際上不含尿素，隨后送入真空系統(tǒng)V1(相應(yīng)的V2)，每真空系統(tǒng)包括冷凝器EV1a和EV1b(相應(yīng)的EV2a和EV2b)和蒸汽噴射器JV1a，JV1b，JV1c(相應(yīng)的JV2a，JV2b)。真空系統(tǒng)V1的噴射器JV1a通常直接導(dǎo)入分離SB2的下游，從而在其中保持最大的真空度。
來自真空系統(tǒng)V1和V2(物流10，相應(yīng)的11)的廢冷凝水含有殘余的NH3和CO2(幾乎不含尿素)，最后被送到處理段T，在此進(jìn)行尿素水解和NH3、CO2的蒸發(fā)，水被洗滌到污染規(guī)則要求的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，然后從工廠(物流12)排出，產(chǎn)生的NH3和CO2蒸汽(物流13)返回合成和循環(huán)段A以減少原料的消耗。
根據(jù)本發(fā)明較好的實(shí)施方案，含夾帶尿素的蒸汽與尿素水溶液之間的接觸從頂部到底部同向發(fā)生，令人驚奇的是在非常短的時間內(nèi)和極低的壓力降，幾乎全部蒸汽中夾帶的尿素進(jìn)入尿素溶液中。
根據(jù)本發(fā)明另一特征，蒸汽和尿素溶液之間的接觸從頂部到底部同向發(fā)生是通過霧化尿素溶液成1000微米以下的霧滴在空塔中進(jìn)行，在空塔中蒸汽的停留時間在1～10秒之間。
實(shí)施例1在新建的日產(chǎn)1000噸裝置中應(yīng)用本發(fā)明投資1.合成和循環(huán)段A，采用本發(fā)明節(jié)省的費(fèi)用-250，000sfr2.帶真空系統(tǒng)V1-V2的最后尿素濃縮段B1-B2，采用本發(fā)明多用的費(fèi)用+100，000sfr3.尿素回收段SR1和SR2，采用本發(fā)明多用的費(fèi)用+400，000sfr4.廢水處理段T，采用本發(fā)明節(jié)省的費(fèi)用-300，000sfr在兩種情況下，實(shí)際上總投資費(fèi)用是大體相同的。
蒸汽(20～30巴)的消耗1.合成和循環(huán)段A降低消耗量10Kg/噸尿素2.帶真空系統(tǒng)V1-V2的最后尿素冷凝段B1-B2……3.尿素回收段SR1和SR2……4.廢水處理段T降低消耗量50Kg/噸尿素因此，有用蒸汽的消耗量，每噸尿素產(chǎn)品節(jié)省60Kg，等于每年減少操作費(fèi)用
330，000×60×0.04＝sfr.792，000實(shí)施例2應(yīng)用本發(fā)明改進(jìn)現(xiàn)有的1000噸/日尿素裝置。
投資1.合成和循環(huán)段A……2.帶真空系統(tǒng)V1-V2的最后尿素冷凝段B1-B2……3.尿素回收段SR1和SR2采用本發(fā)明增加的費(fèi)用+400，000sfr總投資400，000sfr蒸汽消耗(20～30巴)如實(shí)施例1，有用蒸汽消耗量每噸尿素減少60公斤，等于節(jié)省操作費(fèi)用，792，000sfr。因此，該投資可在一年內(nèi)還清。
實(shí)施例3參見圖1在日產(chǎn)尿素1000噸的裝置中，采用本發(fā)明物流10和11，等于每天產(chǎn)生冷凝液500噸，其中殘留尿素量100ppm，即等于每天5公斤尿素。在蒸汽系統(tǒng)SR1和SR2(物流2和3)處理后最初共含有10，000公斤尿素(每天)。
物流2和3在系統(tǒng)SR1和SR2進(jìn)行處理，它們都包括垂直園柱形空塔的設(shè)備，直徑400毫米，蒸汽從頂部加入與流量為500米3/天，濃度為30%的尿素水溶液接觸，霧化成直徑小于500微米的滴霧，此兩物流在塔中從頂部沿塔頂?shù)剿仔钑r2.5秒，壓力降為5毫米水柱。
權(quán)利要求
1.在尿素最后濃縮的工藝過程中，最好包括兩級串聯(lián)操作的強(qiáng)真空蒸發(fā)，其中產(chǎn)生的含有殘余NH3、CO2和夾帶有尿素的蒸氣最好用重力法分離，在有表面冷凝器和蒸汽噴射器的真空系統(tǒng)中冷凝，在系統(tǒng)的最后處理段冷凝產(chǎn)物最好通過水解尿素并蒸出NH3和CO2的方法進(jìn)行處理，其改進(jìn)的特征在于，使來自于真空蒸發(fā)段的含NH3、CO2和夾帶尿素的蒸氣與尿素水溶液密切接觸，隨后，由蒸氣夾帶的尿素在上述蒸氣進(jìn)入真空系統(tǒng)之前轉(zhuǎn)入溶液中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝方法，其特征在于含夾帶尿素的蒸汽與尿素水溶液的接觸從頂部到底部同向進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的工藝方法，其特征在于蒸氣和尿素溶液之間從頂部到底部同向接觸是通過將尿素溶液霧化成小于1000微米的霧滴的方法實(shí)現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的工藝方法，其特征在于蒸氣和尿素溶液之間的接觸是在空塔中進(jìn)行的，在此蒸氣的停留的時間在1至10秒之間。
全文摘要
在尿素最后濃縮的工藝過程中，最好包括兩級串聯(lián)操作的強(qiáng)真空蒸發(fā)，其中產(chǎn)生的含有殘余NH
文檔編號C07C273/16GK1031078SQ8810479
公開日1989年2月15日 申請日期1988年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月4日
發(fā)明者烏姆勃托·薩爾迪 申請人:阿莫尼·卡薩爾公司, 烏姆勃托·薩爾迪