[0039] 在本發(fā)明得到的設(shè)備的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，使高壓洗滌器位于尿素回收部與另 外的反應(yīng)器之間。在該實(shí)施方式中，本發(fā)明有利地將氨基甲酸鹽再循環(huán)物流用作洗滌液的 應(yīng)用與另外反應(yīng)器中的尿素生產(chǎn)相結(jié)合。氨基甲酸鹽再循環(huán)物流在作為洗滌液時(shí)將通過(guò)從 反應(yīng)器上空氣體物流吸收二氧化碳和氨而變得富含二氧化碳和氨。由此，氨基甲酸鹽再循 環(huán)物流將有效地變得更加濃縮。結(jié)果，該物流進(jìn)而在另外的反應(yīng)器中產(chǎn)生更多的尿素。
[0040] 上述另外的反應(yīng)器（與常規(guī)反應(yīng)器相似）優(yōu)選是垂直反應(yīng)器。這提供空間優(yōu)勢(shì)， 因?yàn)檫@樣的反應(yīng)器提供能想到的最小占用空間。另外的尿素反應(yīng)器可以具有簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，例 如是具有塔盤(pán)的垂直塔。
[0041 ] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，另外的反應(yīng)器以逆流模式工作；S卩，液體在頂部進(jìn)入 并向下流動(dòng)，而氣體進(jìn)料在底部進(jìn)入并相對(duì)于下降的液體逆流上升。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，該運(yùn) 行模式使得在上述另外的反應(yīng)器中可以有相較于對(duì)垂直尿素反應(yīng)器更普遍的并流運(yùn)行模 式而言更高的轉(zhuǎn)化率。相信這樣的更高轉(zhuǎn)化率的主要原因在于下述事實(shí)，即在逆流運(yùn)行模 式中，液體從反應(yīng)器的底部被收取，而在底部氣相包含最低量的非冷凝物并且觀察到氣相 中最低含量的輕組分。
[0042] 除另外的反應(yīng)器之外，本發(fā)明的尿素設(shè)備可以是任何基于氨或二氧化碳的氣提的 尿素設(shè)備。同時(shí)熱氣提設(shè)備可以用作起始設(shè)備。用于生產(chǎn)尿素的商用方法的綜述在例如 UllmannEncyclopedia, 2005Wiley_VCHVerlag，Weinheim，Germany, "Urea"（尿素）章節(jié) 中給出。
[0043] 按氣提法制備尿素經(jīng)常使用的方法是二氧化碳?xì)馓岱ǎ缬涊d于Ullmann's EncyclopediaofIndustrialChemistry,Vol.A27, 1996,pp333-350 中的。在該方法中， 合成部后接一個(gè)或多個(gè)回收部。合成部包含反應(yīng)器、氣提塔、冷凝器和洗滌器，其中操作壓 力在12與18MPa之間且優(yōu)選在13與16MPa之間。在合成部中，將尚開(kāi)尿素反應(yīng)器的尿素 溶液供應(yīng)至氣提塔，在氣提塔中，大量未轉(zhuǎn)化的氨和二氧化碳從尿素水溶液中分離。這樣的 氣提塔可以是殼管式熱交換器，在熱交換器中，將尿素溶液供應(yīng)至管側(cè)的頂部并將供應(yīng)用 于合成的二氧化碳加至氣提塔的底部。在殼側(cè)，加入蒸汽以加熱溶液。尿素溶液從熱交換 器的底部離開(kāi)，而蒸氣相從氣提塔的頂部離開(kāi)。離開(kāi)該氣提塔的蒸氣包含氨、二氧化碳和少 量水。該蒸氣在可以是水平式或垂直式的降膜式熱交換器或浸沒(méi)式冷凝器中冷凝。水平式 浸沒(méi)熱交換器在Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry,Vol.A27, 1996,pp 333-350中記載。在該冷凝器中通過(guò)放熱氨基甲酸鹽冷凝反應(yīng)釋放的熱通常用于產(chǎn)生蒸汽， 該蒸汽用于下游尿素加工部以加熱并濃縮尿素溶液。由于在浸沒(méi)式冷凝器中產(chǎn)生有特定的 液體停留時(shí)間，部分尿素反應(yīng)已經(jīng)在該冷凝器中發(fā)生。形成的溶液，包含冷凝的氨、二氧化 碳、水和尿素連同未冷凝的氨、二氧化碳和惰性蒸氣被運(yùn)送至反應(yīng)器。在反應(yīng)器中，上述從 氨基甲酸鹽到尿素的反應(yīng)接近平衡。在離開(kāi)反應(yīng)器的尿素溶液中，氨與二氧化碳的摩爾比 通常在2.5與4m〇l/m〇l之間。也可以將冷凝器和反應(yīng)器結(jié)合在一個(gè)儀器中。該儀器的實(shí)例 在Ullmann，sEncyclopediaofIndustrialChemistry，Vol.A27, 1996,pp333-350 中有 記載。將離開(kāi)尿素反應(yīng)器的所形成尿素溶液供給氣提塔，并將包含未冷凝的氨和二氧化碳 的惰性蒸氣運(yùn)送至以與反應(yīng)器相似壓力操作的洗滌部。在該洗滌部中，將氨和二氧化碳從 惰性蒸氣中洗去。將來(lái)自下游回收系統(tǒng)的所形成氨基甲酸鹽溶液用作洗滌部的吸附劑。在 該合成部中，離開(kāi)氣提塔的尿素溶液需要至少45重量％、優(yōu)選為至少50重量％的尿素濃度 在氣提塔下游的一個(gè)單回收系統(tǒng)中處理?；厥詹堪訜崞鳌⒁?氣分離器和冷凝器。該 回收部中的壓力在200至600kPa之間。在回收部的加熱器中，通過(guò)加熱尿素溶液將大量氨 和二氧化碳從尿素和水相中分離出來(lái)。通常而言，將蒸汽用作加熱劑。尿素和水相包含少 量離開(kāi)回收部并被運(yùn)送至下游尿素加工部的溶解的氨和二氧化碳，在下游尿素加工部中， 尿素溶液通過(guò)從溶液中蒸發(fā)水而進(jìn)行濃縮。
[0044] 本發(fā)明不限于任何特定的尿素生產(chǎn)方法。其他方法和設(shè)備包括基于例如由Urea Casale開(kāi)發(fā)的HEC法、由Toyo Engineering Corporation開(kāi)發(fā)的ACES法和Saipem(原來(lái) 為Snamprogetti)開(kāi)發(fā)的方法等技術(shù)的那些。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明而放置的另外的反應(yīng)器可以是標(biāo)準(zhǔn)型的。反應(yīng)器通常是具有合適的入 口和出口以及控制溫度和壓力的規(guī)定的容器。具體而言，本發(fā)明的另外的反應(yīng)器制備成在 前述的高壓尿素合成條件下操作。鑒于常見(jiàn)的腐蝕環(huán)境，另外的反應(yīng)器優(yōu)選由高度耐腐蝕 型鋼制備。后者特別是指雙相鋼，且更特別地是指Cr和N的含量高且Ni的含量低的雙相 鐵素體奧氏體不銹鋼。這方面參考WO95/00674。在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，另外的反應(yīng) 器（且特別是其內(nèi)部）由雙相不銹鋼制備，雙相不銹鋼以重量百分比計(jì)由以下成分構(gòu)成：C: 0. 03%或更低，Si:0. 5%或更低，Mn:2%或更低，P:0. 04%或更低，S:0. 003%或更低，Cr: 26%或更高但低于28%，Ni:7. 3~10%，M〇 :0? 2~I. 7%，W:高于2%但不高于3%，N:高 于0. 3%但不高于0. 4%，余量為Fe和雜質(zhì)，其中作為雜質(zhì)的Cu的量不高于0. 1 %。這樣的 鋼記載于US7,347,903中。
[0046] 優(yōu)選的另外的反應(yīng)器由雙相不銹鋼合金制成，該雙相不銹鋼合金以重量百分比計(jì) 包含以下成分：
[0047] -C :最多0? 05%，優(yōu)選為最多0? 03% ;
[0048] -Si:最多0.8%，優(yōu)選為最多0.5;
[0049] -Mn:0? 3 ~4%，優(yōu)選為 0? 3 ~1 % ;
[0050]-Cr:28~35%，優(yōu)選為29~33%;
[0051] -Ni:3~10%;
[0052] -Mo :1. 0~4. 0%，優(yōu)選為I. 0~1. 3% ;
[0053]-N :0? 2~0? 6%，優(yōu)選為0? 36~0? 55%;
[0054] -Cu:最多 1.0%;
[0055] -W:最多 2.0%;
[0056] -S:最多 0.01%;
[0057] -Ce :0~0.2%;
[0058] 剩余部分為Fe和通常出現(xiàn)的雜質(zhì)和添加劑，鐵素體的量為30~70體積％，優(yōu)選 為33~35體積％。
[0059] 本發(fā)明在下文中參考附圖進(jìn)行說(shuō)明。附圖用于示例說(shuō)明的目的，并不意在限制本 發(fā)明。
[0060] 圖的說(shuō)明
[0061] 在附圖中，大寫(xiě)字母（A~E)表示尿素設(shè)備的組件。小寫(xiě)字母（a~f)表示物流。 圖的說(shuō)明如下：
[0062] A =高壓氨基甲酸鹽冷凝器
[0063] B =高壓反應(yīng)器
[0064] C=高壓氣提塔
[0065] D =尿素回收部
[0066] E =尿素預(yù)反應(yīng)器（UPR)
[0067]F=高壓洗滌器
[0068] a =氨
[0069] b =二氧化碳
[0070]c =再循環(huán)的氨基甲酸鹽
[0071]d=氣提氣體
[0072]e =尿素
[0073]f =通往UPR的氣提氣體
[0074]g =濃縮的再循環(huán)氨基甲酸鹽
[0075] h =來(lái)自UPR的尿素物流
[0076] 圖1和圖2是在圖1中示出常規(guī)設(shè)備且在圖2中示出由本發(fā)明的改造方法得到的 相應(yīng)設(shè)備的框圖。在圖1中示出常規(guī)運(yùn)作，其中將來(lái)自回收部（D)的氨基甲酸鹽物流（c) 再循環(huán)回到合成部中，即，循環(huán)至高壓氨基甲酸鹽冷凝器（A)。與之相比，圖2示出加入反應(yīng) 器（E)，該反應(yīng)器（E)中被引入氨基甲酸鹽再循環(huán)物流（c)，由此，將形成的尿素物流（h)引 至高壓氨基甲酸鹽冷凝器（A)。
[0077] 圖3是常規(guī)尿素設(shè)備的示意圖（與圖1框圖所示的構(gòu)造類(lèi)似）。同樣地，圖4是根 據(jù)本發(fā)明改造的尿素設(shè)備的示意圖（與圖2框圖所示的構(gòu)造類(lèi)似）。
[0078] 圖5是具有并聯(lián)的兩個(gè)高壓氨基甲酸鹽冷凝器（A)這一類(lèi)型的常規(guī)尿素設(shè)備的示 意圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明改造的圖5尿素設(shè)備的示意圖，即具有另外的反應(yīng)器（E)，形 成的尿素物流（h)從該另外的反應(yīng)器（E)被引至冷凝器（A)。
[0079] 圖7是具有位于回收部（D)下游的高壓洗滌器（F)這一類(lèi)型的常規(guī)尿素設(shè)備的示 意圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明改造的圖7尿素設(shè)備的示意圖，即具有位于洗滌器（F)下游 的另外的反應(yīng)器（E)。從該洗滌器中，將濃縮的氨基甲酸鹽物流（g)供應(yīng)至另外的反應(yīng)器 (E)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高現(xiàn)有尿素設(shè)備的生產(chǎn)能力的方法，所述現(xiàn)有設(shè)備包括高壓氨基甲酸鹽冷凝 器、反應(yīng)器、氣提塔和回收部，其中： -所述冷凝器包括與所述反應(yīng)器的液體入口流體連通的液體出口； -所述反應(yīng)器包括與所述氣提塔流體連通的液體出口； -所述氣提塔包括與所述冷凝器的氣體入口流體連通的氣體出口以及與所述回收部流 體連通的液體出口； -所述回收部包括與所述冷凝器的液體入口流體連通的液體出口； 所述方法包括安裝另外的反應(yīng)器和流送線(xiàn)路，使得所述另外的反應(yīng)器具有與所述回收 部的液體出口流體連通的液體入口；所述另外的反應(yīng)器包括與所述冷凝器的冷凝腔室的入 口流體連通的液體出口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，高壓洗滌器位于所述尿素回收部與所述另外的 反應(yīng)器之間。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述另外的反應(yīng)器包括垂直反應(yīng)器。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述另外的反應(yīng)器與所述高壓氨 基甲酸鹽冷凝器之間存在有排出器。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述另外的反應(yīng)器放置在地平面上。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述另外的反應(yīng)器設(shè)計(jì)成用于逆流 操作。
【專(zhuān)利摘要】公開(kāi)了一種增加現(xiàn)有尿素設(shè)備的生產(chǎn)能力的方法。參照尿素設(shè)備的常規(guī)組件，包括包含有高壓氨基甲酸鹽冷凝器和反應(yīng)器的合成部以及回收部，該方法包括在回收部與高壓氨基甲酸鹽冷凝器之間安裝另外的反應(yīng)器。該另外的反應(yīng)器優(yōu)選安裝為與排出器連接，從而允許在地面放置該另外的反應(yīng)器。
【IPC分類(lèi)】C07C273/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105008327
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380074025
【發(fā)明人】F·H·M·布依汀克, L·L·M·迪特延斯
【申請(qǐng)人】斯塔米卡邦有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2013年12月27日
【公告號(hào)】CA2896706A1, EP2941416A1, US20150343409, WO2014104893A1