专利名称：一种全液相等温型尿素合成方法及其专用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及尿素生产技术领域，具体地讲是一种全液相等温型尿素合成方法及其专用设备。
背景技术：
尿素合成塔是生产尿素关键设备，由于它在高温、高压和强腐蚀性介质中操作条件下使用，容易引起衬里腐蚀和密封泄漏，因此造成停工减产和花费大量的维修费用；目前常用的尿素合成塔，大都采用水溶液全循环工艺技术，二氧化碳的转化率只有60％-64％，为了增加二氧化碳的转化率，人们进行了一系列的增产节能改造，一直在努力使气体二氧化碳分散到液体氨和一甲液中，但二氧化碳的转化率还达不到70％以上，因而效率低，能耗大。
发明内容
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种全液相等温型尿素合成方法。
本发明的另一目的是提供一种全液相等温型尿素合成方法的专用设备尿素合成塔。主要解决了现有的尿素合成塔易腐蚀及二氧化碳的转化率低、能耗大的问题。
为了达到上述目的，本发明是这样这现的一种全液相等温型尿素合成方法，它包括如下工艺步骤a，合成反应；从相应的进料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，液氨和一甲液在液体雾化反应器内雾化后与二氧化碳反应，生成氨基甲酸氨溶液，首先进入换热管道，从换热管道的另一端进入尿素合成塔底部；b，脱水反应；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔内完成脱水反应，生成尿素，从出料口出料。
本发明的一种全液相等温型尿素合成方法，其所述的尿素合成塔内，温度为186-190℃，压力为16-19MPa，进料NH3/CO2分子个数比3.2-4.0，H2O/CO2分子个数比0.6-1.0。
本发明的一种全液相等温型尿素合成方法的专用设备尿素合成塔，它包括塔体1，塔体1底部设液氨进口5、二氧化碳进口6和一甲液进口7，塔体1顶端设出料口8，其特殊之处在于在塔体1内部设液体雾化反应器2，液体雾化反应器2与液氨进口5、二氧化碳进口6和一甲液进口7相通，在塔体1内中上部的内侧壁上设高效塔盘4，可有效防止反应介质短路及由于生成物尿素的比重大于氨基甲酸铵而发生返混现象，在高效塔盘4上设换热管道3，换热管道3与液体雾化反应器2相通。
本发明所述的一种全液相等温型尿素合成方法及其专用设备与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步1、在尿素合成塔内增加了液体雾化反应器，使液相原料采用雾化形式，从而有效地增大液相反应面积，大大提高了反应速率，改变了传统的合成尿素的两相(气、液)流合成法；2、在尿素合成塔内增加了换热管道，将合成反应的热量快速均匀的传递到尿素合成塔上中下各个尿素生成反应区，使尿素合成塔内内温度上下温差缩小，近视于等温塔，使尿素生成的脱水反应从尿素合成塔底部就开始，因为脱水反应生成尿素是个吸热反应，所以通过换热管道提供氨基甲酸胺脱水反应生成尿素所需的热量，改变了现有工艺中尿素的生成反应从尿素合成塔中部才开始的缺点，增加的尿素合成塔的有效空间的利用，可以有效地保证氨基甲酸胺脱水所需的停留时间，这样可使塔的产量提高30％，二氧化碳的转化率可提高到75％，而且氨碳比可以降到3.2，水碳比也可以降为0.85；3、安装简单，不破坏原合成塔的结构尺寸、连接尺寸和反应参数。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的侧视图。
具体实施例方式为了更好地理解与实施，下面结合实施例详细说明本发明一种全液相等温型尿素合成方法及其专用设备。
实施例1，参见图1、2，加工制成塔体1，在塔体1底部开设液氨进口5、二氧化碳进口6和一甲液进口7，在其顶端开设出料口8，在塔体1内部安装液体雾化反应器2，液体雾化反应器2与液氨进口5、二氧化碳进口6和一甲液进口7相通，然后在塔体1中上部的内侧壁上安装高效塔盘4，高效塔盘4为多层，在高效塔盘4上安装换热管道3，换热管道3可为“U”型，也可为“S”型，换热管道3与液体雾化反应器2相通；液体雾化反应器2、换热管道3、高效塔盘4采用尿素级316Lmod、TA2、锆材料。
然后向塔内对应的进料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，进料NH3/CO2分子个数比3.2，H2O/CO2分子个数比0.6；液氨和一甲液在液体雾化反应器内雾化后与二氧化碳瞬间彻底反应，生成氨基甲酸氨溶液，首先进入换热管道，从换热管道的另一端进入尿素合成塔底部，塔内温度为186℃，压力为16MPa；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔内完成脱水反应，生成尿素，从出料口出料，检测知二氧化碳的转化率为72％。
实施例2，尿素合成塔同实施例1，不同之处是向塔内对应的进料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，进料NH3/CO2分子个数比4.0，H2O/CO2分子个数比1.0；液氨和一甲液在液体雾化反应器内雾化后与二氧化碳瞬间彻底反应，生成氨基甲酸氨溶液，首先进入换热管道，从换热管道的另一端进入尿素合成塔底部，塔内温度为190℃，压力为19MPa；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔内完成脱水反应，生成尿素，从出料口出料，检测知二氧化碳的转化率为75％。
权利要求
1.一种全液相等温型尿素合成方法，它包括如下工艺步骤a，合成反应；从相应的进料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，液氨和一甲液在液体雾化反应器内雾化后与二氧化碳反应，生成氨基甲酸氨溶液，首先进入换热管道，从换热管道的另一端进入尿素合成塔底部；b，脱水反应；氨基甲酸氨溶液在尿素合成塔内完成脱水反应，生成尿素，从出料口出料。
2.根据权利要求1所述的一种全液相等温型尿素合成方法，其特征在于所述的尿素合成塔内，温度为186-190℃，压力为16-19MPa，进料NH3/CO2分子个数比3.2-4.0，H2O/CO2分子个数比0.6-1.0。
3.权利要求1所述的一种全液相等温型尿素合成方法的专用设备尿素合成塔，它包括塔体(1)，塔体(1)底部设液氨进口(5)、二氧化碳进口(6)和一甲液进口(7)，塔体(1)顶端设出料口(8)，其特征在于在塔体(1)内部设液体雾化反应器(2)，液体雾化反应器(2)与液氨进口(5)、二氧化碳进口(6)和一甲液进口(7)相通，在塔体(1)内中上部的内侧壁上设高效塔盘(4)，在高效塔盘(4)上设换热管道(3)，换热管道(3)与液体雾化反应器(2)相通。
4.根据权利要求3所述的一种全液相等温型尿素合成方法的专用设备尿素合成塔，其特征在于所述的换热管道(3)为“U”型，也可为“S”型。
5.根据权利要求3所述的一种全液相等温型尿素合成方法的专用设备尿素合成塔，其特征在于所述的高效塔盘(4)为多层。
6.根据权利要求3或4或5所述的一种全液相等温型尿素合成方法的专用设备尿素合成塔，其特征在于所述的液体雾化反应器(2)、换热管道(3)、高效塔盘(4)采用尿素级316Lmod、TA2、锆材料。
全文摘要
本发明公开了一种全液相等温型尿素合成方法及其专用设备，其方法为从相应的进料口加入液氨、二氧化碳和一甲液，液氨和一甲液在液体雾化反应器内雾化后与二氧化碳反应，生成氨基甲酸氨溶液，进入尿素合成塔内，完成脱水反应，生成尿素，从出料口出料；采用的尿素合成塔，它包括塔体(1)，塔体(1)底部设液氨进口(5)、二氧化碳进口(6)和一甲液进口(7)，顶端设出料口(8)，其特点是在塔体(1)内部设液体雾化反应器(2)和效塔盘(4)，液体雾化反应器(2)与液氨进口(5)、二氧化碳进口(6)和一甲液进口(7)相通，在高效塔盘(4)上设换热管道(3)，换热管道(3)与液体雾化反应器(2)相通，是一种全液相等温型尿素合成方法，其二氧化碳的转化率高、能耗小、效率高、尿素合成塔不易腐蚀。
文档编号C07C273/04GK101045699SQ20061007025
公开日2007年10月3日 申请日期2006年11月17日 优先权日2006年11月17日
发明者张立强, 侯守建 申请人:张立强