专利名称：用于改进尿素生产设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于改进根据用二氧化碳汽提的方法生产尿素的设备 的方法。更具体而言，本发明涉及一种用于改进下列类型的尿素生产用设备的 方法，所述尿素生产用设备包含 -尿素合成用反应器；-用于将氨和二氧化碳供给至尿素合成用反应器的装置；-汽提单元，所述汽提单元使用二氧化碳对离开反应器、在水溶液中包 含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物进行氨基甲酸酯的部分分解以 及游离氨的部分分离的处理，从而分别得到在气相中包含氨和二氧化碳的 流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的流；-回收部分，用于离开汽提单元、在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲 基酯的流以将水溶液中的尿素与残留的氨基甲酸酯分离；-至少一个膜型冷凝单元，所述冷凝单元包含管束，所述管束用于对离 开汽提单元、在气相中包含氨和二氧化碳的流进行部分冷凝，从而得到在 水溶液中包含氨基甲基酯的液流，以及在气相中包含氮和二氧化碳的气 流；-用于将在水溶液中包含氨基甲酸酯的流以及在气相中包含氨和二氧 化碳的流分别供给至尿素合成用反应器的装置；在下列说明以及后附权利要求中，使用术语"改进"，意在表示改进现 有设备，以改善其性能，并且获得例如生产能力和/或转化产率的增加，和 /或能耗的降低。在下列说明以及后附权利要求中，使用术语"膜型冷凝单元"，意在表 示这样一种装置，其中在以与气流并流形式在多根管内部向下流动的液膜 中发生气相的冷凝。液膜以与管壁接触的形式流动，而气相在管的内部流动。根据一个进一步的方面，本发明还涉及一种用于尿素生产的方法，以 及用于实施这样的方法的设备。
背景技术：
最近，在本领域中，用于改进根据使用二氧化碳的汽提法生产尿素的 现有设备的方法已有阐述。特别是，EP 1036787公开了一种用于改进如上所示的尿素生产用设备 的方法，其中将从汽提单元出来的流分开为较少部分和较多部分，所述流 在气相中包含氨和二氧化碳。将较少部分直接送至合成反应器以控制其内 部的反应温度(热平衡)，而将较多部分送至冷凝单元。另外，改进了现有膜型冷凝单元，并且特别是，将它转变为浸没型冷 凝单元，以对离开汽提单元的流的较多部分进行基本上全部的冷凝，所述 流在气相中包含氨和二氧化碳，因而得到在水溶液中包含尿素和氨基甲酸 酯的流。以这种方式，由于使用提供比膜型冷凝单元的效率更高的效率的浸没 型冷凝单元的事实，因此得到了更高的转化产率和更高的生产能力。在下列说明以及后附权利要求中，使用术语"浸没型冷凝单元"，意在 表示这样一种装置，其中液相填充(浸没)管束，并且其中气相穿过这种液 相而发生冷凝。换言之，在此情况下，所述冷凝单元运行，让液体充满管 束的管，从而与其中管基本上为空的膜型冷凝单元不同。尽管在几个方面上是有益的，但是在本领域中始终需要进一步提供用 于改进以上提及的设备的方法，所述方法能够满足特定需求，同时以低的 投资和操作成本以及低的能耗，得到高的生产能力和/或转化产率。发明内容因此，本发明解决的技术问题是提供一种用于改进根据使用二氧化碳 的汽提法生产尿素的设备的方法，所述方法允许得到高的生产能力和转化 产率，具有(implies)低的能耗和投资成本，并且在技术上容易实施。根据本发明，此问题通过上述类型的方法而得以解决，所述方法还包括下列步骤-在所述至少一个冷凝单元中安置用于对离开所述汽提单元、在气相中 包含氨和二氧化碳的流的至少一部分进行基本上全部的冷凝，从而得到在水溶液中包含尿素和氨基甲酸酯的流的装置， 并且其特征在于包括下列步骤 -安置第二汽提单元，-安置用于将离开反应器，在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨 的反应混合物流的第一部分供给到所述汽提单元的装置；-安置用于将离开反应器，在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物流的第二部分供给到所述第二汽提单元的装置；和-安置用于将离开所述第二汽提单元、在气相中包含氨和二氧化碳的流 的至少一部分直接供给到合成反应器的装置；根据本发明的改进方法的主要优点在于，达到了在合成反应器下游的 高压部分的设备瓶颈的基本消除，这在大型设施的设备中是特别重要的。在这点上，本发明一方面允许显著增加交换系数，因此显著增加现有 冷凝单元的效率，并且另一方面，允许显著提高处理(汽提)离开合成反应 器的反应混合物的效率和能力，后者是通过在反应器的下游简单地增加新 的汽提单元实现的。这导致比现有技术设备的总生产能力和转化产率更大的总生产能力和 转化产率。另外，上述结果是在最少干预现有设备的高压合成部分和有限能耗的 情况下，以简单而有效的方式获得的。因此，根据本发明的改进方法所需的投资、实施和操作成本也是有限/ 低的。在这点上，应当指出，由于本发明，现有的冷凝单元既没有升级，也 没有被新装置所代替，而是有利地得到保留，只需要以这种方式对一个或 多个冷凝单元进行小的内部改进，以获得对供给到其中的气相的基本上全 部冷凝。此外，在合成反应器的下游增加汽提单元需要的投资成本比通过 以增加其能力这种方式改进现有汽提单元所需的投资成本更低。因此，根据本发明的改进方法所需的投资、实施和操作成本也是低的。此外，由于安置用于将离开新汽提单元的至少一部分在气相中包含氨 和二氧化碳的流直接供给到合成反应器的装置的事实，不再如在现有技术 中，使控制反应器内部的温度(热平衡)必需的处于气相的反应物部分与轻 (le)液相一起通过冷凝单元。这么做，可以以这样的方式在内部改进冷凝 单元，以允许供给到它的基本上全部气态反应物(来自现有汽提单元和/或 新的汽提单元)的冷凝，因此在可得到的最大效率下运行。根据本发明的一个优选实施方案，改进方法还包括下列步骤.--安置用于将离开所述汽提单元、在气相中包含氨和二氧化碳的全部流直接供给到所述至少一个冷凝单元的底部的装置；-安置用于将离开所述第二汽提单元、在气相中包含氨和二氧化碳的全 部流直接供给到反应器的装置。在此实施方案中，没有进行气相的分开，但是相反地仅进行液相(离开 反应器的反应混合物)的分开，这是更简单有益的，并且允许对分开的液相 的部分的更好控制。此外，在此实施方案中，优选将在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和 游离氨的反应混合物以其较少部分供给到第二(新)汽提单元，而以其较多 部分供给到(现有)汽提单元。被供给到第二汽提单元的反应混合物的较少 部分的量取决于设备的运行条件，并且以这样的方式来选择，以保证从第 二汽提单元到合成反应器的处于气相的反应物的适当部分用于控制其内 部的温度(热平衡)。优选地，所述供给到新汽提单元的较少部分约是在水溶液中包含尿素、 氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物的三分之一(1/3)，而所述供给到现有汽 提单元的较多部分约是所述反应混合物的三分之二。根据本发明的另外的方面，上述第二汽提单元是使用二氧化碳作为汽提剂的类型的汽提单元，并且所述改进方法还包括下列步骤-安置用于将一部分进料二氧化碳送至所述第二汽提单元的装置。 根据一个另外的方面，本发明涉及一种用于生产尿素的方法，其特征在于包括下列步骤-使氨与二氧化碳在反应空间中反应，从而得到反应混合物，所述反应 混合物在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨；-将所述反应混合物的第一部分供给到使用二氧化碳的汽提部分，并且 对所述第一部分进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处理， 从而得到在气相中包含氨和二氧化碳的第一流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的第一流；-将反应混合物的第二部分供给到第二汽提部分，并且对所述第二部分 进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处理，从而得到在气相 中包含氨和二氧化碳的第二流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲 酸酯的第二流；-将在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的所述第一流和所述第 二流供给到尿素回收部分；-将所述在气相中包含氨和二氧化碳的第一流的至少一部分供给到至 少一个冷凝单元，并且对所述至少一部分进行基本上全部的冷凝，从而得 到在液相中包含尿素和氨基甲酸酯的流；-将所述在气相中包含氨和二氧化碳的第二流的至少一部分直接供给 到反应空间；和-将在液相中包含尿素和氨基甲酸酯的流供给到反应空间。根据一个另外的方面，本发明还涉及一种为实施上述用于生产尿素的 方法而设计的设备，其包含-尿素合成用反应器；-用于将氨和二氧化碳供给到尿素合成用反应器的装置； -第一汽提单元，所述第一汽提单元使用二氧化碳对离开反应器，在水 溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物的第一部分进行氨基 甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处理，从而得到在气相中包含氨 和二氧化碳的第一流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的第 一流；-至少一个浸没型冷凝单元；并且其特征在于还包含-第二汽提单元；-用于将离开反应器、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反 应混合物流的第一部分供给到所述第一汽提单元的装置；-用于将离开反应器、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反 应混合物流的第二部分供给到所述第二汽提单元的装置；和-用于将离开所述第二汽提单元、在气相中包含氨和二氧化碳的流的至 少一部分直接供给到合成反应器的装置。根据本发明，为实施用于尿素生产的方法而设计的设备可以重新(ex-novo)或通过改进现有设备来实现，以得到生产能力的增加，以及在一 些情况下出于能耗的观点而提高的性能。从通过参考附图对根据本发明的改进方法以及尿素合成方法的两个实 施方案进行的下列非限制性说明，本发明的另外的特征和优点将显得更清楚。
在这些附图中-图1示意性和部分说明了现有技术的根据使用二氧化碳的汽提法生产尿素的设备；-图2示意性和部分地说明了根据使用二氧化碳的汽提法生产尿素的 设备，所述设备通过依照根据本发明的改进方法的一个实施方案改进图1 的设备而实现。
具体实施方式
只是为了简化本发明的内容，仅在图1中示意性地显示尿素生产用设 备的一部分，更准确而言，高压合成部分(合成回路)，其余部分对于本发 明的理解不重要。此外，只在确实需要时，才具体涉及以下描述并且在图1中说明的设 备的各种部分的本质上常规的连接导管。参考图1，采用参考标记1在整体上表示现有设备，该现有设备用于 根据使用二氧化碳的汽提法生产尿素，并且以将反应物再循环至反应空间 为特征。设备l，并且更具体为高压合成部分，包括尿素合成用反应器2(或反 应空间)、使用二氧化碳的汽提单元3、包含膜型垂直冷凝单元4的冷凝部分、以及钝化剂和对反应惰性的其它可能的物质的洗涤单元5。而且，设备1包含未在图1中显示的生产的尿素的回收部分以及装置6，所述装置6用于分离由供给到冷凝单元4的冷却液体所产生的蒸汽。通常在包含在180和185"C之间的温度，以及包含在2.8和3.0之间的摩尔比NH3/C02、包含在0.4和0.5之间的摩尔比H20/C02以及包含在58和60%之间的转化产率下运行反应器2。图1的合成部分中的(等压)工艺压力通常包含在140和145巴之间。 如与在本领域中用来表示在合成回路下游的部分中的压力的术语"中"(约18巴)和"低"(3-4巴)压分别比较，这样的压力在尿素合成工艺中通常表 示为"高"压。在图1中，采用标记7—21统一表示用于将各种流供给到用于尿素生 产的设备1的装置中的各个装置。这样的供给装置包括在这种设备中通常使用的管道或连接导管、泵、 压缩机、喷射器以及已知类型的其它装置，因而在下列说明中没有对它们 进一步描述。通常，在本说明书中以及在后附权利要求中，并且在其没有不同表示 处，通过术语"供给、连接或提取装置"，意在表示管道、连接管线或导 管、泵、压縮机、喷射器或己知类型的其它装置，它们在所述设备中用于 将液体或气流从一个位置输送至另一个位置。更具体地，采用7和8分别表示用于将包含进料二氧化碳的气流供给 到汽提单元3的装置，以及用于将包含进料氨(处于液相)的流供给到冷凝 单元4的装置。通过装置7送到汽提单元3的进料二氧化碳用作在水溶液中包含尿素、 氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物的汽提剂，所述反应混合物离开反应器 2并且通过装置9被供给到单元3。汽提单元3是具有使用蒸汽的外部加热的膜型汽提单元。用22统一表 示用于供给并且提取蒸汽的装置，所述蒸汽用于在壳方上加热汽提单元3。将反应混合物进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处 理，所述反应混合物在单元3中以与包含二氧化碳的气流逆流的形式向下 流动，从而得到在气相中包含氨和二氧化碳的流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的流。将在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的流从汽提单元3的底部提取，并且通过供给装置io送至尿素回收部分(未显示)。在汽提单元3中得到并且除氨和二氧化碳之外还包含水的气流从这种 单元3的上端流出，并且通过供给装置11被供给到冷凝单元4的上端。冷凝单元4是垂直膜型冷凝单元，其用于将通过装置11来自单元3、 在气相中包含氨和二氧化碳的所有流进行部分冷凝。此外，通过装置8，将包含进料氨的流与在水溶液中包含氨和氨基甲 酸酯的再循环流一起供给到冷凝单元4的上端。将处于水溶液的再循环氨 和氨基甲酸酯通过供给装置13供给到包含进料氨的流中。还在反应器2 和供给装置13之间安置连接装置12。气相由于该相与液相的接触而发生部分冷凝，所述液相在管束的多根 管的内部以并流的形式向下流动，所述管束被封闭在冷凝单元4的壳中。因此，通过各个供给装置14、 15，将在气相中包含氮和二氧化碳的相 以及在水溶液中包含氨基甲酸酯的相从冷凝单元4的底部分别送到尿素合 成用反应器2。通过使冷却液体，即水流过管束-在壳方上-产生回收蒸汽(通常在绝对 的4.5巴下)，除去在气相中包含氨和二氧化碳的流在单元4内部的部分冷 凝中产生的热量。 '将水流通过装置16在壳方上供给到冷凝单元4，并且通过装置17从 这样的单元提取。将从单元4出来并且还包含蒸汽的水流通过装置17供给到装置6，以 分离从水产生的蒸汽，所述蒸汽通过与在冷凝单元4内部流动于管侧上的 工艺流体的间接热交换而产生。因而将这种水通过装置16再循环到冷凝 单元4的壳方上，而通过装置18从分离装置6提取蒸汽。在本领域的技术术语中，分离装置6还用术语"汽鼓"表示。为了保护高压合成部分的装置免受腐蚀，设备1还包括可以使对尿素 合成反应惰性的一种或多种钝化剂例如氧气或空气流过这些装置。为此，通常安置用于将包含钝化剂的气流供给到汽提单元3，并且从 该汽提单元通过冷凝单元4供给到尿素合成反应器2的装置。在图l的实例中，将钝化剂与包含进料二氧化碳的气流直接混合，因 此上述用于供给包含钝化剂的气流的装置对应供给装置7。而且，通过装置7供给到汽提单元3的含二氧化碳气流包含一定量，例如1-3体积％的其它惰性物质，所述惰性物质与钝化剂一起通过高压合成部分的各种装置。惰性物质流通过尿素合成反应器2，夹带气相中的未反应氨和二氧化 碳的一部分，因而通过装置19从反应器2的上端被供给到洗涤单元5。在洗涤单元5中，借助于洗涤流将气相中的氮和二氧化碳冷凝，所述 洗涤流在图1的实例中包含在水溶液中的氨基甲酸酯，来自尿素回收部分 (未显示)并且通过装置20被供给到单元5。从洗涤单元5，通过装置21进行通常来自高压合成部分的钝化剂和惰 性物质的提取，而将适当富含氨和二氧化碳的洗涤流通过装置13送至冷 凝单元4。参考图2，有利地显示了根据本发明的改进方法的一个优选实施方案 而适当改进的图1的尿素生产用设备。用46统一表示由根据本发明的所述优选实施方案的改进方法产生的 设备。在图2中，对于结构和操作与在图1中所说明的那些等价的设备46 的细节将用相同的参考标记表示，并且将不再描述。.由于本发明，将冷凝单元4在其内部有利地改进，使得以简单而有效 的方式允许来自汽提单元3、包含氨和二氧化碳的气流的基本全部的冷凝。换言之，将现有的膜型垂直冷凝单元有利地转变为"浸没"型垂直冷 凝单元，即具有充满冷凝液体的管束，从而显著提高了这样的单元的效率， 因而显著提高了它的能力。而且，这种变化使得形成的氨基甲酸酯在冷凝 单元4中的停留时间增加，从而部分地反应成尿素。用于将"膜型"冷凝单元转变为"浸没型"冷凝单元的合适方法在本 领域中是熟知的。优选的方法是在这点上通过引用结合在此的EP 1036787 和/或EO 1333918中公开的方法。另外，根据图2的实施方案，对图1的现有设备的装置11改进，并且 安置装置36，以将在气相中包含氨和二氧化碳的流从汽提单元3供给到冷凝单元4的底部。装置36包括例如连接导管。此外，对图1的现有设备 的装置8改进，从而将在水溶液中包含氨和氨基甲酸酯溶液的再循环流和 进料氨供给到冷凝单元4的底部。在冷凝单元4中，有利地使包含处于水溶液的氨基甲酸酯以及氨的冷 凝液体在管束内部采用热虹吸(termosiphon)状运动的形式循环。而将在气 相中包含氨和二氧化碳的流通过装置36供给到冷凝单元4的管束下端附 近的下部空间中。在这么做时，在气相中的氨和二氧化碳以与在管束的充满液体的管内 部流动的冷凝液体并流的形式向上通过冷凝单元4，因而在管侧具有相当 大的交换系数。此外，根据本发明的改进方法，在合成反应器2的下游安置第二汽提 单元47。另外，使用装置9，以将离开合成反应器2、在水溶液中包含尿素、氨 基甲酸酯和游离氨的反应混合物流的第一部分供给到现有汽提单元3;并 且安置装置48，以将离开合成反应器2、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸 酯和游离氨的反应混合物流的第二部分供给到第二汽提单元47。在本实施例中，第二汽提单元47将进料二氧化碳的一部分用作离开反 应器2、在水溶液中包含尿素、.氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物的第二 部分的汽提剂。因此，安置合适的装置52，以将进料二氧化碳的一部分供 给到第二汽提剂。汽提单元47是具有用蒸汽内部加热的膜型汽提单元。用51统一表示 用于供给和提取蒸汽的装置，所述蒸汽用于在壳方上加热汽提单元47。当然，根据一个备选实施方案(未示出)，第二汽提单元47可以使用热 量来代替二氧化碳作为汽提剂。可以通过在壳方上流过汽提单元47的管 束的适当的加热流体例如蒸汽来提供热量。根据本发明的改进方法，还安置装置49，以将离开第二汽提单元47、 在气相中包含氨和二氧化碳的第二流直接供给到合成反应器2。以这种方 式，将合成反应器2内部的反应温度控制在最佳值附近以得到高转化产率 (热平衡)。此外，根据本发明的本实施方案的改进方法还提供装置50，以将离开第二汽提单元47、在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的第二流供给 到尿素回收部分(未示出)。特别是，在此实施方案中，混合离开第二汽提单元47、在水溶液中包 含尿素和残留的氨基甲酸酯的第二流和离开现有汽提单元3、在水溶液中 包含尿素和残留氨基甲酸酯的流，并且将得到的混合物流送至尿素回收部 分。图2的方案仅表示根据本发明对现有的尿素生产用设备改进的一个优 选实施方案，而不阻止根据本发明的教导以有利的方式实现新的设备。在这点上，除对新设备当然高得多的投资成本以外，在重新实现的设 备中也再现了对现有设备的改进所述的优点。由于在改进现有设备之后或重新实现而得到的图2的设备，因此可以 有利地实施在后附权利要求5-7中所述并要求保护的用于尿素生产的方 法。特别是，这种方法的特征在于，将来自反应器2，包含尿素、氨基甲 酸酯和游离氨的反应混合物的第一部分供给到使用二氧化碳的汽提部分 3，在此，将它进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处理， 从而得到在气相中包含氨和二氧化碳的第一流，以及在水溶液中包含尿素 和残留的氨基甲酸酯的第一流；另外，将所述反应混合物的第二部分供给到第二汽提部分47，在此，将它进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处理，从而得到在 气相中包含氨和二氧化碳的第二流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨 基甲酸酯的第二流。将离开汽提单元3和第二汽提单元47、在水溶液中包含尿素和残留氨基甲酸酯的第一流和所述第二流送至尿素回收部分。而为了热平衡，至少将离开汽提单元47、在气相中包含氨和二氧化碳 的第二流的第一部分直接供给到反应器2;同时将离开汽提单元3、在气 相中包含氨和二氧化碳的第一流的至少一部分供给到冷凝单元4，在此， 将它进行基本上全部冷凝，从而得到在液相中包含尿素和氨基甲酸酯的 流。然后将在冷凝单元4中得到、在液相中包含尿素和氨基甲酸酯的流再 循环至反应器2。特别是，根据本发明方法的一个优选实施方案(图2)，冷凝单元4供给 有离开汽提单元3、在气相中包含氨和二氧化碳的全部第一流；而反应器 2供给有离开第二汽提部分47、在气相中包含氨和二氧化碳的全部第二流。另外，优选将离开反应器2、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游 离氨的反应混合物以其较少部分供给到第二汽提单元47，而以其较多部分 供给到汽提单元3。优选地，所述供给到第二汽提单元47的较少部分约是离开反应器2， 包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物的三分之一(1/3)，而所述供 给到汽提单元3的较多部分约是所述反应混合物的三分之二。使用根据本发明的方法获得的优点是多个的。特别是，值得强调的是， 这样的方法允许简单而有效地得到高转化产率，并且因此得到高生产能 力，特别是在操作它的大型设施中，基本消除了在合成反应器下游的高压 回路的设备的瓶颈。另外，它的实现在技术上是容易的，具有低的能耗和 投资成本。最后，应当认为由根据本发明的改进方法限定的保护范围是延伸的-除现有结构的改进以外-还延伸到因现有冷凝单元以及新的浸没型单元的 磨损而替换的具体情形。这种具体情形发生在现有单元在其操作寿命的终 点，并且不再确保可靠以及持久的操作的任何时候。
权利要求
1.用于改进下列类型的尿素生产用设备(1)的方法，所述类型的尿素生产用设备(1)包含-尿素合成用反应器(2)；-用于将氨和二氧化碳供给至所述尿素合成用反应器(2)的装置(7，8)；-汽提单元(3)，所述汽提单元(3)使用二氧化碳对离开所述反应器(2)、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物进行氨基甲酸酯的部分分解以及游离氨的部分分离的处理，从而分别得到在气相中包含氨和二氧化碳的流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的流；-回收部分，用于离开所述汽提单元(3)、所述的在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲基酯的流，以将水溶液中的尿素与所述残留的氨基甲酸酯分离；-至少一个膜型冷凝单元(4)，用于对离开所述汽提单元(3)、所述的在气相中包含氨和二氧化碳的流进行部分冷凝，从而得到在水溶液中包含氨基甲基酯的液流，以及在气相中包含氨和二氧化碳的气流；-用于将所述的在水溶液中包含氨基甲酸酯的流以及所述的在气相中包含氨和二氧化碳的气流分别供给至所述尿素合成用反应器(2)的装置(14，15)；所述改进方法还包含下列步骤-在所述至少一个冷凝单元(4)中安置用于对离开所述汽提单元(3)、在气相中包含氨和二氧化碳的流的至少一部分进行基本上全部冷凝，从而得到在水溶液中包含尿素和氨基甲酸酯的流的装置；并且其特征在于包括下列步骤-安置第二汽提单元(47)，-安置用于将离开所述反应器(2)、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物流的第一部分供给到所述汽提单元(3)的装置(9)；-安置用于将离开所述反应器(2)、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物流的第二部分供给到所述第二汽提单元(47)的装置(48)；和-安置用于将离开所述第二汽提单元(47)、在气相中包含氨和二氧化碳的流的至少一部分直接供给到所述合成反应器(2)的装置(49)。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于还包括下列步骤 -安置用于将离开所述汽提单元(3)、在气相中包含氨和二氧化碳的全部流供给到所述至少一个冷凝单元(4)的底部的装置(36)，-安置用于将离开所述第二汽提单元(47)、在气相中包含氨和二氧化碳 的全部流直接供给到所述反应器(2)的装置(49)。
3. 根据权利要求1或2的方法，其特征在于还包括下列步骤 -安置用于将离开所述第二汽提单元(47)、在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的流供给到所述尿素回收部分的装置(50)。
4. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述第二汽提单 元(47)是使用二氧化碳作为汽提剂的类型的汽提单元，并且其特征在于还 包含下列步骤-安置用于将进料二氧化碳的一部分送至所述第二汽提单元(47)的装置 (52)。
5. 用于生产尿素的方法，其特征在于包括下列步骤 -使氨与二氧化碳在反应空间(2)中反应，从而得到反应混合物，所述反应混合物在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨；-将所述反应混合物的第一部分供给到使用二氧化碳的汽提部分(3)，并 且对所述第一部分进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处 理，从而得到在气相中包含氨和二氧化碳的第一流，以及在水溶液中包含 尿素和残留的氨基甲酸酯的第一流；-将所述反应混合物的第二部分供给到第二汽提部分(47)，并且对所述 第二部分进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处理，从而得 到在气相中包含氨和二氧化碳的第二流，以及在水溶液中包含尿素和残留 的氨基甲酸酯的第二流；-将在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的所述第一流和所述第 二流供给到尿素回收部分；-将所述的在气相中包含氨和二氧化碳的第一流的至少一部分供给到至少一个冷凝单元(4)，并且对所述至少一部分进行基本上全部冷凝，从而得到在液相中包含尿素和氨基甲酸酯的流；-将所述的在气相中包含氨和二氧化碳的第二流的至少一部分直接供给到所述反应空间(2);和-将所述的在液相中包含尿素和氨基甲酸酯的流供给到所述反应空间(2)。
6. 根据权利要求5的方法，其特征在于，将来自所述汽提单元(3)、所 述的在气相中包含氨和二氧化碳的第一流供给到所述至少一个冷凝单元 (4)，并且将来自所述第二汽提单元(47)、所述的在气相中包含氨和二氧化 碳的第二流供给到所述反应空间(2)。
7. 根据权利要求5或6的方法，其特征在于，供给到所述第二汽提部 分(47)的所述反应混合物的第二部分是离开所述反应空间(2)的全部反应混 合物流的较少部分，所述反应混合物在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和 游离氨。
8. 根据权利要求7的方法，其特征在于，供给到所述第二汽提单元(47) 的所述较少部分约为离开所述反应空间(2)的全部反应混合物流的三分之
9. 尿素生产用设备，其包含 -尿素合成用反应器P);-用于将氨和二氧化碳供给到所述尿素合成用反应器的装置(7、 8);-第一汽提单元(3)，所述第一汽提单元(3)使用二氧化碳对离开所述反 应器(2)、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物的第一 部分进行氨基甲酸酯的部分分解和游离氨的部分分离的处理，从而得到在 气相中包含氨和二氧化碳的第一流，以及在水溶液中包含尿素和残留的氨 基甲酸酯的第一流；-至少一个浸没型冷凝单元(4);其特征在于还包含-第二汽提单元(47);-用于将离幵所述反应器(2)、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离 氨的反应混合物流的第一部分供给到所述第一汽提单元(3)的装置(9);-用于将离开所述反应器(2)、在水溶液中包含尿素、氨基甲酸酯和游离氨的反应混合物流的第二部分供给到所述第二汽提单元(47)的装置(48);和 -用于将离开所述第二汽提单元(47)、在气相中包含氨和二氧化碳的流 的至少一部分直接供给到所述合成反应器(2)的装置(49)。
10. 根据权利要求9的设备，其特征在于包含-用于将离开所述汽提单元(3)、在气相中包含氨和二氧化碳的流直接供 给到所述至少一个浸没型冷凝单元(4)的装置(36)，和-用于将离开所述第二汽提单元(47)、在气相中包含氨和二氧化碳的流 直接供给到所述反应器(2)的装置(49)。
11. 根据权利要求9或10中任一项的设备，其特征在于还包含 -用于将离开所述第二汽提单元(47)、在水溶液中包含尿素和残留的氨基甲酸酯的流供给到所述尿素回收部分的装置(50)。
12. 根据权利要求9至11中任一项的设备，其特征在于，所述第二汽 提单元(47)是使用二氧化碳作为汽提剂的类型的汽提单元，并且其特征在 于还包含-用于将进料二氧化碳的一部分送到所述第二汽提单元(47)的装置 (52)。
全文摘要
一种用于改进尿素生产设备的方法，所述尿素生产设备包含尿素合成用反应器(2)、使用二氧化碳的汽提单元(3)以及至少一个膜型垂直冷凝单元(4)，所述方法包括在所述至少一个冷凝单元(4)中安置用于对离开所述汽提单元(3)的流的至少一部分进行基本上全部冷凝的装置，并且其特征在于还包括安置第二汽提单元(47)；用于将离开所述反应器(2)的反应混合物流的第一部分供给到所述汽提单元(3)的装置(9)；用于将离开所述反应器(2)的反应混合物流的第二部分供给到所述第二汽提单元(47)的装置(48)；和用于将离开所述第二汽提单元(47)的流的至少一部分直接供给到所述合成反应器(2)的装置(49)。
文档编号C07C273/04GK101274906SQ200810085869
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月29日
发明者费代里科·扎尔迪 申请人:乌里阿·卡萨勒有限公司