[發(fā)明專利]提高現(xiàn)有尿素工藝生產(chǎn)能力的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580042433.2
• 申請日: 2005-11-11
• 公開（公告）號: CN101076512A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰內(nèi)斯·亨利克斯·孟內(nèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司
• 主分類號: C07C273/04
• 分類號: C07C273/04
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 肖善強

本發(fā)明涉及提高現(xiàn)有尿素工藝生產(chǎn)能力的方法，在所述工藝的高壓段，包括：二氧化碳與氨在其中反應(yīng)以形成尿素的反應(yīng)器；通過供給熱量將來自反應(yīng)器的工藝流在其中汽提的熱汽提器，或通過供給熱量并借助于作為汽提氣的氨將來自反應(yīng)器的工藝流在其中汽提的氨汽提器；以及將汽提氣在其中冷凝的冷凝器，然后將形成的冷凝液返回反應(yīng)器。

這樣的現(xiàn)有工藝在例如Ullmann’s?Encyclopedia?of?IndustrialChemistry，第A27卷，1996，第344-350頁中被描述為Snamprogetti自汽提工藝。

在這樣的工藝中，氨和二氧化碳在15.0-16.5MPa的壓力和3.0-4.0mol/mol的N/C比下在反應(yīng)器中接觸。在反應(yīng)器中形成的工藝流被輸送至高壓汽提器，在其中將此工藝流加熱以分解氨基甲酸銨并排出過量的氨，連同氨基甲酸銨分解所得的氨和二氧化碳，作為來自高壓汽提器的氣體流。氨在這里也可用作汽提氣。來自高壓汽提器的氣體流在高壓冷凝器中被部分冷凝，來自中壓回收段的氨基甲酸銨流也被添加至所述高壓冷凝器。然后，來自高壓冷凝器的氣體/液體流被供給至高壓分離器，通過噴射器將液體部分返回反應(yīng)器。來自高壓分離器的氣體被輸送至中壓回收段。

本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的一種方法是，通過用較大設(shè)備部件替換那些形成工藝瓶頸的工藝部件來提高現(xiàn)有工藝的生產(chǎn)能力。需要被較大單元替換的設(shè)備部件的例子是尿素反應(yīng)器。這樣的工藝描述在例如EP-0751121-A1中。該專利公開了Snamprogetti自汽提工藝的生產(chǎn)能力可以通過引入第二反應(yīng)器或通過用較大的反應(yīng)器替換現(xiàn)有的反應(yīng)器來提高。

以此方式擴大反應(yīng)器的缺點是為了保持最初的工藝條件還需要用較大的泵來替換昂貴的高壓氨泵。還可能需要用具有較高生產(chǎn)能力的單元來替換冷凝器和汽提器。

替換反應(yīng)器和高壓氨泵的缺點是成本高。

本發(fā)明的目的是開發(fā)一種用于提高尿素工藝生產(chǎn)能力的工藝，而盡可能避免替換昂貴的設(shè)備。

上述目的通過以下方式實現(xiàn)：

·反應(yīng)器中的N/C比為2.8-3.3mol/mol之間；

·工藝高壓段的壓力為13.5-16.0MPa之間；

·來自反應(yīng)器的工藝流的至少一部分在CO₂汽提器中被汽提，在所述CO₂汽提器中，通過供給熱量并借助于作為汽提氣的二氧化碳來汽提來自反應(yīng)器的工藝流；以及

·提高工藝高壓段的冷凝能力。

N/C比為反應(yīng)器中的氨(N)與二氧化碳(C)的摩爾比。在現(xiàn)有的尿素工藝中，此比值為3.0-4.0mol/mol。提高現(xiàn)有工藝生產(chǎn)能力所采取的一種方法是將N/C比降低至2.8-3.3mol/mol。

在現(xiàn)有尿素工藝中，工藝高壓段的壓力為15.0-16.5MPa。為了提高現(xiàn)有尿素工藝的生產(chǎn)能力，將此壓力降低至13.5-16.0MPa。

提高生產(chǎn)能力的第三個要求是，在CO₂汽提器中至少部分地汽提來自反應(yīng)器的工藝流(包含尿素、氨、二氧化碳、水和氨基甲酸銨)，在所述CO₂汽提器中，通過供給熱量并借助于作為汽提氣的二氧化碳來汽提來自反應(yīng)器的工藝流。在現(xiàn)有工藝中，這意味著要添加CO₂汽提器。因此，生產(chǎn)能力經(jīng)提高的工藝包括熱汽提器或氨汽提器以及汽提至少一部分來自反應(yīng)器的工藝流的CO₂汽提器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地控制工藝流在這兩種汽提器之間的最優(yōu)分配。

還可以將現(xiàn)有的熱汽提器或氨汽提器改造成CO₂汽提器，由此將來自反應(yīng)器的全部工藝流在CO₂汽提器中汽提。當(dāng)然，也可以用新的CO₂汽提器來替換現(xiàn)有的熱汽提器或氨汽提器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有的熱汽提器或氨汽提器的狀況進行上述兩種選擇，但應(yīng)當(dāng)考慮到，對于提高生產(chǎn)能力，無論設(shè)備的物理狀況是否良好，都應(yīng)當(dāng)避免替換高成本的設(shè)備。然而，為了對工藝進行技術(shù)簡化，優(yōu)選在CO₂汽提器中汽提來自反應(yīng)器的全部氣體流。

提高現(xiàn)有尿素工藝生產(chǎn)能力的第四個要求是提高工藝高壓段的冷凝能力。這可以通過不同的方式實現(xiàn)。例如，可以增加高壓洗滌器或第二高壓冷凝器。或者，可以提高現(xiàn)有冷凝器的冷凝能力。

來自冷凝器的尾氣至少部分地在高壓洗滌器中冷凝。

可以通過兩種方式設(shè)計高壓洗滌器：

1.通過借助于熱交換器的冷卻，然后用中壓氨基甲酸鹽溶液洗滌，實現(xiàn)將氨和二氧化碳從尾氣中基本上完全洗滌。