[實用新型]一種尿素合成塔

有效

• 申請號: 201020103900.6
• 申請日: 2010-01-25
• 公開（公告）號: CN201729783U
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 項文裕;王永全
• 申請（專利權）人: 寧波金遠東工業科技有限公司
• 主分類號: C07C273/02
• 分類號: C07C273/02;B01J10/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本實用新型涉及一種尿素合成塔，尤其涉及一種尿素合成塔內件分布尺寸的技術，指在合成塔內用于尿素合成塔盤的分布尺寸。

背景技術

我國目前中、小氮肥企業有260多家，產量占全國氮肥總產量的70％以上，尿素合成工業裝置的節能降耗對我國氮肥企業節能和發展起著重要的作用，尿素裝置中的尿素合成塔是最關鍵的設備，而合成塔中塔盤的分布尺寸是否合理又是決定尿素合成塔是否高效的核心。由于傳統的尿素合成塔盤一般只在分布在尿素合成塔的下部，整個塔85％是沒有安裝塔盤的。下部安裝的是旋流板、多孔板，間距一般600mm左右，多孔板能有效解決尿素合成塔內介質軸向返混問題，而傳統的旋流板由于是單一設置，在反應前期還能有較好的增強介質的混合度，而尿素合成反應后期由于氣體的減少，單一設置的旋流板所起的作用已經很不明顯了，所以，在提高尿素合成塔的有效容積和二氧化碳的轉化率方面是很低的，一般在1％左右。

我公司根據尿素合成塔內介質流動和反應的規律，利用氣室原理開發了球帽型尿素合成塔板，該塔板即能有效解決塔內介質的返混問題，又能部分提高介質內氣、液混合度，該產品使二氧化碳的轉化率提高2％左右，使了后工段分解與吸收的負荷降低20％左右，并在1999年獲國家專利(專利號：ZL99230464.4)。

尿素合成塔內隨著反應的進行介質的比重是變化的，加上尿素合成塔是立式的和液體從下往上流動的原理：尿塔塔底通入CO₂氣體，體積大、比重小，而塔頂大部分CO₂生成了尿素，密度加大，一般塔底為675kg/m³，塔頂1100kg/m³，相差近一倍，重的物料往下沉，產生軸向返混，下沉方向與工藝物料走向相反，加劇了返混作用；塔壁效應導致環流現象產生，尿液在塔內流動時因塔壁阻力大，越靠近塔壁流速越慢，越靠近中心軸位置流速越快，這種塔壁效應與前項因素疊加會產生一種徑向的從中心軸往塔壁流動的環流現象，使部分物料在塔內循環而損失了有效容積，導致二氧化碳轉化率下降，因此尿素合成塔盤結構和其在塔內分布的尺寸是改善和減少塔內返混的重要措施，是提高二氧化轉化率和尿素增產、降耗的重要技術手段。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種塔盤間距設計更加合理科學的尿素合成塔，它不僅能很好地解決塔內返混現象，大幅度地提高二氧化碳轉化率，而且節省了投資。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種尿素合成塔，其包括有塔體及分布在塔體下部、中部、上部中的塔盤，其特征在于所述的塔體中部、上部中的塔盤間距在950-1200mm范圍里。

作為改進，所述的塔體下部中的塔盤是采用采用旋流板，而塔體中部、上部中的塔盤采用氣室型球帽塔盤。

最后，所述的塔體中部、上部中的塔盤的間距根據裝置的生產強度不同和在不同的高度位置分別選用不同的塔盤間距。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：它不僅能很好地解決塔內返混現象，大幅度地提高二氧化碳轉化率，而且節省了投資，可以根據尿素合成塔生產強度不同和在不同的高度位置分別選用不同的塔盤間距，通過在全國多座尿素合成塔中實驗性采用證明，在提高尿素產量的同時，單位尿素產品的能耗也得到降低，這樣就在降低整個尿素合成塔投資方面探索出了技術依據，為我國氮肥企業的技術進步和裝備水平的提高奠定實際基礎。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例合成塔的結構剖視圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

我公司的球帽型尿素合成塔盤是在塔盤結構上較好解決了尿液返混現象，此技術在1999年獲國家專利(專利號：ZL99230464.4)，但塔盤的分布尺寸同樣是一項非常關鍵的技術指標，一臺尿素合成塔一般高度都在20m以上，許多高達30m，每層塔盤的間距是很重要的，間距太小不僅增加了塔盤的數量和占用了尿素合成塔內寶貴的容積，而且增加了投資；而塔盤的間距太大又不能很好地解決塔內返混現象。我公司經過大量的模擬計算和現場反復調整，摸索出了塔盤的最佳間距，在多座尿素合成塔中實踐取得了較好的效益。不僅節省了投資而且二氧化碳轉化率也大幅度得到提高。

傳統的尿素合成塔只是下部安裝了塔盤，一般是旋流板和多孔板，間距一般600mm左右，上部90％(17-28m)是空的，由于尿素合成塔內的介質是變化的：既包括化學性質，也包括物理性質，密度和粘度也有很大變化，塔盤的間距小不僅增加了塔盤的數量，增加了投資，而且減少了尿素合成塔內寶貴的容積，我公司經過反復調整、實驗和分析比較，最終在投資和效益比上確定了塔盤3的最佳間距，及950-1200mm之間，根據尿素合成塔生產強度不同和在不同的高度位置分別選用不同的塔盤間距，塔體1下部中的塔盤是采用采用旋流板2，而塔體1中部、上部中的塔盤采用氣室型球帽塔盤3，通過在全國多座尿素合成塔中實驗性采用證明(雙方保密情況下)，在提高尿素產量的同時，單位尿素產品的能耗也得到降低，這樣就在降低整個尿素合成塔投資方面探索出了技術依據，為我國氮肥企業的技術進步和裝備水平的提高奠定了實際基礎。