[發明專利]一種尿素合成的方法

有效

• 申請號: 201410805004.7
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104529829A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 郭瑞總
• 申請（專利權）人: 嵊州領航信息科技有限公司
• 主分類號: C07C273/04
• 分類號: C07C273/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種尿素合成的方法，屬于化工領域。

背景技術

尿素是一種基礎的化工產品，我國是農業大國，尿素用量巨大，尿素的產能關系到國家農業食品安全。目前大中型尿素裝置采用的生產工藝有：水溶液全循環法、中壓聯尿法、二氧化碳汽提法、氨氣提法。

水溶液全循環法：此法是我國大多數中小型尿素廠生產所采用的方法，生產工藝成熟，操作方便可靠，機泵和非標設備均國產化，其特點是合成塔內轉化率較高，未反應物采用二段減壓分解，動力消耗較大，尾氣壓力、溫度均較低，爆炸的危險性小。

二氧化碳汽提法：自70年代開始，我國先后引進十幾套二氧化碳汽提法尿素生產裝置，多為大型裝置，其特點是工藝流程短，合成壓力低，動力消耗少，但操作條件苛刻，腐蝕較為嚴重，尾氣有燃爆危險，操作彈性小。改進型CO₂汽提法，原料氣增設了脫硫脫氫裝置，減輕了腐蝕，降低了爆炸危險，同時，一次性投資也較大。

中壓聯尿法：此法適用于以天然氣為原料的合成氨廠，其特點是熱利用好，分解率高，取消了低壓分解，簡化了流程，由于甲銨溫度較高，HO₂/CO₂較低。甲銨泵的腐蝕較嚴重，泵的材料要求苛刻。

可見上述主流尿素生產工藝均存在明顯缺點和局限性。

尿素造粒塔是尿素產品生產中的關鍵設備，它通過自然通風使融熔尿素在下落過程中達到凝固成型和冷卻。所以在尿素造粒塔頂排放氣中就會夾帶有不可忽視的尿素粉塵，這些尿素粉塵大部分將降落在附近數公里內的地面，不僅腐蝕物體，而且危害作物的生長，造成附近樹木枝葉枯萎，破壞廠區綠化和清潔文明生產，這種污染也損害附近人員的健康。

目前尿素粉塵回收技術主要有機械通風造粒塔回收技術、自然通風造粒塔回收技術、電除塵回收技術。粉塵回收要充分考慮多方面的因素，除技術因素外，還要考慮配套設施。但是對粉塵回收采用何種方法要受不同的塔型，不同的生產工藝的影響。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種尿素合成的方法，具體步驟包括：(1)、從二氧化碳儲罐輸送來的二氧化碳先通過一個帶有水封的二氧化碳液滴分離器，將二氧化碳氣體中的水除去，然后進入二氧化碳五段壓縮機，二氧化碳氣體經過一、二、三段壓縮后，壓力為2.4MPa左右，溫度為40℃，進入除油脫硫槽脫硫后，進入中壓二氧化碳加熱器用蒸汽加熱，溫度升至150℃以上，進入脫氫反應器，在脫氫反應器中二氧化碳氣體中的H₂和其他可燃性氣體被燃燒掉，然后二氧化碳氣體進入中壓二氧化碳冷卻器，用冷卻水冷卻后進入氣液分離器，分離后的二氧化碳氣體返回至二氧化碳壓縮機四段入口，再經四、五段壓縮，最終絕對壓力14.6MPa；

(2)、原料液氨從合成氨車間氨庫送來，進入液氨過濾器除去液氨中夾帶的固體雜質和油類，然后進入液氨緩沖槽，經流量計量后進入高壓氨泵，用高壓氨泵把液氨增壓到絕對壓力18.34MPa后送入高壓噴射器，高壓噴射器連接高壓冷凝器；

(3)、經過五段壓縮的二氧化碳送入高壓冷凝器頂部，從高壓噴射器來的液氨也送到高壓冷凝器的頂部，上述兩種物流在高壓冷凝器內相混合，控制進入流量使進入高壓冷凝器的NH₃/CO₂摩爾比為3～3.5，高壓冷凝器設有垂直列管，高壓冷凝器頂部的溫度約為180～183℃，由高壓冷凝器底部來的甲銨液、氨和二氧化碳混合物通過溢流管流進入尿素合成塔底部，合成塔液位保持在溢流管漏斗上面至少1米，合成塔內設有十一塊篩板，尿素溶液從尿素合成塔底部流出；

(4)、含有未轉化的NH₃和CO₂以及惰性氣體由合成塔送入高壓洗滌器，在高壓洗滌器中，NH₃和CO₂得到充分的冷凝，在高壓洗滌器下部設有冷卻器，冷卻器采用調溫水來冷卻，用高壓洗滌器循環水泵將調溫水先后流過高壓洗滌器和高壓洗滌器循環水冷卻器，調溫水取走了高壓洗滌器中的冷凝熱，從而使調溫水的溫度由80℃被加熱到95℃，此熱量由高壓洗滌器循環水冷卻器移走，調溫水再次從95℃被冷卻到80℃，在這個密閉循環系統中溫度是用控制流過高壓洗滌器循環水冷卻器的流量而自動控制的，冷凝得到的液氨返回氨庫，二氧化碳返回二氧化碳儲罐；