[發(fā)明專利]用于將氣流引入設(shè)備中、特別是將鈍化氣流引入尿素裝置中的氣體擴散系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480038643.3
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN105636683B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保羅·米諾拉
• 申請（專利權(quán)）人: 塞彭公司
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00;B01J4/00;B01F3/04;C07C273/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 宋融冰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于將氣流、特別是鈍化氣流供給到尿素(即尿素生產(chǎn))裝置的設(shè)備、特別是分解器中的氣體擴散系統(tǒng)和方法。

更具體地，本發(fā)明涉及用于將鈍化氣流供給到尿素裝置分解器、例如尿素裝置的中壓段的分解器中的氣體擴散系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明還涉及裝備有所述氣體擴散系統(tǒng)和/或?qū)嵤┧龇椒ǖ哪蛩匮b置設(shè)備。

背景技術(shù)

眾所周知，工業(yè)上生產(chǎn)尿素是使用如下工藝：基于二氧化碳和氨在高溫、高壓下的反應(yīng)而形成氨基甲酸銨，隨后通過氨基甲酸銨的分解反應(yīng)而形成尿素；然后使生成的尿素溶液逐漸濃縮以重新獲得未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物；最后使尿素以顆?；蛟炝５男问焦袒?。

在典型的用于生產(chǎn)尿素的裝置中(尿素裝置)，該過程中的各階段都是在高壓段、中壓段和低壓段下進行的，在高壓段中還具有氨與二氧化碳在其中反應(yīng)的合成反應(yīng)器，其中各個段都具有用于使氨基甲酸銨分解成尿素的分解器。

因為二氧化碳-氨的反應(yīng)，主要是由于介入的氨基甲酸銨，會嚴重地腐蝕尿素裝置部件零件的不銹鋼，尿素裝置部件零件通常由不銹鋼制成，因此一些尿素生產(chǎn)工藝采用鈍化氧。也就是，包含氧的氣流沿著裝置在預(yù)定的點處注入，以鈍化裝置的金屬(通常是不銹鋼)表面，以防止或減少腐蝕。

例如，將鈍化的含氧的氣流供給到中壓段分解器。

圖1示出了已知的尿素裝置分解設(shè)備(分解器)2的底部的簡化的示意圖。

基本上，分解器2沿豎直軸線A延伸，且包括繞軸線A延伸并容置頂腔(圖1中未示出)和底腔6之間的管束5(僅部分示出)的外殼4。

管束5支撐在底管板7和頂管板(未在圖1中示出)上。

底腔6位于管板7的下方并由容納件或所謂的“保持件”8界定，“保持件”8位于管板7下方并沿軸線A延伸，在連接至殼體4的頂端10和底端9之間。

保持件8大體上向上外擴，并特別包括底部捕獲部分11，其在下方由底部的例如凹形的壁12封閉并具有繞軸線A的大體上圓柱形的側(cè)壁13；以及漏斗狀的、向上外擴的頂部擴散部分14，其具有繞軸線A的截頭錐形的側(cè)壁15。

保持件8具有液相出口16(用于在保持件8底部的捕獲部分11中收集的液相)，其靠近底壁12處并穿過側(cè)壁13；以及氣相入口17，其正好在捕獲部分11中收集的液體的水平面之上并正好在擴散部分14的起點處之下穿過側(cè)壁13。入口17從側(cè)壁13伸入腔6中，并具有向上傾斜的開口自由端。

入口17是鈍化的氣流供給到分解器2中的地方。

盡管有鈍化的氣流，但是，顯著的腐蝕仍然能觀察到，尤其是在中壓段分解器中。

此外，已知的分解器，更具體地為在這些分解器中采用的氣流入口，還存在與入口的設(shè)計相關(guān)的問題。

更具體地，在設(shè)計上，已知的入口允許腐蝕的尿素/氨基甲酸酯混合物(從管束)向下滲透以進入并沉淀，因此潛在地使制造入口的材料惡化。

因為入口的位置—通常正好在分解器的底部積累的液體的水平面之上，因而，例如由超額生產(chǎn)引起的液體水平面的增加可能會部分或完全地浸沒入口，從而阻止了其適當(dāng)?shù)牟僮?。并且由于已知的入口沒有提供排水設(shè)施，因此內(nèi)部的任何液體都無法移除。

換句話說，已知的上述類型的分解器并非沒有缺點。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計為消除已知技術(shù)的上述缺點的氣體擴散系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明的目的是提供設(shè)計為消除或減少腐蝕現(xiàn)象的系統(tǒng)和方法。

根據(jù)本發(fā)明，提供如大體上分別在所附權(quán)利要求1和35中所限定的、用于將氣流、特別是鈍化氣流供給到尿素裝置的設(shè)備、特別是分解器中的氣體擴散系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明的另外的優(yōu)選特征在從屬權(quán)利要求中有所指示。

申請人的研究得出以下結(jié)論：盡管使用鈍化氣體，在尿素裝置的特定零件中、更具體地在鈍化氣體直接供給到的分解器中所遇到的腐蝕現(xiàn)象主要是由于氣體差的和/或不均勻的分配，由此導(dǎo)致存在材料(例如，在分解器的情況下，管束和板的材料)未經(jīng)處理的盲區(qū)。

換句話說，申請人的研究顯示鈍化氣體當(dāng)前注入(到分解器中，但是也注入到尿素裝置的其它零件中)的方式未能將氣體均勻地分配到整個接觸區(qū)域上，由此允許了腐蝕現(xiàn)象的發(fā)展。

具體在分解器中，申請人的研究還顯示了氣相在氣體入口上的管束內(nèi)部的差的分配，由此減少了過程的化學(xué)反應(yīng)效率。

另一方面，使用新類型的氣體擴散系統(tǒng)，本發(fā)明提供了均勻分配鈍化氣體。

換句話說，本發(fā)明保證了鈍化氣流的均勻分配，以使所涉及的整個區(qū)域鈍化，以及至豎直管的均勻供應(yīng)，因此可以使用更便宜的材料以降低分解器的成本。