[發(fā)明專利]尿素生產(chǎn)方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880071606.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN111295370B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·A·M·普斯特延斯;J·A·A·范德蒂拉爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 斯塔米卡邦有限公司
• 主分類號(hào): C07C273/04
• 分類號(hào): C07C273/04;B01D5/00;B01J3/00
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 顧小曼;周琴

本發(fā)明描述了用于生產(chǎn)經(jīng)純化的尿素溶液的方法和裝置。在所述的尿素生產(chǎn)方法中，尿素在不具有高壓汽提器的合成區(qū)段中生產(chǎn)，并且所述尿素溶液在回收區(qū)段之后經(jīng)受純化，以得到經(jīng)純化的尿素溶液和廢氣。所述純化包括例如蒸汽汽提。

本發(fā)明涉及尿素、特別是尿素溶液的生產(chǎn)，并且尤其涉及任選地在用水稀釋之后適用于NOx減排系統(tǒng)的經(jīng)純化的尿素溶液的生產(chǎn)。本發(fā)明特別涉及DEF(柴油機(jī)排氣處理液)、可用水稀釋成DEF的尿素溶液和其他高純度尿素溶液的生產(chǎn)。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)尿素溶液的方法和裝置。尿素產(chǎn)物溶液，任選地在添加水之后，優(yōu)選地適用于催化NOx減少系統(tǒng)，并且優(yōu)選地為DEF溶液。因此，需要非常高的純度。例如，DEF用于在具有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛中用于NOx減排。用于車輛的DEF的組成在ISO22241-1:2006中已標(biāo)準(zhǔn)化。用于車輛的DEF具有約32.5重量％的尿素(即，基本上為低共熔組合物)并且還具有非常低的雜質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，產(chǎn)物尿素溶液也可用于例如工業(yè)裝置以及輪船和火車中的NOx減少。對(duì)于用于鐵軌和船舶應(yīng)用中的NOx減少，根據(jù)ISO 186111-1:2014使用約40重量％的尿素溶液。對(duì)于(化石燃料)發(fā)電裝置的NOx減少，通常使用50重量％的尿素溶液。如本申請(qǐng)中所用的術(shù)語“DEF”包括例如根據(jù)任何所述規(guī)格適合、適應(yīng)和/或標(biāo)識(shí)用于NOx減少的尿素溶液。

對(duì)于DEF，尿素的濃度是重要的，以便允許流體向催化劑的精確給料。低濃度的有機(jī)雜質(zhì)對(duì)于避免堵塞和在催化劑上形成焦炭是重要的。非常低濃度的無機(jī)雜質(zhì)(特別是重金屬)是重要的，因?yàn)檫@些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致SCR催化劑中毒。金屬將聚積在催化劑上，并從而減少壽命。在DEF的參考規(guī)格中，金屬雜質(zhì)的最大限制接近從典型的尿素汽提裝置獲得的尿素流中的典型可實(shí)現(xiàn)濃度。特別是在不正常條件或啟動(dòng)條件期間，來自尿素汽提裝置的尿素溶液中的金屬量超過DEF規(guī)格。在專門設(shè)計(jì)用于僅DEF生產(chǎn)而沒有固體尿素生產(chǎn)的尿素裝置(例如，不具有尿素固化區(qū)段的裝置)的情況下，這可能導(dǎo)致超出產(chǎn)物規(guī)格的顯著量的材料，并且其不能在裝置中(例如，在電池極限內(nèi))處理。ISO 22241-1:2006規(guī)定了小于0.2重量％的以NH₃計(jì)的堿度限制；一些商業(yè)DEF溶液具有低至200ppm(按重量計(jì))的以NH₃計(jì)的堿度。為了降低與DEF溶液接觸的設(shè)備的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，低堿度是期望的。

已知的DEF制備方法是通過在添加熱量的同時(shí)將可商購(gòu)獲得的固體尿素(例如用作肥料，諸如小球和顆粒)溶解在清潔水中。然而，缺點(diǎn)是，由于尿素精加工(例如制粒)通常使用醛作為固化助劑，因此需要對(duì)醛進(jìn)行純化。

WO 2016/010432描述了一種用于制備適于用水稀釋以便形成DEF的尿素產(chǎn)物的方法。該方法涉及在低于大氣壓下進(jìn)行閃蒸結(jié)晶，并包裝結(jié)晶后的尿素粉末。

WO 2016/153354描述了一種用于DEF和尿素硝酸銨(UAN)肥料的一體化生產(chǎn)的方法。

US 2008/0286188描述了一種用于制備含尿素的含水流的方法，該含尿素的含水流適用于在單元中用于減少內(nèi)燃機(jī)排放氣體中的NO_x，其中在尿素生產(chǎn)方法中，該含尿素的含水流直接從回收區(qū)段分離或在回收區(qū)段之后分離，然后用水稀釋直到該含尿素的流包含30重量％至35重量％的尿素。在一個(gè)實(shí)施方案中，該含尿素的流在優(yōu)選地涉及蒸汽汽提的解離步驟之后分離。US 2008/0286188沒有給出關(guān)于來自蒸汽汽提步驟的氣態(tài)流的處理的信息。

尿素裝置通常包括在高壓下操作的尿素合成區(qū)段和在中壓和/或低壓下操作的回收區(qū)段。如果制備固體尿素產(chǎn)物，則該裝置包括在回收區(qū)段下游的蒸發(fā)區(qū)段。蒸發(fā)區(qū)段，例如包括真空蒸發(fā)步驟以蒸發(fā)水)用于生產(chǎn)具有高尿素含量的尿素熔體。尿素熔體在尿素固化單元(諸如制粒單元或造粒塔)中固化。

來自蒸發(fā)區(qū)段的水蒸氣被冷凝，并且冷凝物(其通常包含作為雜質(zhì)的尿素)在廢水處理區(qū)段中被處理，該廢水處理區(qū)段通常包括解吸器和通常的水解單元。經(jīng)處理的冷凝物可用作例如鍋爐給水(BFW)，或者用作例如設(shè)置在回收區(qū)段中的洗滌器的洗滌液體。