[其他]濃縮尿素溶液的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 88102271
• 申請(qǐng)日: 1988-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN88102271A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 基斯·喬克爾斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 斯塔米卡本公司
• 主分類號(hào): C07C126/02
• 分類號(hào): C07C126/02;C07C126/08
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 楊松堅(jiān)

本發(fā)明涉及將水分由尿素溶液蒸發(fā)而濃縮尿素溶液的方法。

由二氧化碳和過(guò)量氨制備尿素時(shí)，在合成反應(yīng)段首先生成含氨基甲酸鹽和游離氨的尿素合成溶液。氨基甲酸鹽分解成氨和二氧化碳，并且分解產(chǎn)物的溶液中的一部分氨和水，經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段由溶液中分離出去。結(jié)果生成一種尿素水溶液，其中含有約70-75重量份的尿素，而其中仍存在氨和二氧化碳。而這種溶液不適于作肥料及生產(chǎn)樹(shù)脂之用。按一般方法，必須首先經(jīng)處理生成固態(tài)尿素，在該過(guò)程中，約25-30重量份的水和剩存的氨和二氧化碳至少經(jīng)蒸發(fā)而使其大部分被除去，或?qū)⒛蛩赜扇芤褐薪Y(jié)晶，并將晶體熔化，由此所得的尿素熔化物再轉(zhuǎn)化成粒狀物。由于尿素溶液暴露于高溫會(huì)導(dǎo)致尿素分解及縮二脲的生成，而該縮二脲在尿素應(yīng)用作肥料及生產(chǎn)樹(shù)脂時(shí)都是不希望產(chǎn)生的，因此一般將尿素溶液在減壓下蒸發(fā)，以避免過(guò)高的蒸發(fā)溫度。此外，從經(jīng)濟(jì)方面出發(fā)，蒸發(fā)過(guò)程經(jīng)常是分二步或多步進(jìn)行，其中第一步驟或其它步驟中，在稍低減壓下將大部分水分除去，由此在接著進(jìn)行的最后一步蒸發(fā)過(guò)程中，可在相當(dāng)?shù)蛪毫ο逻M(jìn)行，直到制得尿素熔物，它基本上不含水分，并且含水是少于0.5重量份。然而，也可以將由第一蒸發(fā)步驟所得的溶液（其中一般含90-97%重量份尿素），例如直接送入成顆粒過(guò)程而無(wú)需進(jìn)一步濃縮。

實(shí)際的蒸發(fā)操作中，將欲濃縮的溶液通過(guò)一豎直管道組，而蒸發(fā)所需的熱量是通過(guò)將低壓蒸汽在圍繞管道的外殼中冷凝而獲得的。

已經(jīng)有人提出過(guò)，可以利用由氣體和液體工藝料流產(chǎn)生的熱量，該料流是由合成尿素中的濃縮尿素溶液所得到的，例如可參見(jiàn)非早期公開(kāi)的荷蘭專申請(qǐng)8602770號(hào)。在該專利申請(qǐng)中述及一種尿素合成方法，其中在合成區(qū)段中，在125-350巴壓力下，首先生成尿素溶液，在該溶液中除含有尿素和水外，還含有氨基甲酸鹽和游離氨。尿素合成溶液經(jīng)多步分解階段處理過(guò)程，其中包括在合成壓力或較合成壓力為低的壓力下進(jìn)行的第一步處理，和在4-40巴壓力下進(jìn)行的第二步處理，借此以分解氨基甲酸鹽，并從溶液中將分解產(chǎn)物與游離氨和一定數(shù)量的水分一起除去。然后，剩余的溶液通過(guò)二步尿素溶液蒸發(fā)過(guò)程來(lái)濃縮。在第一蒸發(fā)階段中所需的熱量是通過(guò)氣體混合物的冷凝而取得的，該氣體混合物來(lái)自在4-40巴壓力下的第二分解階段。所述氣體混合物是通過(guò)將經(jīng)提取的尿素合成溶液經(jīng)膨脹，隨后將膨脹的反應(yīng)混合物與由第一分解階段的氣體混合物進(jìn)行熱交換而生成的，而后者冷凝生成氨基甲酸鹽。如果冷凝過(guò)程中所釋放的熱量不足于滿足此蒸發(fā)價(jià)段所需的熱量需求，則需由另外的低壓蒸發(fā)的冷凝來(lái)提供額外的熱量。

在下述說(shuō)明中所用的蒸發(fā)階段應(yīng)理解為一種濃縮階段，其中由尿素合成中所得到的尿素溶液被濃縮，使其尿素含量高達(dá)約97%（重量）。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)诙伟被姿猁}分解階段在4-40巴壓力下操作時(shí)是在一定恒定的壓力下，以及當(dāng)經(jīng)膨脹至該壓力的經(jīng)提取的尿素合成溶液和在第一冷凝區(qū)內(nèi)冷凝成氨基甲酸鹽的氣體混合物之間進(jìn)行熱交換時(shí)，是在給定的加熱表面下進(jìn)行時(shí)，則由該階段排放的含尿素溶液具有恒定的組成。該組成在實(shí)際上與存在于尿素合成溶液中的氨基甲酸鹽在提取區(qū)之中的提取程度無(wú)關(guān)。因此，加入到提取區(qū)中的含尿素溶液的熱量，和加入到第一冷凝區(qū)中熱交換器的熱量的總量保持恒定。由于在兩種情況下的蒸發(fā)熱幾乎相同，這也意味著在提取區(qū)中所生成的分解氣體的量，和在第一冷凝區(qū)中由于供熱而分解氣體量的總量也是恒定的。由于在提取區(qū)中所得的氣流是在第一冷凝區(qū)中被冷凝，并且在第一冷凝區(qū)的熱交換過(guò)程中所得氣流是在蒸發(fā)階段中冷凝，因而供入提取區(qū)中的熱量就決定了加入蒸發(fā)階段的氣流量。因此，藉助加入到提取區(qū)的蒸汽壓力的變化，來(lái)控制加入蒸發(fā)階段的氣流量是可能的。

為了保證尿素生產(chǎn)不受干擾，并制得良好的最終產(chǎn)物，就需要使得從蒸發(fā)階段所排放的尿素溶液的溫度和濃度能保持恒定，如濃度為95%（重量），溫度為130℃。在生產(chǎn)尿素時(shí)，尤其是對(duì)所產(chǎn)生的尿素溶液進(jìn)行蒸發(fā)時(shí)，有許多因素可影響其濃度和溫度，例如回流到欲濃縮溶液的固體物或尿素溶液，或者是所用真空度的波動(dòng)等因素。而在蒸發(fā)階段中尿素溶液濃度和/或溫度的波動(dòng)，一般可通過(guò)調(diào)整供入此蒸發(fā)階段的熱量而得到調(diào)正。