用于改造自汽提尿素設備的方法和合成尿素的方法技術

本發明專利技術公開了一種用于改造自汽提尿素設備的方法，在該方法中，在現有的高壓段與中壓段之間安裝了一個中間回收段（30）；高壓段輸出的尿素溶液流（15A）被定向到所述中間段（30），來自所述中間段的濃縮尿素溶液流（15B）被定向到所述中壓段，所述中間段在高壓段壓力與中壓段壓力之間的壓力下操作。本發明專利技術還公開了相關的方法和設備。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于改造自汽提尿素設備的方法。本專利技術還涉及一種用于合成尿素的新型自汽提方法及相關設備。
技術介紹
自汽提或熱汽提方法及相關設備已經公開，如在GB1542371中的公開。這個方法也以其開發者的名字Snamprogetti被提及。在柯克-奧斯莫的《化工技術百科全書》第三版，第 23 卷，第 548-562 頁(Kirk-Othmer, Encyclopedia of ChemicalTechnology, 3rd Ed,Vol 23，p. 548-562)中也可找到相應的描述。自汽提尿素設備包括高壓回路，通常在約140_160bar的壓力下操作；中壓(MP)段和低壓(LP)回收段，在MP段和LP段中，由高壓回路輸出的尿素溶液被處理來分解氨基 甲酸鹽和循環氨。作為指示，MP段可以在約10-20bar的壓力下進行操作，LP段可以在幾個(例如3-4) bar的壓力下操作。例如對于高、中及低壓段的常用值分別為150-17-3. 5bar。高壓回路通常包括合成反應器、蒸汽熱式汽提器和臥式釜式冷凝器。所有這些裝置基本在相同的壓力下操作。氨與CO2在所述合成反應器中反應得到尿素水溶液，其含有氨及未轉化的氨基甲酸銨；所述溶液在高壓汽提器中被加熱以分解氨基甲酸鹽和回收氨；在汽提器中產生的含有氨和CO2的蒸汽相在高壓冷凝器中被冷凝，并被循環至所述反應器。汽提過程在熱的幫助下進行，例如由熱蒸汽提供的熱，并且無外部汽提介質如二氧化碳(熱汽提)的添加，或使用在溶液中存在的氨的一部分作為汽提劑(氨汽提)。在本描述中，術語自汽提尿素設備被用于表示含有高壓熱汽提段或氨汽提段的尿素設備。在改造現有的自汽提尿素設備方面，人們存在濃厚的興趣。當改造現有設備時，出于經濟的原因，只要有可能，應該盡量保持現有可用的設備。本申請人已經注意到主要瓶頸是中壓段和低壓段的容量。例如，當高壓回路升壓時，更大流量的尿素溶液被排出至下游的MP/LP段，這意味著相當大的量的氨基甲酸鹽的分解和氨的回收。所述MP段和LP段的現有可用部件，包括分解器、冷凝器等，通常接近其最大容量，不能滿足這個增加的負荷。因此，實際上發現了瓶頸在MP段和LP段。改造MP段和/或LP段，連同高壓段，將會涉及幾個壓力釜的添加或更換，繼而涉及到相當高的成本，這可能導致整體的干預缺乏吸引力。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決上述不足，并提供一種用于給自汽提尿素設備升壓的有效解決方案。本專利技術的想法是向尿素溶液的加工處理中增加另一個壓力水平，所述尿素溶液是由HP段或反應器輸出的。在MP段的上游，即在高于設備的初始中壓的條件下，增加進一步的氨基甲酸鹽分解和氨基甲酸鹽回收步驟。根據本專利技術的不同實施例，所述進一步的氨基甲酸鹽分解步驟可以接收所述反應器輸出的尿素溶液的一部分和/或接收由高壓汽提得到的濃縮尿素溶液的一部分或全部。因此提出了一種用于改進自汽提尿素設備的新方法，所述設備包括高壓尿素合成段，該段至少具有反應器、熱汽提器或氨汽提器和冷凝器，所述設備還包括中壓處理段和低壓回收段，該方法的特征在于如下步驟-安裝了中間段，并且將其連接在高壓合成段與中壓段之間；-在所述高壓段產生的尿素溶液流被定向至所述中間段；-來自所述中間段的濃縮溶液流被定向至所述中壓段；-所述中間段適于在中間壓力下分解氨基甲酸鹽并回收所述尿素溶液中含有的氨基甲酸鹽，在所述中間壓力下得到所述濃縮溶液流，所述中間壓力低于所述合成段的工作壓力并且高于所述中壓段的工作壓力。 增加的中間段優選至少包括分解段和回收段，例如分別用分解器和冷凝器來實現。將尿素溶液重新定向至所述中間段的步驟，以及將濃縮溶液定向至下游MP段的步驟，是根據本身公知的技術，通過提供必要的管道、閥門、泵及輔助設備來實施的。根據一些實施例，由所述高壓段輸出的并且原來被定向至所述中壓段的尿素溶液流，至少部分被重新定向至所述中間段。在優選的實施例中，所述高壓段輸出的尿素溶液流全部被重新定向至新安裝的中間段。根據其他的實施例，由所述反應器輸出的并且原來被定向至所述高壓熱汽提器或氨汽提器的尿素溶液流，部分被重新定向至所述中間段。上述實施例可以進行結合，即本專利技術包括如下實施例，在這些實施例中，由所述反應器輸出的尿素溶液和由所述高壓汽提器輸出的較濃縮的尿素溶液兩者都被定向至所述中間段。最終，所述尿素溶液和濃縮的(汽提的)尿素溶液在進入所述中間段之前可進行混合。在本專利技術的又一些實施例中，所述中間段與所述高壓汽提段相并列。例如，由所述反應器輸出的尿素溶液被分成兩部分；第一部分被定向至高壓汽提器，第二部分被定向至所述中間段。在一些實施例中，可以增加所述高壓合成段的容量。容量的增加可以通過改進所述合成段的任一部件來實現，所述部件例如反應器、汽提器和冷凝器，或通過向所述合成段增加更多的設備來實現。所述中間段的公稱壓力優選在30_100bar范圍內，更優選70_80bar。在一個優選的實施例中，所述中間段的設備至少包括分解器、冷凝器和精餾塔。本專利技術的優點在于，通過將來自所述高壓汽提器或來自所述反應器的尿素溶液的至少一部分重新定向至所增加的中間段，克服了所述MP段和LP段的瓶頸問題。如果合成段被加壓，所述合成段的容量可被持續的增加，而同時，由于額外的負荷由新安裝的中間段完成了，下游MP段和LP段的負荷被保持基本不變。也就是說，本專利技術允許以顯著的方式給所述HP段加壓，并允許通過增加中間段來克服下游MP段和LP段的瓶頸。根據本專利技術的一些實施例，安裝與所述高壓汽提器并列的中間段所具有的優點在于，來自反應器的尿素溶液流的加工被分流在所述HP汽提器和所述新的中間段之間。這個優點是有用的，例如在反應器的容量被增加的案例中，或在HP汽提器為設備的瓶頸的案例中，或在安裝了另一個或多個反應器的案例中。在實踐中，與常規的方法相比，改進的設備使用改進的具有另一個壓力水平的自汽提方法操作。所述方法是本專利技術的又一個方面。本專利技術的另一個方面是根據新的操作方法而設計的尿素設備，如所附權利要求中所述。更具體地，本專利技術的一個方面是用于合成尿素的自汽提方法，包括高壓反應、高壓熱汽提或氨汽提，以及中壓和低壓回收，該方法的特征在于尿素溶液流在中間壓力下進行分解的工藝步驟，所述尿素溶液流包括由所述反應器輸出的尿素溶液和/或由所述熱汽提或氨汽提輸出的濃縮尿素溶液，所述中間壓力低于所述高壓并高于所述中壓，從而得到處于中間壓力的濃縮溶液，并且，所述處于中間壓力的濃縮溶液被定向至所述中壓下的進一步處理。相關的尿素設備，包括高壓段，所述高壓段至少具有尿素反應器、熱汽提器或氨汽提器以及冷凝器；中壓尿素回收段和低壓尿素回收段；中間段，所述中間段安裝并連接在所述高壓段與所述中壓段之間，所述中間段至少包括分解段和回收段，所述分解段和所述回收段在中間壓力下操作，所述中間壓力低于所述合成段的工作壓力并高于所述中壓段的工作壓力，所述中間段與所述高壓段和所述中壓段連接以便于所述分解段接收尿素溶液流，所述尿素溶液流包括由所述反應器輸出的尿素溶液和/或由所述熱汽提或氨汽提輸出的濃縮尿素溶液，并且，所述中間分解段輸出的濃縮溶液被定向至所述中壓段。·在本專利技術的所有實施例中，所述高壓段可包括一個或多個反應器、一個或多個汽提器或一個或多個冷凝器。通過以下結合附本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安德里亞·斯考托，塞麗娜·加比亞蒂尼，保羅·貝爾蒂尼，
申請(專利權)人：烏里阿·卡薩勒有限公司，
類型：
國別省市：