在用于尿素合成的氨汽提或自汽提设备中，公开了一种壳管式汽提塔，具有由根据UNS S32906的双相不锈钢29Cr-6.5Ni-2Mo-N或根据UNS S32808的双相不锈钢27Cr-7.6Ni-1Mo-2.3W-N制得的一束管。还公开了改造尿素生产装置的方法，包括改造氨汽提设备、自汽提设备以及常规全循环设备，其中所述双相不锈钢是用于汽提塔的管。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造或改造氨汽提和自汽提尿素设备。
技术介绍
尿素合成工艺及其相关设备的概述可以在乌尔曼工业化学百科全书，德国威利出版社，卷A27(Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry,Wiley-VCHVerlag,vol.A27)中找到。汽提工艺在20世纪60年代被引入，目前在全球的尿素生产中占主要地位。在汽提工艺中，离开反应器的合成溶液在基本上与反应器相同的高压条件下进行加热。因此，该氨基甲酸铵在液相中分解为氨和二氧化碳，且部分释放出的氨和二氧化碳由液相转变为气相。从该汽提塔收集的气相，含有未转化的氨和二氧化碳，被冷凝并循环到该反应器中。氨汽提工艺采用氨作为汽提剂，以促进上述工艺。自汽提工艺未采用汽提剂，溶液的汽提仅通过热量供应来实现。氨汽提工艺和自汽提工艺是众所周知的，用其开发者的名字也被统称为斯纳姆普罗盖提(Snamprogetti)工艺。由于热量导致尿素溶液的汽提，自汽提工艺也被称为热汽提工艺。一个不同的汽提工艺是CO2汽提工艺，其中气态二氧化碳被用作汽提剂。斯塔米卡邦(Stamicarbon)工艺和ACES工艺是公知的CO2汽提工艺的例子。本专利技术涉及斯纳姆普罗盖提(Snamprogetti)工艺和相关设备。在本说明书和权利要求书中，任何对自汽提工艺或设备的引用须同样地被作为对氨汽提工艺或设备的引用，反之亦然。自汽提尿素装置主要包括高压合成回路、中压段和低压回收段。高压合成回路通常包括合成反应器、蒸汽加热的汽提塔和卧式釜冷凝器，冷凝器基本上在相同的压力下操作，通常约为140至160巴。尿素水溶液离开反应器后，包括氨和未转化的氨基甲酸铵，被汽提获得含有氨和CO2的气相，被冷凝于高压冷凝器并循环到所述反应器中。以下中压段和低压段分解未反应的氨基甲酸盐并从离开高压区的尿素水溶液中回收氨。合成回路提供高压、高温和存在腐蚀性溶液的组合。特别是，氨基甲酸铵被认为是对钢最有侵蚀性的。由于汽提管在高温高压、高浓度的氨基甲酸盐和低氧气下操作，并且汽提管是最关键的部件之一，因此，合适的材料的选择是一个挑战。在过去很长一段时间里氨汽提和自汽提设备采用钛汽提管。为了克服钛管内部的侵蚀问题，我们引入了双金属管，包括由奥氏体不锈钢制成的外部管和由锆制成的内部管。这种观念的进一步发展导致全锆管或双金属钛-锆(Ti-Zr)管的产生。在这方面，EP-A-1577632公开了由钛制成的管，或由涂覆有锆层或锆合金层的钛合金制成的管，适用于斯纳姆普罗盖提(Snamprogetti)尿素设备的汽提管中。与此相反，CO2汽提工艺已使用特殊不锈钢，包括高合金不锈钢和双相不锈钢。该双相不锈钢具有既显示铁素体又显示奥氏体的两相结构的特点，并且通常具有高的铬含量。总之，到目前为止现有技术已经促使CO2汽提设备的汽提管使用优质钢，和用于氨汽提或自汽提设备的管的更复杂的解决方案(钛管、锆或双金属管)。由于斯纳姆普罗盖提(Snamprogetti)设备占世界尿素生产能力大部分份额，因此提供一种改善其性能的有效方法是有动机的，特别是改造现有的设备。本专利技术正面临这一问题。
技术实现思路
申请人已经惊奇地发现某些双相不锈钢也可成功地用在自汽提和氨汽提设备中用于制造汽提塔的管。根据本专利技术，采用以下双相不锈钢中的一种：A)钢，即29Cr-6.5Ni-2Mo-N，其也由ASME规范2295-3和UNSS32906指定，或者：B)DP28WTM钢，即27Cr-7.6Ni-1Mo-2.3W-N，其也由ASME规范例2496-1和UNSS32808指定。根据公知的标准给出合适的材料的上述指定，这是本领域技术人员所熟悉的，即：DIN标准命名法、ASME规范和UNS(UnifiedNumberingSystem，统一编号系统)指定。根据所述A)选项的双相不锈钢，即钢，优选地具有下列组成(质量％)：C:最大值0.05,Si:最大值0.8Mn:0.3-4.0Cr:28-35,Ni:3-10,Mo:1.0-4.0N:0.2-0.6,Cu:最大值1.0W:最大值2.0S:最大值0.01Ce:0-0.2。所述铁素体含量按体积计优选为30-70％，更优选为30-55％。更优选地，根据A)选项的所述钢含有(重量％)：C最大值为0.02，Si最大值为0.5，Cr29-33，Mo1.0-2.0，N0.36-0.55，Mn0.3-1.0。根据B)选项的所述双相不锈钢，即DP28WTM钢，优选地具有下列组成(质量％)：C：小于或等于0.03，Si：小于或等于0.5，Mn：小于或等于2，P：小于或等于0.04，S：小于或等于0.003，Cr：大于或等于26，但小于28，Ni：6-10，Mo：0.2-1.7，W：大于2，但不超过3，N：大于0.3，但不超过0.4，剩余部分由Fe和杂质构成，其中，Cu作为杂质的含量不超过0.3％。更优选地，根据B)选项的所述钢包括：27-27.9％的铬(Cr)；7％-8.2％的镍(Ni)；0.8％-1.2％的钼(Mo)；2％-2.5％的钨(W)；0.3-0.4％的氮(N)。上述所有的百分数都是以质量计。如上所述，双相不锈钢在尿素设备领域中的应用在相关的现有技术和仅结合CO2汽提工艺的文献中被提及，CO2汽提工艺例如上述的斯塔米卡邦(Stamicarbon)或ACES工艺。应当指出的是，与CO2汽提设备的汽提管相比，斯纳姆普罗盖提(Snamprogetti)尿素设备的汽提塔的管在较高的温度下操作。通常地，氨汽提或自汽提设备的汽提塔在约205℃或以上(例如200-210℃)的出口温度下操作，而CO2汽提设备的汽提塔在约160℃的出口温度下操作。此外，供给到汽提塔底部的CO2含有O2，是用于钢表面防腐蚀的钝化剂。到目前为止，由于上述差异，双相不锈钢用于氨汽提和自汽提尿素设备的汽提塔中被认为是不恰当的。与上述偏见相比，申请人已发现，根据上述化学要求，某些双相不锈钢可用于制造氨汽提和自汽提尿素设备的汽提管。按照上述情况，本专利技术的第一方面是一种壳管式汽提塔，在用于尿素合成的氨汽提或自汽提设备中应用，其中所述汽提塔包括一个壳和一束管，并被设置成通过加热以及可选地通过氨作为汽提介质所述管将供应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种壳管式汽提塔，在用于尿素合成的氨汽提设备或自汽提设备中的应用，其中所述汽提塔包括一个壳和一束管，并被设置成通过加热以及可选地通过氨作为汽提介质所述管将供应的氨基甲酸酯溶液提供至所述管，其特征在于，所述管是由下列双相不锈钢中的一种制成：A)钢，即29Cr‑6.5Ni‑2Mo‑N，其也由ASME规范2295‑3和UNS S32906指定，或者：B)DP28WTM钢，即27Cr‑7.6Ni‑1Mo‑2.3W‑N，其也由ASME规范例2496‑1和UNS S32808指定。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.10 EP 13167242.01.一种壳管式汽提塔，在用于尿素合成的氨汽提设备或自汽提设备中的
应用，其中所述汽提塔包括一个壳和一束管，并被设置成通过加热以及可选
地通过氨作为汽提介质所述管将供应的氨基甲酸酯溶液提供至所述管，其特
征在于，所述管是由下列双相不锈钢中的一种制成：
A)钢，即29Cr-6.5Ni-2Mo-N，其也由ASME规范2295-3和UNS
S32906指定，
或者：
B)DP28WTM钢，即27Cr-7.6Ni-1Mo-2.3W-N，其也由ASME规范例2496-1
和UNSS32808指定。
2.根据权利要求1所述的汽提塔，其特征在于，所述汽提塔在温度约为
205℃、压力为140-160巴下操作。
3.根据上述任一权利要求所述的汽提塔，其特征在于，所述汽提塔为降
膜式汽提塔。
4.一种根据氨汽提或热汽提工艺的尿素合成设备，包括高压合成回路，
所述高压合成回路包括合成反应器、壳管式汽提塔和冷凝器，其特征在于，
所述汽提塔是根据权利要求1-5任一所述的汽提塔。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备包括设置成在所
述...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚·斯考托，费德里科·扎迪，
申请(专利权)人：卡萨勒有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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