用于提高尿素工厂生产能力的方法技术

一种用于提高尿素工厂生产能力的方法，包括压缩工段、高压合成工段、其中形成尿素熔融体的尿素回收工段以及可选择的粒化工段，通过额外安装蜜胺工厂提高了所述尿素工厂的生产能力，其中来自尿素工厂的尿素回收工段的尿素熔融体被全部或部分地馈送到蜜胺工厂，来自蜜胺工厂的残余气体被全部或部分地返回到尿素工厂的高压合成工段和／或尿素回收工段。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，该方法包括压缩工段、高压合成工段、尿素回收工段(在其中形成了尿素熔融体)以及可选择的粒化工段。尿素工厂及其各工段的生产能力在此及下文与已经合成的或可以合成的尿素的量相关。为了提高尿素工厂的生产能力，已经开发出了多种的方法。例如，这些方法的例子描述于“Revamping urea plants”，Nitrogen No.157，1985，pp.37-42中。迄今已知方法的缺点在于，为了提高尿素工厂的生产能力就必须提高组成该尿素工厂的所有工段的生产能力。为了提高尿素工厂的生产能力，现在开发了这样一种方法，其可以只提高高压合成工段以及尿素回收工段的生产能力。通过额外地安装蜜胺(melamine)工厂就能够实现这一方法，其中尿素工厂的尿素回收工段的尿素熔融体被全部或部分馈送到该蜜胺工厂，然后蜜胺工厂的残余气体被全部或部分返回到尿素工厂的高压合成工段和/或尿素回收工段。因为残余气体被从蜜胺工厂返回到尿素工厂的高压合成工段和/或尿素回收工段，所以尿素的产量得以增加，但却无需扩充压缩工段的生产能力。额外生产的尿素是以尿素熔融体的形式被定量供给到蜜胺工厂的，因此也不需要提高粒化工段的生产能力。该方法的优点在于，在仅有工厂中的某些部分的生产能力被提高的同时获得了额外生产的尿素，使得扩充生产能力所需的投资成本降低了。如果在尿素工厂中不存在粒化工段，那么，因为尿素熔融体以不同的方式被回收或以此形式被移走，所以该方法也是有利的，因为无论何种情形压缩工段都是不需要被扩充的。在本专利技术的架构中，尿素工厂例如可以是传统尿素工厂、尿素汽提工厂，或传统尿素工厂和尿素汽提工厂的组合。对于这两种尿素工厂，压缩工段形成这样的工段，在该工段中二氧化碳和/或氨被给予高压，即高压合成工段中的压强。传统的尿素工厂被理解为指这样的尿素工厂，其中尚未转变为尿素的氨基甲酸铵的分解和尚未转变的氨和二氧化碳的排出基本上在压强比合成反应器本身中的要低的情形下进行。在传统的尿素工厂中，高压合成工段一般仅由合成反应器组成，尿素合成溶液在合成反应器中形成，随后被移送到尿素回收工段。在传统的尿素工厂中，合成反应器一般工作在180-250℃的温度和15-40MPa的压强下。在传统的尿素工厂中尚未转变为尿素的原料，在尿素回收工段进行膨胀、离解和浓缩之后，在1.5和10MPa之间的压强下被分离并作为氨基甲酸铵物流被返回到尿素合成部分。而且，在传统的尿素工厂中，氨和二氧化碳被直接馈送到合成反应器。随后，在尿素回收工段中一般在0.1-0.8MPa的较低的压强下，几乎所有剩余的尚未转变的氨和二氧化碳从尿素合成溶液中被移除，得到尿素水溶液。然后，在减压下，该尿素水溶液通过水的蒸发被转变为浓缩尿素熔融体。尿素-水混合物的分离有时也通过结晶的方式来实现，总体地替代所述蒸发方式，在结晶之后晶体被熔化以形成尿素熔融体。尿素熔融体然后可选择地进一步在粒化工段中被处理，得到具有所需粒子大小的尿素颗粒。尿素汽提工厂被理解为指这样的尿素工厂，其中尚未转变为尿素的氨和二氧化碳的排出在很大程度上在压强基本上几乎等于合成反应器中的情形下进行。在尿素汽提工厂中，合成反应器、汽提器和氨基甲酸盐浓缩器一般一道形成高压合成工段。尚未转变的氨基甲酸铵大部分的分解和过量氨的排出是在汽提器中进行的，而无论添加汽提气体与否。在汽提过程中，二氧化碳和/或氨这些成分在被馈送到合成反应器之前被用作汽提气体。在这里，也可以应用“热汽提”，其含义是指氨基甲酸铵单独地通过供热的方式分解，所出现的氨和二氧化碳则从尿素溶液中被移除。汽提可以以一个或多个步骤进行。例如，已知这样的过程，其中首先单独地进行热汽提，之后在提供有更多热量的情形下进行CO2汽提步骤。从汽提器中释放的气流可选择地经由高压氨基甲酸盐浓缩器被返回到反应器，其中该气流含有氨和二氧化碳。在尿素汽提工厂中的合成反应器一般工作于温度160-240℃，优选地工作于温度170-220℃。合成反应器中的压强是12-21MPa，优选地是12.5-19.5MPa。尿素汽提方法描述于Ullmann’s Encyclopaedia of Industrial Chemistry，Vol.A 27，fifth ed.，pp.344-350中。尿素汽提方法的例子有StamicarbonCO2汽提方法，ACES方法，IDR方法以及Snamprogetti Self-Stripping方法。在汽提器的下游，被汽提的尿素合成溶液在尿素回收工段中以一个或多个压力级被膨胀至较低的压强并蒸发，得到浓缩的尿素熔融体，并且低压氨基甲酸铵物流被返回到高压合成工段。根据该方法，该氨基甲酸铵可以以单一步骤或工作于不同压强下的几个处理步骤被回收。在粒化工段，尿素熔融体被处理成颗粒。尿素熔融体也可以在球化塔中而不是在粒化工段被处理为球粒。所添加的蜜胺工厂可以是根据气相方法的工厂，但是也可以是根据高压方法的工厂。气相方法是一种低压方法，其中蜜胺反应器工作于0.1到3MPa的压强之间。蜜胺生产方法例如描述于Ullmann’s Encyclopaedia ofIndustrial Chemistry，Vol.A 16，fifth ed.，pp.174-179中。取决于原尿素工厂的技术，提高尿素工厂中高压合成工段和尿素回收工段的生产能力可以通过不同方法完成。该尿素工厂优选地是尿素汽提工厂。离开尿素回收工段的尿素熔融体被全部或部分地馈送到蜜胺工厂，在这里，熔融的尿素一般在进行了少量预处理之后被馈送到反应器。在蜜胺工厂中，尿素根据如下的反应被转变为蜜胺蜜胺处理的残余气体主要是二氧化碳和氨气，可以照此原样被返回到尿素工厂，但是也可以以含氨基甲酸盐的物流被返回到尿素工厂。含氨基甲酸盐的物流是一种液体流，其中含有二氧化碳和氨，而这些气体继续全部或部分地根据如下的反应来形成氨基甲酸铵(以下简称“氨基甲酸盐”)含氨基甲酸盐的物流通常含有水。二氧化碳、氨和氨基甲酸盐溶解在水中。水常常存在于含氨基甲酸盐的物流中以防止氨基甲酸盐结晶。待返回的残余气体在被返回到尿素工厂之前也可以被分裂为富含二氧化碳的物流和富含氨的物流。进行这样分裂操作的优点在于不同的气流可以被返回到尿素工厂中不同的位置。富含二氧化碳的物流例如可以被馈送到汽提器作为汽提气体，而富含氨的物流则被返回到氨基甲酸盐浓缩器。一部分富含氨的物流也可以被返回到蜜胺工厂，在这里它可以被用于蜜胺的生产。由于从蜜胺工厂供给了残余气体，因此该残余气体可以满足尿素工厂的高压合成工段中部分的CO2需求。相对于被馈送到尿素工厂的CO2总量，来自蜜胺工厂的CO2重量分数大于5％，优选地大于10％，更优选地大于25％，最优选地大于40％。该重量分数通常将低于80％，更优选地低于70％，甚至更优选地低于60％。如果被馈送到尿素工厂的残余气体还含有NH3，则来自蜜胺工厂的NH3和CO2总的重量分数相对于被馈送到尿素工厂的CO2和NH3的总量大于5％，优选地大于10％，更优选地大于25％，最优选地大于50％。该重量分数通常将低于80％，更优选地低于70％，最优选地低于60％。来自气相蜜胺工厂的残余气体常常被浓缩以形成富水的含氨基甲酸盐的物流。该富水的含氨基甲酸盐的物流必须被施加合成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高尿素工厂生产能力的方法，包括压缩工段、高压合成工段、其中形成尿素熔融体的尿素回收工段以及可选择的粒化工段，其特征在于，通过额外安装蜜胺工厂来提高所述尿素工厂的生产能力，来自所述尿素工厂的尿素回收工段的所述尿素熔融体被全部或部分地馈送到所述蜜胺工厂，来自所述蜜胺工厂的残余气体被全部或部分地返回到所述尿素工厂的高压合成工段和／或尿素回收工段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：特杰伊谢恩特祖，约瑟夫休伯特梅森，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]