本发明专利技术提供一种尿素合成装置，其避免作为气液两相流的尿素合成液向下流动，即使存在气液两相流，也能够使流动稳定化而平稳地运行，能够使流动阻力更小而抑制能量损失。该尿素合成装置具有使ＮＨ↓［３］和ＣＯ↓［２］反应，得到含有尿素、未反应的ＮＨ↓［３］、未反应的ＣＯ↓［２］和水的尿素合成液的合成管；使用至少一部分原料ＣＯ↓［２］对该尿素合成液进行汽提，分离含有该未反应的ＮＨ↓［３］和未反应的ＣＯ↓［２］的混合气体的汽提塔；具有管壳式结构，通过在管侧流通的冷却介质进行冷却，在壳侧使上述混合气体在吸收介质中冷凝的立式潜管冷凝器；和将从该冷凝器得到的液体循环到该合成管的循环单元，该合成管为卧式，将尿素合成液从该合成管送至汽提塔的配管实质上为水平和／或朝向上方。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以氨和二氧化碳为原料合成尿素的尿素合成装置。更 详细涉及在对合成尿素的合成管中得到的尿素合成液进行汽提的汽提 式尿素工艺中使用的装置。
技术介绍
关于汽提式尿素工艺，已知有下面的技术。在专利文献1中记载了以氨和二氧化碳为原料，在复合反应器中 进行全部或部分尿素合成的尿素工艺。在该工艺中，来自汽提塔的气 休供给至立式复合反应器，全部或部分该气体在氨基甲酸铵中冷凝， 该氨基甲酸铵经由降液管从洗涤区被送到冷凝部，在复合反应器的冷 凝区，氨和二氧化碳一部分被合成尿素，向尿素的转化在复合反应器 中的反应区进行。在专利文献2中记载了以氨和二氧化碳为原料，由设置为立式的 两个合成区和.'个冷凝区构成的复合反应装置。装置是立式的复合反 应器，该复合反应器的高压冷凝区与两个反应区分离。也公开了在两 个反应区和反应器的外侧有髙压冷凝区的复合反应器，还公开了使用 该装置的工艺。此外，还公开了从汽提塔供给的全部或部分气体被供 给至高压冷凝区的方法。公开了来自汽提塔的气体，优选经由氨喷射 器供给至设置为立式的复合反应器的第二反应区。在专利文献3中，记载了包括在与尿素合成压力大致相等的压力 下，由原料二氧化碳对未反应的氨和二氧化碳进行汽提的工序和将来 自汽提工序的混合气体进行冷凝的工序的尿素合成方法中，能够对装 置的地面布置进行改良的方法。公开了作为尿素合成方法，在尿素合 成塔的上方设置在冷却下用来使来自汽提塔的混合气体与吸收介质相 接触进行冷凝的立式冷凝器，设置连通该冷凝器顶部与该合成管底部 的第一降液管，使生成的冷凝液借助重力流到合成塔的底部，将冷凝 液与供给此处的原料氨或二氧化碳的一部分一起供于尿素合成，经由 在合成管顶部开口的第二降液管借助重力将生成的尿素合成液导入到 汽提塔中，未反应的氨和二氧化碳作为上述混合气体被残留的原料二 氧化碳分离、导入上述冷凝器的底部进行冷凝，或者来自立式冷凝器 的冷凝液被以预热的原料液体氨作为驱动流体的喷射器吸引而导入尿 素合成塔底部，供于尿素合成。在专利文献4中记载了在一个容器内进行未反应的氨和二氧化碳 混合气体的冷凝和尿素合成，单位产量所需要的设备容积比较小的尿 素合成方法。作为尿素合成方法，公开了利用原料二氧化碳对未反应的氨和 未反应的二氧化碳进行汽提，由此得到的混合气体与吸收介质被供给 到立式冷凝合成塔的底部，原料液氨被供给到立式冷凝合成塔的底部 和中间部，对从立式冷凝合成塔的底部到中间部进行冷却而进行混合 气体的冷凝，同时进行尿素合成，生成的尿素合成液从立式冷凝合成 塔的顶部被导入汽提塔的顶部，利用原料二氧化碳对尿素合成液屮的 未反应氨和二氧化碳进行汽提的方法。在专利文献5中，公开了在C02汽提式尿素工艺中，横向放置合成管，使用于进行合成工艺的装置的高度大幅皮降低的方法。在专利文献6和专利文献7中，公开了使用喷射器将来自卧式潜 管冷凝器的尿素合成液导入合成管中的工艺。 专利文献l:国际公开WO 00/43358号公报 专利文献2:国际公开WO 01/72700号公报 专利文献3:日本特开平10-182587号公报 专利文献4:日本特开2002-20360号公报 专利文献5:日本特开昭59-122452号公报 专利文献6:日本特开平11-180942号公报 专利文献7:国际公开WO 00/00466号公报
技术实现思路
目前，将在合成管中得到的尿素合成液送到汽提塔的配钤具有朝 向F方的部分。即，沿着尿素合成液的流动方向，具有由水平向着垂 直下侧倾斜的配管或垂直向下(与水平方向相垂直)的部分。这是用 来利用重力输送尿素合成液，因为合成管顶部的位置比汽提塔髙。但是，尿素合成液是含有气体的气液两相流。当气液两相流向下 流动时，具有流动不稳定的倾向，也有使流动的阻力增大的倾向。从 而，在利用重力的情况下，通过气相分离使尿素合成液成为液相的单 相，向下流动。本专利技术的目的是在尿素合成装置中，避免作为气液两相流的尿素 合成液向下流动，即使为气液两相流也能够保持流动稳定，进行平稳 的运转，并且流动阻力变小而抑制能量损失。木专利技术提供了一种尿素合成装置，包括使氨和二氧化碳反应，得到含有尿素、未反应的氨、未反应的二 氧化碳和水的尿素合成液的合成管；使用至少一部分原料二氧化碳对该尿素合成液进行汽提，分离含 ^T该未反应的氨和未反应的二氧化碳的混合气体的汽提塔；具有管壳式结构，通过在管侧流通的冷却介质进行冷却，在壳侧 使该混合气体在吸收介质中冷凝的立式潜管冷凝器；和将从该立式潜管冷凝器得到的液体循环到该合成管的循环单元，该合成管为卧式，将尿素合成液从该合成管送至汽提塔的配管实质上为水平和/或朝 向上方。所述合成管的上端，配置在垂直方向上与汽提塔的上端相同或比 其更低的位置上。所述循环单元具有以原料氨为驱动源的喷射器。上述装置优选还具有对在所述立式潜管冷凝器中未冷凝的气体进 行洗涤的洗涤器。所述洗涤器配置在所述立式潜管冷凝器的内部。按照本专利技术，在尿素合成装置中，能够避免作为气液两相流的尿 素合成液向下流动，其结果，即使为气液两相流也能够保持该流动稳 定，由此能够更加平稳地运行，使流动阻力减小，抑制了能量损失。将卧式合成管(反应器)放置在地面上或者较低的位置，结果使 得容易进行安装、运行和保仝(检査)。附图说明图1是表示本专利技术尿素合成装置一个实施方式的流程图。图2是表示本专利技术尿素合成装置另一个实施方式的流程图。 图3是说明尿素制造装置的方框图。符号说明A:合成管B:冷凝器C:汽提塔D:洗涤器E:喷射器G:氨预热器H: 二氧化碳压縮机1:原料氨2:原料二氧化碳4:合成管出口合成液5:汽提塔顶出口气体6:冷凝器出口液7:在冷凝器内被气液分离的气体8:喷射器出口液9:洗涤器出口液10:汽提塔出口液11:回收氨基甲酸铵液体12:洗涤器出口气体13:冷凝器管侧入口冷却介质(锅炉水)14:冷凝器管侧出口冷却介质(锅炉水和蒸汽)15:汽提塔壳侧加热用蒸汽16:汽提塔壳侧出口冷凝水21:由分解装置得到的含有氨和二氧化碳的气体 22:由分解装置得到的尿素水溶液 23:熔融尿素 24:粒状尿素具体实施方式下面使用附图说明本专利技术，但本专利技术并不由此限定。在图1和图2 中表示各设备在垂直方向上的位置关系(在此，省略了二氧化碳压縮 机)。下面根据不同情况，将立式潜管冷凝器简称为冷凝器。 所谓立式潜管冷凝器，是冷却管全部浸没在壳侧的液相内，具有 立式管壳式热交换器结构的冷凝器。图1是表示适合于C02汽提式尿素制造工艺的本专利技术尿素合成装 置一个实施方式的流程图。该装置具有包括合成区的合成管A、包括冷凝区的冷凝器B、用来处理合成管出口的合成液4中的未反应成 分的汽提塔C、在吸收介质中吸收来自冷凝器的冷凝区的未冷凝气体 的洗涤器D和用来升压的喷射器E。在此，合成区意味着在如下所述式1和2的反应当中主要进行式2 反应的区域，而冷凝区意味着使氨气和/或二氧化碳气体在吸收介质中 冷凝，在进行式1的反应同时，进行在式1的反应中生成的氨基甲酸 铵的脱水反应的式2的反应的区域。这些设备，也可以单独分别设置，优选根据要求将冷凝器和洗涤 器等组合设置。合成管为卧式。所谓从合成管向汽提塔输送尿素合成液的配管实 质上是水平的和/或朝向上方，即没本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种尿素合成装置，具有： 使氨和二氧化碳反应，得到含有尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和水的尿素合成液的合成管； 使用至少一部分原料二氧化碳对该尿素合成液进行汽提，分离含有该未反应的氨和未反应的二氧化碳的混合气体的汽提塔； 具有管壳式结构，通过在管侧流通的冷却介质进行冷却，在壳侧使该混合气体在吸收介质中冷凝的立式潜管冷凝器；和 将从该立式潜管冷凝器得到的液体循环到该合成管的循环单元， 该合成管为卧式， 将尿素合成液从该合成管送至汽提塔的配管实质上为水平和／或朝向上方。
【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：小嶋保彦，
申请(专利权)人：东洋工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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