[发明专利]在尿素生产中尿素合成液的汽提方法之改进

说明书

本发明涉及尿素生产过程中的汽提段加热方法之改进。更具体讲本发明涉及尿素生产方法的改进，其包括对接受汽提处理的尿素合成液加热方法的改进，在这个汽提段中，根据未转变的物料的分离程度，在温度条件逐渐降低的分格加热隔间中，按顺序从上向下进行加热，从而防止尿素的水解和质量的降低，并能节约蒸汽的消耗。

在已有技术的领域中后继的汽提分解段中，一般用蒸汽加热，从尿素合成反应器中抽提尿素合成液，把很大一部分未转变的物料，诸如把氨基甲酸铵和里面含有过多的氨分解和分离。为了取得效率好的未反应物质的分离，汽提一分解过程一般在高温中进行。

在传统的尿素生产过程中，汽提一分解的加热，一般采用20-25公斤/厘米²（表压）的中压蒸汽进行。但是由于蒸汽的温度相当高，生产出的尿素不断水解，并且随着未转变的物料的分解和分离，使尿素质量下降的缩二脲也不断地有相当大量的伴随形成。

在汽提段中，尿素合成液以膜状态的形式，沿垂直加热管的内表面向下流，而二氧化碳或氨，则在加热管内作为汽提气体向上升。

在汽提段操作中向下流动的尿素溶液里，未反应的氨基甲酸铵或过剩的氨，大量存在于汽提塔上部中的向下流动的溶液中，即使当汽提塔内的温度相当高时，尿素的水解和缩二脲的形成，也只有相当少量产生。但是当溶液继续流下时，未反应的组分逐步减少，以致当汽提塔的下部温度过高时，水解和缩二脲的形成具有明显地增高。

然而，假如把全部尿素溶液输送进汽提塔具有的结构中，并且用一个压力级的蒸汽加热，那么在汽提塔的下部，就有相当高的过度加热，这样就造成产量的明显下降及尿素产品质量的下降。

本发明与此相反，有一个作汽提用的加热器，在其壳程分为若干加热隔室，向里面送进不同压力等级的蒸汽，保持每一个隔室有最适当的温度。

作传统汽提一分解过程用的加热器，一般使用一个壳管式换热器。但是在本发明中，使用一种特殊的壳管式换热器，其壳程分为若干隔室，每一个用不同压力等级的蒸汽来加热。

在换热器的上部，尿素溶液的温度可以高到某种程度，但是当溶液向换热器的下部流动时，温度最好随之降低。因此，最好把送进蒸汽的压力，在换热器的最高部分调定最高，在换热器的下部降低，从而水解和缩二脲的形成量也就极少。

关于分隔换热器的方法，有一种使用多个壳管式换热器的方法。但是最好用隔板把换热器的壳程分为若干隔室，为了这个缘故，使用了一束单件管，并把管子膨胀，保持管子和隔板之间的空间密封。

在采用本发明时，用两到三个隔室最为有利。四个或四个以上的隔室当然也可以使用，但是和少量的改进的效果来比较，则造价太大了。

本文中使用的压力等级大致如下：

在使用两个隔室，其汽提压力在150-200公斤/厘米²（表压）的范围内。

上隔室里的蒸汽压力为 15-25公斤/厘米²（表压）

下隔室里的蒸汽压力为 8-25公斤/厘米²（表压）

传统的一个隔室中的蒸汽压力为 15-25公斤/厘米²（表压）

（作参考用）

如用三个隔室时

上隔室里的蒸汽压力为 15-25公斤/厘米²（表压）

中隔室里的蒸汽压力为 11-15公斤/厘米²（表压）

下隔室里的蒸汽压力为 8-11公斤/厘米²（表压）

本发明的方法的主要目标，不仅是提高尿素的产量和质量，而且还能产生额外的节约蒸汽消耗的效果。通常较高的蒸汽压力就有较高的蒸汽价值。因此，由于如以上所述，在需要的地方使用需要的压力，便可以较合理地使用蒸汽。所以，假如能在适当的地方使用各种不同等级的压力，那么这就是最有利的了。

但是在现今的已有技艺领域中，还不存在这种理想状态，从这个状况出发，本发明人发现了在一个尿素制造设备通常可能遇到的情况中，一种合理使用蒸汽的方法。

在目前流行的尿素汽提过程中，中压蒸汽的消耗量相当大，而另一方面，有相当大量的低压力蒸汽作为副产品产生。

（注）本文所用的“中压蒸汽和低压蒸汽”指的中压约为10-30公斤/厘米²（表压），而低压蒸汽则约为1-10公斤/厘米²（表压）。