[发明专利]合成氨与尿素的联合生产法

说明书

本发明是合成氨与尿素的联合生产法。

已知的联尿法采用变换气气提法，这种方法不适于生产波动幅度大及事故频繁的合成氨厂，而且流程较长，生产工艺较复杂。

本发明的目的在于提供一种新的合成氨与尿素的联合生产法，这种方法适宜于生产波动幅度大及事故频繁的合成氨厂，而且流程短，生产工艺简单。

发明的实施方法如下：

在现有的合成氨厂变换工序，用循环热水实现热能的回收是这样进行的，在热水塔热的变换气与较低温度的热水接触，放出显热。被变换气加热的热水进入饱和塔，在饱和塔中，冷的CD变换前的半水煤气与热水接触，吸收热量使温度升高，并被蒸气饱和。放出热量及蒸汽的热水重又回到热水塔吸收热量，完成能量回收的变换气降温后去脱碳，半水煤气去变换炉。

本发明的特征在于：用含有尿素及氨、二氧化碳的热的水溶液取代现有合成氨变换工序的循环热水，在实现变换反应热能回收的同时实现尿素生产中的尿素与未反应物溶液的分离回收，具体的实现方法如下：

1、循环的含尿素及其它组份的热水溶液的成份组成：

循环的用于回收变换反应热及生产尿素的热循环溶液的成份组成如下：

（1）水与尿素的重量比：

水∶尿素＝1∶1-3.5

（2）氨，二氧化碳处于循环溶液温度下的饱和含量。

2、用循环溶液进行变换反应热量的回收及分离尿素与未反应物。

从尿素合成塔来的尿素与未反应物溶液减压至0.4-3.0MPa与热水塔来的热循环溶液一起进入饱和塔中，在其中，循环热溶液自上而下，0.4-3.0MPa的变换工序前的半水煤气自下而上，在80-170℃的温度下逆流接触进行饱和作用，热溶液中氨、二氧化碳、水进入气相。当此三种组分在气相中的含量为其饱和含量的70-90%时，即引出气相气体经热交换后进入变换炉进行一氧化碳的变换。

从热交换器来的较高温度的变换气在热水塔中与自饱和塔来的热水溶液逆流接触放出热量，使循环热水溶液温度升高，当温度升至90-180℃时即重新返回饱和塔释放热量。如此循环进行，完成回收变换气热量及分离尿素与反应物的生产过程。

3、用循环溶液生产尿素：

将生产2所述饱和塔出来的循环热溶液部分引出，降温至-5-50℃析出尿素结晶，分离结晶后的母液在后序氨回收塔回收氨后用于在吸收塔中吸收未反应物氨。

4、回收未反应物氨：

将生产2所述的热水塔来的含有氨的变换气，降温至55-90℃，分离冷凝下来的水，用于补充生产2循环热溶液循环饱和半水煤气所耗用的水。气体进入氨吸收塔中。在其中，如下述回收塔来的回收液在55-90℃温度下，与气体接触吸收氨。当吸收液中水与吸收的氨的摩尔数比为1∶1-3时，即引出加压后去尿素合成塔生产尿素。从吸收塔出来的变换气中含有一定量氨，用生产3的结晶母液在回收塔中回收后，溶液一部分循回热水塔，一部分进入吸收塔，回收塔出来的变换气去脱碳及合成氨工序。

5、尿素的合成及尾气处理：

从生产4吸收塔来的吸收液加压后与原料气氨，二氧化碳一起进入尿素合成塔。配成的总原料中氨碳比：2.5-3.0水碳比：0.1-0.3（摩尔数比）尿素合成塔出来的尿素与未反应物的溶液如上述生产2.3生产尿素。合成塔出来的尾气用生产4变换气冷凝液在0.4-0.7MPa下吸收其中氨后放空。吸收液返回生产2循环热水溶液中。

用本发明的合成氨与尿素的联合生产法，与现有的变换气气提联尿法相比，其尿素的生产，不受合成氨生产波动及事故的影响，操作裕度大，生产稳定可靠;其生产过程不耗用蒸气，能源消耗低，并且省去了气提及尿液蒸发的设备及工艺，使工艺流程更为简化。本发明适宜于生产不稳定及事故频繁的中小型合成氨厂。