本發(fā)明涉及由co2和nh3生產(chǎn)尿素。介紹烏爾曼工業(yè)化學百科全書尿素一章(2010年)對示例尿素生產(chǎn)設(shè)施進行了說明。us2015/0119603a1描述了一種具有高壓力合成段的尿素生產(chǎn)設(shè)施，該高壓力合成段具有配置成在其殼程處接收高壓力工藝介質(zhì)的水平池式冷凝器，其中該池式冷凝器包括接收中壓力尿素溶液的第一管束和接收蒸汽冷凝水的第二管束。兩個管束被展示為垂直地堆疊的水平u形管束。如圖所示，尿素溶液被供應至下部管束的底部直管部分。us2020/0306663a1描述了一種具有管束的殼管式熱交換器類型的高壓力氨基甲酸鹽冷凝器，其具有連接至管束的管并且連接至在再分配室與殼體之間延伸的管道的再分配室。us’663的圖3示出了具有兩個u形管束的高壓力氨基甲酸鹽冷凝器，其中下部管束在下部支腿部分處接收尿素溶液。宣傳冊“斯塔米卡邦的超低能耗設(shè)計；技術(shù)論文”(2018年9月)示出了一種池式冷凝器/反應器，其具有兩個堆疊的u形管束，其中尿素溶液被供應至底部管束。仍然需要一種用于尿素設(shè)施的改進的高壓力(hp)氨基甲酸鹽冷凝裝置，特別是具有改進的熱交換性能。

背景技術(shù)：

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明在第一方面中涉及一種高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置，該高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置包括：殼管式熱交換器，該殼管式熱交換器包括殼體以及第一和第二水平u形管束，每個水平u形管束具有由彎頭部分連接的上部支腿部分和下部支腿部分；殼程空間，該殼程空間由殼體限定；第一流體分配器，該第一流體分配器布置在冷凝裝置的底部段處的殼程空間中用于將第一高壓力氣體流分配到殼程空間中；以及用于中壓力(mp)含尿素流的入口和出口，其中第一u形管束圍繞第二u形管束布置并且外部第一u形管束的上部支腿部分近端地連接至用于mp含尿素流的入口并且外部第一u形管束的下部支腿部分近端地連接至用于mp含尿素流的出口并且其中內(nèi)部第二u形管束配置成產(chǎn)生蒸汽。

2、本發(fā)明還涉及尿素生產(chǎn)設(shè)施，該尿素生產(chǎn)設(shè)施包括高壓力合成段，該高壓力合成段包括hp汽提器、反應區(qū)以及根據(jù)本發(fā)明的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置。該高壓力合成段具有液體流動連接件，該液體流動連接件用于尿素溶液通過膨脹裝置到達用于mp含尿素流的所述入口并且到達外部第一u形管束的所述上部支腿部分。該hp汽提器具有連接至冷凝裝置的殼程的氣體入口的氣體流動管線。

3、本發(fā)明還涉及一種在根據(jù)本發(fā)明的尿素生產(chǎn)設(shè)施中進行的由氨和二氧化碳生產(chǎn)尿素的尿素生產(chǎn)工藝，該工藝包括將氣體從hp汽提器供應至hp氨基甲酸鹽冷凝裝置的殼程并且在殼程處將所述氣體至少部分地冷凝成氨基甲酸鹽并且在所述殼程處將所述氨基甲酸鹽至少部分地轉(zhuǎn)化成尿素，以及將還包含氨基甲酸鹽的mp尿素溶液供應至用于mp含尿素流的所述入口。

4、本發(fā)明的各方面因此涉及用于尿素設(shè)施的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置、尿素設(shè)施和尿素生產(chǎn)方法。該裝置包括圍繞第二u形管束布置的第一u形管束。

技術(shù)特征：

1.一種高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(1)，所述高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置包括：殼管式熱交換器(2)，所述殼管式熱交換器包括殼體(3)以及第一和第二水平u形管束(4，5)，每個水平u形管束具有由彎頭部分(10)連接的上部支腿部分(6，7)和下部支腿部分(8，9)；殼程空間(18)，所述殼程空間由所述殼體(3)限定；第一流體分配器(11)，所述第一流體分配器布置在所述冷凝裝置的底部段(12)處的所述殼程空間(18)中用于將第一高壓力氣體流分配到所述殼程空間(18)中；以及用于mp含尿素流的入口(13)和出口(14)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(1)，其中用于所述mp含尿素流的所述出口(14)具有比用于所述mp含尿素流的所述入口(13)更大的流動面積，其中任選地用于所述mp含尿素流的所述出口(14)由兩個或更多個出口噴嘴提供。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(1)，其包括在所述第一u形管束(4)的彎頭與所述殼體(3)之間的所述殼程空間(18)中的反應區(qū)(17)。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(1)，其進一步包括第二流體分配器(29)，所述第二流體分配器布置在所述冷凝裝置的底部段處用于將第二高壓力氣體流分配到所述殼程空間(18)中，其中優(yōu)選地所述第二流體分配器在所述第一u形管束下方水平延伸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(1)，其中所述高壓力冷凝裝置包括管板(20)，其中所述u形管束布置在所述管板(20)的第一側(cè)處并且所述入口和出口由布置在所述管板(20)的第二側(cè)處的集管(21)提供。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(1)，其中所述裝置包括再分配室(25)，優(yōu)選地位于所述殼程空間(18)中，其中所述再分配室(25)包括用于將所述殼程中的hp工藝介質(zhì)與所述再分配室(25)內(nèi)部的mp尿素流分離的壁，其中所述第一u形管束的端部連接至所述再分配室(25)使得所述mp尿素流能夠在所述第一u形管束(4)與所述再分配室(25)之間流動，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(1)，其中延伸至直接連接至所述外部第一u形管束(4)的所述上部支腿部分(6)的所述再分配室(25)的所述管道(26)垂直地向上布置。

8.一種尿素生產(chǎn)設(shè)施(100)，所述尿素生產(chǎn)設(shè)施包括高壓力合成段(101)，所述高壓力合成段包括hp汽提器(102)、反應區(qū)(103)以及根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(104)，其中所述高壓力合成段(101)具有液體流動連接件(105)，所述液體流動連接件用于尿素溶液通過膨脹裝置(106)到達用于所述mp含尿素流的入口(13)并且到達所述外部第一u形管束(4)的所述上部支腿部分(6)，其中所述汽提器(102)具有連接至所述冷凝裝置(104)的所述殼程的氣體入口(22)的氣體流動管線(107)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的尿素生產(chǎn)設(shè)施(100)，其中所述尿素生產(chǎn)設(shè)施包括用于來自所述膨脹裝置(106)的尿素溶液的氣/液分離器(106a)，例如閃蒸器，所述氣/液分離器(106a)布置在所述尿素生產(chǎn)設(shè)施的比用于mp含尿素流的所述入口(13)和所述外部第一u形管束(4)的所述上部支腿部分(6)垂直地更高的高度處，并且具有連接至用于mp含尿素流的所述入口(13)的液體出口(108)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的尿素生產(chǎn)設(shè)施(100)，其中所述高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(104)是根據(jù)權(quán)利要求6所述的，其中所述管道(26)在所述再分配室(25)與用于mp含尿素流的所述入口(13)之間垂直地延伸。

11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的尿素生產(chǎn)設(shè)施(100)，其中所述反應區(qū)(103)設(shè)置為垂直尿素反應器或設(shè)置為所述高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置(104)的一部分。

12.一種在根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的尿素生產(chǎn)設(shè)施(100)中進行的由氨和二氧化碳生產(chǎn)尿素的尿素生產(chǎn)工藝，其包括將氣體從所述hp汽提器(102)供應至所述hp氨基甲酸鹽冷凝裝置(104)的所述殼程并且在所述殼程處將所述氣體至少部分地冷凝成氨基甲酸鹽并且在所述殼程處將所述氨基甲酸鹽至少部分地轉(zhuǎn)化成尿素，以及將還包含氨基甲酸鹽的mp尿素溶液供應至用于mp含尿素流的所述入口(13)。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的尿素生產(chǎn)工藝，其中所述mp尿素溶液是通過將來自所述hp合成段(101)的尿素溶液絕熱膨脹并且氣/液分離成mp尿素溶液而獲得的并且具有所述入口(13)處比所述出口(14)處至少低10℃的溫度。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的尿素生產(chǎn)工藝，其中在用于所述mp含尿素流的所述入口(13)處保持至少3m高度的尿素溶液液柱。

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及用于尿素設(shè)施的高壓力氨基甲酸鹽冷凝裝置、尿素設(shè)施和尿素生產(chǎn)方法。所述裝置包括圍繞第二U形管束布置的第一U形管束。

技術(shù)研發(fā)人員：R·帕蒂爾,L·W·葛維斯,M·T·M·M·瓦格納
受保護的技術(shù)使用者：斯塔米卡邦有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6