斯塔米卡邦新工艺：尿素２０００＋ＴＭ斯塔米卡邦尿素工艺采用池式反应器关键词：池式反应器，池式冷凝器，低框架布置 引言
引言 Ｓｔａｍｉｃａｒｂｏｎ（斯塔米卡邦）二氧化碳汽提尿素工艺取得了巨大的改
Ｓｔａｍｉｃａｒｂｏｎ（斯塔米卡邦）二氧化碳汽提尿素工艺取得了巨大的改进。原料的消耗值几乎等于氨和二氧化碳的化学计算值，已无进一步减少的余地。公用工程的消耗也降至相当低的水平，若要进一步降低蒸汽消耗，需要开发新的热交换方法，从而使工艺更复杂，投资更昂贵。 斯塔米卡邦二氧化碳汽提尿素工艺的废物及废气的排放量极低，接近零的排放，
斯塔米卡邦二氧化碳汽提尿素工艺的废物及废气的排放量极低，接近零的排放，再没有重大改进的余地。 自从斯塔米卡邦汽提尿素工艺开发之始，一直就以减少设备数目、降低框架高度
自从斯塔米卡邦汽提尿素工艺开发之始，一直就以减少设备数目、降低框架高度为两个主要目标，以便在合成部分既充分利用重力作驱动力，又同时减少投资成本。经过３０年的改进，所需设备总数减少了５０％，工厂高度降低了５０％，工厂的操作难度至少降低了５０％。 新型尿素２０００＋ＴＭ工艺包括若干重大改进，从而使新建尿素工厂的投资成
新型尿素２０００＋ＴＭ工艺包括若干重大改进，从而使新建尿素工厂的投资成本显著降低。其中主要的改进包括：优异的合成塔塔板设计、池式冷凝器以及池式反应器。其中前两项改进已经过工业化考核，而池式反应器则用于ＤＳＭ正在荷兰格林（Ｇｅｌｅｅｎ）新建的尿素工厂，该装置将于１９９７年投产。 背景
背景 在过去，斯塔米卡邦二氧化碳汽提尿素工艺的尿素合成部分共有４台高压（ＨＰ）
在过去，斯塔米卡邦二氧化碳汽提尿素工艺的尿素合成部分共有４台高压（ＨＰ）设备，分别是： ＊尿素合成塔：在尿素合成塔内形成尿素，停留时间约为３０分钟。
＊尿素合成塔：在尿素合成塔内形成尿素，停留时间约为３０分钟。 ＊高压汽提塔：未转化的反应物在高压汽提塔中用高压蒸汽（约２０巴）汽提出
＊高压汽提塔：未转化的反应物在高压汽提塔中用高压蒸汽（约２０巴）汽提出来。 ＊高压甲胺冷凝器（ＨＰＣＣ）：高压甲胺冷凝器平衡合成部分的热量，同时产
＊高压甲胺冷凝器（ＨＰＣＣ）：高压甲胺冷凝器平衡合成部分的热量，同时产生低压蒸汽（约４．５巴），用于工厂的后序工段。 ＊高压洗涤塔：高压洗涤塔用于洗涤从合成部分出来的惰性气体，减少其中的反
＊高压洗涤塔：高压洗涤塔用于洗涤从合成部分出来的惰性气体，减少其中的反应物含量。 为了避免使用合成泵，工艺中始终利用重力作为推动力，因而决定了４台高压设
为了避免使用合成泵，工艺中始终利用重力作为推动力，因而决定了４台高压设备的相对高度。 历史回顾
历史回顾 在６０年代末，日产２００吨的小型汽提厂的总体高度约为５２米，合成压力及
在６０年代末，日产２００吨的小型汽提厂的总体高度约为５２米，合成压力及合成温度分别为１３０巴和１８３℃。 这种方式的布置称为“高框架汽提布置”。在７０年代初，改进成“中框架汽提
这种方式的布置称为“高框架汽提布置”。在７０年代初，改进成“中框架汽提布置”，而且这种方式至今仍然采用。目前，日产２０００吨或更大装置的框架高度已减少至原来高度的一半。 合成塔的出口温度仍为１８３℃，但是压力增至１４０巴，因为顶部惰性气体的
合成塔的出口温度仍为１８３℃，但是压力增至１４０巴，因为顶部惰性气体的压力由原来的０．７％增加到８％。 这一改善是由于替换了高压甲胺冷凝器。以前，汽提气体全部通过合成塔进入高
这一改善是由于替换了高压甲胺冷凝器。以前，汽提气体全部通过合成塔进入高压甲胺冷凝器，现在，大部分汽提气体则在进入合成塔之前得到冷凝。 多年的运转实践表明，合成部分最佳的冷凝方式为池式冷凝。这种方式已在高压
多年的运转实践表明，合成部分最佳的冷凝方式为池式冷凝。这种方式已在高压洗涤塔采用。还发现，在给定压力下，由于尿素和水的形成，使反应混和物的沸腾温度提高。又由于甲胺冷凝与尿素生成同时发生，因而改善了热量的传递过程，同时使得反应介质与产生低压蒸汽的冷却介质之间的传热温差增加。 将高压甲胺冷凝器与尿素合成塔合而为一的思路，在７０年代中期得到进一步的
将高压甲胺冷凝器与尿素合成塔合而为一的思路，在７０年代中期得到进一步的发展，但当时在机械制造方面还无能为力。当时的设备考虑立式布置。 池式反应器
池式反应器 在８０年代初，这一思路在一种称为池式冷凝器的设备上得到了部分实施。这种
在８０年代初，这一思路在一种称为池式冷凝器的设备上得到了部分实施。这种水平冷凝器既作为甲胺冷凝器，同时又结合了尿素合成塔的部分功能，充分利用上面提到的正面效应。由于有一部分尿素已在池式冷凝器的壳层形成，因此尿素合成塔的体积相应减小，即在相同的直径下，合成塔的长度缩短，从而降低工厂高度。在９０年代初，斯塔米卡邦在孟加拉的Ｋａｒｎａｐｈｕｌｉ（Ｋａｆｃｏ）的尿素装置中就采用这种池式冷凝器，设计了一座低于普通框架高度的工厂，该装置于１９９４年１２月投产。 该池式冷凝器包括一个反应器形状的外壳，以及Ｕ形管束组成的管程冷凝区。从
该池式冷凝器包括一个反应器形状的外壳，以及Ｕ形管束组成的管程冷凝区。从高压洗涤塔出来的洗涤气体通过带孔的气体分布器被送入冷凝器。锅炉给水通过Ｕ形管传送，当汽提气体在反应物池中冷凝的同时产生低压蒸汽，并且形成一部分尿素。所产生的低压蒸气在蒸汽包中与锅炉给水分离。 在壳程中尿素生成的反应大约完成６０％，尿素合成塔的长度因此减少了１０米，
在壳程中尿素生成的反应大约完成６０％，尿素合成塔的长度因此减少了１０米，厂房的高度因此降至４２米。在Ｋａｆｃｏ，由于厂房附近有一个飞机场，对厂房的标高有所限制，因而采用了池式冷凝器。 优异的性能
优异的性能 该新装置的性能很好，所产生的低压蒸汽比所需要的压力高１巴，生成尿素的反
该新装置的性能很好，所产生的低压蒸汽比所需要的压力高１巴，生成尿素的反应在此约完成了８０％。出口温度为１８２℃，而当初预计该温度仅为１７５℃。合成塔的最终温度仍为所需要的１８３℃。此外，池式冷凝器还有很多其它正面效应。池式冷凝器的性能极为优异，至此，离池式反应器只有一步之遥。 池式反应器是一个水平设备，将高压甲胺冷凝器与尿素合成塔合二为一。池式反
池式反应器是一个水平设备，将高压甲胺冷凝器与尿素合成塔合二为一。池式反应器示意图如图１所示。 由于气体分布器延伸到反应器的端部，终产品与汽提气体处于平衡状态，汽提气
由于气体分布器延伸到反应器的端部，终产品与汽提气体处于平衡状态，汽提气体中惰性气体的含量为０．７％。这样，在１８３℃下，合成压力可以降至１３０巴。洗涤塔的冷却区可以省去，不会对反应器产生负面影响。将现已简化的球形高压洗涤器装在反应器的壳层之上，构成了一个全集成的装置。这种“低框架汽提布置”，工厂高度只有２６米，其结果是，使新建尿素装置的投资更低。 尿素２０００＋ＴＭ工厂合成段流程图如图２所示。
尿素２０００＋ＴＭ工厂合成段流程图如图２所示。 小结
小结 总而言之，尿素＋技术的优点概括如下：
总而言之，尿素＋技术的优点概括如下： ＊高压合成段的设备数由４台减少至２台。
＊高压合成段的设备数由４台减少至２台。 ＊总体高度由５２米降低至２６米。
＊总体高度由５２米降低至２６米。 ＊因设备集成，昂贵的高压连接管线及喷嘴大大减少，相应地减少了泄漏和堵塞
＊因设备集成，昂贵的高压连接管线及喷嘴大大减少，相应地减少了泄漏和堵塞的几率。 ＊在立式合成塔顶部，由于大量气体滞留，在合成塔的液面上存在着逆效应，但
＊在立式合成塔顶部，由于大量气体滞留，在合成塔的液面上存在着逆效应，但这种现象在该水平装置中则完全避免，从而为合成部分简便的全自动控制铺平了道路。该逆效应在高框架布置中很严重，在中度框架布置中仍有一定程度的存在。迄今为止，除非采用先进控制，合成段压力以及合成塔的液位都是手动控制的。 ＊由于反应器水平布置，克服了开车时由分批进料向连续生产转换的困难。该工
＊由于反应器水平布置，克服了开车时由分批进料向连续生产转换的困难。该工厂用水启动后，逐渐稳定过渡到使用正常原料全面运行。 ＊池式冷凝使合成部分对氨碳比（Ｎ／Ｃ）波动的敏感程度大大降低。
＊池式冷凝使合成部分对氨碳比（Ｎ／Ｃ）波动的敏感程度大大降低。 ＊在产生同样量低压蒸气的情况下，冷却面积减少了５０％。
＊在产生同样量低压蒸气的情况下，冷却面积减少了５０％。 ＊由于框架降低，并且检查水平池式反应器较检查立式合成塔更加便捷，因而反
＊由于框架降低，并且检查水平池式反应器较检查立式合成塔更加便捷，因而反应装置的安全性能提高。 ＊投资节省１０％左右。
＊投资节省１０％左右。 尿素２０００＋ＴＭ工厂结构示意图如图３所示。
尿素２０００＋ＴＭ工厂结构示意图如图３所示。 结束语
结束语 技术的发展永无止境。
技术的发展永无止境。 斯塔米卡邦又一次证明，成熟的技术也可以百尺竿头，再进一步。尿素
斯塔米卡邦又一次证明，成熟的技术也可以百尺竿头，再进一步。尿素＋在保留二氧化碳汽提工艺全部工艺优点的同时，使合成部分的投资成本大大降低。 目前，斯塔米卡邦仍然是，并将继续保持世界尿素技术的主导地位。采用尿素２
目前，斯塔米卡邦仍然是，并将继续保持世界尿素技术的主导地位。采用尿素２０００＋ＴＭ技术，斯塔米卡邦将向您提供一座最现代化的尿素装置，其能力可超过日产２０００吨，水平和服务将超越２０００年。 选择尿素２０００＋ＴＭ技术的客户，将信心百倍地迎接新世纪的挑战。
选择尿素２０００＋ＴＭ技术的客户，将信心百倍地迎接新世纪的挑战。 若要进一步了解尿素２０００＋ＴＭ技术的信息，请与斯塔米卡邦联系：
若要进一步了解尿素２０００＋ＴＭ技术的信息，请与斯塔米卡邦联系： Ｓｔａｍｉｃａｒｂｏｎ ｂｖ
Ｓｔａｍｉｃａｒｂｏｎ ｂｖ Ｐ．Ｏ．ＢＯＸ ５３
Ｐ．Ｏ．ＢＯＸ ５３ ６１６０ ＡＢ ＧＥＬＥＥＮ
６１６０ ＡＢ ＧＥＬＥＥＮ Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ Ｔｅｌ．（３１） ４６ ４７６３９６２
Ｔｅｌ．（３１） ４６ ４７６３９６２ Ｆａｘ．（３１） ４６ ４７６３７９２
Ｆａｘ．（３１） ４６ ４７６３７９２ Ｅｍａｉｌ １００４３３．１５６１＠Ｃｏｍｐｕｓｅｒｖｅ．ｃｏｍ
Ｅｍａｉｌ １００４３３．１５６１＠Ｃｏｍｐｕｓｅｒｖｅ．ｃｏｍ 北京办事处：朝阳区将台路２号爱都大厦１１１房间
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联系人：王威，刘鸿雁