CN105829289B - 尿素和三聚氰胺的一体化生产 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于一体化生产尿素和三聚氰胺的方法。尿素生产区生产包含尿素、水和氨基甲酸铵的尿素合成料流。所述料流经受处理，优选地包括汽提，以将含水尿素料流与含有氨气、二氧化碳和水的残余解离氨基甲酸盐蒸气分离。将所述尿素进料至三聚氰胺合成区并经受三聚氰胺形成条件，以形成三聚氰胺和包含二氧化碳和氨气的尾气。使所述解离氨基甲酸盐蒸气和所述三聚氰胺尾气经受合并冷凝，以形成稀释的三聚氰胺尾气冷凝物。

Description

尿素和三聚氰胺的一体化生产
技术领域
本发明涉及尿素和三聚氰胺生产的一体化，尤其是根据高压液相三聚氰胺技术生产尿素和三聚氰胺。本发明还涉及用于改进已有的尿素和三聚氰胺设备的方法。
背景技术
尿素和三聚氰胺的一体化生产早就众所周知。根据下列反应，由尿素生产三聚氰胺：
6(NH2)2CO→C3H6N6+6NH3+3CO2
有趣的是，由该过程产生的氨气和二氧化碳之间的化学计量比恰好是由这两种物质形成尿素时的化学计量比。
后者通常以两个连续反应步骤的形式提供。在第一步中，根据下列放热反应形成氨基甲酸铵：
2NH3+CO2→N2H-CO-ONH4
随后，形成的氨基甲酸铵在第二步中，根据下列吸热平衡反应脱水生成尿素：
在本领域中，通常在氨气过量的基础上用起始物质(即，氨气与起始物质的化学计量比高于2:1)填充尿素设备。使这些反应物经受介于12MPa至40MPa之间的压力，并且在尿素合成区经受介于150℃至250℃之间的温度。
在一体化生产尿素和三聚氰胺的过程中，在尿素合成区生成的尿素被送至三聚氰胺合成区。继而将生产三聚氰胺得到的二氧化碳和氨气尾气再循环到尿素合成区，用作该区域的起始物质。
应当理解，尽管引入的氨气过量，但从合成区提取的反应物的比率不超过2:1，因此，来自三聚氰胺合成反应的尾气以相同的比率重新引入形成尿素的反应物。所以，在尿素和三聚氰胺的整个合成与再循环回路中，氨气与二氧化碳的比率保持不变。
前述一体化生产可在具有尿素合成区和三聚氰胺合成区的一体化设备内进行。然而更典型的是，三聚氰胺合成区和尿素合成区被包括在独立的用于生产尿素和三聚氰胺的设备内，这些设备利用适当的流动管线连接，从而实现前述的一体化。
典型的尿素设备为尿素汽提设备。在其中，分解尚未转化成尿素的氨基甲酸铵以及排放通常过量的氨气，这两个过程主要在基本上大致等于或低于合成反应器内压力的压力下发生。这种分解和排放可能借助汽提气体(例如二氧化碳或氨气)和热量增加，在一个或多个安装于反应器下游的汽提器内发生。离开汽提器的气体料流含有氨气和二氧化碳，这些气体在工作压力基本上等于汽提器内压力的高压冷凝器内冷凝，然后返回尿素合成区。
在尿素汽提设备中，合成区的工作温度为160至240℃，优选170至220℃。合成反应器内的压力为12至21MPa，优选12.5至20MPa。在汽提设备的尿素合成区内，氨气与二氧化碳的摩尔比(N/C比)通常介于2.2至5之间，优选介于2.5至4.5之间。合成区可在单个反应器内实施，也可在多个反应器内以并联或串联的方式实施。
汽提处理之后，使汽提过的尿素溶液的压力在尿素回收区段(或再循环区段，正如氨基甲酸盐从该区段再循环那样)内下降。在回收区段中，将尿素溶液中未转化的氨气和二氧化碳从尿素和水溶液分离。回收区段通常包括加热器、一个或多个液体/气体分离区段以及一个或多个冷凝区段。加热进入回收区段的尿素溶液，从该溶液蒸发出挥发性的氨气组分和二氧化碳组分。加热器内采用的加热剂通常为蒸汽。在所述加热器内形成的蒸气在液体/气体分离区段从尿素水溶液分离，然后所述蒸气在冷凝器内冷凝形成氨基甲酸盐溶液。释放的冷凝热通常消散在冷却水中。在工作压力比合成区段内的压力低的回收区段形成的氨基甲酸盐溶液，优选返回在合成压力下工作的尿素合成区段。回收区段通常为单个区段，或者可为串联排列的多个回收区段。
在以二氧化碳为汽提气体的尿素汽提设备中，通常有利的是，经由汽提器将基本上所有的二氧化碳引入合成回路。然而，在一体化生产尿素和三聚氰胺的情况下，二氧化碳进料的一部分由生产三聚氰胺得到的尾气的再循环决定。由于这种尾气既含二氧化碳又含氨气，所以不太适合用作汽提介质，原因是如果组分在液相中，则使用这种尾气甚至不能导致唯一一种组分的分压下降。
因此，由于部分二氧化碳反应物从别处引入尿素合成区段，所以进料到汽提器中的二氧化碳相比进料到独立工作的尿素设备(即，未与三聚氰胺的生产一体化)中的二氧化碳，必然会减少。这导致汽提器的工作效率降低。虽然这一点可通过提高汽提温度来补偿，但提高汽提温度导致设备的整体能量消耗升高，通常表现为需要消耗更多的蒸汽(在汽提器的壳侧使用蒸汽来供热)。同样地，只可能通过提高汽提器的温度，来供给汽提器更多的热量。然而，这是有限制的，因为更高的温度降低了通常经加工而得到此类汽提器的材料的耐腐蚀性。因此，提高汽提器的温度增大了腐蚀，这可能损坏所述汽提器，从而缩短其使用寿命。
本发明设法提供一体化生产尿素和氨的方法，该方法允许优化汽提效率和/或蒸汽消耗。
尽管本领域已大量公开了有关一体化尿素和三聚氰胺的生产的各种方法，但尚未圆满实现尿素和氨的一体化生产。参考下列诸文献，了解反映本领域现有技术的实例。
在WO98/08808 Al中，图2中所给出的框图中示出了用于一体化生产尿素和三聚氰胺的方法。在这种已知的方法中，将源自用于制备三聚氰胺的高压过程的气体料流直接供给用于制备尿素的汽提过程的高压区段。这种已知方法的一个缺点是，所得的用于制备三聚氰胺和尿素的合并工序很难实现稳定运作：所述工序之一出现压力波动，可能很容易经由气体料流影响另一工序，因此导致运作不稳定和工序混乱。另一个缺点是，只有三聚氰胺生产过程的压力高于尿素生产过程的所述高压区段，才可实现这种已知方法的最佳运作。如上所述，处理一体化三聚氰胺生产过程的尾气的尿素设备中的能量消耗相比独立的尿素设备升高。更具体地讲，如上所述，如果尿素设备为二氧化碳或氨气汽提设备类型，则能量消耗增大。
另一种方法公布于US 7,893,298 B2，并在图4中所给出的框图中示出。在这种已知的方法中，源自用于制备三聚氰胺的高压过程的气体料流在用于制备尿素的CO2汽提过程中形成的含水氨基甲酸铵料流中冷凝。
又另一种方法公开于WO 2008/052640 Al，在这种已知的方法中，尿素设备具有包括分解器的中等压力处理区段。来自三聚氰胺生产过程的气体料流连同在所述分解器中形成的蒸气和在下游尿素回收区段内形成的氨基甲酸铵水溶液一起被进料至中等压力处理区段的冷凝器内。这样便得到了浓缩的氨基甲酸盐水溶液，该水溶液然后再循环至高压尿素合成区段。
本发明设法在与三聚氰胺设备一体化之后，降低尿素设备的蒸汽消耗。或者，本发明设法使一体化的尿素和三聚氰胺设备内的尿素生产区段的蒸汽消耗至少相等。总而言之，本发明因此设法提高用于一体化生产尿素和三聚氰胺的设施的经济性和功能性。
发明内容
为了更好地解决前述的一种或多种需求，本发明一方面提供了一种用于一体化生产尿素和三聚氰胺的方法，该方法包括：在尿素生产区使二氧化碳和氨气经受形成尿素的条件，形成含有尿素、水和氨基甲酸铵的尿素合成料流；使所述尿素合成料流经受处理，获得含水尿素料流以及包含氨气、二氧化碳和水的蒸气；将尿素进料至三聚氰胺生产区；使所述进料至三聚氰胺生产区的尿素经受形成三聚氰胺的条件，形成三聚氰胺以及含有二氧化碳和氨气的三聚氰胺尾气；将该尾气进料至尿素生产区；使所述蒸气和所述三聚氰胺尾气经受冷凝；形成蒸汽冷凝物和尾气冷凝物的合并料流，从而提供稀释的三聚氰胺尾气冷凝物，然后使用所述稀释的三聚氰胺尾气冷凝物作为间接热交换过程的流体。
本发明还提供了一种用于一体化生产尿素和三聚氰胺的设施，所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区；所述尿素生产区包括尿素合成区段以及包括液体/气体分离区段在内的氨基甲酸盐再循环区段，所述三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段；所述设施包括从所述尿素生产区至所述三聚氰胺生产区的流体输送管线和从所述三聚氰胺生产区的所述尾气分离区段到所述尿素合成区段的气体流动管线，所述流体输送管线适用于将形成的尿素进料至所述三聚氰胺合成区段，所述气体流动管线与用于三聚氰胺尾气的冷凝器的气体入口连通。所述冷凝器包括用于冷凝气体的液体出口，以及来自与用于含有氨气、二氧化碳和水的蒸气的冷凝器液体连通的所述液体/气体分离区段的气体流动管线；所述冷凝器包括用于冷凝气体的液体出口；其中，所述用于三聚氰胺尾气的冷凝器和用于所述蒸气的冷凝器被包括在冷凝系统中，其中所述液体出口被整合到单个流体传输系统中。
在又另一个方面，本发明提供了一种用于降低已有的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施中的尿素生产区的能量消耗的方法，所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区，所述尿素生产区包括尿素合成区段以及包括液体/气体分离区段在内的氨基甲酸盐再循环区段，所述三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段；所述方法包括在所述尿素生产区内添加浓缩器，所述浓缩器包括用于加热和蒸发液体的蒸发腔室，所述蒸发腔室包括用于被蒸发液体的气体出口，并与用于间接热交换的腔室热交换连通；提供用于将液体从所述尿素设备的所述液体/气体分离区段进料至所述蒸发腔室的输送管线；提供从所述尿素设备的所述液体/气体分离区段到冷凝系统的气体流动管线，所述冷凝系统包括与用于间接热交换的所述腔室流体连通的液体出口；并提供从三聚氰胺生产区的尾气分离区段至冷凝系统的气体流动管线。
在另外的方面，本发明提供了一种提高用于一体化生产尿素和三聚氰胺的已有设施中的三聚氰胺生产区的设备生产能力的方法，所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区，其中尿素生产区包括尿素合成区段和包括液体/气体分离区段在内的氨基甲酸盐再循环区段，三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段；所述方法包括扩大三聚氰胺合成区段的三聚氰胺合成能力；在尿素生产区内添加浓缩器，所述浓缩器包括用于加热和蒸发液体的蒸发腔室，所述蒸发腔室包括用于蒸发的液体的气体出口，并与用于间接热交换的腔室热交换连通；提供用于将液体从尿素设备的液体/气体分离区段进料至所述蒸发腔室的输送管线；提供从尿素设备的液体/气体分离区段到冷凝系统的气体流动管线，所述冷凝系统包括与用于间接热交换的所述腔室流体连通的液体出口；并提供从所述三聚氰胺生产区的所述尾气分离区段至所述冷凝系统的气体流动管线。
在仍另外的方面，本发明提供了前述方法在改进一体化生产尿素和三聚氰胺的设施上的用途。
附图说明
图1为常规尿素汽提设备的示意图。
图2为根据本领域已知的一个实施例的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施的示意图。
图3为图2所示实施例的曲线图，其中将典型的能量消耗(以千克水蒸气每吨生成的尿素产物表示)作为在尿素生产能力恒定的情况下，所连接的三聚氰胺设备的生产能力的函数而给出。
图4为根据本领域已知的另一个实施例的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施的示意图。
图5为图4所示实施例的像图3那样的曲线图。
图6为根据本发明的一个实施例的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施的示意图。
图7为图6所示实施例的像图3那样的曲线图。
图8为根据本发明的另一个实施例的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施的示意图。
图9为图8所示实施例的像图3那样的曲线图。
图10为根据本发明的又另一个实施例的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施的示意图。
图11为图10所示实施例的像图3那样的曲线图。
具体实施方式
一般来说，本发明建立在洞悉如何利用可得自与尿素生产区一体化的三聚氰胺生产区的尾气料流(下文中也称为三聚氰胺尾气)的热能这一基础上。这种认知已导致将具有相对低的含水量的所述尾气的冷凝物与得自尿素生产且具有更高含水量的解离氨基甲酸盐蒸气(含有氨气、二氧化碳和水的气态料流)的冷凝物合并。合并得到的冷凝物的含水量高于三聚氰胺生产区的尾气的含水量。因此通过稀释冷凝的三聚氰胺尾气，可将所得的稀释冷凝物运输至一体化生产设施内别的位置以进一步利用，尤其是将稀释冷凝物再循环，用于合成尿素。
为了得到合并的冷凝物，将三聚氰胺生产区的尾气与尿素生产区的解离氨基甲酸盐蒸气引导至适于生成和合并这两种气体料流的冷凝物的冷凝系统中。
通常，这涉及一种系统，该系统包括：用于三聚氰胺尾气的冷凝器，所述冷凝器包括用于冷凝气体的液体出口；以及用于含有氨气、二氧化碳和水的解离氨基甲酸盐蒸气的冷凝器，所述冷凝器包括用于冷凝气体的液体出口，其中所述液体出口被整合到单个流体传输系统中。根据气体料流的相对压力(下文将讨论这一点)，冷凝系统可以是进料前述两种气体料流的单个冷凝器。如果优选的是避免采取措施来平衡前述两种气体料流的压力，则冷凝系统优选地包括彼此流体连通的多个冷凝器。
从本质上讲，冷凝系统输出的液体为三聚氰胺生产区的尾气与尿素生产区的解离氨基甲酸盐蒸气合并而成的冷凝物。在前述两种料流并未大致同时冷凝或未在同一容器内冷凝，而是相继冷凝的情况下，优选的是，解离氨基甲酸盐蒸气在上游冷凝，三聚氰胺尾气在下游冷凝。采用这种方式，含水量低的冷凝物(也就是三聚氰胺尾气的浓缩物)将立即被含水料流吸收，因而被稀释，这样就防止了三聚氰胺尾气浓缩物固化。优选的是，稀释的冷凝物含有按重量计介于20％至35％之间的水。
优选的是，冷凝系统以壳管式热交换器壳侧的形式提供。在任何情况下，冷凝系统都与使用冷凝热的装置热交换连通。
在根据本发明的方法的一个优选的实施例中，合并冷凝解离的氨基甲酸盐蒸气和三聚氰胺尾气的同时，与含水尿素料流间接热交换。
优选的是，间接热交换在壳管式热交换器中进行，从而将解离氨基甲酸盐蒸气和三聚氰胺尾气进料至热交换器的壳侧，并将含水尿素溶液进料至热交换器的管侧。
通过与含水尿素料流进行热交换，来浓缩所述料流。于是得到液体料流和气体料流，其中液体料流为浓缩的尿素溶液，气体料流为包含氨气和二氧化碳的蒸发水。
因此，本发明改善了一体化生产设施的能量消耗。更具体地讲，在尿素生产区为尿素汽提设备的情况下，尽管由于处理三聚氰胺设备尾气的尿素设备中出现上述更低的汽提效率而导致需要额外的蒸汽，仍降低了尿素设备中比蒸汽消耗的增量，因而降低了直接进料至汽提器中的二氧化碳的量。本发明人还惊讶地发现，随着三聚氰胺产量增加，比能量消耗甚至进一步降低。
应当指出，一般来讲，生产三聚氰胺得到的尾气，其压力范围通常为1.0至25MPa，优选1.0至3.0MPa，例如1.5至2.5MPa，通常为约2MPa。在生产尿素的情形下，这被视为中等压力。尿素通常在高压(例如10至25MPa，优选12至22MPa)下合成。这意味着，如果得自尿素生产区内的高压汽提器的解离氨基甲酸铵蒸气将与来自三聚氰胺生产区的尾气结合为合并的冷凝物，那么只有在两种气体料流冷凝后，才会形成合并的冷凝物。
然而，在一个值得注意的实施例中，将解离氨基甲酸盐蒸气的压力设定为尽可能等于三聚氰胺尾气的压力，以允许两者在气相中合并。在这种情况下，有可能合并冷凝上述的蒸气和尾气。在解离的氨基甲酸盐蒸气具有大致恰当的压力、或被处理为具有恰当压力的情况下，可能实现所述合并冷凝。
合并冷凝可以在(例如)设置有中等压力阶段的尿素生产区内实现。此类尿素生产区是技术人员熟悉的。在中等压力阶段，使得自高压合成区段的部分或全部尿素合成溶液经受汽提，该中等压力阶段的输出为汽提的含水尿素溶液和中等压力的解离氨基甲酸盐蒸气。包括中等压力阶段的尿素生产区是技术人员已知的，所述中等压力阶段通常包括中等压力汽提器和中等压力氨基甲酸盐冷凝器。参见例如《乌尔曼工业化学百科全书》(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)2012年第37卷第657-693页。
中等压力的解离氨基甲酸盐蒸气还可经由闪蒸得到。在一个优选的实施例中，为了将含水尿素料流与含有氨气、二氧化碳和水的残余解离氨基甲酸盐蒸气分离，上述加工尿素合成料流的过程包括使含水尿素料流经受绝热闪蒸，通常闪蒸到介于1.0MPa至8.0MPa之间的压力，更具体地，闪蒸到介于1.5MPa至5.0MPa之间的压力。闪蒸导致膨胀，使很大一部分氨气、二氧化碳和水作为蒸气从尿素溶液分离。这种分离的蒸气(即实际上为解离的氨基甲酸盐蒸气)具有中等压力，并且可被引导至三聚氰胺尾气被引入的同一个冷凝系统。在该冷凝系统中，上述的蒸气和尾气可在气相中合并，然后经受合并冷凝。剩余的尿素溶液通常仍经受常规的再循环处理，也就是说，以便进一步将解离的氨基甲酸盐蒸气从尿素溶液分离。优选的是，也将后一种解离的氨基甲酸盐蒸气引导至上述冷凝系统。绝热闪蒸步骤的优势在于，当闪蒸产生的蒸气被冷凝，继而用于间接热交换时，合成尿素产生的热量可被回收。
本发明可用于尿素和三聚氰胺的一体化生产过程，并且因此可用于该一体化生产过程的生产设施。本发明还可用于降低一体化生产尿素和三聚氰胺的设施中的尿素生产区的能量消耗的方法。本发明尤其可用于提高与尿素设备一体化的三聚氰胺设备的生产能力。一般来讲，本发明提供了一种用于改进一体化生产尿素和三聚氰胺的设施的方法。
根据本发明的用于一体化生产尿素和三聚氰胺的方法，包括在尿素合成区段使二氧化碳和氨气经受形成尿素的条件，形成含有尿素、水和氨基甲酸铵的尿素合成料流。这可使用本领域现有的标准尿素生产技术来实现。
然后使尿素合成料流经受处理，以将尿素与含有氨气、二氧化碳和水的残余解离氨基甲酸盐蒸气分离。实现此目的的方法为技术人员所熟知。通常使所述解离的氨基甲酸盐蒸气冷凝为氨基甲酸盐溶液，再将这种溶液再循环至尿素合成区段。这也可使用技术人员可获得的标准尿素生产技术来实现。
优选的是，处理尿素合成料流的过程包括使所述料流经受汽提，形成汽提过的含水尿素溶液。汽提可通过提供热量完成(热汽提)，也可通过使用汽提介质(通常为汽提气体的对向流动)来完成。在生产尿素的过程中，通常将氨气或二氧化碳用作汽提介质。
接下来使汽提过的含水尿素溶液经受再循环步骤，其中剩余的氨基甲酸铵与尿素分离，形成尿素溶液和含有氨气、二氧化碳和水的解离氨基甲酸盐蒸气；使所述解离的氨基甲酸盐蒸气冷凝为氨基甲酸盐溶液，再将这种溶液再循环至尿素合成区段。
在本发明的一个实施例中，将冷凝解离的氨基甲酸盐蒸气与冷凝得自三聚氰胺生产区段的尾气结合起来，再取所得合并的冷凝物的一部分再循环至尿素生产区段。在另一个实施例中，首先将解离的氨基甲酸盐蒸气冷凝。然后将合并了三聚氰胺尾气的冷凝物置于合适的压力下，此时三聚氰胺尾气冷凝。使用冷凝的流体进行热交换。
在一体化生产尿素和三聚氰胺的过程中，将在尿素生产区段形成的尿素作为起始物质进料至三聚氰胺合成区段，使其在此经受形成三聚氰胺的条件。用于合成三聚氰胺的这些条件及相关设备通常是技术人员现成可获得的。
一体化生产尿素和三聚氰胺的另一部分涉及将三聚氰胺合成区段的尾气再循环至尿素合成区段。应当理解，在本发明中，在上述的合并冷凝操作之后，完全或部分地执行这种再循环。换句话讲，如上所述，在冷凝之后，三聚氰胺尾气作为所述尾气与来自尿素生产过程的解离氨基甲酸盐蒸气的合并冷凝物的一部分，被再循环至尿素合成区段。
除上文确定的用于实现将三聚氰胺尾气用于冷凝的方式的特定要求之外，一体化生产尿素和三聚氰胺的方法通常可以技术人员已知的方式实现。在这种程度上，用于将三聚氰胺和尿素的生产一体化的设备的多种设置是本领域现有的。
一体化生产尿素和三聚氰胺需要像上文所述那样连接尿素生产区和三聚氰胺生产区。这些生产区可为单个一体化设备的组成部分。更典型地，这些生产区为分离的设备，但通常彼此充分紧邻，使该一体化生产不仅经济，还切实可行。
分离的尿素设备和三聚氰胺设备均可被构造为新设备，或者，其中之一可为现有设备或两者都可为现有设备。如果现有的这两种设备充分紧邻，则本领域按惯例可能已将它们整合到一起。不过还可能想到，尤其是鉴于与上文概述的尿素设备汽提效率相关的缺点，尚未进行过这种整合。本发明消除了这些缺点。
如果现有的设备为一体化式，则可能想到，由于进料至尿素设备的二氧化碳和氨气增多导致汽提效率降低和/或蒸汽消耗升高这样的问题，所以连接至尿素设备实际上阻止了技术人员提高三聚氰胺设备的生产能力。本发明现已解决这一难题。
就尿素生产区来说，经常使用的按汽提方法制备尿素的方法是二氧化碳汽提方法，如例如《乌尔曼工业化学百科全书》1996年第A27卷第333-350页中所述。在这种方法中，合成区段后接一个或多个回收区段。合成区段包括反应器、汽提器、冷凝器和洗涤器，其中操作压力为12至20MPa并且优选为13至18MPa。在合成区段中，将离开尿素反应器的尿素溶液进料到汽提器，其中大量的未转化的氨和二氧化碳与尿素水溶液分离。这种汽提器可以是壳管式热交换器，其中尿素溶液在管侧进料到顶部并且进料至合成的二氧化碳被添加至汽提器的底部。在壳侧，添加蒸汽以加热溶液。尿素溶液在底部离开热交换器，而蒸气相在顶部离开汽提器。离开所述汽提器的蒸气含有氨、二氧化碳和少量的水。所述蒸气在降膜型热交换器或者可为水平型或垂直型的浸没型冷凝器中冷凝。水平型浸没式热交换器描述于Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry(乌尔曼工业化学百科全书)，第A27卷，1996年，第333-350页中。在所述冷凝器中由放热氨基甲酸酯缩合反应释放的热量通常用于产生蒸汽，其被用于下游尿素加工区段中以对尿素溶液进行加热和浓缩。由于在浸没型冷凝器中产生特定液体滞留时间，因此一部分尿素反应已在所述冷凝器中发生。所形成的含有冷凝氨、二氧化碳、水和尿素以及非冷凝的氨、二氧化碳和惰性蒸气的溶液被送到反应器。在反应器中，从氨基甲酸酯到尿素的上述反应接近平衡。离开反应器的尿素溶液中的氨与二氧化碳的摩尔比一般为2.5至4mol/mol。也有可能将冷凝器和反应器组合在一台设备上。这台设备的实例如Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry(乌尔曼工业化学百科全书)，第A27卷，1996年，第333-350页中所述。离开尿素反应器的所形成的尿素溶液被供给到汽提器并且含有非冷凝氨和二氧化碳的惰性蒸气被送到在与反应器类似的压力下操作的洗涤区段。在所述洗涤区段中，从惰性蒸气中洗涤氨和二氧化碳。来自下游回收系统的所形成的氨基甲酸酯溶液被用作所述洗涤区段中的吸收剂。在本发明中，可将合并冷凝物中的所形成的氨基甲酸盐送至上述洗涤器中用作吸收剂，并且/或者送至合成区段内的冷凝区中。
本发明不限于任何特定的尿素生产方法。其他方法和设备包括基于以下技术的方法和设备，例如：由Urea Casale公司开发的HEC方法，由东洋工程公司(Toyo EngineeringCorporation)开发的ACES方法，以及由斯那姆公司(Snamprogetti)开发的方法。
就三聚氰胺生产区来说，优选的是采用所谓“高压过程”的三聚氰胺设备。三聚氰胺生产方法描述于(例如)《乌尔曼工业化学百科全书》第五版，第A16卷第174-179页。
本发明还涉及一种用于一体化生产尿素和三聚氰胺的设施。所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区，该设施可为一体化设备的形式，或者可为两个连接的单独设备的形式，基本上如上文所述。尿素生产区包括尿素合成区段和包括液体/气体分离系统的氨基甲酸盐再循环区段；三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段。为了将尿素和三聚氰胺的生产一体化，该设施包括从尿素生产区到三聚氰胺生产区的流体输送管线以及从三聚氰胺生产区的尾气分离区段到尿素合成区段的气体流动管线，所述流体输送管线适于将生成的尿素进料至三聚氰胺合成区段。根据本发明，该设施还包括从液体/气体分离系统到冷凝器的气体流动管线。
上述气体流动管线从三聚氰胺尾气分离区段直接通向用于所述三聚氰胺尾气的冷凝器的气体入口。冷凝器包括用于冷凝气体的液体出口。气体流动管线从尿素生产区的液体/气体分离区段直接通向用于包含氨气、二氧化碳和水的蒸气的冷凝器的气体入口，所述冷凝器还包括用于冷凝气体的液体出口。根据本发明，用于三聚氰胺尾气的冷凝器和用于所述蒸气的冷凝器被包括在一个冷凝系统中，其中所述液体出口被整合到单个流体输送系统中。如从上文可以理解，冷凝系统可包括单个冷凝器(其中两种料流的气体入口可不同，或者如果气体料流在冷凝器上游的位置混合，那么两种气体入口也可相同)，或者可包括两个或多个冷凝器，以分别冷凝气体料流，然后混合冷凝物。
所述冷凝系统优选地包括一个或多个壳管式热交换器的壳侧。
在一个优选的实施例中，尿素生产区基于汽提技术，即尿素汽提设备。这一设备的合成区段包括反应器和汽提器。在另外的优选的实施例中，优选地结合了上述汽提技术，冷凝区与含水尿素料流间接热交换。
优选地，间接热交换在壳管式热交换器中进行，将解离氨基甲酸盐蒸气和三聚氰胺尾气进料至热交换器的壳侧，并将含水尿素溶液进料至热交换器的管侧。
应当理解的是，在一个优选的实施例中，冷凝系统因此是浓缩器的一部分。将含水尿素料流进料至所述浓缩器中，其中的水将蒸发，得到浓缩的尿素溶液和蒸汽。
考虑到其优选的用途，即浓缩含水尿素溶液，冷凝系统优选地包括一条或多条与尿素合成区段流体连通的液体进料管线。
优选地，所述流体连通的至少部分经由液体/气体分离系统实现。在另外的优选的实施例中，尿素生产区还包括介于尿素合成区段和氨基甲酸盐再循环区段之间的闪蒸系统。闪蒸系统与尿素合成区段流体连通，从而允许将尿素合成料流进料至闪蒸系统的液体入口。闪蒸系统具有气体出口，使得由于闪蒸而从尿素合成料流中分离出来的解离氨基甲酸盐蒸气能够离开闪蒸系统。优选地，所述气体出口是或包括通向相同冷凝系统的气体流动管线，并且将三聚氰胺尾气通入该冷凝系统。闪蒸系统具有与氨基甲酸盐再循环区段流体连通的液体出口，以使得闪蒸后剩余的尿素溶液流至再循环区段，特别是流至其液体/气体分离系统。
闪蒸系统是本领域技术人员已知的。
本发明还提供了一种用于降低已有的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施中尿素生产区的能量消耗的方法。该设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区；尿素生产区包括尿素合成区段和包括液体/气体分离区段的氨基甲酸盐再循环区段；三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段。根据本发明，在一个实施例中，该方法包括在尿素生产区内添加浓缩器，所述浓缩器包括用于与气体料流间接热交换的系统。浓缩器通常包括用于加热液体的蒸发腔室，所述蒸发腔室与用于加热流体的间接加热腔室热交换连通。本发明的方法还包括提供输送管线，该输送管线用于将液体从尿素设备的液体/气体分离区段进料至所述蒸发腔室。此外，提供了从尿素设备的液体/气体分离区段到冷凝系统的气体流动管线，所述冷凝系统包括与间接加热腔室流体连通的液体出口。最后，本发明包括提供从三聚氰胺生产区的尾气分离区段到冷凝系统的气体流动管线。
本发明的一个特别有利的应用是，实现了提高已有的用于一体化生产尿素和三聚氰胺的设施中三聚氰胺生产区的设备生产能力的方法。应当理解，所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区；所述尿素生产区包括尿素合成区段和包含液体/气体分离系统的氨气基甲酸盐再循环区段；所述三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段。本发明的方法包括提高三聚氰胺合成区段的三聚氰胺合成的生产能力。这可通过已知方式实现，例如通过增加三聚氰胺反应器和下游设备的尺寸，或者通过改变操作条件，以使得单位时间内能够处理更多的尿素进料。本发明包括在尿素生产区内添加浓缩器，所述浓缩器包括用于加热液体的蒸发腔室，所述蒸发腔室与用于加热流体的间接加热腔室热交换连通。本发明还包括提供用于将液体从尿素设备的液体/气体分离区段进料至所述蒸发腔室的输送管线，并提供从尿素设备的液体/气体分离区段到冷凝系统的气体流动管线。冷凝系统包括与间接加热腔室流体连通的液体出口。根据本发明，还提供了从三聚氰胺生产区的尾气分离区段到冷凝系统的气体流动管线。
因此，三聚氰胺生产区输出的增加，通常伴随着包含二氧化碳和氨的尾气输出增加，可利用这一点，从可得自所述尾气的冷凝的热量受益，基本上如前文所述。优选地，尿素生产区包括尿素汽提设备。应当理解，在尿素生产区基于汽提技术的情况下，在本发明的三聚氰胺生产能力提高方面取得了特别有益的效果。还涉及由于进料至汽提器的二氧化碳或氨气减少(这是提高来自三聚氰胺尾气的反应物进料所必需的)导致的上述汽提效率更低的问题。本发明试图通过提供另外的热量源，即来自上述三聚氰胺尾气和解离氨基甲酸盐蒸气混合冷凝的热量，来消除这一问题。
一般来讲，上述方法(即用于降低尿素生产区的能量消耗的方法，以及提高三聚氰胺生产区三聚氰胺生产能力的方法)中的一种或两种可用于改进一体化生产尿素和三聚氰胺的设施。
下文将结合以下非限制性实例进一步说明本发明。所有实例均涉及生产能力为1900公吨/天的尿素设备。
实例1(参考文献)
图1示出了按照Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry,Vol.A27,1996,pp 333-350(《乌尔曼工业化学百科全书》，第A27卷，1996年，第333-350页)中所述的典型CO2汽提技术的尿素设备。在这一方法中，用作原料的二氧化碳通过管线b进入高压汽提器HPSTR。在汽提器HPSTR中，来自高压反应器HPREA的反应器流出物与二氧化碳逆流接触，导致氨气分压降低并且该溶液中的氨基甲酸盐分解。出于以所需效率完成氨基甲酸盐分解的目的所需的热量可通过穿过在高压汽提器HPSTR的管周围的饱和高压蒸汽来提供。离开汽提器HPSTR的包含氨气、二氧化碳和小部分水的蒸气通过管线c送到高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC。该高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC可为降膜式冷凝器、釜式冷凝器或浸没式冷凝器。在高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC中，释放的冷凝热用于在介于0.2至0.6MPa之间的压力下产生饱和蒸汽，该蒸汽用于尿素设备的下游加工中，即加热。氨气作为原料先通过管线a提供至高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC中，然后进入高压喷射器HPEJ中，其中所述氨气用作驱动力，将高压洗涤器HPSCR中形成的通过管线g的氨基甲酸盐通过管线h传输到所述高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC。
高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC中形成的包含氨气、二氧化碳、水的氨基甲酸盐和任选的尿素以及离开所述高压氨基甲酸盐冷凝器的未冷凝的蒸气(该蒸气包含氨气、二氧化碳、水、氮气、氧气和低浓度的其他惰性组分)在重力流下通过管线d到达高压反应器HPREA中。在高压反应器中，氨气和二氧化碳继续转化成尿素，以接近平衡。离开高压反应器HPREA的包含尿素、氨气、二氧化碳、水和少量其他组分的所形成的尿素溶液通过重力流流入所述汽提器HPSTR中。将通过管线e离开高压反应器HPREA的包含未冷凝氨气、二氧化碳、氮气、氧气和少量其他惰性组分的惰性蒸气提供至高压洗涤器HPSCR。在高压洗涤器HPSCR中，通过使离开高压反应器HPREA的蒸气和在尿素设备下游加工中形成的通过管线ac的氨基甲酸盐溶液接触，将大部分未冷凝的氨气和二氧化碳从主要包含氮气和氧气组分的惰性蒸气中分离出来。任选地，首先让离开高压反应器HPREA的氨基甲酸盐溶液进入冷凝器，然后离开的惰性蒸气与来自下游加工的所述氨基甲酸盐溶液接触。在这一洗涤器HPSCR中形成的氨基甲酸盐通过管线g被送到高压喷射器HPEJ中。通过管线f离开高压洗涤器HPSCR的惰性蒸气被排出到大气环境中，或者先进行进一步处理(即在吸收器中处理)，再释放到大气环境中。
离开高压汽提器HPSTR的尿素溶液通过管线aa被送到再循环区段LPREC。再循环区段LPREC的工作压力低于合成区段的工作压力。在这一再循环区段LPREC中，未转化的氨气和二氧化碳与尿素水溶液之间发生分离。将分离的氨气和二氧化碳冷凝，以形成氨基甲酸盐溶液，其通过管线ac返回到合成区段的高压洗涤器HPSCR中。将包含尿素、水以及少量氨气和二氧化碳的尿素溶液收集到储罐UVV中，然后该溶液通过管线ad进入蒸发腔室EVAP，将溶液浓缩至将产品通过管线ae精整至其最终固体产品所需的期望浓度。以千克蒸汽每吨生成的尿素表示的能量消耗通常在870kg/吨至950kg/吨之间变化，具体取决于生产最终产品所用的精整的蒸汽质量和类型。在该实例中，能量消耗为920kg/吨。
实例2(参考文献)
图2示出了如公开于WO 98/08808 A1中的现有技术所述的方法。
该方法包括如图1所述的尿素设备(生产能力1900公吨/天)，并且将来自三聚氰胺设备的包含氨气、二氧化碳以及任选的水和惰性VAPMEL的蒸气加入合成区段的高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC中。
图3是一个曲线图，其中将典型的能量消耗(以千克水蒸气每吨生成的尿素产物表示)作为在尿素生产能力恒定的情况下，所连接的三聚氰胺设备的设备生产能力的函数而给出。
可以预知，如果将在所述尿素设备中处理的来自所述三聚氰胺设备的蒸气增加导致连接的三聚氰胺设备的设备生产能力增加，那么尿素设备的能量消耗增加。
实例3(参考文献)
图4示出了根据公开于US 7,893,298 B2的现有技术的一个实施例的实例。该方法包括如图1所述的尿素设备(生产能力1900公吨/天)，并且将来自三聚氰胺设备的包含氨气、二氧化碳以及任选的水和惰性VAPMEL的蒸气在冷凝器CARBCOND中冷凝，然后将形成的氨基甲酸盐溶液加入到所述尿素设备的合成区段。在这一实例中，将所述形成的氨基甲酸盐通过管线af加入尿素合成区段的高压洗涤器HPSCR中，但也可以将该氨基甲酸盐溶液或该溶液的一部分加入尿素合成区段的其他地方，例如尿素设备的高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC。在冷凝器CARBCOND中，通常将在尿素设备的下游加工中形成的氨基甲酸盐作为溶剂通过ac加入，并且来自再循环区段LPREC的所述添加的氨基甲酸盐溶液中的水浓度通常高于离开冷凝器CARBCOND形成的氨基甲酸盐溶液中的水浓度。通常冷凝器CARBCOND中的压力高于再循环区段LPREC(在此加入氨基甲酸盐)中的压力，并低于来自三聚氰胺设备区段(在此释放来自三聚氰胺设备VAPMEL的蒸气)的压力。在冷凝器CARBCOND中，冷凝释放的热量消散在冷却水中或者用于生成蒸汽，该蒸汽可用于尿素设备的下游加工。
图5是一个曲线图，其中将典型的能量消耗(以千克水蒸气每吨生成的尿素产物表示)作为在尿素生产能力恒定的情况下，所连接的三聚氰胺设备的设备生产能力的函数而给出。在尿素生产能力恒定的情况下，相较于未整合三聚氰胺设备的原始尿素设备，一体化尿素设备和三聚氰胺设备的能量消耗略有增加。
实例4
图6阐述了根据本发明的设备和方法。该方法包括如图1所述的尿素设备(1900公吨/天)。将通过管线aa离开尿素设备合成区段中的高压汽提器HPSTR的尿素溶液加入低压再循环中。将来自三聚氰胺设备的包含氨气、二氧化碳和(并非必需)水的蒸气加入浓缩器PREEVAP，其中将通过管线bd离开再循环LPREC的尿素溶液浓缩，然后将浓缩溶液通过管线bb收集到储罐UVV中。
浓缩器PREEVAP优选地为壳管式热交换器，其中优选地将离开三聚氰胺设备的蒸气加入该浓缩器的壳侧，并优选地将离开再循环区段的尿素溶液加入所述浓缩器的管侧。此外，也将再循环区段中形成的氨基甲酸盐溶液通过管线ac加入浓缩器PREEVAP的壳侧。所述浓缩器PREEVAP中形成的氨基甲酸盐优选地通过泵经由管线af传输到合成区段。在本实例中，将该氨基甲酸盐溶液加入合成区段中的洗涤器HPSCR，但也可以加入合成区段的其他地方，例如高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC。通常将离开该浓缩器壳侧的未冷凝蒸气送到位于尿素设备中的吸收器。通常来自再循环区段LPREC的所述添加的氨基甲酸盐溶液的水浓度高于离开浓缩器PREEVAP的形成的氨基甲酸盐溶液的水浓度。通常浓缩器PREEVAP冷凝器的壳侧的压力等于或低于来自从三聚氰胺设备VAPMEL加入的蒸气的工作压力，但高于低压再循环区段LPREC的压力。
图7是一个曲线图，其中将典型的能量消耗(以千克水蒸气每吨生成的尿素产物表示)作为在尿素生产能力恒定的情况下，所连接的三聚氰胺设备的设备生产能力的函数而给出。
该图表明，在尿素生产能力恒定的情况下，一体化尿素设备和三聚氰胺设备的能量消耗为约20至50千克蒸汽每吨生成的尿素产物，低于如图1所示的未整合三聚氰胺设备的典型尿素设备的能量消耗。此外，在生产率恒定的情况下，随三聚氰胺设备生产能力提高，尿素设备的蒸汽消耗降低。
实例5
图8阐述了本发明的另一个实施例。该方法包括如图1所述的尿素设备(生产能力1900公吨/天)。将通过管线aa离开尿素设备合成区段中的高压汽提器HPSTR的尿素溶液绝热膨胀FLASH达到介于1.0MPa至8.0MPa之间的压力，更具体地讲，介于1.5MPa至6.0MPa之间的压力。随着膨胀，大部分氨气、二氧化碳和水从尿素溶液中分离出来，该尿素溶液主要组分是尿素和水，然后是溶解于尿素溶液中的一些残余氨气和二氧化碳。所述尿素溶液通过管线bc被排出到尿素设备的再循环区段LPREC。将来自绝热闪蒸步骤FLASH的包含氨气、二氧化碳和水的闪蒸蒸气通过管线ba排出至浓缩器PREEVAP，其中将通过管线bd离开再循环LPREC的尿素溶液浓缩，然后将浓缩溶液通过管线bb收集到储罐UVV中。
还将离开三聚氰胺设备的包含氨气、二氧化碳和任选的水的蒸气加入浓缩器PREEVAP中。此外，浓缩器PREEVAP优选地为壳管式热交换器，其中优选地将离开绝热膨胀FLASH的蒸气和离开三聚氰胺设备的蒸气混合加入该浓缩器的壳侧，并优选地将离开再循环区段的尿素溶液加入所述浓缩器的管侧。此外，也将再循环区段LPREC中形成的氨基甲酸盐溶液通过管线ac加入浓缩器PREEVAP的壳侧。所述浓缩器PREEVAP中形成的氨基甲酸盐优选地通过泵经由管线af传输到合成区段。在本实例中，将该氨基甲酸盐溶液加入合成区段中的洗涤器HPSCR，但也可以加入合成区段的其他地方，例如高压氨基甲酸盐冷凝器HPCC。通常将离开该浓缩器壳侧的未冷凝蒸气送到位于尿素设备中的吸收器。通常来自再循环区段LPREC的所述添加的氨基甲酸盐溶液的水浓度高于离开浓缩器PREEVAP的形成的氨基甲酸盐溶液的水浓度。通常，浓缩器PREEVAP冷凝器壳侧的压力等于或低于发生绝热膨胀FLASH的工作压力，但所述压力高于再循环区段LPREC(在此加入氨基甲酸盐)的压力。
图9是一个曲线图，其中将典型的能量消耗(以千克水蒸气每吨生成的尿素产物表示)作为在尿素生产能力恒定的情况下，所连接的三聚氰胺设备的设备生产能力的函数而给出。
该图表明，在尿素生产能力恒定的情况下，一体化尿素设备和三聚氰胺设备的能量消耗为约50至150千克水蒸气每吨生成的尿素产物，低于如图1所示的未整合的三聚氰胺设备的典型尿素设备的能量消耗。此外，在生产率恒定的情况下，当三聚氰胺设备的设备生产能力提高时，尿素设备的蒸汽消耗降低。
实例6
本实例涉及如图10所示的本发明的实施例。在若干方面，本实施例与如实例5所述的实施例类似。然而，在本实例中，浓缩器PREEVAP位于储罐UVV的下游，并位于蒸发区段EVAP的上游，其中尿素溶液被浓缩至将形成的尿素熔体精整为其最终产品所需的期望浓度。将离开合成区段中的高压反应器的尾气通过管线e送至来自绝热闪蒸FLASH的闪蒸蒸气。本实施例优于图5所示的实施例，因为相较于实例5的实施例，如图8所示，在本实施例中避免了储罐UVV中氨气的蒸发，例如通过更大生产能力的三聚氰胺设备，使得本实施例能够在浓缩器PREEVAP中将尿素溶液浓缩得更浓，而氨气没有机会从储存的尿素溶液UVV中蒸发。
图11是一个曲线图，其中将典型的能量消耗(以千克水蒸气每吨生成的尿素产物表示)作为在尿素生产能力恒定的情况下，所连接的三聚氰胺设备的设备生产能力的函数而给出。
该图表明，在尿素生产能力恒定的情况下，一体化尿素设备和三聚氰胺设备的能量消耗为约50至150千克水蒸气每吨生成的尿素产物，低于如图1所示的未整合的三聚氰胺设备的典型尿素设备的能量消耗。此外，在生产率恒定的情况下，当三聚氰胺设备的设备生产能力提高时，尿素设备的蒸汽消耗略有降低。

Claims (15)

1.一种用于一体化生产尿素和三聚氰胺的方法，所述方法包括：在包括反应器和汽提器的尿素生产区使二氧化碳和氨气经受形成尿素的条件，形成含有尿素、水和氨基甲酸铵的尿素合成料流；使所述尿素合成料流经受处理，获得含水尿素料流以及包含氨气、二氧化碳和水的蒸气，其中所述处理包括在所述汽提器中汽提；将尿素进料至三聚氰胺生产区；使进料至所述三聚氰胺生产区的所述尿素经受形成三聚氰胺的条件，形成三聚氰胺以及含有二氧化碳和氨气的三聚氰胺尾气；将所述尾气进料至所述尿素生产区；使所述蒸气和所述三聚氰胺尾气在与含水尿素料流的间接热交换中经受合并冷凝；形成所述蒸气冷凝物和所述尾气冷凝物的合并料流，从而提供稀释的三聚氰胺尾气冷凝物，然后使用所述稀释的三聚氰胺尾气冷凝物作为所述间接热交换过程的流体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述间接热交换以通过热致蒸发浓缩所述含水尿素料流。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述间接热交换在壳管式热交换器中进行，将所述蒸气和所述三聚氰胺尾气进料至所述热交换器的所述壳侧，并将所述含水尿素溶液进料至所述热交换器的所述管侧。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述蒸气的压力设定为尽可能等于所述三聚氰胺尾气的所述压力，以允许两者在所述气相中合并。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述稀释的三聚氰胺尾气冷凝物再循环到所述尿素合成区段。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述尿素合成区段包括所述反应器和所述汽提器，以及另外的冷凝器和洗涤器，其中所述尿素合成区段内的工作压力在12至20Mpa之间。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述稀释的冷凝物包含20重量％至35重量％的水。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述获得含水尿素料流以及包含氨气、二氧化碳和水的蒸气的处理还包括使所述尿素合成料流经受绝热闪蒸。
9.一种用于权利要求1所述方法中的用于一体化生产尿素和三聚氰胺的设施，所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区；所述尿素生产区包括尿素合成区段和氨基甲酸盐再循环区段，所述尿素合成区段包括反应器和汽提器，所述氨基甲酸盐再循环区段包括用于汽提的含水尿素溶液的入口和液体/气体分离区段，所述三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段；所述设施包括从所述尿素生产区至所述三聚氰胺生产区的流体输送管线和从所述三聚氰胺生产区的所述尾气分离区段到所述尿素合成区段的气体流动管线，所述流体输送管线适用于将形成的尿素进料至所述三聚氰胺合成区段，所述气体流动管线与用于三聚氰胺尾气的冷凝器的气体入口连通，所述冷凝器包括用于冷凝气体的液体出口以及从液体/气体分离区段至所述冷凝器的用于含有氨气、二氧化碳和水的蒸气的气体流动管线；其中，用于三聚氰胺尾气和用于所述蒸气的所述冷凝器被包括在冷凝系统中。
10.根据权利要求9所述的设施，其中所述冷凝系统包括一个或多个壳管式热交换器的所述壳侧。
11.根据权利要求9或10所述的设施，其中所述冷凝系统的液体出口管线与所述尿素合成区段流体连通。
12.根据权利要求11所述的设施，包括闪蒸区段，所述闪蒸区段具有与所述尿素合成区段的液体出口流体连通的液体入口、与所述氨基甲酸盐再循环区段的液体入口流体连通的液体出口以及通向所述冷凝系统的气体流动管线。
13.一种用于降低已有的一体化生产尿素和三聚氰胺的设施中的尿素生产区的能量消耗的方法，所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区；所述尿素生产区包括尿素合成区段和氨基甲酸盐再循环区段，所述尿素合成区段包括反应器和汽提器，所述氨基甲酸盐再循环区段包括用于汽提的含水尿素溶液的入口和液体/气体分离区段；所述三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段；所述方法包括在所述尿素生产区内添加浓缩器，所述浓缩器包括用于加热和蒸发液体的蒸发腔室，所述蒸发腔室包括用于蒸发的液体的气体出口，并与用于间接热交换的腔室热交换连通；
提供用于将液体从所述尿素设备的所述液体/气体分离区段进料至所述蒸发腔室的输送管线；提供从所述尿素设备的所述液体/气体分离区段到冷凝系统的气体流动管线，所述冷凝系统包括与用于间接热交换的所述腔室流体连通的液体出口；并提供从所述三聚氰胺生产区的所述尾气分离区段至所述冷凝系统的气体流动管线，其中所述冷凝系统配置成使来自液体/气体分离的蒸汽与三聚氰胺尾气在与含水尿素溶液的间接热交换中经受合并冷凝。
14.一种提高已有的用于一体化生产尿素和三聚氰胺的设施中所述三聚氰胺生产区的设备生产能力的方法，所述设施包括尿素生产区和三聚氰胺生产区；所述尿素生产区包括尿素合成区段和包括液体/气体分离区段在内的氨基甲酸盐再循环区段，所述尿素合成区段包括反应器和汽提器，所述氨基甲酸盐再循环区段包括用于汽提的含水尿素溶液的入口和液体/气体分离区段；所述三聚氰胺生产区包括三聚氰胺合成区段和尾气分离区段；所述方法包括扩大所述三聚氰胺合成区段的三聚氰胺合成能力；在所述尿素生产区内添加浓缩器，所述浓缩器包括用于加热和蒸发液体的蒸发腔室，所述蒸发腔室包括用于蒸发的液体的气体出口，并与用于间接热交换的腔室热交换连通；
提供用于将液体从所述尿素设备的所述液体/气体分离区段进料至所述蒸发腔室的输送管线；提供从所述尿素设备的所述液体/气体分离区段到冷凝系统的气体流动管线，所述冷凝系统包括与用于间接热交换的所述腔室流体连通的液体出口；并提供从所述三聚氰胺生产区的所述尾气分离区段至所述冷凝系统的气体流动管线，其中所述冷凝系统配置成使来自液体/气体分离的蒸汽与三聚氰胺尾气在与含水尿素溶液的间接热交换中经受合并冷凝。
15.根据权利要求13或14所述方法在改进一体化生产尿素和三聚氰胺的设施上的用途。
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