CN1290693A - 改进的尿素合成方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

垂直冷凝器安装在尿素合成塔之上或上方,通过将混合气体与吸收介质在冷却下接触而使混合气体冷凝。第一条向下的管子用于使冷凝器的顶部与合成塔的底部相联,它的设置使产物冷凝物由于重力流下到合成塔的底部。冷凝物和进料氨或一部分向那里提供的进料二氧化碳一起进行尿素合成。由此形成的尿素合成溶液由于重力,通过第二条在合成塔顶部有开口的管子流入汽提器。未反应的氨和二氧化碳被其余的进料二氧化碳作为上述混合气体分开,被送到上述冷凝器的底部以进行冷凝。如果不是这样,那么从垂直冷凝器来的冷凝物被使用预热进料液体氨作为推动液的喷射器吸入,使得它进入尿素合成塔的底部进行尿素合成。

Description

改进的尿素合成方法及其设备
本发明涉及一种改进的尿素合成方法，这一方法包括在几乎等于尿素合成压力的压力下，通过二氧化碳汽提分离未反应的氨及二氧化碳，这一方法中的合成塔及类似设备能够被放置在地上。
众所周知，生产尿素的方法包括在尿素合成的压力及温度下在尿素合成区内使氨与二氧化碳发生反应，从得到的尿素合溶液中分离作为氨与二氧化碳混合气的未反应的氨基甲酸铵，用一种吸收介质吸收混合气以使所得到的吸收物再循环回尿素合成区，从已分离氨基甲酸铵的尿素合成溶液中得到一种尿素溶液。关于这一类型的尿素合成方法已提出过大量建议。
尽管取决于它所使用的方法及其生产规模，尿素厂包括一个合成塔、一个氨基甲酸酯冷凝器和一个汽提器，其中的合成塔和氨基甲酸酯冷凝塔通常被放置在其底部距地面20-30米的高度上。将这些设备放置在离地面20-30米高度的位置上，从未采用过仅用结构部件如钢结构支撑这些设备的结构，而采用的是用混凝土和有相似功能的，或其中有钢结构的混合体作底座建到这一高度。由于这一背景，因为在高处安装及固定这些装置需要大量时间及劳力，因此已研制可将尿素合成塔和类似设备放置在地面上的尿素合成方法。
作为一个地面布局建议的方法实例，一个改进的尿素合成方法在公开的日本专利公开号为149930／1978中提到。根据这一方法，在相等压力下用中间的氨基甲酸铵合成尿素的双流再循环方法中，它包含使氨和二氧化碳在一个高的氨与二氧化碳摩尔比率(以下简称为N／C)下发生反应，在与合成压力基本相同的压力下、在存在汽提剂的情况下对合成产物进行热处理，并在相同的压力下再循环剩余的物质和从合成产物分离出的过多物质。
(1)在与尿素合成相同的压力下以连续的两个步骤对尿素合成产物进行处理。在第一步中，对上述产物进行加热以基本分解所有的剩余氨基甲酸酯，并将分解产物与部分过多的氨一起排出。而在第二步中，过多的氨的剩余部分通过补充加热和输入二氧化碳气流的方法排出，
(2)在第一步中汽提的气相直接再循环到该合成中，而第二步中汽提的气相要经过冷凝和残余气体的清洗处理，然后以液体状态再循环到该合成中。
这里使用的合成压力为100-250千克／平方厘米，优选是180-225千克／平方厘米，合成温度为170-205℃，优选是180-200℃。
合成部分包含两个分开的在两个步骤中连续安排的合成高压釜，或者用高压釜下部提供的分配板将合成高压釜完全分成上和下两个部分使合成部分被分成两个步骤。作为设置在上面的合成高压釜(以后称为第一区)及设置在下面的合成高压釜(以后称为第二区)的合成条件，第二区的N／C应该总是比第一区的N／C大。第一区的N／C是4-7，而第二区的N／C是6-8。单独地，汽提器被分成两个，在两个汽提步骤的第一步中回收多余量的溶解在液体相中的氨，而第二步汽提后的气体相经过冷凝和残余气体的清洗处理，之后的冷凝物回到第一区再利用。
作为这一方法产生的效果，在前面提到的公开文件第六页左上栏中描述了通过使用有上下两部分的反应器，可以不安装在某一高度上安装一台反应器通常所必需的巨大的、难控制的建筑架。这表明高压釜是自我支撑型的。
建议做地面布局的其他方法实例是EP-0329215A1。在这一专利公开文件公开的方法中，一台氨基甲酸酯冷凝器安装在高地上，一部分汽提气体通过喷射器输入合成部分，并建议合成塔、汽提器和类似设备直接安装在地面上。
尽管上述两个传统技术建议将合成塔、汽提器和类似设备直接安装在地面上，他们还需要在某一高度放置氨基甲酸酯冷凝器，有时还要使用一台喷射器。
在公开的日本专利公开号209555／1985中公开了一个关于尿素生产方法的实施例。与上述两个传统技术不同，这一方法允许达到一个较高的尿素合成率并能通过一个小的热交换区从汽提处理中回收气体混合物的冷凝热。在这一方法中尿素的生产包括，形成包含氨基甲酸铵、不含氨(过量氨)的二氧化碳和过量氨的在125-350巴压力下在合成区内的尿素合成溶液，在不高于合成区的压力下通过补充热量和在汽提区中与汽提气体接触使至少一部分尿素合成溶液中的氨基甲酸铵分解，从汽提区中除去作为气体混合物和一部分过量氨和汽提气的氨基甲酸铵的分解产物，在冷凝区中冷凝至少一部分生成的气体混合物，处理经过汽提的尿素合成溶液，以获得尿素溶液或固体尿素，在反应条件下甚至在冷凝区中形成了30％的可获得的尿素的平衡数量，而且含有氨基甲酸铵和尿素的混合物供应到合成区。冷凝区中的冷凝是在合成压力或汽提处理压力低于合成压力下进行的。而且，冷凝是在潜管冷凝器中进行的，具体是在水平放置的管壳式换热器的壳程中进行的。冷凝还能在与反应区相联的冷凝区中进行。
但是，在该公开说明书第4页上面左半栏中，提到浸渍型冷凝器可以水平或垂直安放，在垂直潜管冷凝器中进行冷凝是特别优选的。它还描述了在进行水平冷凝的地方，合成区和冷凝区能容纳在一台设备内，从而达到结构紧密。但是，它仅提出一个应用垂直冷凝区的例子，即在一台设备内容纳合成区和冷凝区。
另外，还描述了在使用水平放置潜管冷凝器的地方可以将其冷凝器直接放置在工作地面上，因此降低了设备高度，减少了设备成本，使组装与拆卸更容易。但是这一描述没有说明设备的地面布局。
本发明的目的是提供一种改进的能在尿素合成中将设备安置在地面上的方法，该尿素合成方法包括的是在基本相当于尿素合成压力的压力下通过进料二氧化碳汽提未反应的氨和二氧化碳的步骤，和冷凝从汽提步骤来的混合气的步骤。
本发明提供一种如下描述的尿素合成方法及其设备。
本发明的一个特征如下：
一种尿素合成方法，包括在尿素合成温度及压力下在尿素合成区中使氨与二氧化碳反应，让含有尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和水的生成的尿素合成溶液，在汽提区内，在几乎等于所述尿素合成压力下加热，与至少一部分二氧化碳物料接触，以分离作为氨、二氧化碳和水的混合气体的所述的未反应氨和所述的未反应二氧化碳，进一步处理含有未分离的未反应氨和未反应二氧化碳的尿素合成溶液以获得尿素，将所述汽提区中的分离的混合气输入垂直冷凝器的底层，使其在冷却下与吸收介质接触从而冷凝所述混合气，并使由此获得的冷凝物再循环回尿素合成区，其改进包括在较低部位安装尿素合成区及在其上面或其上方安装垂直冷凝区，提供第一条在所述冷凝区的顶部和所述尿素合成区的底部均有开口的向下的管子，用来使所述冷凝器与所述尿素合成区相联，让所述冷凝物流由于重力通过所述向下的管子从所述冷凝区的上部向下流到所述尿素合成区的底部，使已流下的冷凝物在其经过所述尿素合成区时进行尿素合成反应，让由此形成的尿素合成溶液通过第二条在所述尿素合成区顶部有开口的向下的管子向下流到所述汽提区的顶部。
本发明的另一个特征如下：
一套尿素合成装置，包括：(a)一台垂直尿素合成塔，(b)一台安装在所述尿素合成塔上面或上方的带有冷却器的垂直冷凝器，(c)汽提器，用来汽提从所述尿素合成塔来的尿素合成溶液中含有的未反应氨和未反应二氧化碳，通过进料二氧化碳使它们作为氨、二氧化碳和水的混合气从这种溶液中分离出来，(d)第一条在所述冷凝器的顶部和所述尿素合成塔的底部均有开口的向下的管子，用来使所述冷凝器与所述尿素合成塔相联，使得冷凝物通过重力从所述冷凝器的顶部向下流到所述尿素合成塔的底部，(e)一条将进料氨或进料二氧化碳输入所述尿素合成塔底部的管道，(f)第二条在所述尿素合成塔的顶部有开口的管子，用来将尿素合成溶液通过重力输入所述汽提器的顶部，(g)一条将所述混合气从所述汽提器输入所述冷凝器的底部的管道，(h)一条将吸收介质或吸收介质和进料氨输入所述冷凝器底部的管道，(i)一条与所述冷凝器顶部相联的用于排出惰性气体的管道，(i)一条与所述汽提器底部相联的用于输送至少一部分进料二氧化碳的管道，以及(k)一条用于将含有未分离未反应的氨和未反应的二氧化碳的含水尿素溶液，从所述汽提器的底部排出以做进一步处理的管道。
本发明的另一特征如下：
一种尿素合成方法，包括在尿素合成温度及压力下在尿素合成区中使氨与二氧化碳反应，让含有尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和水的生成尿素合成溶液，在汽提区内，在几乎等于所述尿素合成压力的压力下加热，与至少一部分进料二氧化碳接触，以分离作为氨、二氧化碳和水的混合气体的未反应氨和未反应二氧化碳，进一步处理含有未分离的未反应氨和二氧化碳的尿素合成溶液以获得尿素，将在所述汽提区分离的混合气输入垂直冷凝区的底部，使其与冷却下的吸收介质接触，以使所述混合气冷凝，使因此获得的冷凝物再循环回尿素合成区，其改进包括预热进料液体氨，在150-300巴的压力下供给喷射器，通过喷射器使所述液体氨膨胀，使喷射器的传送压力与吸收压力之间的压力差能达到2-10巴，从而从所述垂直冷凝器的顶部吸出冷凝物，将所述液体氨与所述冷凝物的混合物从所述喷射器输入所述尿素合成区的底部，使所输入的混合物在其通过所述尿素合成区时发生尿素合成作用，将由此形成的尿素合成溶液从所述尿素合成区的顶部送入所述汽提区的顶部。
本发明的另一个特征如下：
一套尿素合成装置，包括：(a)一台安装在地上的垂直尿素合成塔，(b)一台安装在地上的带有冷却器的垂直冷凝器，(c)汽提器，用来汽提从所述尿素合成塔来的尿素合成溶液中含有的未反应氨和未反应二氧化碳，通过进料二氧化碳使它们作为氨、二氧化碳和水的混合气从这种溶液中分离出来，(d)一台用于预热进料液体氨的热交换器，(e)一台喷射器，用于通过用预热的进料液体氨作推动液从所述冷凝器中吸入冷凝物，(f)一条在所述冷凝器的顶部有开口的向下的管子，用于向喷射器供应所述冷凝物，(g)一条通过热交换器向喷射器供应进料液体氨的管道，(h)一条将进料液体氨与冷凝物的混合物从喷射器输入到所述尿素合成塔的底部的管道，(i)一条将尿素合成溶液从所述尿素合成塔输入所述汽提器的管道，(i)一条向所述冷凝器，或所述汽提器和所述尿素合成塔供应进料二氧化碳的管道，(k)一条向所述冷凝器的底部供应在所述汽提器中分离的混合气的管道，(l)一条用于将合有未分离的未反应的氨和未反应的二氧化碳的含水尿素溶液，从所述汽提器的底部排出以做进一步处理的管道，以及(m)一条向所述冷凝器的底部供应吸收介质的管道。
本发明的另一特征如下：
一套尿素合成装置，包括：(a)一台垂直尿素合成塔，(b)一台安装在所述尿素合成塔上面或上方的带有冷却器的垂直冷凝器，(c)一台汽提器，用来汽提在从所述尿素合成塔来的尿素合成溶液中含有的未反应氨和未反应二氧化碳，通过进料二氧化碳使它们以氨、二氧化碳和水的混合气从溶液中分离出来，(d)一台用于预热进料液体氨的热交换器，(e)一台用预热的进料液体氨作推动液的喷射器，(f)第一条在所述冷凝器的顶部有开口的向下的管子，用于从所述冷凝器的顶部向喷射器的吸入口加进冷凝物，(g)一条将进料液体氨和所述冷凝物从喷射器的输送口输入所述尿素合成塔底部的管道，(h)第二条在所述尿素合成塔的顶部有开口的向下的管子，用于将尿素合成溶液输入所述汽提器的顶部，(i)一条将所述混合气从所述汽提器输入所述冷凝器的底部的管道，(i)一条将吸收介质或吸收介质和进料氨输入所述冷凝器底部的管道，(k)一条与所述冷凝器的顶部相联的用于排出惰性气体的管道，(l)一条与所述汽提器相联的用于输送至少一部分进料二氧化碳的管道，以及(m)一条用于将水状的含有未分离未反应的氨和未反应的二氧化碳的尿素溶液从所述汽提器的底部排出，以做进一步处理的管道。
图1是说明本发明实施方案的流程图，标出了各设备离地面的高度；
图2是说明另一本发明实施方案的流程图；
图3是说明本发明另一实施方案的流程图；以及
图4是说明本发明另一实施方案的流程图。
                      优选实施方案描述
在本发明中，以二氧化碳为基础的尿素合成率是转化为尿素的二氧化碳的摩尔数量与全部二氧化碳的摩尔数量的百分比，以后简称为尿素合成率。另外，惰性气体代表输入尿素合成塔、汽提器、冷凝器和类似设备，以防止进料二氧化碳腐蚀和污染的气体的通称。
垂直冷凝器是热交换器，其中氨基甲酸铵冷凝物流过壳程，如管壳式换热器，它是垂直安装的。
图1和图2是说明本发明实施方案的流程图，标出了冷凝器、尿素合成塔、汽提器和类似设备安装的位置(离地面的高度)。尽管在以后会详细说明各设备，以下还要解释为什么在这些实施方案中各设备能被安置在地上。
在允许尿素合成溶液仅由于重力从尿素合成塔A流下到汽提器C的情况下，没有落差溶液不会流动。正常地，当溶液允许从合成塔的底部流向汽提器的顶部时，合成塔的位差，特别是合成塔的底部和汽提器的顶部，特别是汽提器的进料口，构成了前面提到的落差。传统地，在生产1000-1700t／d尿素的方法中，采用前面提到的落差为10-15米。但是，落差并不随着生产规模的变化而显著变化。
为了获得前面提到的落差，冷凝器B和合成塔A相联构成了联合型垂直冷凝合成反应装置，它有第一条向下的管子3将两台设备直接互相相联。合成塔采用这样一种结构，在内部分配板30(用与合成塔的管道材料相同的材料制成，即改进的316LSS)附近地方的下面所设的第二条向下的管子40探入合成塔，向下到低于汽提器C的顶部上的入口的位置，并从这一位置联结到汽提器的顶部上的入口。通过采用这一结构，第二条向下的管子就能起到密封和保证10-15米落差的作用，这样使将设备安装在地面上成为可能。
在垂直冷凝合成反应装置中，内部分配板的位置选择在离地面10-30米的高度，尽管它或多或少地取决于尿素的生产规模。例如，在生产1700t／d尿素的工厂中，这个板要安装在离地面大约27米。
本发明中使用的是垂直冷凝器，原因如下。在采用二氧化碳汽提的尿素合成方法中，冷凝器的进料是作为吸收介质和含有二氧化碳的混合气体的氨基甲酸铵，即从汽提器送来的汽提气体，过量氨、二氧化碳和氨基甲酸铵分解生成的氨、水和惰性气体。在冷凝器中，尽管取决于包括操作温度和压力在内的条件，如果不能通过在冷凝器中生成上面提到的氨基甲酸铵溶液和冷凝物，吸收进入冷凝器的混合气体，而使N／C提高的话，也不会形成较高的尿素合成率。另外，较长的滞留时间对尿素合成也是必需的。
从上述观点出发，前述的溶液在垂直冷凝器内流过壳程，能够保证气体吸收必要的液体深度，能够通过设挡板等延长气液接触的时间，因为前面提到的混合气体送到垂直冷凝器的底部，由此在壳程内部形成一条向上的气液并流的流，除了仅需要很小的地方进行安装。因此，延长滞留时间使得尿素被大量生产出来。
另外，通过在冷凝器的顶部分离惰性气体，在下面描述的合成塔A中的气体的比例大大降低，因此以液体相为主发生尿素合成反应变得容易。既然防腐气体-前面所说的氨基甲酸铵溶液和冷凝器中冷凝的液体在冷凝器中完全混合，在所述混合液体中出现对合成塔防腐蚀很必要的溶解的氧气，这样甚至惰性气体已被分离也能防止合成塔的腐蚀。
现在说明向下的管道。合成溶液含有在冷凝器B中以20-60％的尿素合成率形成的尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和其他物质，该溶液溢出流入第一条向下的管子3，再由于重力通过它向下流入合成塔A。
另外，因为第一条向下的管子达到合成塔较低部分的足够深的位置，就形成了液封，可以防止液体和气体的回流。改进的316LSS通常作为第一条向下管子的材料，它也是合成塔的管道的材料。
向下的管子也可以是设备外面应用的管子。在这一例子中，高压不锈钢管就满足要求。
第二条向下的管子40，在分配板30的入口的下面有一个开口，它安在合成塔内部，起到液封的作用。尿素合成溶液由于重力流经第二条向下的管子进入汽提器。
进料氨或进料二氧化碳能被运送到合成塔，以在塔内达到180-200℃的温度。当进料物质送到合成塔时，在从冷凝器流下到合成塔的液体与通过合成塔的气液混合流体之间发生了密度差(以后称为牵引力)。例如在图1中，牵引力被解释为将进料氨通过管1送到合成塔的情形。进料液氨在热交换器D中被预热，然后送到合成塔。这时，合成塔中的N／C(3．5-4．5)保持比冷凝器中的N／C(2．5-4．5)高，合成塔中的液体密度大约是870千克／立方米。冷凝器中的液体密度大约是1000千克／立方米，这个密度差构成了牵引力。牵引立可以通过重力和把冷凝器与汽提器之间的高度差减到最小的方法进一步提高流动速度。
在图1和2的实施方案中，冷凝器与合成塔的容积比率选择在大约3∶7-5∶5，下面将专门描述。尽管取决于尿素的生产率，如果冷凝器容积比合成塔和冷凝器的体积之和低30％，那么冷凝器中的滞留时间通常是不够的，而如果超过50％，那么合成塔中的滞留时间通常也是不够的。
冷凝器、尿素合成塔和汽提器之间的相对位置关系通常像图1和2的实施方案中所说明的那样，当冷凝器的顶部从地面算起假定为100，冷凝器的底部从地面算起为50-80，汽提器的顶部从地面算起为20-50，尿素合成塔的底部从地面算起为5-30，汽提器的底部从地面算起为3-10，冷凝器的底部与汽提器的顶部之间的高度从地面算起为10-60。有了这样的相对位置关系，在冷凝器B中形成的冷凝物流入尿素合成塔A，尿素合成溶液从尿素合成塔A流入汽提器C，混合气体从汽提器C流入冷凝器B都能由于重力平衡地进行。因此，没有必要使用喷射器或在高处安装尿素合成塔。
如下面说明的实施例1和参照例1所显示的那样，如果我们假定传统方法的合成塔的容积为1，在传统方法中反应单独在塔中进行，按照本发明，在同样的尿素合成条件(相同的尿素生产率)下，冷凝器与合成塔的容积的和小于1，这表明总容积的减小。
像上面提到的，在图1和2的实施方案中，由于合成塔和冷凝器相通，冷凝器还有尿素合成的功能，本发明方法明显地简化了，同时与尿素单独在合成塔中合成的传统方法相比，相联的设备在大小上变小了。参考图1和2，本发明在气体和液体仅由于落差而再循环回冷凝器B、合成塔A和汽提器C方面作了详细说明。在这些图和以后显示的图3和4中，使用了通用代码和数字。
在图1和2中，冷凝器B安装在尿素合成塔A上，它们被分配板30分开，第一条向下的管子3被这么安排，使冷凝器B的顶部与合成塔A的底部相联。另外，在合成塔A中，还有一条在分配板30的入口下有开口的独立的第二条向下的管子40，为了起液封的作用。
图1和2显示了一台冷凝器B与尿素合成塔A通过将两台设备分开的分配板相联的装置。但是，冷凝器也能分开地安装在尿素合成塔的上方，或者冷凝器和独立安装的尿素合成塔也可以通过在如圆柱体(不需要加压阻力)的帮助下相接而结合。
图1的方法说明。一部分回收的溶液，它通过在图中未显示的步骤中回收作为水状氨基甲酸铵溶液的未反应的氨和二氧化碳而形成，经过管道7、8和11流入冷凝器B，而剩下的通过管道9被送入洗涤器F。流入垂直冷凝器B的回收溶液，与通过管道5从以后将说明的汽提器C中进料到冷凝器B的混合气，该混合气含有二氧化碳、氨和惰性气体等接触并混合，这样就吸收了二氧化碳和氨。
冷凝器B中的操作压力与下面提到的合成塔的操作压力相同，N／C是2．5-4．5，H／C是0．0-1．0，滞留时间是10-30分钟。操作温度控制在170-190℃，在这些条件下，尿素合成率能达到20-60％。
当N／C低于2．5，冷凝率由于氨基甲酸铵溶液上方的二氧化碳的分压的增加而降低，并且氨基甲酸铵的固化温度提高，而如果N／C超过4．5，冷凝率也会由于氨的蒸汽压力的增加而降低。因此，最好避免这样的N／C。任一超过1．0的H／C会降低尿素的平衡合成率，因此最好避免。如果滞留时间低于10分钟，蒸汽压力会增加，而且冷凝率会由于尿素合成率的降低而降低。另外，甚至当它超过30分钟，尿素合成率不会与时间长度成比例地改进得那么明显，冷凝器的容积会无效和过分地增加。因此，任何上述范围以外的滞留时间都最好避免。低于170℃的操作温度会导致尿素合成率的降低，而超过190℃的温度会由于蒸汽压力的增加导致冷凝率的下降，并且导致设备材料的腐蚀。因此，任何这样的操作温度都最好避免。
上述供给洗涤器F的回收溶液吸收了含有少量氨和二氧化碳的惰性气体中的氨和二氧化碳，惰性气体通过管道6流入洗涤器F。由于吸收了氨和二氧化碳而相应增加的回收溶液通过管道10进料到喷射器E，在那里受到压力通过管道11流入冷凝器B。惰性气体从洗涤器F的顶部单独排到空气中。
在该图中，说明了使用喷射器E的例子。不用说，本发明不限于这个例子。在使用喷射器E的地方，所述回收溶液在洗涤器F和喷射器E之间被分成两部分，一部分用于洗涤洗涤器F的填充床中的惰性气体，而另一部分用于增加压力，通过喷射器E在洗涤器F的出口。但是，如果洗涤器F安装在冷凝器B的上方，就没有必要安装喷射器E。
一部分进料二氧化碳通过管道2供给汽提器C。尽管没有在该图中描述，防腐气体还是要供给汽提器C。含有尿素、氨基甲酸铵、氨等的合成溶液通过合成塔A中的第二条向下的管子40进料到汽提器C，在那里用二氧化碳在加热下进行汽提。它的操作条件通常是140-200巴的压力，温度为160-200℃。其余的进料二氧化碳被送到如低压分解塔，它并未在图中显示。含有尿素和未反应的氨和二氧化碳的尿素合成溶液从汽提器的底部出来通过管道12送到低压分解步骤。
进料液体氨预热，例如到70-90℃，流过管道1，通过洗涤器F和热交换器E进一步预热，送到合成塔A的底部。在合成塔A中，液体氨与从冷凝器B通过第一条向下的管子3流下的合成溶液会合。产物溶液流到合成塔的顶部，通过合成塔内所设的第二条向下的管子40和管子4送到汽提器C。
在传统方法中，合成塔的操作压力选择在130-250巴，N／C、H／C和滞留时间分别为3．5-5．0、1．0或更少、10-40分钟。操作温度控制在180-200℃。在上述条件下，尿素合成率达到60-75％。
如果N／C低于3．5，平衡合成率就低，而如果它超过5．0，氨的蒸汽压力会由于它的气化而增加。因此，最好避免超过上述范围。任何超过1．0的H／C会导致合成率的下降，因此最好避免。当滞留时间少于10分钟时，尿素合成率达到接近其平衡值的时间会不够，而当时间超过40分钟时，尿素合成率就已经达到接近其平衡值了。因此，上述范围以外的滞留时间最好避免。
现在说明图2的方法。它是图1在以下方面所示方法的替代。在图1中，进料液体氨被送到合成塔，而进料二氧化碳通过汽提器送到冷凝器。而图2方法不同，将进料液体氨送到冷凝器，一部分进料二氧化碳通过汽提器送到冷凝器，其余的送到合成部分。在这些图中，基本的大的区别在于操作条件，特别是冷凝器和合成塔中的N／Cs。
在图2的方法中，冷凝器的操作条件是N／C为3．0-4．5，H／C为1．0或更少，温度是160-180℃，压力与合成塔的压力相当。合成塔的操作条件是这样的，N／C为3．0-4．0，H／C为1．0或更少，温度是180-200℃，压力是130-250巴。
另一个本发明的实施方案，即使用喷射器使冷凝物流入合成塔的方法，参照图3和4作了具体说明。在图3的方法中，进料液体氨在150-300巴的压力下流入热交换器D，在那里它预热到100-200℃，然后作为推动液进入喷射器G。进料液体氨通过喷射器发散，使喷射器的传送与吸引压力之间的压差达到2-10巴。因此，通过垂直冷凝器B内的向下的管子3供给喷射器的吸入端的冷凝物就被吸入，加压，作为推动液和进料液体氨的混合物流到尿素合成塔A的底端。在进料二氧化碳中，汽提未反应的氨和二氧化碳所必需的二氧化碳通过管子2和2b进料到汽提器C的底部，其余的通过管子2a或图中未显示的低压分解步骤供给尿素合成塔A的底部。
进料液体氨和从喷射器G来的冷凝物，如果必要，还有通过管子2a的二氧化碳，其混合物在流经尿素合成塔A时发生反应，总的尿素合成率达到60-75％。在尿素合成塔A中，温度。压力、N／C(NH3与CO2的摩尔比率)、H／C(H2O与CO2的摩尔比率)和滞留时间分别最好为180-200℃，130-250巴、3．5-5．0、1．0或更少、10-40分钟。
如果N／C少于3．5，平衡合成率就低。而如果它超过5．0，氨就会气化使其蒸汽压力增加。因此，这些N／C最好避免。当滞留时间低于10分钟，达到接近尿素合成率的平衡值的时间就不够，而当它超过40分钟时，尿素合成率就已经达到接近它的平衡值。所以合成率不会再提高。因此这些滞留时间最好避免。
在合成塔A中形成的含有尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和水的尿素合成溶液从合成塔的顶部被抽出，再通过管子4送到汽提器C的顶部，汽提器的压力基本等于或稍低于合成塔的压力。尿素合成溶液，当向下流经汽提器C时，在加热下与通过管子2b供给汽提器C的底部的进料二氧化碳接触，以分离作为氨、二氧化碳、惰性气体和水的混合气体的未反应的氨和二氧化碳。这一混合气体通过管子5从汽提器C的顶部流入冷凝器B的底部。空气也流入汽提器C以上设备的腐蚀。
汽提器的操作条件设定在压力为130-250巴，特别为140-200巴，温度为160-200℃。考虑到汽提器C中分离的未反应氨和二氧化碳等条件，要正确决定供给汽提器C的进料二氧化碳的数量和进料给尿素合成塔A的进料二氧化碳的数量，或低压分解步骤。
含有未分离的未反应氨和未反应的二氧化碳的水状尿素溶液从汽提器C的底部，通过管子12流出，送到低压处理步骤，在那里它被处理以生产尿素。
洗涤器F与冷凝器B的顶部合并。不用说，洗涤器F和冷凝器B可以分开。从低压回收步骤(未显示)来的回收溶液作为吸收介质供给洗涤器F的顶部。吸收介质与从冷凝器B来的惰性气体接触，以吸收在一起的氨和二氧化碳来除去它们。惰性气体通过管子15排出。
分开地，从洗涤器F来的吸收后的溶液(吸收介质已经吸收了氨和二氧化碳)向下流到洗涤器F底部所设的接收器16，然后通过管子11(向下的管子)作为从汽提器来的混合气体的吸收介质流到冷凝器B的底部。已流下的吸收介质在由显示为13和14的冷却器冷却下与混合气体接触，以冷凝气体、这样形成的冷凝物向上通过冷凝器，通过一条向下的在冷凝器顶部有开口的管子3被送到喷射器G的吸入端。它然后像上面描述的那样和进料液体氨一起被送到合成塔A的底部。
冷凝器B的操作压力基本上等于汽提器C的压力，选择为130-250巴，温度控制在130-250℃，特别是165-190℃。冷凝器B的N／C是2．5-3．5，H／C是1．0或更少，滞留时间是10-30分钟。在这些条件下，尿素合成率能达到20-60％。
在冷凝器B中，如果N／C低于2．5，冷凝物上方的二氧化碳分压增加，冷凝率降低。冷凝物的固化温度提高，而如果N／C超过3．5，氨的蒸汽压力增加，因此冷凝率降低。因此，最好避免这些N／C。任一超过1．0的H／C会降低尿素的平衡合成率，因此最好避免。如果滞留时间低于10分钟，蒸汽压力会增加，冷凝率会由于冷凝器中的较低的尿素合成率而降低。而当它超过30分钟，冷凝器中的尿素合成率不会与延长的时间成比例地明显上升，它只会增加冷凝器的容积。任何这些条件都最好避免。任何低于165℃的操作温度都会降低尿素合成率，而任何超过190℃的温度都会在蒸汽压力增加后导致冷凝率的下降，并且导致设备腐蚀的增加。因此，这些操作温度都最好避免。
根据图3所示的方法，能够把所有的合成塔A、冷凝器B和汽提器C放置在地面上。这是因为甚至冷凝器B和汽提器C的压力被选择稍低于合成塔的压力，并且在汽提器和冷凝器之间设置了压降，它达到使混合气体从汽提器流到冷凝器的程度，通过使用喷射器使冷凝物从压力高于冷凝器的合成塔流向冷凝器成为可能。
然后说明图4所示的方法。在这一方法所使用的装置中，垂直冷凝器B安排在尿素合成塔A的上面，这样它们就成为一体，如同图1和2的方法。最主要地，使用这样一台设备，甚至设备放在地上，液体和气体也能够由于重力通过尿素合成塔A、汽提器C和冷凝器B进行循环。但是，由于从冷凝器来的冷凝物通过进料液体氨驱动的喷射器C被吸入、加压，并送到合成塔A，合成塔A、汽提器C和冷凝器B之间的压力分配能很自由地决定。
在图4中，一部分回收溶液，其已经作为水状氨基甲酸铵溶液在图中未显示的步骤中，通过回收未反应的氨和二氧化碳获得，作为吸收介质通过管子7、8和11，送到垂直冷凝器B，而其余的通过管子9进料到洗涤器F。
上述供给垂直冷凝器B的回收溶液与从汽提器C送来的含有二氧化碳、氨、惰性气体和水的混合气体，通过管子5到冷凝器B中接触，以吸收二氧化碳和氨。
冷凝器的操作压力与下述的合成塔的压力基本相同或稍低，选择在130-250巴。N／C、H／C和滞留时间分别选择在2．5-3．5、1．0或更低、10-30分钟。操作温度控制在130-250℃，特别是170-190℃，在上述条件下，冷凝器B中的尿素合成率可以达到20-60％。
在冷凝器B中，如果N／C低于2．5，冷凝率由于氨基甲酸铵溶液上方的二氧化碳分压的增加而降低，并且氨基甲酸铵的固化温度提高。另一方面，如果N／C超过3．5，冷凝率会由于氨的蒸汽压力的增加而降低。因此，最好避免这样的N／C。任一超过1．0的H／C会降低尿素的平衡合成率，因此最好避免。当滞留时间低于10分钟，蒸汽压力会增加，冷凝率降低，因为尿素合成率还是很低。另外，甚至当它超过30分钟，尿素合成率不会与时间长度成比例地改进得那么明显，冷凝器的容积会变得过大。因此，任何这样的条件都最好避免。任何低于170℃的操作温度都会降低尿素合成率，而超过190℃的温度会由于蒸汽压力的增加导致冷凝率的下降，并且导致设备材料的腐蚀。因此，这些条件都最好避免。
供给洗涤器F的回收溶液吸收了通过管子6送入洗涤器F的含有少量氨和二氧化碳的惰性气体中的氨和二氧化碳，又再循环回洗涤器F(未在图中显示)。另一方面，通过管子15从洗涤器F的顶部排到空气中。
在图4中举例说明了喷射器E的使用。但是，本发明当然并不限于这一例子。在使用喷射器E的情况下，上述回收溶液在洗涤器F和喷射器E之间被分成两部分，一部分用于洗涤洗涤器F的填充床中的惰性气体，其余的用于增加压力，通过喷射器E在洗涤器F的出口。不用说，如果洗涤器F安装在冷凝器B的上方，就没有必要安装喷射器E。
一部分进料二氧化碳通过管道2供给汽提器C。尽管没有在图中描述，防腐气体还是供给汽提器C。含有尿素、氨基甲酸铵、氨等的合成溶液通过合成塔A中的第二条向下的管子40和管子4送到汽提器C，在那里用二氧化碳在加热下进行汽提。关于汽提器C的操作条件，通常压力与合成塔A的压力基本相同或稍低，为140-200巴，温度为160-200℃。其余的进料二氧化碳被送到如低压分解塔，它并未在图中显示。含有尿素和未分离的未反应的氨和二氧化碳的尿素的溶液从汽提器的底部出来，通过管道12送到低压分解步骤，在那里进行处理得到尿素。
进料液体氨预热到如70-90℃，通过管道1吸入穿过洗涤器F的冷却器，进一步在150-300压力下穿过热交换器D，以预热到100-200℃，再作为推动液进料给喷射器G。另一方面，由于重力通过第一条向下的管子3从冷凝器B的顶部流下来的冷凝物，供给喷射器G的吸入端，在那里被加压，并和推动液、进料液体氨一起进料给合成塔A的底部，以进行尿素合成。如上所述，尿素合成溶液通过第二条向下的管子40和管道4从合成塔A的顶部送到汽提器C的顶部。
合成塔A的操作压力同传统方法一样，定在130-250巴。另外，N／C、H／C和滞留时间分别选择在3．5-5．0、1．0或更低、10-40分钟的范围内。操作温度控制在180-200℃，在上述条件下，总的尿素合成率可以达到60-75％。
在合成塔A中，如果N／C少于3．5，平衡合成率就低，而如果它超过5．0，氨的气化使蒸汽压力增加。因此，这些条件最好避免。任何超过1．0的H／C最好避免，因为会使尿素合成率降低。当滞留时间低于10分钟，尿素合成率达到接近其平衡值的时间就不够，而当它超过40分钟时，尿素合成率就已经完全达到其平衡值的邻近区。因此这些滞留时间最好避免。
另外，所有的或部分的其余的供给汽提器的进料二氧化碳，可以供给合成塔A，以使合成塔的温度可以达到180-200℃。
在图4所示的方法中使用的由尿素合成塔与冷凝器联为一体形成的装置，与图1中使用的装置相同，除了所安装的喷射器。
参考例进一步详细说明了本发明。但是不用说本发明并未仅限于下面描述的
实施例中。
实施例1：
改进的尿素合成方法进行尿素合成，在这一方法中使用的是安装在地面上的、日产1400吨尿素的装置，如图1所示。
791t／d的进料氨和1025t／d的进料二氧化碳通过管道1和管道2分别供应。通过热交换器D中的蒸汽冷凝加热到175℃的液体氨，通过管道1进料给合成塔A的底部，而969t／d的进料二氧化碳和大约17t／d的防腐蚀空气通过管道2进料给汽提器C的底部，其余的供给低压分解塔的进料二氧化碳并未在图中说明。单独地，1314t／d的回收溶液作为吸收介质通过管道7，以下述组成和108℃的温度，加压至190巴，在洗涤器和喷射器E之间分成两部分。
尿素         0．4％
氨          34．8％
二氧化碳    40．0％
水          24．4％
供给洗涤器F的回收溶液用于洗涤填充床中的惰性气体，而供给喷射器E的回收溶液用于通过喷射器E给洗涤输送溶液(管道10)加压。洗涤器F在175巴和175℃下操作。洗涤输送溶液(管道10)与推动喷射器的回收溶液(管道8)由喷射器E混合在一起，通过管道11送到冷凝器B的底部。
含有氨、二氧化碳和水的混合气体在汽提器C中分离，通过管道5被送到冷凝器B的底部。冷凝器B的壳程充满上述回收溶液和冷凝器形成的氨基甲酸铵，通过它上述混合气体被吸收。吸收的热被显示为管道13和14的冷却器带走。已吸收了混合气体的冷凝物在冷凝器中停留15分钟，然后通过第一条向下的管子3由于重力流下，进料给合成塔A。在冷凝器的顶部，惰性气体通过管道6排出。
从冷凝器B来的已供给合成塔A底部的冷凝物，与上述加热到175℃从管道1来的液体氨混合，当混合物慢慢地上升通过合成塔时，尿素合成反应继续进行。反应的滞留时间为25分钟。在尿素合成塔A的内部，安排了挡板来加速气体的分散和防止液体的返混流。
从合成塔A通过第二条向下的管子40和管道4送到汽提器C的合成溶液，在那里被加热，以便氨基甲酸铵作为氨和二氧化碳的混合气体分解和分离。汽提器C在最高为191℃、最低为179℃的温度下、175巴的压力下操作。
如上所述，装置由通过冷凝器B、尿素合成塔A和汽提器C的气体和液体的循环操作。冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作条件与组成在表1中提及。参考例1(根据图1中的方法)：
在传统的尿素合成方法中(冷凝器不安在合成塔的上面，而是冷凝器与合成塔分别安装在离地面30米和28米的位置)，操作在与实施例1相同的条件下进行。这一情况下的合成塔的容积与1相同，它与冷凝器和合成塔的总容积在实施例1进行了比较。结果也显示在表1中。
实施例2：
图2说明的尿素合成方法在表1所描述的冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作条件下操作。
实施例3：
通过改进的尿素合成方法进行的尿素合成采用的是如图3所示的放在地上的日产1400吨的装置。
792t／d的进料氨和1025t／d的进料二氧化碳通过管道1和管道2分别供应。压力为250巴的进料液体氨通过管道1流入，并经过热交换器D中的蒸汽冷凝加热到175℃，通过喷射器G进料给尿素合成塔A。进一步地，969t／d的进料二氧化碳和大约17t／d的防腐蚀空气分别通过管道2和2b供应给汽提器C的底部，其余的供给低压分解塔的进料二氧化碳并未在图中说明(通过管道2a的进料二氧化碳的数量假定为0)。单独地，1314t／d的回收溶液作为吸收介质通过管道7，以下述组成和108℃的温度，加压至190巴，供给洗涤器F。
          尿素         0．4％
          氨           34．8％
          二氧化碳     40．0％
          水           24．4％
洗涤器F在175巴和175℃下操作。洗涤器的输送溶液通过接收器16和一条向下的管道11送到冷凝器B的底部。惰性气体单独地从洗涤器F的顶部通过管道15排出。表1
实施例1 实施例2 参考例1
进料氨(t/d)进料二氧化碳(t/d)回收溶液(t/d)尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)冷凝器B压力(巴)温度(℃)尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)尿素合成率(％)N/CH/C带留时间(分钟)容积比率合成塔A压力(巴)温度(℃)尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)尿素合成率(％)N/CH/C滞留时间(分钟)容积比率汽提器C(管道12)尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)汽提器C(管道2)二氧化碳(t/d)     792102513140.434.840.424.417518521.134.326.717.942.62.850.67150.3417518531.836.812.219.265.74.00.67250.5448.113.213.725.0969     792102514620.438.736.424.517017015.947.521.615.035.14.400.7620-17018532.434.813.419.463.93.700.6430-46.315.513.524.7700      ------------------17518531.836.812.219.265.74.00.67-1.0-----
含有氨、二氧化碳、水和惰性气体的混合气体在汽提器C中分离，通过管道5被送到冷凝器B的底部。冷凝器B的壳程充满上述回收溶液和冷凝器形成的氨基甲酸铵，上述混合气体被溶液吸收。吸收的热被标为管道13和14的冷却器带走。已吸收了混合气体的冷凝物在冷凝器中停留15分钟，然后通过一条向下的管子3由于重力流下，由喷射器G加压，然后送到合成塔A的底部。
进料液体氨和送到合成塔A底部的冷凝物，在向上通过合成塔时，尿素合成反应进一步进行。反应的滞留时间为25分钟。在尿素合成塔A的内部，安排了挡板来加速气体的分散和防止液体的返混流。
从合成塔A的顶部通过管道4送到汽提器C的合成溶液，在汽提器中加热，以便氨基甲酸铵作为氨和二氧化碳的混合气体分解和分离。汽提器C在最高为191℃、最低为179℃的温度下，最高为177巴的压力下操作。如上所述，装置由通过冷凝器B、尿素合成塔A和汽提器C的气体和液体的循环操作。在喷射器的吸入和输送端之间的压力差，为这一目的提供推动力，采用进料液体氨作为推动流，它大约为3巴。冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作条件与组成在表2中显示。
实施例4：
图4所示的尿素合成方法在如表2所示的冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作条件下进行。
实施例5：
使用一台如图3所示的日产1725吨、放在地面上的装置，在如表2所述的冷凝器B、合成塔A和汽提器C的操作条件下，进行尿素合成。表2
    实施例3     实施例4     实施例5
进料氨(t/d)进料二氧化碳(t/d)回收溶液(t/d)尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)冷凝器B压力(巴)顶压力(巴)底温度(℃)尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)尿素合成率(％)N/CH/C滞留时间(分钟)容积比率喷射器压力(巴)吸入端压力(巴)输送端合成塔A压力(巴)顶温度(℃)尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)尿素合成率(％)N/CH/C滞留时间(分钟)容积比率汽提器C(管道12)压力(巴)顶尿素(％)氨(％)二氧化碳(％)水(％)汽提器C(管道2)二氧化碳(t/d)     792102513140.434.840.424.417517618521.134.326.717.942.62.850.67150.3417617917718531.836.812.219265.74.00.67250.5417748.113.213.725.0969     792102513140.434.840.424.417517618521.134.326.717.942.62.850.67150.3417617917718531.836.812.219.265.74.00.67250.5417748.113.213.725.0969     978126414570.536.437.026.115615718529.232.018.020.8543.180.742015716015818832.935.312.619.265.53.80.622015849.013.512325.2863
发明效果：
根据本发明的改进的尿素合成方法，可以得到下列效果。(1)由于可以已经采用将合成塔、冷凝器和汽提器安置在地上的方法，到目前为止所需要的混凝土和钢结构在这里不是必要的。(2)垂直冷凝器与合成塔合成一体，促进了方法的简化。(3)喷射器以进料液体氨为推动液，为尿素合成塔提供冷凝物，由于这种喷射器的采用，安装地点和汽提器与冷凝器之间压力分配的自由度提高了。(4)由于冷凝器是垂直冷凝器，在其中进料气体和其他物质完全吸收，很容易形成氨基甲酸铵，采用这样一种结构，使得液体流过壳程，尿素通过调整冷凝器的容积而在冷凝器中形成。(5)尿素合成塔与冷凝器合成一体，尿素可以在冷凝器和合成塔中合成，因此这些装置的总容积可以比传统的合成塔与冷凝器的总容积小。

Claims (16)

1．在由氨与二氧化碳在尿素合成温度与压力下，在尿素合成区内反应所构成的尿素合成方法中，将含有尿素、未反应的氨、未反应的二氧化碳和水的产物尿素溶液，与汽提器中的至少一部分进料二氧化碳在加热下，在基本上等于所述尿素合成压力下接触，以分离所述未反应氨和作为氨、二氧化碳和水的混合气体的未反应二氧化碳，进一步处理含有未分离的未反应氧和未反应的二氧化碳的尿素合成溶液，以获得尿素，将在汽提区内分离的混合气体引入垂直冷凝区的底部，使其在冷却下与吸收介质接触，从而冷凝所述混合气体，由此获得的冷凝物再循环回尿素合成区，改进包括在150-300巴压力下预热进料液体氨以供给喷射器，通过喷射器扩展所述液体氨。使喷射器的输送压和吸入压的压差可以在2-10巴，从而吸入来自所述垂直冷凝区的顶部的冷凝物，并增加所述冷凝物的压力，将来自所述喷射器的所述液体氨和所述冷凝物的混合物引入所述尿素合成区的底部，使所引入的混合物在其通过所述尿素合成区时发生尿素合成反应，将由此形成的尿素合成溶液从所述尿素合成区的顶部输送到所述汽提区的顶部。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述尿素合成区、所述汽提区和所述冷凝区均安装在地面上。
3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述尿素合成区和所述冷凝区结合成一整体，虽然所述的冷凝区是独立地安装在其上或其上方。
4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的尿素合成区和所述的冷凝区是这样结合成一整体，使得尿素合成区在较低的位置，冷凝区在较上的位置，这两个区的内部之间有分配墙将它们分开。
5．根据权利要求1-4之任一权利要求所述的方法，其特征在于所述冷凝区的压力控制在130-250巴，冷凝物的温度在165-190℃，N／C，氨与二氧化碳的摩尔比率，在2．5-3．5，H／C，水与二氧化碳的摩尔比率，在1．0或更少，滞留时间设定为10-30分钟。
6．根据权利要求5所述的方法，其特征在于的尿素合成反应以20-60％的合成率进行，合成率以所述冷凝区中的冷凝物中的二氧化碳为基础。
7．根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述尿素合成区中，一部分进料二氧化碳或进料氨加到已通过第一条向下的管子从所述冷凝区流下的冷凝物中，使得尿素合成区的温度控制在180-200℃，N／C在3．5-5．0，H／C在1．0或更少，滞留时间设定为10-40分钟。
8．根据权利要求1所述的方法，其特征在于总的尿素合成率达到60-75％，尿素合成率基于尿素合成区中的二氧化碳。
9．一套用于根据权利要求1的尿素合成方法进行尿素合成的装置，其特征在于该装置包括：(a)一台垂直尿素合成塔(A)，(b)一台带有冷却器(13)的垂直冷凝器(B)，(c)汽提器(C)，用来汽提从所述尿素合成塔来的尿素合成溶液中含有的未反应氨和未反应二氧化碳，通过进料二氧化碳使它们作为氨、二氧化碳和水的混合气从溶液中分离出来，(d)一台用于预热进料液体氨的热交换器(D)，(e)一台喷射器(G)，用于通过用预热的进料液体氨作推动液从所述冷凝器中吸入冷凝物，(f)一条在所述冷凝器的顶部有开口的向下的管子(11)，用于向喷射器吸入口供应所述冷凝物，(g)一条通过热交换器向喷射器供应所述进料液体氨的管道(1)，(h)一条将进料液体氨与冷凝物的混合物从喷射器输入到所述尿素合成塔的底部的管道，(i)一条将尿素合成溶液从所述尿素合成塔输入所述汽提器的管道(4)，(j)一条向所述汽提器的底部，如果必要，向所述尿素合成塔供应至少部分进料二氧化碳的管道(2)，(k)一条向所述冷凝器的底部供应在所述汽提器中分离的混合气的管道(5)，(1)一条用于将含水的含有未分离的部分未反应的氨和未反应的二氧化碳的尿素溶液，从所述汽提器的底部排出以做进一步处理的管道(12)。
10．根据权利要求9所述的尿素合成装置，其特征在于所述尿素合成塔和所述垂直的冷凝器安装在地面上。
11．根据权利要求9所述的尿素合成装置，其特征在于所述汽提器安装在地面上。
12．根据权利要求9所述的尿素合成装置，其特征在于所述垂直的冷凝器安装在所述尿素合成塔之上或上方，在所述尿素合成塔的顶部有其他一条有开口的向下的管子(40)，用来将尿素合成溶液导到所述汽提器的顶部。
13．根据权利要求9所述的尿素合成装置，其特征在于所述的装置包括一条用于向所述冷凝器的底部供应吸收介质的管道(5)和一条用于从所述冷凝器的顶部排出惰性气体的管道(15)。
14．根据权利要求9所述的尿素合成装置，其特征在于所述冷凝器的内部有挡板，使气液接触得更好。
15．根据权利要求9所述的尿素合成装置，其特征在于所述尿素合成塔的内部有挡板，使气液接触得更好。
16．根据权利要求12所述的尿素合成装置，其特征在于所述尿素合成塔、所述冷凝器和所述汽提器的相时位置关系是，当所述冷凝器的顶部从地面算起的高度假定为100％时，到所述冷凝器的底部从地面算起的高度是50-80％，到所述汽提器的顶部从地面算起的高度是20-50％，到所述合成塔的底部从地面算起的高度是5-30％，到所述汽提器的底部从地面算起的高度是3-10％，所述冷凝器的底部和所述汽提器的顶部之间的高度差是10-60％。
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