JP2003104949A - 尿素合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効果的な熱回収を行い得る尿素合成方法を提
供する。 【解決手段】 尿素合成塔からの尿素合成液を尿素合成
圧とほぼ等しい圧力で原料二酸化炭素によるストリッピ
ングに付して未反応のアンモニアと二酸化炭素の大部分
を混合ガスとして分離し、この混合ガスを、好ましくは
尿素合成圧より低い圧力に減圧した、混合ガスを分離し
た尿素合成液と間接熱交換して凝縮させ、その際発生す
る凝縮熱によりこの尿素合成液を加熱することからなる
尿素合成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、尿素合成方法にお
ける改良に関するものであり、更に詳しくは尿素合成工
程における熱回収方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】尿素合成工程における熱回収方法につい
ては、例えば特公昭６２−１５０７０号公報、特開昭６
１−１０９７６０号公報あるいは特開平１０−１８２５
８７号公報等において既に本出願人が提案している。

【０００３】前記、特公昭６２−１５０７０号公報ある
いは特開昭６１−１０９７６０号公報に開示された方法
は図３に示すとおりであり、ライン１１、熱交換器（ア
ンモニア予熱器）7および１２を経て尿素合成塔１に供
給された原料アンモニアはライン３０から供給される後
述する凝縮液と尿素合成圧力および温度において反応せ
しめられる。得られた尿素、未反応アンモニアおよび二
酸化炭素ならびに水からなる尿素合成液はライン１６を
経てストリッパー２に送られ、ここでライン１４から供
給される原料二酸化炭素と接触せしめられて尿素合成液
から未反応のアンモニアと二酸化炭素とがアンモニア、
二酸化炭素および水の混合ガスとして分離される。この
混合ガスはライン１８から抜き出され、ライン３２およ
び３３を経て並列に配置された２基の多管式縦型凝縮器
９ａと９ｂのチューブ側に分配されて供給され、凝縮さ
れる。その際発生する凝縮熱は、縦型凝縮器９ａでは、
そのシェル側にライン３６から水を供給し、ライン３７
から低圧蒸気を発生させることにより回収され、一方、
縦型凝縮器９ｂでは、そのシェル側にライン１９を経て
供給される、ストリッパー２からライン１７を経て抜き
出され、減圧弁８により減圧された未分離の未反応アン
モニアおよび未反応二酸化炭素を含有する尿素液を間接
熱交換により加熱することにより、尿素合成液中に残存
する未反応アンモニアおよび二酸化炭素の分解の加熱源
として利用される。縦型凝縮器９ｂにおいて加熱され、
ライン３５を経て中圧分解塔６に送られた尿素合成液
は、ここでライン２５から抜き出される未反応アンモニ
アおよび二酸化炭素をほとんど含まない尿素液と、ライ
ン２６から抜き出されるアンモニア、二酸化炭素および
水からなる混合ガスとに分離される。なお、尿素合成塔
の頂部からライン２９を経て排出されるアンモニア、二
酸化炭素および水からなる混合ガスは洗浄塔の充填部５
においてライン２０から供給される吸収媒体によりアン
モニアおよび二酸化炭素が吸収され、得られた吸収液は
ライン３１から縦型凝縮器９aに送られてライン３２か
らの混合ガスを吸収する。未吸収のアンモニアおよび二
酸化炭素はライン２４を経てライン２６からの混合ガス
とともに回収工程（図示されない）に送られる。縦型凝
縮器９bからの凝縮液はライン２２を経て、縦型凝縮器
９aからライン３４を経て抜き出される凝縮液と一緒に
ライン３０を経て尿素合成塔１に導入される。

【０００４】この方法によれば，ストリッパー２からの
アンモニア、二酸化炭素および水からなる混合ガスの凝
縮温度は１７０〜１８０℃であり、低圧蒸気の温度１５
０〜１５５℃よりも温度レベルが高いので、受熱側の温
度をより高くでき，効率よく熱回収することができる。
また、縦型凝縮器９ｂの代わりに中圧分解塔、リボイラ
ーあるいはフォーリングフィルムヒーターを設置（図示
せず）して同様に熱回収することもできる。

【０００５】しかしながら、上記熱回収の場合には尿素
製造装置の機器数が増加すること、混合ガスを２基の縦
型凝縮器に分配する必要があること等から尿素合成系が
複雑になる。また、混合ガスの凝縮は縦型凝縮器のチュ
ーブ側で行われるが、チューブ表面での薄膜凝縮のた
め、特開平１０−１８２５８７号公報に記載された気泡
塔タイプの縦型凝縮反応器に比較し、伝熱性能が悪く伝
熱面積が大きくなる。そのために、縦型凝縮器は大型化
することになり、機器製作費が高くなり、ひいては建設
費が高価となる。更には、縦形凝縮器９ａおよび９ｂの
チュ−ブ側に混合ガス、シェル側に冷却媒体を夫々供給
しているので、シェル側を仕切って複数の冷却媒体を供
給しそれぞれと熱交換しうるようにするには構造上適し
ていない。

【０００６】前記の特開平１０−１８２５８７号の熱回
収は、図４に示すとおり、ストリッパー２からライン１
８に抜き出された混合ガスが、内部に冷却管２３を有す
る縦形凝縮反応器４に供給されて凝縮され、その際発生
した凝縮熱を冷却管２３内で低圧蒸気を発生させて行う
ものであり、発生した低圧蒸気は尿素合成工程における
未反応アンモニアおよび二酸化炭素の中（低）圧分解離
工程（あるいは尿素水溶液の濃縮工程）に使用される。
図４の方法をさらに説明すると、原料アンモニアはライ
ン１１、熱交換器（アンモニア予熱器）７およびライン
１２を経てエジェクター１０に供給され、ライン２２か
らの凝縮液を吸引してライン１３を経て尿素合成塔１に
導入される。ライン１４からの原料二酸化炭素の一部は
ライン１５を経て尿素合成塔１に供給され、残りはスト
リッパー２に供給され、尿素合成塔１からライン１６を
経てストリッパー２に供給される尿素合成液と交流的に
接触して尿素合成液中の未反応アンモニアおよび二酸化
炭素をアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガスとし
て分離する。混合ガスはライン１８を経て縦型凝縮反応
器４に供給され、一方、未分離の未反応アンモニアおよ
び二酸化炭素を含有する尿素合成液１７は、減圧弁８を
通って減圧されライン１９を経て中圧分解塔６に供給さ
れる。この混合ガスは、ライン２０から導入され、充填
部５を経て流下する吸収媒体と接触して凝縮される。こ
の際発生する凝縮熱は前記のようにスチーム発生により
除去される。縦型凝縮反応器４において得られた凝縮液
はライン２２を経てエジェクター１０の吸引側に供給さ
れる。縦型凝縮反応器４において吸収されなかった混合
ガスは充填部5で吸収媒体と接触した後、ライン２４を
経て回収工程（図示されない）に送られる。中圧分解塔
６に供給された尿素合成液は加熱器３８および３９にそ
れぞれ供給されるスチーム（冷却管２３で回収されたス
チーム）および高圧スチーム凝縮水により加熱されてラ
イン２５から排出される未反応アンモニアおよび二酸化
炭素をほとんど含まない尿素液とライン２６を経て排出
されるアンモニア、二酸化炭素および水の混合ガスとに
分離される。ライン２６からの混合ガスはライン２４か
らの混合ガスとともに前記のように回収工程に送られて
回収される。

【０００７】しかしながら、この方法において温度レベ
ルの低い低圧回収蒸気の使用は、高い温度レベルが必要
な未反応アンモニアおよび二酸化炭素の分離工程では加
熱のための温度差を確保することが困難であるために、
分離装置の加熱器の伝熱面積を大きくすることになる。

【０００８】上記のように、尿素合成工程における熱回
収方法に関する従来技術は、解決すべき種々の問題点を
有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、尿素合成工
程における効果的な熱回収を行い、尿素製造工程全体で
必要とされる伝熱面積を大幅に減少させる方法を提供し
ようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記の従
来技術が有する問題点を解決すべく鋭意検討した結果、
低圧蒸気の発生を介さずに、すなわち、温度レベルを低
圧蒸気の温度である１５０〜１５５℃まで低下させず
に、高温度レベルの、すなわち、１７０〜１８０℃の高
温度レベルの、混合ガスの凝縮熱を、直接未反応アンモ
ニアおよび二酸化炭素の分離工程の熱源に利用すれば伝
熱効率が大幅に向上して尿素合成工程全体で必要とされ
る伝熱面積が大幅に減少することを見出だし、本発明を
完成するに至った。

【００１１】本発明は、次の尿素合成方法を提供する． （１） 尿素合成塔において、原料アンモニアおよび二
酸化炭素を尿素合成温度および尿素合成圧力下に反応さ
せ、得られた尿素、未反応アンモニア、未反応二酸化炭
素および水からなる尿素合成液を、ストリッッパーにお
いて、尿素合成圧力とほぼ等しい圧力において原料二酸
化炭素の少なくとも一部と加熱下に接触させ、それによ
って未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素をアンモ
ニア、二酸化炭素および水の混合ガスとして該尿素合成
液から分離し、この混合ガスを内部に冷却チューブを有
する縦型凝縮反応器の胴側に供給して吸収媒体と冷却下
に接触させてその混合ガスを凝縮させ、得られた凝縮液
を該尿素合成塔に循環し、一方、未分離の未反応アンモ
ニアおよび未反応二酸化炭素を含有する尿素合成液から
さらに未反応アンモニアおよび二酸化炭素を分離して尿
素を得る尿素合成方法であって、該ストリッパーにおい
て混合ガスを分離した尿素合成液を該縦型凝縮反応器の
冷却チュ−ブに供給し、一方、該ストリッパーにおいて
分離された混合ガスを該縦型凝縮反応器の胴側に供給し
て該冷却チューブ中の尿素合成液との間接熱交換によっ
て凝縮させ、その際発生する凝縮熱により該冷却チュー
ブ中の尿素合成液を加熱することを特徴とする尿素合成
方法。

【００１２】（２） 前記ストリッッパーからの、未分
離の未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含有す
る尿素合成液を尿素合成圧よりも低い圧力に減圧して前
記縦型凝縮反応器の冷却チュ−ブに供給する前記（１）
に記載の尿素合成方法。

【００１３】（３） 前記ストリッッパーからの、未分
離の未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含有す
る尿素合成液を減圧して中圧分離器へ供給し、その尿素
合成液中に含有される未反応アンモニアおよび未反応二
酸化炭素の一部を分離した後、前記縦型凝縮反応器の冷
却チュ−ブに供給する前記（１）に記載の尿素合成方
法。

【００１４】（４） 前記縦型凝縮反応器の冷却チュ−
ブ側に供給された尿素合成液が、前記縦型凝縮反応器に
供給された混合ガスの凝縮熱によって１５０〜１７０℃
の温度に加熱される前記（１）ないし（３）のいずれか
に記載の尿素合成方法。

【００１５】（５） 前記縦型凝縮反応器の冷却チュー
ブが、多重チャンネルを有するＵ型チューブである前記
（１）ないし（４）のいずれかに記載の尿素合成におけ
る熱回収方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明においては、ストリッパー
の底部から排出される未反応アンモニアおよび未反応二
酸化炭素の残りを含有する尿素合成液（以下、単に尿素
液と云う）は減圧弁により減圧された後に縦型凝縮器の
冷却用チューブに供給されるのが好ましい。減圧するこ
とにより尿素液の温度が低下するので、縦型凝縮器の冷
却チューブに供給されて胴側の凝縮液との温度差を大き
くすることができるからである。この際、圧力は好まし
くは０．０１から３．０ＭＰａ、より好ましくは１．０
から２．５ＭＰａの範囲、特に好ましくは1．5から2．0
ＭＰａ程度の中圧に減圧される。中圧に減圧された尿素
液は冷却チューブに入る前に中圧分離器において、減圧
により尿素液から分離されたアンモニアと二酸化炭素と
水からなる混合ガスを分離するのが好ましい。冷却チュ
ーブに供給する前に分離した混合ガスを除去して尿素液
のみを冷却チューブに供給することにより、各チューブ
への尿素液の分配が均等に行われ、熱交換の効率が向上
するからである。

【００１７】縦型凝縮反応器は、多重チャンネルのＵ型
冷却チューブを有する構造の縦型熱交換器である。この
縦型凝縮反応器を用いることにより，機器数を増加させ
ることなく、および／またはガスの分配をすることなし
に、ストリッパーからの尿素液の加熱のほかに、低圧蒸
気の発生、他の冷却媒体、例えば原料液体アンモニアを
加熱することも同時に，容易に行うことができる。

【００１８】次に、本発明を図１および２を参照して詳
細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施態様を示すプロセ
スフロー図である。原料アンモニアは、ライン１１から
２５ＭＰａ程度まで昇圧された後、熱交換器７に供給さ
れ、回収低圧蒸気および蒸気凝縮水で１７５℃程度に加
熱されてライン１２からエジェクター１０へ供給されて
尿素合成圧まで膨張され、ダウンパイプ２２から供給さ
れる凝縮液を吸引してライン１３から尿素合成塔１へ供
給される。原料二酸化炭素と防蝕用空気はライン１４か
らストリッパー２の底部へ供給されるが、一部はライン
１５を経て尿素合成塔１へ供給される。

【００２０】尿素合成塔１において、アンモニア、二酸
化炭素と防蝕用空気は、圧力１３〜２５ＭＰａ、温度１
８０〜２００℃で運転される尿素合成塔１を上昇しなが
ら、尿素合成反応が進行される。反応終了後、尿素合成
液は尿素合成塔１上部からライン１６へ抜き出され、ス
トリッパー２上部へ供給される。

【００２１】ストリッパー２は、圧力１３〜２５ＭＰ
ａ、温度１６０〜２００℃で運転され、尿素合成液中に
含まれる、未反応アンモニウムカーバメート（未反応ア
ンモニアおよび未反応二酸化炭素）は加熱分解されてア
ンモニア、二酸化炭素，水およびイナートガスからなる
混合ガスとして分離される。

【００２２】分離された上記混合ガスは、ストリッパー
２上部からライン１８を経て縦型凝縮反応器４のシェル
側（胴側）へ供給され、一方、未分離の未反応アンモニ
アおよび未反応二酸化炭素を含む尿素合成液はストリッ
パー２の底部からライン１７へ抜き出されて縦型凝縮反
応器４の冷却チューブ側へ供給される。

【００２３】縦型凝縮反応器４において、ライン２０か
ら供給される吸収媒体としての回収液（ストリッパー２
からの尿素合成液中に含まれる未反応アンモニウムカー
バメートを中圧および／または低圧でアンモニア、二酸
化炭素および水の混合ガスとして分離し、水、希アンモ
ニア水などに吸収した溶液）は１１０℃程度の温度で、
１３．５〜２５．５ＭＰａ程度に昇圧され、縦型凝縮反
応器４の上部に設置された充填部５に供給される。充填
部５は、圧力１３〜２５ＭＰａ、温度１６０〜１９０℃
で運転され、充填部５の底部からの吸収液は、ダウンパ
イプ２１から縦型凝縮反応器４の底部へ流下し、ライン
１８からの混合ガスと冷却下に接触してそれを吸収凝縮
させる．縦型凝縮反応器４のシェル側は、充填部５から
の上記吸収液と凝縮液（両方を一緒にして凝縮液と称す
る）で満たされ、凝縮熱（吸収熱）は冷却チューブ１９
および所望により冷却チューブ２３に供給される冷却媒
体により除熱される。

【００２４】縦型凝縮反応器４は、前記のように多重チ
ャンネルのＵ型冷却チューブを有する縦型熱交換器であ
って、ストリッパー２からの尿素液の加熱とともに、好
ましくは他のチャンネルに水を供給して低圧蒸気を発生
させる。また、他の冷却媒体例えば原料液体アンモニア
を加熱することも容易に行うことができる。

【００２５】縦型凝縮反応器４のシェル側の温度は１７
０〜１９０℃に調整されるが、調整は混合ガスの凝縮熱
を好ましくは二つの冷却媒体の加熱、例えば尿素合成液
の加熱と蒸気発生とにより、取り除くことにより行うこ
とができる。

【００２６】縦型凝縮反応器４のシェル側の凝縮液は、
シェル側の上部に開口を有するダウンパイプ２２を経て
エジェクター１０の吸引側に供給される。

【００２７】ライン１９から縦型凝縮反応器４の冷却用
チュ−ブ側に供給された尿素合成液は、未反応アンモニ
ウムカーバメートを中圧で分解するのに望ましい温度１
５０〜１７０℃まで加熱される。中圧分解に必要な熱量
は、縦型凝縮反応器４での凝縮熱で賄われるため、中圧
分解塔６の加熱は不要となる。

【００２８】加熱された尿素合成液は、圧力１．５〜
２．５ＭＰａ、温度１５０〜１７０℃で運転されている
中圧分解塔６へ供給され、未反応アンモニウムカーバメ
ートをほとんど含まない尿素液はライン２５から次工程
の低圧分解塔（図示せず）に供給される。一方、尿素合
成液と分離された混合ガスはライン２６から回収工程へ
供給される。

【００２９】ライン18からの混合ガスを吸収して生成さ
れた凝縮液は、ダウンパイプ２２を重力で流下し、エジ
ェクター１０で昇圧後、尿素合成塔１へ供給され、吸収
されなかった混合ガスは、ライン２４から次工程へ供給
される。

【００３０】図２は、本発明の他の一実施態様を示すプ
ロセスフロー図であり、ストリッパー２で混合ガスと分
離された尿素液は中圧分離器３へ供給され、尿素液中の
混合ガスが更に分離された後、縦型凝縮反応器４の冷却
チューブに供給される。

【００３１】ストリッパー２は、圧力１３〜２５ＭＰ
ａ、温度１６０〜２００℃で運転され、その中で尿素合
成液は、原料二酸化炭素によるストリッピングによって
未反応のアンモニウムカーバメートはアンモニアおよび
二酸化炭素の混合ガスに分解されてアンモニア、二酸化
炭素、水およびイナ−トガスからなる混合ガスとして分
離される。この混合ガスは、ストリッパー２上部からラ
イン１８を介して縦型凝縮反応器４のシェル側に供給さ
れ、未分離の未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素
を含む尿素液は減圧され、ストリッパー２の底部からラ
イン１７へ抜き出されて中圧分離器３へ供給される。

【００３２】中圧分離塔３は、圧力１．５〜２．５ＭＰ
ａ、温度１２０〜１５０℃で運転される。そのために、
尿素合成液はストリッパー２の運転圧力および温度から
断熱変化により中圧分離器３の運転圧力および温度に降
下して気液二相の状態になり、尿素液中のガスが分離さ
れる。尿素合成液中のガスが分離された尿素液はライン
１９を介して縦型凝縮反応器４の底部から冷却チュ−ブ
側に供給され、一方、尿素液から分離された混合ガスは
ライン２７から回収工程へ供給される。

【００３３】縦型凝縮反応器４において、ライン２０か
ら供給される吸収媒体としての回収液は１１０℃程度の
温度で、１３．５〜２５．５ＭＰａ程度に昇圧され、縦
型凝縮反応器４の上部に設置された充填部５に供給され
る。充填部５は、圧力１３〜２５ＭＰａ、温度１６０〜
１９０℃で運転され、充填部５の底部液は、ダウンパイ
プ２１から縦型凝縮反応器４の底部に供給される。

【００３４】縦型凝縮反応器４のシェル側は、充填部５
からの吸収液と凝縮液で満たされており、混合ガスは吸
収凝縮され、凝縮熱は冷却チューブ１９および２３で除
熱される。

【００３５】中圧分離器において、尿素液の圧力は合成
塔圧力から中圧分離器の圧力に降下し気液二層になるた
めに、そのまま冷却チューブに供給すると各チューブへ
の尿素液の分配が不均一になる傾向があるが，中圧分離
器３で尿素液中の混合ガスを分離した後の尿素液を縦型
凝縮反応器４へ供給すれば、冷却チューブへの分配が均
等に行われ、熱交換の効率が向上する。

【００３６】チュ−ブ側に供給される尿素合成液は、チ
ューブへの均等分配による伝熱性能の向上を考えると中
圧分離器３にて尿素合成液中のガスを分離し、液相のみ
を冷却チューブ側に供給するのが好ましい。

【００３７】本発明の図１の実施形態と図2の実施形態
の使い分けは、冷却チュ−ブと中圧分離器３の機器の費
用にもよるが、大型の縦型凝縮反応器４を使用する場合
には中圧分離塔３を設置した方が機器の費用を幾分削減
することができる。

【００３８】

【実施例】以下に、実施例および比較例を示して本発明
をさらに具体的に説明する。

【００３９】実施例１ 図１に示すプロセスフローにしたがって、１，７２５ト
ン／日の尿素合成を行った。その結果、ストリッパーか
らの尿素液を１５５℃まで加熱するのに必要な伝熱面積
は、２８５ｍ2であつた。これは、従来技術で必要とし
ていた伝熱面積の約２／１０〜３／１０に減少した。物
質収支を表１に示した。縦欄は図１に示された各ライン
の番号を表し、横蘭は各ラインを流れる物質の圧力、温
度、流量および組成を表す。縦型凝縮反応器のシェル側
温度、チューブ側温度、総括伝熱係数および必要な伝熱
面積を表３に示した。

【００４０】表３に示したように、縦型凝縮反応器のシ
ェル側温度とチューブ側出口温度との温度差を大きく取
ることができ、総括伝熱係数が大幅に改善されたので、
従来技術に比較して伝熱面積が大幅に減少した。

【００４１】実施例２ 図２に示すプロセスフローにしたがって、１，７２５ト
ン／日の尿素合成を行った。その結果、ストリッパーか
らの尿素液を減圧後に１５５℃まで加熱するのに必要な
伝熱面積は、２５２ｍ2であつた。従来技術で必要とし
ていた伝熱面積の約２／１０〜３／１０に減少した。

【００４２】物質収支を表１に示した。縦欄は図２に示
された各ラインの番号を表し、横蘭は各ラインを流れる
物質の圧力、温度、流量および組成を表す。縦型凝縮反
応器のシェル側温度、チューブ側温度、総括伝熱係数お
よび必要な伝熱面積を表３に示した。

【００４３】表３に示したように、実施例１と比べ、混
合ガスと尿素液とを分離した後に、尿素合成液のみをチ
ューブ側に供給したので、混合ガスの昇温が不要とな
り、また尿素合成液の分配が均一に行われたために総括
伝熱係数が更に改善され、伝熱面積が更に減少した。

【００４４】比較例１ 図３に示すプロセスフローにしたがって、１，７２５ト
ン／日の尿素合成を行った。

【００４５】物質収支を表２に示した。縦欄は図３に示
された各ラインの番号を表し、横蘭は各ラインを流れる
物質の圧力、温度、流量および組成を表す。縦型凝縮反
応器のシェル側温度、チューブ側温度、総括伝熱係数お
よび必要な伝熱面積を表３に示した。

【００４６】表３に示したように、縦型凝縮反応器のチ
ューブ側温度とシェル側出口温度との温度差は取れる
が、薄膜流下式凝縮のため、総括伝熱係数が悪いことか
ら、ストリッパーからの尿素液を減圧後に１５５℃まで
加熱するのに必要な伝熱面積は１，０２８ｍ2であつ
た。

【００４７】比較例２ 図４に示すプロセスフローにしたがって、１，７２５ト
ン／日の尿素合成を行った。

【００４８】物質収支を表２に示した。縦欄は図４に示
された各ラインの番号を表し、横蘭は各ラインを流れる
物質の圧力、温度、流量および組成を表す。縦型凝縮反
応器のシェル側温度、チューブ側温度、総括伝熱係数お
よび必要な伝熱面積を表３に示した。

【００４９】表３に示したように、総括伝熱係数は比較
例１よりも大きく取れるが、回収低圧蒸気では縦型凝縮
反応器のチューブ側温度とシェル側出口温度との温度差
が充分に取れないため、ストリッパーからの尿素液を減
圧後に１５５℃まで加熱するのに必要な伝熱面積は８４
２ｍ2であつた。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、合成圧力下では、混合
ガスの凝縮の温度が高いことを利用し、従来技術では低
圧蒸気の発生にのみ用いられた凝縮熱を、ストリッパー
からの尿素液（好ましくは減圧後）と凝縮液とを直接
に、間接熱交換させ、中圧分解のための熱量を効率的に
回収できるようになった。

【００５４】尿素合成圧力下での混合ガスの凝縮熱を中
圧分解の熱回収へ利用することは、従来技術でも行われ
ていたが、機器数が多くなり、混合ガスを分配する必要
があるなど系が複雑になっていた。本発明では、縦型凝
縮反応器が、Ｕ型冷却チューブの縦型熱交換器であるこ
とを利用し、機器数を増加することなく、またはガスの
分配をすることなく、チューブシートに仕切りを入れる
ことにより、低圧蒸気の発生と尿素合成液の加熱の両方
を同時に行うことが可能となった。この構造により、チ
ューブシートを仕切ることで他の冷媒、例えば、液安、
回収液等を導入することがその熱交換器の構造から容易
に行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示すプロセスフロー図で
ある。

【図２】本発明の他の実施態様を示すプロセスフロー図
である。

【図３】従来技術を示すプロセスフロー図である。

【図４】他の従来技術を示すプロセスフロー図である。

【符号の説明】

１ 尿素合成塔 ２ ストリッパー ３ 中圧分離器 ４ 縦型凝縮反応器 ５ 充填部 ６ 中圧分解塔 ７ 熱交換器 ８ 減圧バルブ ９ａ 縦型凝縮器 ９ｂ 縦型凝縮器 １０ エジェクター １９、２３ 冷却チューブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 尿素合成塔において、原料アンモニアお
   よび二酸化炭素を尿素合成温度および尿素合成圧力下に
   反応させ、得られた尿素、未反応アンモニア、未反応二
   酸化炭素および水からなる尿素合成液を、ストリッッパ
   ーにおいて、尿素合成圧力とほぼ等しい圧力において原
   料二酸化炭素の少なくとも一部と加熱下に接触させ、そ
   れによって未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を
   アンモニア、二酸化炭素および水の混合ガスとして該尿
   素合成液から分離し、この混合ガスを内部に冷却チュー
   ブを有する縦型凝縮反応器の胴側に供給して吸収媒体と
   冷却下に接触させてその混合ガスを凝縮させ、得られた
   凝縮液を該尿素合成塔に循環し、一方、未分離の未反応
   アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含有する尿素合成
   液からさらに未反応アンモニアおよび二酸化炭素を分離
   して尿素を得る尿素合成方法であって、該ストリッパー
   において混合ガスを分離した尿素合成液を該縦型凝縮反
   応器の冷却チュ−ブに供給し、一方、該ストリッパーに
   おいて分離された混合ガスを該縦型凝縮反応器の胴側に
   供給して該冷却チューブ中の尿素合成液との間接熱交換
   によって凝縮させ、その際発生する凝縮熱により該冷却
   チューブ中の尿素合成液を加熱することを特徴とする尿
   素合成方法。
2. 【請求項２】 前記ストリッッパーからの、未分離の未
   反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含有する尿素
   合成液を尿素合成圧よりも低い圧力に減圧して前記縦型
   凝縮反応器の冷却チュ−ブに供給する請求項１に記載の
   尿素合成方法。
3. 【請求項３】 前記ストリッッパーからの、未分離の未
   反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含有する尿素
   合成液を減圧して中圧分離器へ供給し、その尿素合成液
   中に含有される未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭
   素の一部を分離した後、前記縦型凝縮反応器の冷却チュ
   −ブに供給する請求項１に記載の尿素合成方法。
4. 【請求項４】 前記縦型凝縮反応器の冷却チュ−ブ側に
   供給された尿素合成液が、前記縦型凝縮反応器に供給さ
   れた混合ガスの凝縮熱によって１５０〜１７０℃の温度
   に加熱される請求項１ないし３のいずれかに記載の尿素
   合成方法。
5. 【請求項５】 前記縦型凝縮反応器の冷却チューブが、
   多重チャンネルを有するＵ型チューブである請求項１な
   いし４のいずれかに記載の尿素合成方法。