CN103950954B - 一种包围式加热小型尿素水解反应装置和水解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种包围式加热小型尿素水解反应装置和水解的方法。包含反应器，所述反应器的下方包围着一层加热套，所述加热套为蒸汽加热或者电加热方式，所述加热套契合反应器，反应器由支腿支撑，反应器上部设有反应产物出口，反应器底部设有尿素溶液进料口和排污口，所述进料口和排污口穿透反应器底部和加热套；可以通过蒸汽加热方式或电加热方式提供尿素水解反应所需热量；反应器筒体内部分为下部液相空间和上部气相空间。不但结构简单，而且具有加热面表面积大，加热速度快，加热均匀，反应液温差小等特点，更有利于防止设备材料腐蚀和化学副反应的发生。

Description

一种包围式加热小型尿素水解反应装置和水解的方法

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种包围式加热小型尿素水解反应装置和水解的方法。

背景技术

工业生产中，很多场合都要用到氨。但液氨属于危险化学品，因此国家在涉及液氨的储存、使用和运输过程中都严格管控。

尿素为白色结晶体颗粒，不属于危险化学品范畴，便于储存和运输，不会因泄漏造成安全隐患。尿素溶液在一定压力、温度条件下，会水解生成氨气和二氧化碳。

目前行业内现有的尿素水解反应器均是为大规模生产所配套的设备，具有大型化的特点。随着国家对环保要求不断提高，越来越多的小型设备需要配套尿素水解反应器。相对于大型的尿素水解反应器，小型尿素水解反应器在结构布置、材料选择、工艺设计等方面有自身的特点，因此本专利申请对小型尿素水解反应器设计进行保护。

发明内容

发明的目的：为了提供一种功能强大的一种包围式加热小型尿素水解反应装置和水解的方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

一种包围式加热小型尿素水解反应装置，其特征在于，包含反应器，所述反应器的下方包围着一层加热套，所述加热套为蒸汽加热或者电加热，所述加热套契合反应器，反应器由支腿支撑，反应器上部设有反应产物出口，反应器底部设有尿素溶液进料口和排污口，所述进料口和排污口穿透反应器底部和加热套；可以通过蒸汽加热方式或电加热方式提供尿素水解反应所需热量；反应器筒体内部分为下部液相空间和上部气相空间。

本发明进一步技术方案在于，所述反应器上部有多个开口，一个开口上安装有一个安全阀和压力表、一个开口上安装有液位变送器、一个开口为反应产物出口。

本发明进一步技术方案在于，所述反应产物出口内壁设置有除雾器。

本发明进一步技术方案在于，所述加热套上铰接着上翻套，所述上翻套顶部包含磁铁，所述上翻套为电加热板，所述电加热板通过电线连接电源。

本发明进一步技术方案在于，所述上翻套上方包含磁铁。

方案二：

一种包围式加热小型尿素水解的方法，其特征在于，利用如上任意一个的装置，采用如下方式，尿素放置于反应器中，水解反应生成的NH₃和CO₂从液相中逸出，；水解方程式：CO(NH₂)₂+H₂O吸热CO₂+2NH₃

采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：与目前行业内已有的尿素水解反应器相比，该小型尿素水解反应器具有以下特点：

1、目前行业内现有的尿素水解反应器适应设备大型化的需要，采用卧式反应器结构，蒸汽加热方式，换热面布置采用U型管结构。小型尿素水解反应器采用立式反应器结构，反应器外部设置加热套方式加热。这种小型的尿素水解反应器不但结构简单，而且具有加热面表面积大，加热速度快，加热均匀，反应液温差小等特点，更有利于防止设备材料腐蚀和化学副反应的发生。

2、小型尿素水解反应器加热套可以采用蒸汽加热方式和电加热方式。相对目前行业内现有的尿素水解反应器采用蒸汽加热方式相比，采用电加热方式不受汽源品质的影响，系统运行稳定，而且省去了蒸汽管路、疏水管路等设施。具有设备初投资低，运行维护方便的特点。对于没有加热蒸汽来源或蒸汽品质不满足加热要求的场合，电加热方式是不二选择。因此电加热小型尿素水解反应器适应范围更广。

3、小型电加热尿素水解反应器还具有负荷变化快，跟随性好的特点，能够对系统需氨量变化做出快速响应。蒸汽加热的尿素水解反应器，当负荷发生变化时，系统建立新的平衡所需时间长。电加热尿素水解反应器通过控制电功率，能够根据负荷变化快速做出响应。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1为本发明侧面结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明另一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明的上翻套的俯视结构示意图；其中：1，反应器；2，反应器进料口；3，气相产物出口；4，温度计接口；5，液位计接口；6，安全阀及气相压力表接口；7，排污口；8，除雾器；9，液位变送器；10，加热套；11.上翻套；12.磁铁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明，实施例不构成对本发明的限制：

结合图1和图2；

1.一种包围式加热小型尿素水解反应装置，其特征在于，包含反应器1，所述反应器1的下方包围着一层加热套，所述加热套为蒸汽加热或电加热，所述加热套契合反应器1，反应器由支腿支撑，反应器上部设有反应产物出口，反应器底部设有尿素溶液进料口和排污口，所述进料口和排污口穿透反应器底部和加热套；可以通过蒸汽加热方式或电加热方式提供尿素水解反应所需热量；反应器筒体内部分为下部液相空间和上部气相空间。本处的技术方案所起到的实质的技术效果是：A.目前按的现状是很多人用蒸汽给内部加热，此方法对蒸汽参数有较高要求，蒸汽源还经常供给不上，而我们采用电加热，该方法可以使得该设备使用便捷、环保、节能。B.蒸汽反应控制不易，而电加热反应速度快，可以随时调节和控制，本专利的蒸汽管不会进入到反应器内部，节省了很多设备。3.加热均匀，不会造成受热均匀。

所述反应器上部有多个开口，一个开口上安装有一个安全阀和压力表、一个开口上安装有液位变送器、一个开口为反应产物出口。

安全阀和压力表位于反应器上方属于通用技术，更是基础常识。液位变送器也是现有技术，其安装在反应器上方也属于通用技术，可以参考《数字液位变送器的研究与开发》。所述反应产物出口设置有除雾器。

所述加热套上铰接着上翻套11，所述上翻套11顶部包含磁铁，所述上翻套11为电加热板，所述电加热板通过电线连接电源。本处的技术方案所起到的实质的技术效果是，在电热方式下，便于检修拆装，使得铰接的上方的上翻套11能够翻起来或者是翻下去。

所述上翻套11上方包含磁铁12。本处的技术方案所起到的实质的技术效果是，所述磁铁12能够吸附在反应器的器壁上进行相对固定。

方案二：

一种包围式加热小型尿素水解的方法，其特征在于，利用如上任意一个的装置，采用如下方式，尿素放置于反应器1中，水解反应生成的NH3和CO2从液相中逸出，；水解方程式：CO(NH₂)₂+H₂O吸热CO₂+2NH₃。

尿素溶液从反应器进料口2进入水解反应器，反应器的液位变送器9显示液位达到一定的值，尿素溶液在反应釜内发生水解反应，生成的气相产物不断由液体中分离，由气相产物出口3离开反应器。加热套10提供水解反应所需的热量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (6)

1.一种包围式加热小型尿素水解反应装置，其特征在于，包含反应器(1)，所述反应器(1)的下方包围着一层加热套，所述加热套为蒸汽加热或者电加热，所述加热套契合反应器(1)，反应器由支腿支撑，反应器上部设有反应产物出口，反应器底部设有尿素溶液进料口和排污口，所述进料口和排污口穿透反应器底部和加热套；能够通过蒸汽加热方式或电加热方式提供尿素水解反应所需热量；反应器筒体内部分为下部液相空间和上部气相空间。

2.如权利要求1所述的一种包围式加热小型尿素水解反应装置，其特征在于，所述反应器上部有多个开口，一个开口上安装有一个安全阀和压力表、一个开口上安装有液位变送器、一个开口为反应产物出口。

3.如权利要求1所述的一种包围式加热小型尿素水解反应装置，其特征在于，所述反应产物出口内壁设置有除雾器。

4.如权利要求1所述的一种包围式加热小型尿素水解反应装置，其特征在于，所述加热套上铰接着上翻套(11)，所述上翻套(11)顶部包含磁铁，所述上翻套(11)为电加热板，所述电加热板通过电线连接电源。

5.如权利要求4所述的一种包围式加热小型尿素水解反应装置，其特征在于，所述上翻套(11)上方包含磁铁(12)。

6.一种包围式加热小型尿素水解的方法，其特征在于，利用如权利要求1到5任意一个的权利要求的装置，采用如下方式，尿素放置于反应器(1)中，水解反应生成的NH₃和CO₂从液相中逸出，水解方程式：CO(NH₂)₂+H₂O吸热CO₂+2NH₃。