CN113574050B - 尿素制造方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够从比较低温的流体进行热回收的新颖的尿素制造方法及装置。一种尿素制造方法，其包括合成工序、高压分解工序以及冷凝工序，包括：a)将比90℃高温的蒸汽冷凝液与另一流体进行热交换，并冷却至90℃以下的工序；b)通过将来自工序a的所述蒸汽冷凝液与具有比所述低压蒸汽的温度低的温度的又一流体进行热交换，从而对来自工序a的所述蒸汽冷凝液进行加热的工序；以及c)将来自工序b的所述蒸汽冷凝液作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝工序供给的工序。一种用于进行该尿素制造方法的装置。
Description
技术领域
本发明涉及由氨和二氧化碳制造尿素的方法及装置。
背景技术
尿素制造方法典型地包括合成工序、高压分解工序、冷凝工序，还包括精制工序和浓缩工序。在合成工序中，由氨(NH3)和二氧化碳(CO2)生成尿素。详细而言，如由式(1)所示，通过氨(NH3)与二氧化碳(CO2)的反应，生成氨基甲酸铵(NH2COONH4)。并且，如由式(2)所示，通过氨基甲酸铵的脱水反应生成尿素(NH2CONH2)和水(H2O)。
2NH3+CO2→NH2COONH4 (1)
NH2COONH4→NH2CONH2+H2O (2)
任一反应均为平衡反应，但与(1)的反应相比，(2)的反应缓慢，成为速率控制因素(日文：律速)。
在高压分解工序中，对在合成工序中得到的尿素合成液进行加热，将该尿素合成液所包含的氨基甲酸铵分解为氨和二氧化碳，得到含有氨和二氧化碳的混合气体以及更高浓度的尿素合成液。在冷凝工序中，使在高压分解工序中得到的混合气体冷凝。
在精制工序中，在比高压分解工序的压力低且比大气压高的压力下对由高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热，使其产生气相和液相，将该气相分离，从而得到尿素浓度提高了的尿素合成液。
在浓缩工序中，在比精制工序的压力低且大气压以下的压力对由精制工序处理后的尿素合成液进行加热，使其产生气相和液相，将该气相分离，从而得到尿素浓度进一步提高了的尿素合成液。
在专利文献1中，记载了将在精制工序和/或浓缩工序中产生的蒸汽冷凝液用作向合成工序供给的原料氨的加热源的方法。
在非专利文献1中，将在精制工序、浓缩工序中将低压蒸汽用作加热源时产生的蒸汽冷凝液减压至大致大气压(1.2巴)后进行闪蒸，将由此产生的大致大气压的蒸汽用于氨的加热。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/043391号
非专利文献
非专利文献1：E.Dooyeweerd等，“Comparison of the energy consumptions oflow-energy urea technologies”，Nitrogen No.143，May-June 1983，pp32-38
发明内容
发明要解决的课题
在上述文献中，教导了通过使要进行热回收的流体与原料氨进行热交换，从而从该流体进行热回收。
然而，仅是通过将成为热回收的对象的流体与原料氨进行热交换而进行热回收的技术，在原料氨的流量、温度方面存在限制，因此设计尿素制造装置时的自由度小，有时从比较低温的流体的热回收在实用上有困难，或者用于热回收的装置变得复杂。
本发明的目的在于提供一种能够从比较低温的流体进行热回收的新颖的尿素制造方法及装置。
用于解决课题的方案
根据本发明的一个方案，提供一种尿素制造方法，其包括：
合成工序，由氨和二氧化碳合成尿素而生成尿素合成液；
高压分解工序，通过对由所述合成工序生成的尿素合成液进行加热，从而将氨基甲酸铵分解，并且将含有氨和二氧化碳的混合气体从所述尿素合成液中分离；以及
冷凝工序，使吸收介质吸收并冷凝由所述高压分解工序得到的所述混合气体的至少一部分，使用在该冷凝时产生的热从蒸汽冷凝液产生低压蒸汽，
所述尿素制造方法的特征在于，还包括：
工序a，将比90℃高温的蒸汽冷凝液与另一流体进行热交换，并冷却至90℃以下；
工序b，通过将来自所述工序a的所述蒸汽冷凝液与具有比所述低压蒸汽的温度低的温度的又一流体进行热交换，从而对来自所述工序a的所述蒸汽冷凝液进行加热；以及
工序c，将来自所述工序b的所述蒸汽冷凝液作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝工序供给。
根据本发明的另一方案，提供一种尿素制造装置，其包括：
合成器，其用于由氨和二氧化碳合成尿素而生成尿素合成液；
高压分解器，其构成为，通过对由所述合成器生成的尿素合成液进行加热，从而将氨基甲酸铵分解，并且将含有氨和二氧化碳的混合气体从所述尿素合成液中分离；以及
冷凝器，其构成为，使吸收介质吸收并冷凝由所述高压分解器得到的所述混合气体的至少一部分，使用在该冷凝时产生的热从蒸汽冷凝液产生低压蒸汽，
所述尿素制造装置的特征在于，还包括：
第一热交换结构，其构成为，将比90℃高温的蒸汽冷凝液与另一流体进行热交换，并冷却至90℃以下；
第二热交换结构，其构成为，通过将来自所述第一热交换结构的所述蒸汽冷凝液与具有比所述低压蒸汽的温度低的温度的又一流体进行热交换，从而对来自所述第一热交换结构的所述蒸汽冷凝液进行加热；以及
管线，其将来自所述第二热交换结构的所述蒸汽冷凝液作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝器供给。
发明效果
根据本发明，提供能够从比较低温的流体进行热回收的新颖的尿素制造方法及装置。
附图说明
图1是用于说明本发明的蒸汽/蒸汽冷凝液***的工艺例的示意图。
图2是用于说明本发明的蒸汽/蒸汽冷凝液***的另一工艺例的示意图。
图3是用于说明本发明的蒸汽/蒸汽冷凝液***的又一工艺例的示意图。
图4是用于说明本发明的蒸汽/蒸汽冷凝液***的又一工艺例的示意图。
图5是表示尿素制造装置的概要结构例的工艺流程图。
图6是表示回收装置的概要结构例的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的尿素制造方法包括：合成工序、高压分解工序和冷凝工序。本发明的尿素制造方法还可以包括精制工序、浓缩工序、低低压流体产生工序、回收工序、中低压蒸汽产生工序及造粒工序中的一个或多个。作为原料的氨和二氧化碳可以从外部向合成工序、高压分解工序、冷凝工序、精制工序、回收工序中的一个或多个工序供给。
用于进行这样的尿素制造方法的尿素合成装置包括用于分别进行合成工序、高压分解工序及冷凝工序的合成器、高压分解器及冷凝器。尿素合成装置还可以包括分别进行精制工序、浓缩工序、低低压流体产生工序、回收工序、中低压蒸汽产生工序及造粒工序的精制装置、浓缩装置、低低压流体产生装置、回收装置、中低压蒸汽产生装置及造粒装置中的一个或多个。
蒸汽冷凝液是指在尿素制造装置内蒸汽冷凝而成的水。但是，也可以从外部向蒸汽冷凝液添加补给水。另外，在将热水在热交换中作为冷却介质使用的情况下，该热水是具有比效用(utility)冷却水高的温度的水(在向该热交换供给的阶段)，该热交换后也保持液体的状态(即不沸腾)。根据需要，为了防止沸腾，可以对该热水进行加压。稍后将在与回收工序有关的内容中叙述热水的温度。
〔合成工序〕
在合成工序中，由氨和二氧化碳合成尿素并生成尿素合成液。在合成工序中，也从来自后述的冷凝工序的循环液所包含的氨基甲酸铵(Ammonium carbamate)合成尿素。
合成工序的运转压力一般为130巴(绝对压力。以下也同样)至250巴，优选为140巴至200巴，温度一般为160℃至200℃，优选为170℃至190℃。
〔高压分解工序〕
在高压分解工序中，典型地使用中压蒸汽作为加热源，对在合成工序中生成的尿素合成液进行加热。由此，将从合成工序得到的尿素合成液所包含的氨基甲酸铵分解，将含有氨和二氧化碳的混合气体从尿素合成液中分离。以下，有时将从高压分解工序得到的该混合气体称为“高压分解出口气体”。另外，通过作为加热源使用而使中压蒸汽冷凝，从而产生中压蒸汽冷凝液。
对于高压分解工序中的加热而言，需要高温的加热介质。典型地，在该加热中，在由后述的冷凝工序产生的低压蒸汽的条件下温度不充分，利用压力比低压蒸汽高的中压蒸汽。
中压蒸汽的压力一般为12巴至40巴，优选为14巴至25巴。中压蒸汽在尿素制造装置内作为汽轮机的背压蒸汽而适当产生的情况较多，通过使作为背压蒸汽而得到的过热蒸汽与蒸汽冷凝液适当接触而作为饱和蒸汽后用于加热的情况也较多。因此，典型地，中压蒸汽的温度是该压力下的水的饱和温度。中压蒸汽冷凝液的压力及温度与中压蒸汽的压力及温度为相同程度。或者，可以从尿素制造装置的外部供给。
高压分解工序的运转温度一般为150℃至220℃，优选为160℃至200℃。
详细而言，在合成工序中得到的尿素合成液含有尿素、氨、二氧化碳、氨基甲酸铵及水。该尿素合成液通常在与合成工序的压力实质上大致相等的压力下被加热，由此，氨、二氧化碳、氨基甲酸铵及水作为含有氨、二氧化碳及水的混合气体而被分离。
作为高压分解工序，可以采用仅基于加热的分解法。但是，为了促进分解，除了加热之外，也可以采用使二氧化碳气体与尿素合成液接触的汽提法(stripping method)。
〔冷凝工序〕
在冷凝工序中，使吸收介质吸收并冷凝由高压分解工序得到的混合气体(高压分解出口气体)的至少一部分。使用该冷凝时产生的热，从蒸汽冷凝液产生低压蒸汽。需要说明的是，在将低压蒸汽用作加热其他流体的加热源时，通过低压蒸汽冷凝，从而产生低压蒸汽冷凝液。
该低压蒸汽的压力是其压力下的水的饱和温度比冷凝工序中的工艺流体的温度低的压力。另一方面，若考虑在尿素制造方法的其他工序中利用所产生的低压蒸汽，则其压力在某种程度上较高为佳。从这样的观点出发，低压蒸汽的压力一般为3巴至9巴，优选为4巴至7巴。典型地，低压蒸汽的温度为该压力下的水的饱和温度。低压蒸汽冷凝液的压力及温度与低压蒸汽的压力及温度为相同程度。
作为在冷凝工序中使用的吸收介质，可以适当使用水(也可以含有尿素、氨、二氧化碳及氨基甲酸铵)等在尿素制造方法的领域中公知的吸收介质。
在冷凝工序中得到的液体(工艺流体)的温度一般为100℃至210℃，特别是考虑到反应和冷凝的平衡时，优选为160℃至190℃。需要说明的是，在尿素制造中的高压工艺(包括合成工序、高压分解工序及冷凝工序)中，除了压力损失以外没有降低压力的情况(为了后述的循环而进行基于喷射器的升压)，因此合成工序、高压分解工序及冷凝工序以大致同等的压力运转。
详细而言，在高压分解工序中分离的混合气体(高压分解出口气体)被导入冷凝工序，与含有水的吸收介质在冷却下接触，该混合气体冷凝。在冷凝时，一部分的氨和二氧化碳成为氨基甲酸铵(参照上述式(1))，通过将冷凝温度保持得较高，从而尿素合成反应(参照上述式(2))也进行。
在冷凝工序中混合气体冷凝时产生大量的热，为了有效利用该热而进行热回收。作为该热回收的方法，有基于由高压分解工序处理后的尿素合成液与冷凝器的内部流体(工艺流体)的热交换的方法。或者，有将冷凝器的内部流体(工艺流体)与热水(使用加压水的情况较多)进行热交换而得到更高温的热水的方法。但是，在大多情况下，采用将冷凝器的内部流体(工艺流体)与蒸汽冷凝液(特别是低压蒸汽冷凝液)进行热交换而产生低压蒸汽的方法。或者，也可以在该方法中组合上述的两个方法中的至少一种。
这样，在冷凝工序中，为了通过热回收产生低压蒸汽，需要供给蒸汽冷凝液。例如，在冷凝工序中，在冷凝器以外，使用用于储存低压蒸汽冷凝液的器皿(vessel)的情况下，能够向该器皿供给低压蒸汽冷凝液，从该器皿向冷凝器移送低压蒸汽冷凝液。在本说明书中，有时将为了产生该低压蒸汽而向冷凝工序(冷凝器)供给的蒸汽冷凝液称为“冷凝工序供给用蒸汽冷凝液”。
将在高压分解工序中产生的中压蒸汽冷凝液减压而用于冷凝工序供给用蒸汽冷凝液的情况较多。在这种情况下，也有时是中压蒸汽冷凝液在用作其他工序的加热源而温度降低后，被作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液使用。总之，在冷凝工序中产生的低压蒸汽的量较多，因此一般仅是在高压分解工序中产生的中压蒸汽冷凝液，不能满足冷凝工序供给用蒸汽冷凝液的需要量。因此，能够利用泵对将低压蒸汽在尿素制造装置内作为加热源使用后产生的蒸汽冷凝液进行升压，而将该蒸汽冷凝液作为用于在冷凝工序中产生低压蒸汽的冷凝工序供给用蒸汽冷凝液利用。
为了进行冷凝器的内部流体(工艺流体)与蒸汽冷凝液的热交换，可以采用纵型或横型的壳管(shell and tube)式的热交换器。也可以采用在管侧将混合气体冷凝的方法，但也可以采用在外壳侧将混合气体冷凝的方法，使得能够为了冷凝和反应而延长冷凝工序的滞留时间。
需要说明的是，能够将在冷凝工序(冷凝器的工艺侧)中未冷凝的气体适当减压后，一边使吸收介质(液体)中吸收及冷凝该气体，一边将吸收了该气体的吸收介质冷却，从而得到含有氨和二氧化碳的回收液(回收工序)。
〔循环〕
可以将在冷凝工序中得到的冷凝液(吸收了高压分解出口气体的至少一部分的吸收介质)再次向合成工序输送。这样一来，可以采用使未转化为尿素的未反应氨和未反应二氧化碳在合成工序、高压分解工序及冷凝工序之间循环的方法。作为使在冷凝工序中得到的冷凝液循环的方法，有在下方配置合成器(进行合成工序)，在其上方设置冷凝器(进行冷凝工序)，并利用重力使冷凝液循环的方法。另外，作为其他的循环方法，有将向合成器供给的原料氨作为驱动流体，并利用喷射器将在冷凝工序中得到的冷凝液升压而使其循环的方法。另外，也可以组合利用重力进行循环的方法和使用喷射器进行循环的方法。
〔精制工序和浓缩工序〕
通过对由高压分解工序处理后的尿素合成液进行减压和加热的处理，将未分离的氨、二氧化碳及氨基甲酸铵、以及水作为含有氨、二氧化碳及水的混合气体(气相)分离。由此，得到尿素浓度提高的尿素合成液(液相)。
一边使吸收介质(液体)中吸收及冷凝该混合气体，一边将吸收了该气体的吸收介质冷却，从而回收到吸收介质中，能够得到回收液(回收工序)。
在这样的减压和加热的处理中，将由高压分解工序处理后的尿素合成液尽可能地减压时，容易通过加热将未分离的氨、二氧化碳、氨基甲酸铵及水作为混合气体分离。另一方面，为了使吸收介质吸收分离出的混合气体并将得到的回收液再次送返高压工艺，在减压和加热的处理中尿素合成液尽可能为高压的方案是有利的。因此，对于由高压分解工序处理后的尿素合成液，通过将基于减压和加热的处理分为压力不同的多个阶段来进行，能够高效地分离和回收氨、二氧化碳、氨基甲酸铵及水，得到高浓度的尿素合成液。因此，进行精制工序和浓缩工序。
在精制工序和浓缩工序的任一个工序中，均可以将在冷凝工序中产生的低压蒸汽用作加热源。该低压蒸汽与在高压分解工序中作为加热源使用的中压蒸汽相比为低温。
需要说明的是，在精制工序和浓缩工序的任一工序中，作为加热源，除了低压蒸汽之外，也可以并用中压蒸汽冷凝液，且/或可以并用将中压蒸汽冷凝液减压而产生的蒸汽。中压蒸汽冷凝液是中压蒸汽用作加热源而产生的蒸汽冷凝液。通过将中压蒸汽冷凝液减压，从而得到比中压蒸汽低压的蒸汽及蒸汽冷凝液。
〔精制工序〕
在精制工序中，在比高压分解工序的压力低且比大气压高的压力下，将在冷凝工序中产生的低压蒸汽的一部分用于加热源，对由高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热，由此产生气相和液相。此时，能够将由高压分解工序处理后的尿素合成液所包含的氨基甲酸铵分解。通过将该气相从液相分离，从而得到尿素浓度提高的尿素合成液。另外，由用作加热源的低压蒸汽产生低压蒸汽冷凝液。
因此，在精制工序中，至少进行一次减压操作，另外，至少进行一次加热操作。可以通过一个阶段进行精制工序，或者可以通过多个阶段进行精制工序。例如可以通过中压分解工序和低压分解工序这两个阶段进行精制工序。
中压分解工序是将刚由高压分解工序处理后的尿素合成液减压到超过大气压的压力，并根据需要进行加热，从而产生气相(混合气体)和液相，且将气相分离的工序。但是，如前所述，有时通过刚由高压分解工序处理后的尿素合成液与冷凝器的内部流体(工艺流体)的热交换，在冷凝工序中进行热回收。在该情况下，将通过该热回收加热后的尿素合成液以比高压分解工序低的压力加热而分离混合气体的工序相当于中压分解工序。
在中压分解工序中，可以将低压蒸汽用作加热源。在中压分解工序中，由高压分解工序处理后的尿素合成液所包含的氨基甲酸铵被分解。从中压分解工序得到含有氨和二氧化碳的混合气体(以下有时称为“中压分解出口气体”)和氨基甲酸铵浓度降低了的尿素合成液。
中压分解工序的运转压力取决于通过几个阶段进行基于减压和加热的处理，例如，在两个阶段(中压分解工序和低压分解工序)的情况下，一般为3巴至130巴，优选为6巴至70巴，更优选为10巴至20巴。中压分解工序的运转温度也取决于运转压力，一般为100℃至180℃，优选为130℃至170℃程度。
在低压分解工序中，在中压分解工序后，能够在比中压分解工序低的压力(其中为大气压以上)下，对由中压分解工序处理后的尿素合成液进行减压和/或加热。从低压分解工序得到含有氨和二氧化碳的混合气体(以下有时称为“低压分解出口气体”)和氨基甲酸铵浓度进一步降低了的尿素合成液。
低压分解工序的运转压力一般为1.5巴至6巴，优选为2巴至4巴。低压分解工序的运转温度也取决于运转压力，一般为90℃至170℃，优选为110℃至150℃程度。
进行精制工序的精制装置可以包括用于进行减压的减压阀、用于进行加热的热交换结构、以及气液分离结构。例如，进行中压分解工序的中压分解器可以具有作为加热源的蒸汽与工艺流体(尿素合成液)的热交换结构。另外，能够以工艺流体(尿素合成液)的流动为基准，在中压分解器的上游配置用于进行减压的减压阀。
〔浓缩工序〕
在浓缩工序中，在比精制工序的压力(精制工序中的最后的减压操作后的压力)低且大气压以下的压力下，将在冷凝工序中产生的低压蒸汽的另一部分用作加热源，对由精制工序处理后的尿素合成液进行加热，由此产生气相和液相。通过将该气相从液相分离，由此得到尿素浓度进一步提高的尿素合成液。另外，由用作加热源的低压蒸汽产生低压蒸汽冷凝液。在浓缩工序中，通过在大气压下或真空下进行加热，从而减少尿素合成液所含的水的含量。
因此，在浓缩工序中，至少进行一次减压操作，另外，至少进行一次加热操作。可以通过一个阶段进行浓缩工序，或者可以通过多个阶段进行浓缩工序。例如可以通过两个阶段进行浓缩工序。
浓缩工序的条件也依赖于造粒方法，例如在以下所示的条件下进行两个阶段的浓缩，可以制造颗粒(prill)状个体尿素。
·第一阶段
尿素浓度：80～98质量％，
压力：100mmHg(0.13巴)～500mmHg(0.67巴)，优选为150mmHg(0.20巴)～350mmHg(0.47巴)，
温度：125～140℃。
·第二阶段
尿素浓度：94～99.9质量％，
压力：10mmHg(0.013巴)～100mmHg(0.13巴)，优选为15mmHg(0.020巴)～50mmHg(0.067巴)，
温度：130～145℃。
进行浓缩工序的浓缩装置可以包括用于进行减压的减压阀、用于进行加热的热交换结构、以及气液分离结构。可以将从浓缩工序得到的高浓度的尿素合成液作为产品尿素，或者也可以接着浓缩工序进行造粒工序，得到粒状的产品尿素。
〔低低压流体产生工序〕
在低低压流体产生工序中，通过将从精制工序和浓缩工序中的一方或两方得到的低压蒸汽冷凝液的至少一部分减压到大气压以上的压力，从而产生低低压蒸汽冷凝液和低低压蒸汽。低低压蒸汽冷凝液及低低压蒸汽具有大气压以上且比从精制工序和浓缩工序中的一方或两方得到的低压蒸汽冷凝液低的压力。因此，低低压蒸汽冷凝液及低低压蒸汽具有比在冷凝工序中产生的低压蒸汽低的压力。具有比大气压高的压力的低低压蒸汽冷凝液及低低压蒸汽分别与大气压的蒸汽冷凝液及蒸汽相比，利用价值高。
用于进行低低压流体产生工序的低低压流体产生装置可以包括减压阀，还可以包括气液分离器(器皿)。
从使低低压蒸汽及低低压蒸汽冷凝液的温度比较高的观点出发，低低压蒸汽及低低压蒸汽冷凝液的压力优选为2巴以上，更优选为3巴以上。低低压蒸汽及低低压蒸汽冷凝液的压力与在冷凝工序中产生的低压蒸汽的压力差优选为1巴以上，更优选为2巴以上。当压力差处于这样的范围时，容易使低压蒸汽冷凝液流入低低压流体产生装置，产生低低压流体。典型地，低低压流体产生工序中的低低压蒸汽及低低压蒸汽冷凝液的温度是该压力下的水的饱和温度。低低压蒸汽及低低压蒸汽冷凝液的温度能够通过在比低低压流体产生工序靠后进行的热交换而变化。
〔回收工序〕
在回收工序中，一边使吸收介质(液体)中吸收及冷凝下述的气体I和气体II中的至少一方的气体，一边将吸收了该至少一方的气体的吸收介质冷却，而得到含有氨和二氧化碳的回收液。
气体I)在冷凝工序中未冷凝的气体。
气体II)在尿素制造方法包括精制工序的情况下的作为由精制工序分离出的气相而得到的气体。
气体I可以在吸收及冷凝之前适当地减压。另外，在通过两个阶段(中压分解工序和低压分解工序)进行精制工序的情况下，特别是可以将由中压分解工序分离出的气相用作气体II。
在将该回收液适当升压后，将该回收液再次向高压工艺(包括合成工序、高压分解工序及冷凝工序)、通常为冷凝工序送返，由此能够回收未反应氨及未反应二氧化碳。作为吸收介质，可以适当使用水(也可以含有尿素、氨、二氧化碳及氨基甲酸铵)等在尿素制造方法的领域中公知的吸收介质。
在使用多种气体作为气体I和/或气体II的情况下，可以将这些气体中的两种以上的气体适当混合并向回收工序供给。
并且，也可以使气体I和/或气体II的至少一部分在比回收工序靠上游处与吸收介质进行气液接触，将冷凝时产生的热用于浓缩工序中的尿素合成液的加热。此时，在热交换中一般使用热交换器。另外，此时使用的吸收介质可以与在回收工序中使用的上述吸收介质相同。
作为回收工序中的用于冷却(吸收了气体I和气体II中的至少一方的液体的冷却)的冷却介质，可以使用热水。向回收工序供给的冷却介质(热水)的温度例如为50～110℃，典型地为90～100℃程度。从回收工序排出例如70～120℃、典型地为90～110℃程度的热水。在回收工序中使用的冷却介质(热水)的压力例如为2～6巴程度。
吸收介质向回收工序供给的供给温度例如为40～100℃程度，从回收工序排出吸收介质的排出温度例如为90～120℃程度。在回收工序中使用的吸收介质的压力可以与在回收工序中冷却的气体的压力为相同程度。
〔中低压蒸汽产生工序〕
在从高压分解工序得到中压蒸汽冷凝液的情况下，能够将该中压蒸汽冷凝液减压到中低压，从而产生中低压蒸汽和中低压蒸汽冷凝液(中低压蒸汽产生工序)。为此使用的中低压蒸汽产生装置可以包括适当的减压阀，以便减压，且可以包括气液分离器，以便将产生的中低压蒸汽和中低压蒸汽冷凝液分离。
中低压是指比中压蒸汽的压力低且比低压蒸汽的压力高的压力。中低压蒸汽及中低压蒸汽冷凝液的压力例如为7巴至18巴，优选为8巴至12巴。典型地，中低压蒸汽及中低压蒸汽冷凝液的温度是在该压力下的水的饱和温度。
另外，通过将中压蒸汽作为驱动流体，利用喷射器对低压蒸汽进行升压，由此也能够产生压力比中压蒸汽的压力低且比低压蒸汽的压力高的中低压蒸汽。也可以是，将与中压蒸汽相比为高压的高压蒸汽作为驱动流体，通过喷射器使低压蒸汽升压，由此产生中低压蒸汽。另外，也可以并用将中压蒸汽作为驱动流体的喷射器和将高压蒸汽作为驱动流体的喷射器。需要说明的是，高压蒸汽例如是向汽轮机供给的蒸汽。通过该工序，能够在有效利用低压蒸汽的同时，增加比低压蒸汽高温的加热源。
〔造粒工序〕
尿素制造方法可以包括造粒工序，在该造粒工序中，使用空气从由浓缩工序处理过的尿素合成液制造粒状固体尿素。造粒工序可以包括加热空气的工序。空气的加热例如是为了使来自外部的空气升温且降低空气的相对湿度而进行的。可以使用在尿素制造的领域中公知的造粒装置中设置有用于加热空气的适当的热交换结构而成的装置，以便进行上述造粒工序。
〔自比较低温的流体的热回收(工序a～c)〕
本发明的尿素制造方法包括工序a～c。
a)将比90℃高温的蒸汽冷凝液与另一流体进行热交换，使所述蒸汽冷凝液冷却至90℃以下的工序，
b)通过将来自所述工序a的所述蒸汽冷凝液与具有比所述低压蒸汽(在冷凝工序中产生的低压蒸汽)的温度低的温度的又一流体(以下有时称为“热回收对象流体”)进行热交换，从而对来自所述工序a的所述蒸汽冷凝液进行加热的工序，
c)将来自所述工序b的所述蒸汽冷凝液作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝工序供给的工序。
在工序a中，降低比90℃高温的蒸汽冷凝液的温度。使用降低温度后的蒸汽冷凝液，在工序b中，从热回收对象流体回收热。将在热回收中使用过的蒸汽冷凝液、即在工序b中被加热的蒸汽冷凝液向冷凝工序供给。通过这些工序，能够容易地从比较低温的流体进行热回收。这在为了减少在尿素制造装置中作为加热源使用的蒸汽的量方面是有效的。
能够将在工序a中降温了的蒸汽冷凝液的一部分向尿素制造装置的外部(例如，锅炉供水调整装置等)排出，将余量向工序b供给。在该情况下，由于向外部排出的蒸汽冷凝液的温度低，因此通过向外部排出的蒸汽冷凝液从尿素制造装置带出的热少。另外，例如若向锅炉供水调整装置供给的蒸汽冷凝液的温度低，则有时从锅炉供水调整装置的耐热温度的观点出发是有利的。
可以适当组合使用热交换结构、升压机、配管等，以便进行工序a～c。
〔工序a〕
在工序a中，将比90℃高温的蒸汽冷凝液与另一流体进行热交换，使所述蒸汽冷凝液冷却至90℃以下。
作为向工序a供给的蒸汽冷凝液，可以适当使用存在于尿素合成装置内的蒸汽冷凝液中的具有比90℃高的温度的蒸汽冷凝液。向工序a供给的蒸汽冷凝液的温度例如为100～220℃程度，典型地为100～170℃程度。从工序a排出的蒸汽冷凝液的温度为90℃以下，例如为30～70℃程度，典型地为50℃程度。在工序a中使用的蒸汽冷凝液的压力例如为大气压～25巴程度。
作为工序a中使用的“另一流体”，可以适当使用存在于尿素合成装置内的流体中的具有90℃以下的温度、例如30～50℃程度的温度的流体。从工序a排出的该另一流体的温度低于向工序a供给的比90℃高温的蒸汽冷凝液的温度。
可以使用适当的热交换结构(以下有时称为“第一热交换结构”)，以便进行工序a。在第一热交换结构中，向高温侧供给比90℃高温的蒸汽冷凝液，向低温侧供给另一流体。
〔工序b〕
在工序b中，通过将来自工序a的蒸汽冷凝液与热回收对象流体进行热交换，从而对来自工序a的蒸汽冷凝液进行加热。也就是说，从热回收对象流体进行热回收。可以向工序b供给在工序a中得到的蒸汽冷凝液。可以仅通过一个阶段进行工序b，但也可以通过多个阶段进行工序b。例如在以两个阶段进行工序b的情况下，可以将在工序a中得到的蒸汽冷凝液向第一阶段的工序b供给并加热，将从第一阶段的工序b得到的蒸汽冷凝液向第二阶段的工序b供给并进一步加热。
向工序b供给的蒸汽冷凝液的温度例如为30～70℃程度。从工序b排出的蒸汽冷凝液的温度比所述低压蒸汽的温度低。
作为热回收对象流体，可以适当使用存在于尿素合成装置内的流体中的具有比所述低压蒸汽的温度低的温度的流体。
可以使用适当的热交换结构(以下有时称为“第二热交换结构”)，以便进行工序b。在第二热交换结构中，向低温侧供给来自工序a的蒸汽冷凝液，向高温侧供给所述又一流体(热回收对象流体)。
〔工序c〕
在工序c中，将来自工序b的蒸汽冷凝液作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝工序供给。可以使用将来自第二热交换结构的蒸汽冷凝液作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝器供给的管线、即将第二热交换器结构的低温侧出口和冷凝器的冷凝工序供给用蒸汽冷凝液入口(冷却侧入口)连接的管线，以便进行工序c。
以下，对向工序a供给的蒸汽冷凝液、向工序a供给的另一流体及在工序b中进行热回收的热回收对象流体的形态进行说明。以下所说明的形态可以适当组合利用。
〔形态1.1：向工序a供给的蒸汽冷凝液的第一形态〕
在该形态中，尿素制造方法包括精制工序、浓缩工序、低低压流体产生工序。并且，作为向工序a供给的蒸汽冷凝液(超过90℃)，使用在低低压流体产生工序中产生的低低压蒸汽冷凝液(既可以是全部，也可以是仅一部分)。在该形态中，向工序a供给的蒸汽冷凝液的压力比较低。因此，可以降低用于进行工序a及b的装置的设计压力。
向工序a供给的低低压蒸汽冷凝液的温度典型的是低低压蒸汽冷凝液的上述的压力(大气压以上的压力)下的水的沸点。例如可以通过将从精制工序和浓缩工序中的一方或两方得到的低压蒸汽冷凝液的至少一部分减压到大气压以上、优选为2巴以上，从而产生大气压以上的蒸汽冷凝液和大气压以上的蒸汽。也可以将该蒸汽冷凝液用作向工序a供给的低低压蒸汽冷凝液。大气压的蒸汽冷凝液约为100℃。2巴以上的蒸汽冷凝液的温度为120℃以上。
〔形态1.2：向工序a供给的蒸汽冷凝液的第二形态〕
在该形态中，使冷凝工序供给用蒸汽冷凝液的量比在冷凝工序中产生的低压蒸汽的量多。从冷凝工序得到包含低压蒸汽和蒸汽冷凝液的流体。也就是说，冷凝器的冷却侧出口流体包含在冷凝工序中产生的低压蒸汽和在冷凝工序中未蒸发的蒸汽冷凝液。
另外，进行工序d。
d)将从所述冷凝工序得到的包含低压蒸汽和蒸汽冷凝液的流体(冷凝器的冷却侧出口流体)分离为低压蒸汽和蒸汽冷凝液的工序。
可以使用适当的气液分离器，以便进行工序d。并且，作为向工序a供给的比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用在工序d中分离出的蒸汽冷凝液(既可以是全部，也可以是仅一部分)。也可以是，在将由工序d分离出的蒸汽冷凝液作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液在工序c中向冷凝器返回之前，向由工序d分离出的蒸汽冷凝液添加补给水。需要说明的是，在工序d中分离出的低压蒸汽可以适当利用为加热源。
在工序d中分离出的低压蒸汽和蒸汽冷凝液的温度及压力可以与关于在冷凝工序中产生的低压蒸汽在前叙述的温度及压力相同。因此，向工序a供给的蒸汽冷凝液(在工序d中分离出的蒸汽冷凝液)的温度典型的是在冷凝工序中产生的低压蒸汽的上述的压力下的水的饱和温度。
〔形态1.3：比90℃高温的蒸汽冷凝液的第三形态〕
在该形态中，在高压分解工序中，使用中压蒸汽作为加热源，对在合成工序中生成的尿素合成液进行加热，并且得到中压蒸汽冷凝液。而且，作为向工序a供给的蒸汽冷凝液，使用该中压蒸汽冷凝液(可以是全部，也可以是仅一部分)。也可以将在高压分解工序中得到的中压蒸汽冷凝液例如在精制工序中作为加热源来使用之后，作为比90℃高温的蒸汽冷凝液向工序a供给。
或者，作为向工序a供给的蒸汽冷凝液，可以使用中低压蒸汽冷凝液代替中压蒸汽冷凝液。
向工序a供给的蒸汽冷凝液(中压蒸汽冷凝液或中低压蒸汽冷凝液)的温度典型的是中压蒸汽冷凝液或中低压蒸汽冷凝液的上述的压力下的水的饱和温度。另外，中压蒸汽冷凝液或中低压蒸汽冷凝液可以适当地通过与其他流体的热交换进行冷却，例如成为160℃程度后，向工序a供给。由此，能够从中压蒸汽冷凝液或中低压蒸汽冷凝液进行热回收。
〔形态2.1：向工序a供给的另一流体的第一形态〕
在该形态中，作为在工序a中与比90℃高温的蒸汽冷凝液进行热交换的另一流体，使用向选自合成工序、高压分解工序及冷凝工序中的至少一个工序供给的原料氨(可以是全部，也可以是仅一部分)。换言之，通过与比90℃高温的蒸汽冷凝液的热交换，对原料氨进行预热。原料氨的温度例如约为40℃。
〔形态2.2：向工序a供给的另一流体的第二形态〕
在该形态中，进行精制工序、浓缩工序、造粒工序。并且，作为在工序a中与比90℃高温的蒸汽冷凝液进行热交换的另一流体，使用向造粒工序供给的空气(可以是全部，也可以是仅一部分)。换言之，通过与比90℃高温的蒸汽冷凝液的热交换，对向造粒工序供给的空气(典型地为大气温度)进行加热。
〔形态3.1：热回收对象流体的第一形态〕
在该形态中，进行回收工序。并且，在工序b中，将吸收了所述气体I和气体II中的至少一方的气体(可以是全部，也可以是仅一部分)的吸收介质用作热回收对象流体，将该热回收对象流体和来自工序a的蒸汽冷凝液进行热交换。由此，在进行工序b的加热(供给到工序b的蒸汽冷凝液的加热)的同时进行回收工序的冷却(气体I和气体II中的至少一方的冷却)。
〔形态3.2：热回收对象流体的第二形态〕
在该形态中，进行回收工序。回收工序中的冷却(吸收了气体I和气体II中的至少一方的气体的吸收介质的冷却)通过与热水的热交换来进行。然后，在工序b中，将在回收工序中作为冷却源已用于冷却后的热水(可以是全部，也可以是仅一部分)用作热回收对象流体，将该热水与来自工序a的蒸汽冷凝液进行热交换。由此，进行工序b的加热(供给到工序b的蒸汽冷凝液的加热)。另外，从在回收工序中作为冷却源已用于冷却后的热水进行热回收。
〔形态3.3：热回收对象流体的第三形态〕
在该形态中，进行精制工序、浓缩工序、低低压流体产生工序、以及工序e。
e)通过将在低低压流体产生工序中产生的低低压蒸汽(可以是全部，也可以是仅一部分)冷却以使其冷凝而得到蒸汽冷凝液的工序。
并且，在工序b中，将在低低压流体产生工序中产生的低低压蒸汽(可以是全部，也可以是仅一部分)与来自工序a的蒸汽冷凝液进行热交换，从而在进行所述工序b的加热的同时进行工序e的冷却。
因此，在第二热交换结构中，能够将低低压蒸汽与来自第一热交换结构的蒸汽冷凝液进行热交换。由此，能够在进行第二热交换结构的加热(来自第一热交换结构的蒸汽冷凝液的加热)的同时，通过将低低压蒸汽冷却以使其冷凝而得到蒸汽冷凝液。
例如，向工序e供给的低低压蒸汽的温度为100～150℃程度(其压力下的饱和温度)。对于从工序e排出的蒸汽冷凝液的温度而言，当在工序e中不进行过冷却的情况下同样是该饱和温度，若在工序e中进行过冷却，则低于该饱和温度。
在该形态中，优选进行以下的工序f。
f)使从工序e得到的蒸汽冷凝液向低低压流体产生工序送返，且将从工序e得到的蒸汽冷凝液在该蒸汽冷凝液的自重的作用下向低低压流体产生工序移送的工序。
可以使用使在第二热交换结构中低低压蒸汽冷凝而得到的蒸汽冷凝液向低低压流体产生装置送返的管线(即，将第二热交换结构的高温侧出口和低低压流体产生装置的入口连接的管线)，以便进行工序f。经由该管线，能够使在第二热交换结构中低低压蒸汽冷凝而得到的蒸汽冷凝液在该蒸汽冷凝液的自重的作用下向低低压流体产生装置移送。
可以如下那样进行该移送。即，在容器或管中接收在低低压流体产生工序中产生的低低压蒸汽冷凝液，且在其中形成该低低压蒸汽冷凝液的液面。然后，在工序e中，在比该液面高的位置使低低压蒸汽冷凝，将冷凝了的蒸汽冷凝液向在低低压流体产生工序中使用的容器或管引导。
也可以是，在从工序e得到的蒸汽冷凝液的压力比大气压高的情况下(例如低低压流体产生工序的操作压力为2巴以上的情况下)，代替工序f，利用压力差将从工序e得到的蒸汽冷凝液向贮存大气压的蒸汽冷凝液的罐输送。也可以是，在从工序e得到的蒸汽冷凝液的压力为大气压的情况下，代替工序f，利用泵使从工序e得到的蒸汽冷凝液升压而向低低压流体产生工序送返、或者向尿素制造装置的外部排出。
〔其他〕
尿素制造方法可以包括工序g。
g)将由工序b加热后的蒸汽冷凝液在作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝向冷凝工序供给之前，与在冷凝工序中产生的低压蒸汽进行热交换而加热的工序。
可以使用适当的热交换结构，以便进行工序g。可以在将第二热交换结构的低温侧出口和冷凝器的冷凝工序供给用蒸汽冷凝液入口(冷却侧入口)连接的管线中配置进行工序g的热交换结构的低温侧，向进行工序g的热交换结构的高温侧供给在冷凝工序中产生的低压蒸汽。
若冷凝工序供给用蒸汽冷凝液的温度低，则为了在冷凝工序中产生低压蒸汽所需的蒸汽冷凝液的量变少。在该情况下，有时在工序a中被冷却且在工序b中被加热的蒸汽冷凝液的量变少，由工序b进行的热回收的热量减少。可以将在工序b加热的蒸汽冷凝液在工序g中加热后向冷凝工序供给，以便避免这样的热回收量的减少。
另外，在冷凝工序中也进行尿素合成反应，因此可以在单一压力容器中进行冷凝工序和合成工序。也就是说，可以使用将冷凝器和合成器一体化的单一压力容器。
〔工艺例〕
以下，使用附图对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于此。在附图中，“MPSTM”是指中压蒸汽，“LP STM”是指低压蒸汽，“LLP STM”是指低低压蒸汽，“MP SC”是指中压蒸汽冷凝液，“LP SC”是指低压蒸汽冷凝液，“LLP SC”是指低低压蒸汽冷凝液。另外，在图1～4中，实线表示蒸汽，虚线表示蒸汽冷凝液。更严格地说，若对压力高的蒸汽冷凝液进行减压，则成为蒸汽与蒸汽冷凝液的两相流，但在此这样的两相流也用虚线表示。
〔形态1.1的工艺例〕
使用图1，对形态1.1的工艺(蒸汽/蒸汽冷凝液***)的例子进行说明。在该例子中，作为工序a的比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用低低压蒸汽冷凝液。另外，在该例子中，作为进行工序a的装置(第一热交换结构)，使用氨预热器E。即，该例子也遵循形态2.1。
管线1的低压蒸汽冷凝液源自在高压分解器中中压蒸汽冷凝而成的中压蒸汽冷凝液。详细而言，来自高压分解器的中压蒸汽冷凝液通过例如减压阀(未图示)减压而成为低压蒸汽和低压蒸汽冷凝液，它们在器皿(未图示)中被气液分离，得到低压蒸汽冷凝液。
管线1的低压蒸汽冷凝液在冷凝器A中被工艺流体加热(用于冷凝热的回收)，成为低压蒸汽。
从冷凝器A提取到管线2的低压蒸汽的一部分经过管线3向精制装置B输送，且被用作加热源。管线2的低压蒸汽的另一部分经过管线4向浓缩装置C输送，且被用作加热源。管线2的低压蒸汽的余量可以适当用作除这些以外的加热源，但在图1中未示出。
低压蒸汽冷凝而成的低压蒸汽冷凝液从精制装置B和浓缩装置C分别提取到管线5和管线6。这些低压蒸汽冷凝液合流并经过管线7向低低压流体产生装置D输送。
在低低压流体产生装置D中，使低压蒸汽冷凝液减压而产生低低压蒸汽冷凝液和低低压蒸汽，将它们在器皿中进行气液分离，在管线8中得到低低压蒸汽，在管线9中得到低低压蒸汽冷凝液(均为例如140℃)。
管线8的低低压蒸汽被适当利用。例如管线8的低低压蒸汽向氨预热器(在图1中未图示。图5中的附图标记N)输送，对原料氨进行加热。
管线9的低低压蒸汽冷凝液作为工序a的“比90℃高温的蒸汽冷凝液”向氨预热器E输送，通过与原料氨的热交换被冷却至90℃以下(例如50℃)(工序a)。冷却后的低低压蒸汽冷凝液被提取到管线10。以原料氨的流动为基准，可以将氨预热器E配置在比氨预热器N靠上游的位置。
管线10的低低压蒸汽冷凝液向管线12和管线13分支。管线12的低低压蒸汽冷凝液向尿素制造装置的外部(例如朝向锅炉供水调整装置)排出。也可以是将低低压蒸汽冷凝液在向尿素制造装置的外部排出之前，利用冷却水(效用)进一步冷却。另外，也可以是，在低低压蒸汽冷凝液的压力在一定程度上比大气压高的情况下，在向尿素制造装置的外部排出之前，进一步对低低压蒸汽冷凝液进行减压，在大气压下暂时储存在罐中之后向尿素制造装置的外部排出。管线13的低低压蒸汽冷凝液向进行工序b的热交换器F(第二热交换结构)供给。
在进行工序b的热交换器F中，通过与热回收对象流体的热交换，对来自管线13的低低压蒸汽冷凝液(即来自工序a的蒸汽冷凝液)进行加热。热回收对象流体例如遵循形态3.1～3.3中的至少一个形态。
在热交换器F中被加热的低低压蒸汽冷凝液从热交换器F向管线11排出。管线11的低低压蒸汽冷凝液作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝器A输送。但是，管线11的低低压蒸汽冷凝液向未图示的器皿供给，且低低压蒸汽冷凝液从该器皿向冷凝器A输送。在图1中，应理解为该器皿包含在表示冷凝器A的框中。虽然在图1中未示出，但应理解为在管线9、10、13或11设置有用于将蒸汽冷凝液升压的升压机。另外，即使被该升压机升压的蒸汽冷凝液成为与低压蒸汽冷凝液同等的压力，温度在升压机前后也没有实质性的变化。为了与低压蒸汽冷凝而产生的低压蒸汽冷凝液进行区别，被该升压机升压的蒸汽冷凝液也标记为低低压蒸汽冷凝液。例如，可以将低低压蒸汽冷凝液(管线11)升压到与低压蒸汽冷凝液(管线1)相同的压力，使这些蒸汽冷凝液(管线1及管线11)合流，作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝器A供给。
〔形态1.2的工艺例〕
使用图2，对形态1.2的工艺(蒸汽/蒸汽冷凝液***)的例子进行说明。对与图1所示的例子共同之处省略说明。在该例子中，从冷凝工序，产生包含低压蒸汽和蒸汽冷凝液的流体以作为冷凝器A的冷却侧出口流体。然后，将冷凝器冷却侧出口流体分离为低压蒸汽和蒸汽冷凝液(工序d)。作为工序a的比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用在工序d中分离出的蒸汽冷凝液。
用气液分离器(图2中未示出的器皿)分离冷凝器A的冷却侧出口流体，将低压蒸汽取出到管线2，将低压蒸汽冷凝液取出到管线20(均为例如160℃)。
在低低压流体产生装置D中产生的低低压蒸汽冷凝液经过管线29作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝器A供给。在管线29设置有未图示的升压机，该蒸汽冷凝液被升压。
管线20的低压蒸汽冷凝液作为工序a的比90℃高温的蒸汽冷凝液向氨预热器E输送，通过与原料氨的热交换被冷却至90℃以下(例如50℃)(工序a)。冷却后的低压蒸汽冷凝液被提取到管线24。
管线24的低压蒸汽冷凝液向管线22和管线23分支。管线22的低压蒸汽冷凝液向尿素制造装置的外部(例如朝向氨厂(ammonia plant))排出。管线23的低压蒸汽冷凝液向进行工序b的热交换器F供给。
在进行工序b的热交换器F中，通过与热回收对象流体的热交换，对来自管线23的低压蒸汽冷凝液即来自工序a的蒸汽冷凝液进行加热。热回收对象流体例如遵循形态3.1～3.3中的至少一个形态。
被热交换器F加热的低压蒸汽冷凝液从热交换器F向管线21排出。管线21的低压蒸汽冷凝液作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝器A输送。虽然在图2中未示出，但应理解为在管线20、24、23或21设置有用于将蒸汽冷凝液升压的升压机。
〔形态1.3的工艺例〕
使用图3对形态1.3的工艺(蒸汽/蒸汽冷凝液***)的例子进行说明。对与图2所示的例子共同之处省略说明。在该例子中，在高压分解工序中，将中压蒸汽用作加热源，对在合成工序中生成的尿素合成液进行加热，并且得到中压蒸汽冷凝液。并且，作为工序a的“比90℃高温的蒸汽冷凝液”，使用中压蒸汽冷凝液。
来自高压分解器的中压蒸汽冷凝液(管线35)向管线1和管线36分支。管线1的中压蒸汽冷凝液被例如减压阀(未图示)减压而成为低压蒸汽和低压蒸汽冷凝液，它们在器皿(未图示)中被气液分离，低压蒸汽冷凝液向冷凝器A供给。
管线36的中压蒸汽冷凝液作为工序a的比90℃高温的蒸汽冷凝液向氨预热器E输送，通过与原料氨的热交换被冷却至90℃以下(例如50℃)(工序a)。
关于氨预热器E、热交换器F、管线31～34，除了在它们中流动的蒸汽冷凝液不是低压蒸汽冷凝液而是中压蒸汽冷凝液以外，与图2所示的形态的氨预热器E、热交换器F、管线21～24相同。但是，在将管线31的中压蒸汽冷凝液作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝器A供给时，根据需要对中压蒸汽冷凝液进行减压及气液分离等操作。
〔组合形态3.2和形态3.3的工艺例〕
使用图4，对另一工艺(蒸汽/蒸汽冷凝液***)的例子进行说明。该例是使图1所示的工艺例的与工序b相关的装置(热交换器F及附带于热交换器F的装置)更详细的例子。对与图1所示的例子共同之处省略说明。在该例子中，作为进行工序b的热交换器(第二热交换结构)，使用热交换器F1(参照上述形态3.2)和热交换器F2(参照上述形态3.3)。这样，第二热交换结构可以存在多个，也可以仅存在一个。第一热交换结构也同样。
管线13的低低压蒸汽冷凝液(例如50℃)被热交换器F1加热并向管线40排出(例如100℃)。另一方面，从进行回收工序的回收装置G向管线41排出作为回收工序中的冷却源使用后的热水(例如100℃)。接着，管线41的热水向管线42和管线43分支。管线42的热水作为热回收对象流体向热交换器F1供给，且被冷却(热回收)，并向管线44排出。这样，管线13的低低压蒸汽冷凝液和管线42的热水在热交换器F1中进行热交换(工序b)。
需要说明的是，管线43的热水在冷却器H中通过与冷却水(效用)的热交换被冷却，向管线45排出。该冷却水的管线未图示。管线44的热水和管线45的热水向管线46汇合，并返回到回收装置G，用于在回收工序中对工艺流体进行冷却。返回到回收装置G的热水的温度例如为90℃，压力例如为15巴。在冷却器H中用于冷却后的冷却水(效用)一般在冷却器H的外部适当再冷却。
通过将管线41的热水向管线42和管线43分支，能够调节热交换器F1中的热交换量。
管线40的低低压蒸汽冷凝液(来自工序a的蒸汽冷凝液)被热交换器F2进一步加热，并向管线11排出(例如120℃)。另一方面，管线8的低低压蒸汽(例如140℃)作为热回收对象流体向热交换器F2供给，被冷却(热回收)而冷凝(工序e)。通过该冷凝得到的低低压蒸汽冷凝液向管线47排出。这样，管线40的低低压蒸汽冷凝液和管线8的低低压蒸汽进行热交换。
管线11的低低压蒸汽冷凝液作为冷凝工序供给用蒸汽冷凝液向冷凝器A返回。
管线47的低低压蒸汽冷凝液在该低低压蒸汽冷凝液的自重的作用下向低低压流体产生装置D移送。因此，使在热交换器F2内的工序e中管线8的低低压蒸汽冷凝的位置比装置D内的液面(管线7的低压蒸汽冷凝液减压而产生的低低压蒸汽冷凝液的液面)高(即在铅垂方向上靠上方)。
在该形态中，也可以适当使用升压机。
〔尿素制造方法的工艺例〕
如图5所示，被未图示的泵适当升压的原料氨经过管线101、102、103、以及管线104向合成器M供给。原料二氧化碳经过管线105、106向合成器M供给。在热交换器(氨预热器)E中，通过与低低压蒸汽冷凝液的热交换对原料氨(管线101)进行加热。接着，在热交换器(氨预热器)N中，通过与低低压蒸汽的热交换对已加热的原料氨(管线102)进行加热。在热交换器N中低低压蒸汽冷凝而成为低低压蒸汽冷凝液。然后，可以将加热后的原料氨(管线103)用作喷射器I的驱动流体。也可以在管线103中进一步追加热交换器，通过与低压蒸汽的热交换将原料氨进一步加热，对此未图示。
尿素合成液从合成器M经过管线110向高压分解器L输送。在高压分解器L中，尿素合成液在基于中压蒸汽的加热部(热交换结构)中被加热。中压蒸汽成为中压蒸汽冷凝液被从该加热部提取。二氧化碳作为汽提气体(stripping gas)经过管线105及管线107向高压分解器L的底部供给。
高压分解出口气体从高压分解器L经过管线112向冷凝器A导入。另外，分离了高压分解出口气体的尿素合成液经过管线111向精制装置B输送。
导入到冷凝器A的高压分解出口气体被从管线120导入的吸收液(吸收介质)吸收并冷凝。得到的冷凝液经过管线121，被喷射器I升压，从管线104向合成器M循环。未冷凝的气体(冷凝器出口气体)被从管线122提取，且被减压阀J减压。在冷凝器A中导入有作为冷却源的低压蒸汽冷凝液。低压蒸汽冷凝液被冷凝器A的内部流体(工艺流体)加热，产生低压蒸汽。
精制装置B包括：减压阀B1、中压分解器B2、减压阀B3、以及低压分解器B4。来自管线111的尿素合成液由减压阀B1减压，经过管线113向进行中压分解工序的中压分解器B2输送。从管线113导入到中压分解器B2的尿素合成液(也可以是气液两相流)被中压分解器B2的基于低压蒸汽的加热部(热交换结构)加热。低压蒸汽成为低压蒸汽冷凝液而被从该加热部提取。
中压分解出口气体被从管线132提取。分离了中压分解出口气体的尿素合成液被从管线131提取，且由减压阀B3减压，并从管线134向进行低压分解工序的低压分解器B4导入。需要说明的是，为了促进氨基甲酸酯(carbamate)的分解，从管线144向低压分解器B4供给二氧化碳。
从管线134导入到低压分解器B4的尿素合成液(也可以是气液两相流)被低压分解器B4的基于低压蒸汽的加热部(热交换结构)加热。低压分解出口气体被从管线142提取。分离了低压分解出口气体的尿素合成液被从管线141提取，向浓缩装置C输送。
浓缩装置C包括：减压阀C1、加热器C2、气液分离器C3、加热器C4、以及气液分离器C5。来自管线141的尿素合成液由减压阀C1减压，并从管线145向加热器C2导入。在该加热器(特别是其热交换结构)中，尿素合成液被低压蒸汽加热，产生低压蒸汽冷凝液。加热后的尿素合成液成为气液两相流从管线151向气液分离器C3导入，气相被向管线153提取，液相(进一步将尿素浓缩而成的尿素合成液)被向管线152提取。
管线152的尿素合成液向加热器C4导入。在该加热器(特别是其热交换结构)中，尿素合成液被低压蒸汽加热，产生低压蒸汽冷凝液。加热后的尿素合成液成为气液两相流从管线161向气液分离器C5导入，气相被向管线163提取，液相(进一步将尿素浓缩而成的尿素合成液)被向管线162提取，且向造粒工序输送。
从冷凝器A提取的冷凝器出口气体(管线122，减压后为管线123)是上述的气体I。分别从中压分解器B2和低压分解器B4提取的中压分解出口气体(管线132)和低压分解出口气体(管线142)是上述的气体II。在回收工序中，可以回收这些气体所含的氨、二氧化碳及水。在这样的回收处理中，能够一边使吸收介质吸收及冷凝气体，一边将吸收了气体的吸收介质冷却。作为吸收介质，可以适当使用水(也可以含有尿素、氨、二氧化碳及氨基甲酸铵)等在尿素制造方法的领域中公知的吸收介质。需要说明的是，能够回收从气液分离器C3和气液分离器C5提取的气体所含的水。
以下，对这样的处理的例子进行说明。如图5所示，得到将中压分解出口气体(管线132)与由减压阀J减压后的冷凝器出口气体(管线123)混合而成的混合气体(管线133)。如图6所示，回收装置G包括：中压吸收器G1、低压吸收器G2、以及泵G3及泵G4。在中压吸收器G1中，一边使来自管线173的液体中吸收及冷凝该混合气体(管线133)，一边使用热水对该液体进行冷却，在管线171中得到回收液。利用泵G3将该回收液升压，并作为吸收介质从管线120向冷凝器A供给。
在低压吸收器G2中，一边使来自管线175的液体中吸收及冷凝低压分解出口气体(管线142)，一边使用热水对该液体冷却，在管线172中得到回收液。利用泵G4将该回收液升压，并作为吸收介质从管线173向中压吸收器G1输送。
从气液分离器C3提取的管线153的气体向热交换器K1输送，从气液分离器C5提取的管线163的气体向热交换器K2输送，各个气体在各热交换器中被冷却而冷凝。利用泵K3将冷凝后的水(管线174)升压，并作为吸收介质从管线175向低压吸收器G2输送。可以使用冷却水(效用)等适当的冷却介质，以便进行热交换器K1及K2中的冷却。
以下，对将上述的各形态应用于具有图5及6所示的结构的尿素制造装置的情况进行说明。
·形态1.1的情况
在低低压流体产生工序中，利用减压阀(未图示)对从精制装置B和浓缩装置C、具体而言中压分解装置B2、低压分解装置B4、加热器C2及加热器C4中的一个以上的装置得到的低压蒸汽冷凝液的至少一部分进行减压，并利用气液分离器(未图示)对其进行分离，从而产生低低压蒸汽冷凝液和低低压蒸汽。在形态1.1中，作为工序a的比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用该低低压蒸汽冷凝液。
·形态1.2的情况
在形态1.2中，通过使冷凝工序供给用蒸汽冷凝液的流量比在冷凝器A中产生的低压蒸汽的量(质量流量)多，由此从冷凝器A得到包含低压蒸汽和低压蒸汽冷凝液的流体以作为冷凝器A的冷却侧出口流体。使用气液分离器(未图示)，将该流体分离为低压蒸汽和蒸汽冷凝液(工序d)。并且，作为工序a的比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用在工序d中分离出的蒸汽冷凝液。
·形态1.3的情况
在形态1.3中，在高压分解器L中将中压蒸汽用作加热源，得到该中压蒸汽冷凝而成的中压蒸汽冷凝液。并且，作为工序a的比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用该中压蒸汽冷凝液。
·形态2.1的情况
在形态2.1中，使用原料氨101作为在工序a中与比90℃高温的蒸汽冷凝液进行热交换的流体。并且，在氨预热器E中，进行工序a的热交换。
·形态2.2的情况
在造粒工序中，使用加热后的空气从管线162的尿素合成液制造粒状固体尿素。在形态2.2中，作为在工序a中与比90℃高温的蒸汽冷凝液进行热交换的流体，使用向造粒工序供给的空气。通过工序a的热交换，空气被加热。造粒装置包括用于该热交换的热交换器(未图示)。
·形态3.1的情况
在形态3.1中，作为热回收对象流体，使用吸收了向回收工序供给的气体(管线133及管线142的气体)的吸收介质。另外，作为在中压吸收器G1及低压吸收器G2中用于冷却的热水，使用来自工序a的蒸汽冷凝液。这样一来，在中压吸收器G1和低压吸收器G2中，分别使管线133及管线142的气体与来自工序a的蒸汽冷凝液进行热交换(工序b)。通过该热交换，在进行工序b的加热(来自工序a的蒸汽冷凝液的加热)的同时，进行回收工序的冷却(向回收工序供给的气体的冷却)。
在被供给管线142的气体的低压吸收器G2中的冷凝温度低、且不容易与来自工序a的蒸汽冷凝液进行热交换的情况下，在中压吸收器G1进行工序b，但可以不在低压吸收器G2中进行。在低压吸收器G2中不进行工序b的情况下，例如作为在低压吸收器G2中用于冷却的冷却介质，可以使用冷却水(效用)代替热水。
·形态3.2的情况
在形态3.2中，将在回收工序中作为冷却源已用于冷却后的热水、即从中压吸收器G1及低压吸收器G2中的至少一方排出的热水与来自工序a的蒸汽冷凝液进行热交换。
·关于工序g
在工序g中，能够将向冷凝器A供给的蒸汽冷凝液在向冷凝器A供给之前，在热交换器(未图示)中与在冷凝器A中产生的低压蒸汽进行热交换来加热。
附图标记说明：
MPSTM：中压蒸汽
LPSTM：低压蒸汽
LLPSTM：低低压蒸汽
MPSC：中压蒸汽冷凝液
LPSC：低压蒸汽冷凝液
LLPSC：低低压蒸汽冷凝液
A：冷凝器
B：精制装置
B1、B3：减压阀
B2：中压分解器
B4：低压分解器
C：浓缩装置
C1：减压阀
C2：加热器
C3：气液分离器
C4：加热器
C5：气液分离器
D：低低压流体产生装置
E：进行工序a的热交换器(氨预热器)
F：进行工序b的热交换器
F1：进行工序b的热交换器(第一阶段)
F2：进行工序b的热交换器(第二阶段)
G：回收装置
G1：中压吸收器
G2：低压吸收器
G3、G4：泵
H：冷却器
I：喷射器
J：减压阀
K1、K2：热交换器
K3：泵
L：高压分解器
M：合成器
N：热交换器(氨预热器)。
Claims (24)
1.一种尿素制造方法，所述尿素制造方法包括：
合成工序，由氨和二氧化碳合成尿素而生成尿素合成液；
高压分解工序，通过对由所述合成工序生成的尿素合成液进行加热，从而将氨基甲酸铵分解，并且将含有氨和二氧化碳的混合气体从所述尿素合成液中分离；以及
冷凝工序，使吸收介质吸收并冷凝由所述高压分解工序得到的所述混合气体的至少一部分，使用在该冷凝时产生的热从蒸汽冷凝液产生低压蒸汽，
所述尿素制造方法的特征在于，还包括：
工序a，将比90℃高温的蒸汽冷凝液与另一流体进行热交换，并冷却至90℃以下；
工序b，通过将来自所述工序a的所述蒸汽冷凝液与存在于用于进行所述尿素制造方法的尿素制造装置内的流体中的、具有比所述低压蒸汽的温度低的温度的热回收对象流体进行热交换，从而对来自所述工序a的所述蒸汽冷凝液进行加热；以及
工序c，将来自所述工序b的所述蒸汽冷凝液作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝工序供给。
2.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
所述尿素制造方法包括：
精制工序，在比所述高压分解工序的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源；
浓缩工序，在比所述精制工序的压力低且大气压以下的压力下对由所述精制工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度进一步提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的另一部分用作用于对由所述精制工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源；以及
低低压流体产生工序，将从所述精制工序和所述浓缩工序中的一方或两方得到的低压蒸汽冷凝液的至少一部分减压到大气压以上的压力，从而产生低低压蒸汽冷凝液和低低压蒸汽，
在所述工序a中，将所述低低压蒸汽冷凝液用作所述比90℃高温的蒸汽冷凝液。
3.根据权利要求2所述的尿素制造方法，其中，
所述低低压流体产生工序中的所述大气压以上的压力为2巴以上。
4.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
使向所述冷凝工序的蒸汽冷凝液供给的量比由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的量多，从所述冷凝工序得到包含所述低压蒸汽和蒸汽冷凝液的流体，
所述尿素制造方法包括：
工序d，将从所述冷凝工序得到的包含所述低压蒸汽和蒸汽冷凝液的流体分离为低压蒸汽和蒸汽冷凝液，
在所述工序a中，将由所述工序d分离出的蒸汽冷凝液用作所述比90℃高温的蒸汽冷凝液。
5.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
在所述高压分解工序中，使用中压蒸汽作为加热源，对由所述合成工序生成的尿素合成液进行加热，并且得到中压蒸汽冷凝液，
在所述工序a中，作为所述比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用：
由所述高压分解工序得到的所述中压蒸汽冷凝液；或
通过热交换将由所述高压分解工序得到的所述中压蒸汽冷凝液冷却后的中压蒸汽冷凝液；或
由中低压蒸汽产生工序得到的中低压蒸汽冷凝液，在所述中低压蒸汽产生工序中，将由所述高压分解工序得到的所述中压蒸汽冷凝液减压到中低压而产生中低压蒸汽和中低压蒸汽冷凝液；或
通过热交换将由所述中低压蒸汽产生工序得到的所述中低压蒸汽冷凝液冷却后的中低压蒸汽冷凝液。
6.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
在所述工序a中，将向选自所述合成工序、高压分解工序及冷凝工序中的至少一个工序供给的原料氨用作所述另一流体。
7.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
所述尿素制造方法包括：
精制工序，在比所述高压分解工序的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源；
浓缩工序，在比所述精制工序的压力低且大气压以下的压力下对由所述精制工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度进一步提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的另一部分用作用于对由所述精制工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源；以及
造粒工序，使用空气从由所述浓缩工序处理后的尿素合成液制造粒状固体尿素，
在所述工序a中，使用向所述造粒工序供给的空气作为所述另一流体。
8.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
所述尿素制造方法包括：回收工序，一边使吸收介质中吸收及冷凝下述的气体I和气体II中的至少一方的气体，一边对吸收了所述至少一方的气体的吸收介质进行冷却，而得到含有氨和二氧化碳的回收液，
气体I，在所述冷凝工序中未冷凝的气体，
气体II，在所述尿素制造方法包括精制工序的情况下的作为由精制工序分离出的气相而得到的气体，
在此，所述精制工序为如下工序，即，在比所述高压分解工序的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源，
所述在工序b中，通过将吸收了所述至少一方的气体的吸收介质与来自所述工序a的蒸汽冷凝液进行热交换，从而在进行所述工序b的加热的同时进行所述回收工序的冷却。
9.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
所述尿素制造方法包括：回收工序，一边使吸收介质中吸收及冷凝下述的气体I和气体II中的至少一方的气体，一边对吸收了所述至少一方的气体的吸收介质进行冷却，而得到含有氨和二氧化碳的回收液，
气体I，在所述冷凝工序中未冷凝的气体，
气体II，在所述尿素制造方法包括精制工序的情况下的作为由精制工序分离出的气相而得到的气体，
在此，所述精制工序为如下工序，即，在比所述高压分解工序的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源，
通过与热水的热交换进行所述回收工序中的冷却，并且
所述在工序b中，通过将在所述回收工序中用于冷却后的热水与来自所述工序a的蒸汽冷凝液进行热交换，从而进行所述工序b的加热。
10.根据权利要求1所述的尿素制造方法，其中，
所述尿素制造方法包括：
精制工序，在比所述高压分解工序的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源；
浓缩工序，在比所述精制工序的压力低且大气压以下的压力下对由所述精制工序处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度进一步提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且将由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽的另一部分用作用于对由所述精制工序处理后的尿素合成液进行加热的加热源；
低低压流体产生工序，将从所述精制工序和所述浓缩工序中的一方或两方得到的低压蒸汽冷凝液的至少一部分减压到大气压以上的压力，从而产生低低压蒸汽冷凝液和低低压蒸汽；以及
工序e，通过将所述低低压蒸汽冷却而冷凝并得到蒸汽冷凝液，
所述在工序b中，通过将所述低低压蒸汽与来自所述工序a的蒸汽冷凝液进行热交换，从而在进行所述工序b的加热的同时进行所述工序e的冷却。
11.根据权利要求10所述的尿素制造方法，其中，
所述尿素制造方法包括：
工序f，使从所述工序e得到的蒸汽冷凝液向所述低低压流体产生工序返回，
在所述工序f中，使从所述工序e得到的蒸汽冷凝液在该蒸汽冷凝液的自重的作用下向所述低低压流体产生工序移送。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的尿素制造方法，其中，
所述尿素制造方法包括：
工序g，将由所述工序b加热后的蒸汽冷凝液在作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝工序供给之前，与由所述冷凝工序产生的所述低压蒸汽进行热交换而加热。
13.一种尿素制造装置，其包括：
合成器，其用于由氨和二氧化碳合成尿素而生成尿素合成液；
高压分解器，其构成为，通过对由所述合成器生成的尿素合成液进行加热，从而将氨基甲酸铵分解，并且将含有氨和二氧化碳的混合气体从所述尿素合成液中分离；以及
冷凝器，其构成为，使吸收介质吸收并冷凝由所述高压分解器得到的所述混合气体的至少一部分，使用在该冷凝时产生的热从蒸汽冷凝液产生低压蒸汽，
所述尿素制造装置的特征在于，还包括：
第一热交换结构，其构成为，将比90℃高温的蒸汽冷凝液与另一流体进行热交换，并冷却至90℃以下；
第二热交换结构，其构成为，通过将来自所述第一热交换结构的所述蒸汽冷凝液与存在于所述尿素制造装置内的流体中的、具有比所述低压蒸汽的温度低的温度的热回收对象流体进行热交换，从而对来自所述第一热交换结构的所述蒸汽冷凝液进行加热；以及
管线，其将来自所述第二热交换结构的所述蒸汽冷凝液作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝器供给。
14.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中，
所述尿素制造装置包括：
精制装置，其构成为，在比所述高压分解器的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热的加热源；
浓缩装置，其构成为，在比所述精制装置的压力低且大气压以下的压力下对由所述精制装置处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度进一步提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的另一部分用作用于对由所述精制装置处理后的尿素合成液进行加热的加热源；以及
低低压流体产生装置，其构成为，通过将从所述精制装置和所述浓缩装置中的一方或两方得到的低压蒸汽冷凝液的至少一部分减压到大气压以上的压力，从而产生低低压蒸汽冷凝液和低低压蒸汽，
所述第一热交换结构构成为将所述低低压蒸汽冷凝液用作所述比90℃高温的蒸汽冷凝液。
15.根据权利要求14所述的尿素制造装置，其中，
所述低低压流体产生装置中的所述大气压以上的压力为2巴以上。
16.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中，
所述尿素制造装置构成为，使向所述冷凝器供给的蒸汽冷凝液的量比由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的量多，从所述冷凝器得到包含所述低压蒸汽和蒸汽冷凝液的流体，
所述尿素制造装置包括气液分离器，所述气液分离器构成为，将从所述冷凝器得到的包含所述低压蒸汽和蒸汽冷凝液的流体分离为低压蒸汽和蒸汽冷凝液，
所述第一热交换结构构成为，将由所述气液分离器分离出的蒸汽冷凝液用作所述比90℃高温的蒸汽冷凝液。
17.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中，
所述高压分解器构成为，使用中压蒸汽作为加热源，对由所述合成器生成的尿素合成液进行加热，并且得到中压蒸汽冷凝液，
所述第一热交换结构构成为，作为所述比90℃高温的蒸汽冷凝液，使用：
由所述高压分解器得到的所述中压蒸汽冷凝液；或
通过热交换将由所述高压分解器得到的所述中压蒸汽冷凝液冷却后的中压蒸汽冷凝液；或
由中低压蒸汽产生装置得到的中低压蒸汽冷凝液，所述中低压蒸汽产生装置构成为，将由所述高压分解器得到的所述中压蒸汽冷凝液减压到中低压而产生中低压蒸汽和中低压蒸汽冷凝液；或
通过热交换将由所述中低压蒸汽产生装置得到的所述中低压蒸汽冷凝液冷却后的中低压蒸汽冷凝液。
18.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中，
所述第一热交换结构构成为，将向选自所述合成器、高压分解器及冷凝器中的至少一个供给的原料氨用作所述另一流体。
19.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中，
所述尿素制造装置包括：
精制装置，其构成为，在比所述高压分解器的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热的加热源；
浓缩装置，其构成为，在比所述精制装置的压力低且大气压以下的压力下对由所述精制装置处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，从而得到尿素浓度进一步提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的另一部分用作用于对由所述精制装置处理后的尿素合成液进行加热的加热源；以及
造粒装置，其构成为，使用空气从由所述浓缩装置处理后的尿素合成液制造粒状固体尿素，
所述第一热交换结构构成为，使用向所述造粒装置供给的空气作为所述另一流体。
20.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中，
所述尿素制造装置包括回收装置，所述回收装置构成为，一边使吸收介质中吸收及冷凝下述的气体I和气体II中的至少一方的气体，一边对吸收了所述至少一方的气体的吸收介质进行冷却，从而得到含有氨和二氧化碳的回收液，
气体I，在所述冷凝器中未冷凝的气体，
气体II，在所述尿素制造装置包括精制装置的情况下的作为由精制装置分离出的气相而得到的气体，
在此，所述精制装置构成为，在比所述高压分解器的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热的加热源，
所述第二热交换结构构成为，通过将吸收了所述至少一方的气体的吸收介质与来自所述第一热交换结构的蒸汽冷凝液进行热交换，从而在进行所述第二热交换结构中的加热的同时进行所述回收装置中的冷却。
21.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中，
所述尿素制造装置包括回收装置，所述回收装置构成为，一边使吸收介质中吸收及冷凝下述的气体I和气体II中的至少一方的气体，一边对吸收了所述至少一方的气体的吸收介质进行冷却，而得到含有氨和二氧化碳的回收液，
气体I，在所述冷凝器中未冷凝的气体，
气体II，在所述尿素制造装置包括精制装置的情况下的作为由精制装置分离出的气相而得到的气体，
在此，所述精制装置构成为，在比所述高压分解器的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热的加热源，
所述回收装置构成为，通过与热水的热交换进行所述回收装置中的冷却，并且，
所述第二热交换结构构成为，通过将在所述回收装置中用于冷却后的热水与来自所述第一热交换结构的蒸汽冷凝液进行热交换，从而进行所述第二热交换结构中的加热。
22.根据权利要求13所述的尿素制造装置，其中
所述尿素制造装置包括：
精制装置，其构成为，在比所述高压分解器的压力低且比大气压高的压力下对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的一部分用作用于对由所述高压分解器处理后的尿素合成液进行加热的加热源；以及
浓缩装置，其构成为，在比所述精制装置的压力低且大气压以下的压力下对由所述精制装置处理后的尿素合成液进行加热，而产生气相和液相，将该气相分离，由此得到尿素浓度进一步提高了的尿素合成液，且产生低压蒸汽冷凝液，并且构成为将由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽的另一部分用作用于对由所述精制装置处理后的尿素合成液进行加热的加热源；以及
低低压流体产生装置，其构成为，通过将从所述精制装置和所述浓缩装置中的一方或两方得到的低压蒸汽冷凝液的至少一部分减压到大气压以上的压力，从而产生低低压蒸汽冷凝液和低低压蒸汽，
所述第二热交换结构构成为，通过将所述低低压蒸汽与来自所述第一热交换结构的蒸汽冷凝液进行热交换，从而在进行所述第二热交换结构中的加热的同时，通过将所述低低压蒸汽冷却而冷凝并得到蒸汽冷凝液。
23.根据权利要求22所述的尿素制造装置，其中，
所述尿素制造装置包括使在所述第二热交换结构中低低压蒸汽冷凝而得到的所述蒸汽冷凝液向所述低低压流体产生装置返回的管线，
所述尿素制造装置构成为，通过该管线，将在所述第二热交换结构中低低压蒸汽冷凝而得到的所述蒸汽冷凝液在该蒸汽冷凝液的自重的作用下向所述低低压流体产生装置移送。
24.根据权利要求13至23中任一项所述的尿素制造装置，其中，
所述尿素制造装置包括热交换结构，所述热交换结构构成为，将由所述第二热交换结构加热后的蒸汽冷凝液在作为用于产生所述低压蒸汽的蒸汽冷凝液向所述冷凝器供给之前，与由所述冷凝器产生的所述低压蒸汽进行热交换而加热。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN85107834A (zh) * | 1984-11-02 | 1986-06-10 | 东洋工程株式会社 | 尿素生产工艺过程 |
| CN85101703A (zh) * | 1984-03-16 | 1987-01-24 | 乌尼范公司 | 尿素的制备方法 |
| JPH10120643A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-12 | Toyo Eng Corp | 改良された尿素合成方法 |
| CN101166714A (zh) * | 2005-04-27 | 2008-04-23 | 东洋工程株式会社 | 尿素合成装置 |
| CN104321305A (zh) * | 2012-05-03 | 2015-01-28 | 斯塔米卡邦有限公司 | 由氨和二氧化碳制备尿素的方法和装置 |
| CN108026034A (zh) * | 2015-09-08 | 2018-05-11 | 东洋工程株式会社 | 尿素制造方法以及尿素制造装置 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN85101703A (zh) * | 1984-03-16 | 1987-01-24 | 乌尼范公司 | 尿素的制备方法 |
| CN85107834A (zh) * | 1984-11-02 | 1986-06-10 | 东洋工程株式会社 | 尿素生产工艺过程 |
| JPH10120643A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-12 | Toyo Eng Corp | 改良された尿素合成方法 |
| CN101166714A (zh) * | 2005-04-27 | 2008-04-23 | 东洋工程株式会社 | 尿素合成装置 |
| CN104321305A (zh) * | 2012-05-03 | 2015-01-28 | 斯塔米卡邦有限公司 | 由氨和二氧化碳制备尿素的方法和装置 |
| CN108026034A (zh) * | 2015-09-08 | 2018-05-11 | 东洋工程株式会社 | 尿素制造方法以及尿素制造装置 |
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