專利名稱：用于兩相反應(yīng)的、特別是用于高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置，特別是用于高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括，-一大致為圓筒形的豎直的殼體；-多個沿水方向延伸的互相間隔地疊置的位于殼體中的帶孔板；-相應(yīng)于每一帶孔板形成的至少一個用于液流的開口。
本發(fā)明還涉及用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的現(xiàn)場改造，特別是用于高溫高壓下用于合成尿素的反應(yīng)裝置的改造。
在下面的說明中及權(quán)利要求中，所述的“現(xiàn)場改造”是指在現(xiàn)場改造一即存的反應(yīng)裝置，以改造其性能，得到大的生產(chǎn)能力和/或較大的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化量和/或減少能耗。
在本行業(yè)中的術(shù)語中，這種改造又稱“翻新”或“更新”。
在高溫高壓下的兩相反應(yīng)領(lǐng)域，如尿素合成或水解，需要增大合成反應(yīng)裝置反應(yīng)轉(zhuǎn)化產(chǎn)品量以增大其生產(chǎn)能力或減少使用這種反應(yīng)裝置的工廠的能耗。
為了滿足這種要求，包括一豎立圓柱形殼體的合成反應(yīng)裝置正在被越來越多地應(yīng)用，所述殼體中支承著多個沿水平方向延伸、且互相間隔地疊置的帶孔板。
通過使從殼體底部向上流動的液相和包括氨、CO2的氣體密切地接觸而制造反應(yīng)物，即尿素。
帶孔板的功能是使上述兩相混合以使它們密切地接觸，從而使物質(zhì)、熱量進行交換，這對于反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化，即-氨和CO2轉(zhuǎn)化成尿素是必不可缺少的。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于合成的反應(yīng)裝置依使用的帶孔板而大致分成兩類。
第一類如

圖1所示，包括多個沿整個反應(yīng)裝置的橫截面延伸的多個疊置的帶孔板，其上形成用于兩相氣、液通過的多個孔。
由于液、氣兩相穿過同樣的孔，即產(chǎn)生了氣、液交替地通過的脈沖流，這妨礙了二者之間的密切接觸，從而降低了物質(zhì)、熱傳導的系數(shù)，進而降低了轉(zhuǎn)化物的量。
另一種反應(yīng)裝置如圖3所示，包括多個互相間隔疊置的水平帶孔板。在每一板的外邊緣和反應(yīng)裝置的內(nèi)壁之間形成了一圓環(huán)形的孔。
即使在這種情況下，也不可能得到液、氣兩相的密切地混合，這是因為液體趨于沿周邊孔流動，而氣體趨于在反應(yīng)裝置的中心部聚結(jié)。
由于上述的兩種反應(yīng)裝置均不能保證反應(yīng)物間的密切接觸，故現(xiàn)有技術(shù)無法得到最好的熱量、物質(zhì)交換，而這是取得最多轉(zhuǎn)化物的基本條件。故上述反應(yīng)裝置遠沒有達到其應(yīng)有的潛在的生產(chǎn)能力，這就導致了工廠的高能耗、如使用這種反應(yīng)裝置的尿素生產(chǎn)廠。
本發(fā)明在于提供一種能產(chǎn)生較多轉(zhuǎn)化物的合成反應(yīng)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能得到高的生產(chǎn)能力和低的能耗。解決上述問題的根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)裝置，其特征在于相應(yīng)于至少兩個相鄰板的用于液流的開口是相互偏置的。
在下述的描述中，術(shù)語“相互偏置”意指用于液流的多個開口的投影不重疊于其相鄰帶孔板上的開口。
根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)裝置，液相在其中流動時，是沿著和基本是豎直的氣相流路互相垂直的大致為之字形的理想流路流動的。
在這種方式下，可以沿形成于相鄰的帶孔板的整個流路得到上述兩相的連續(xù)混合。這就便于增強反應(yīng)物間的密切接觸，增大氣、液兩相間的物流和熱交換系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明可以得高的轉(zhuǎn)化物，使生產(chǎn)能力得到優(yōu)化，使利用該反應(yīng)裝置的工廠能耗最小。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，相鄰的帶孔板中的至少一個被分割成多個并列的帶孔區(qū)域和不帶孔區(qū)域最好帶孔區(qū)域和未帶孔區(qū)域在鄰接于用于液流的開口和鄰接于殼體內(nèi)壁的相反側(cè)邊緣之間延伸于上述至少一個帶孔板上。
由于這樣的帶孔板的特殊構(gòu)造，可以進一步增加氣相和液相之間的混合從而增大反應(yīng)裝置的產(chǎn)量。
事實上，由于帶孔板上的未帶孔區(qū)域的存在，從而便于液相沿基本上為之字形的流路從一個板流到另一個板，并流入氣相中，該氣相是沿基本上是豎直的流路橫跨反應(yīng)裝置的。
實際上，當液相流過帶孔板時，它被分割成多束和氣相流正交的液流，所述的氣相流來自板的帶孔區(qū)域。氣相流反過來使從其邊上流過的液流被抽吸。
這種大量的交叉液流、氣流的直接接觸，在氣相從一個板到另一個板流動時將會增大二相間的交換面積，從而增大了反應(yīng)物間的密切接觸，進而利于了物質(zhì)、熱量的轉(zhuǎn)換。
結(jié)果，通過將至少一個帶孔板分割成帶孔區(qū)域和未帶孔區(qū)域?qū)涌?、加強液、氣兩相的密切混合?br> 還可看出，當帶孔區(qū)域和未帶孔區(qū)域是直線的、互相平行且最好具有相同的寬度。
最好是本發(fā)明的用于液流的開口設(shè)置于相鄰板的徑向上相反的區(qū)域，以使相鄰板間的液相流路最大，從而增大了反應(yīng)物間的密切接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明的用于反應(yīng)裝置現(xiàn)場改造的方法也行之有效，特別是用于高溫高壓下尿素合成的裝置，這種裝置中氣相和液相平行流動。
本發(fā)明第一實施例的現(xiàn)場改造用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔板的豎直筒狀殼體，上述帶孔板在殼體的整個橫截面積上沿水平延伸，其特征在于包括這樣的步驟，即在至少兩個相鄰的帶孔板中分別形成相互偏置的用于液流的開口。
本發(fā)明的用于第二實施例的現(xiàn)場改造用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔的豎直筒狀殼體，以及至少一個形成于每一板的外邊緣和殼體的內(nèi)壁之間的孔，該方法的特征在于它包括這樣的步驟，即，通過擋板部分地阻塞相應(yīng)于相鄰帶孔板形成的孔，由擋板形成互相偏置的用于液流的開口。
本發(fā)明的另一例的現(xiàn)場改造、用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔的豎直筒狀殼體，以及至少一個形成于每一板的外邊緣和殼體的內(nèi)壁之間的孔，該方法的特征在于包括這樣的步驟，即，用擋板阻塞相應(yīng)于至少兩相鄰板的孔，并在上述相鄰板上分別形成用于液流的相互偏置的開口。
在一優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的方法的特征在于該方法還包括這樣的步驟，即至少在相鄰板中的一個上設(shè)置相互并排的多個帶孔區(qū)域和來帶孔區(qū)域。
最好，上述并排設(shè)置的帶孔區(qū)域和未帶孔區(qū)域被設(shè)成阻塞上述相鄰帶孔板中的一個板上的預(yù)定區(qū)域已有孔。
作為一種變化，該方法還包括這樣的步驟，即，至少在殼體中設(shè)置一個帶有多個并列的帶孔區(qū)域和未帶孔區(qū)域的帶孔板。
本發(fā)明的特征、優(yōu)點將由下面的非限定性實施例并參照附圖進行說明。
下面的描述雖然僅涉及高溫高壓下的尿素的合成，但可以理解，該裝置可利用于其它類型的兩相反應(yīng)，如尿素水解反應(yīng)。
圖的簡介說明圖1是傳統(tǒng)的二相反應(yīng)裝置的縱向剖視圖，該裝置特別用于高溫高壓下尿素的合成。
圖2是沿圖1中A-A的反應(yīng)裝置的橫向剖面圖。
圖3是特別用于高溫高壓下尿素合成傳統(tǒng)的兩相反應(yīng)裝置的縱向剖視圖。
圖4是沿圖3中B-B的反應(yīng)裝置的橫向剖視圖。
圖5根據(jù)本發(fā)明的特別是用于高溫高壓下尿素合成的兩相反應(yīng)裝置的縱向剖視圖。圖5也表示根據(jù)本發(fā)明的另一方面的改造方法來改造圖1、圖3所示的反應(yīng)裝置的縱向剖視圖。
圖6是沿圖5中C-C的本發(fā)明的反應(yīng)裝置的橫向剖視圖。圖6也表示沿圖5中的C-C的改造了的圖1的反應(yīng)裝置的橫向剖視圖。
圖7表示改造了的圖3的反應(yīng)裝置的沿圖5中C-C的橫向剖視圖。
圖8沿圖5中C-C的根據(jù)本發(fā)明的另一變化實施例的橫向剖視圖。圖5也表示改造了的圖1的反應(yīng)裝置的沿圖5中C-C的橫向剖視圖。
圖9表示改造了的圖3所示反應(yīng)裝置的沿圖5中C-C的橫向剖視圖。
參照圖1-4，標號1表示特別是應(yīng)用于高溫(180℃～220℃)、高壓(100-300bar)的尿素合成的反應(yīng)裝置的整體。
反應(yīng)裝置1包括一豎直的管形殼體2，該殼體2位于其端部的分別用于流入冷的、再循環(huán)的反應(yīng)物及流出反應(yīng)產(chǎn)品的噴嘴3、4，所說的反應(yīng)物包括氨及CO2。反應(yīng)物以液相和氣相的形式通過反應(yīng)裝置1。
圖3所示的這種類型的反應(yīng)裝置一般設(shè)有兩獨立的流出噴嘴(未圖示)，用于分別地流出液相和氣相。
在殼體中的靠近噴嘴3位置設(shè)有導流板5，用于導流流入反應(yīng)裝置1中的反應(yīng)物。
6a～6e表示多個相互間隔疊置的水平帶孔板。板6a～6e分別具有都以標號7表示的多個孔，這些孔具有預(yù)定的尺寸如3～12mm。
一般來說，帶孔板沿反應(yīng)裝置的有效高度H分布，具有以大量的小直徑氣泡的形式分布氣相以增大氨和CO2的物流、熱交換表面。
在圖1所示的例中，帶孔板6a～6e完全橫跨殼體2的截面地沿水平方向延伸。
在圖3所示的例中，上述的帶孔板6a～6e具有小于殼體2的內(nèi)經(jīng)的直徑，以在每一板6a～6e的外緣8和殼體2的內(nèi)壁9之間形成一環(huán)形的孔10。
圖3所示的帶孔板6a～6e還設(shè)有沿板的整個外緣8向下延伸的柱110。
在圖1中，箭頭F表示反應(yīng)物穿過帶孔板6a～6e的流路。液態(tài)相和氣態(tài)相在反應(yīng)裝置1中的特性類似具有活塞流特征的反應(yīng)裝置，這是由于液相和氣相不能同時穿過孔7，而是交替地強迫它穿過孔7。
圖3中，箭頭Fg和F1分別表示氣相和液相在反應(yīng)裝置中的流路。
在圖5中，表示出了根據(jù)本發(fā)明的用于高溫、高壓下尿素合成的整個反應(yīng)裝置。
在該圖中，反應(yīng)裝置1的各個和圖1～4中所示的反應(yīng)裝置中的結(jié)構(gòu)、功能相同部分均以相同標號表示，且下面將不再贅述。
對于圖5中所示的反應(yīng)裝置的至少兩相鄰帶孔板6a～6e，分別形成了互相偏置的用于液體流動的開口12a～12e，這樣便以箭頭F1所示的形式形成了“之”字形的理想液相流路。
帶孔板6a～6e以傳統(tǒng)的方法支承于殼體中，并實際上和內(nèi)壁9大致相粘接，僅留有幾毫米的間隙以防止鈍化腐蝕。每一用于流體流動的開口12a～12e最好依次由沿徑向相對于開口12a～12e相對的部位形成，所述用于液流的開口12a～12e形成于相鄰的板6a～6e。
在一優(yōu)選的實施例中，開口12a～12e大致具有圖6所示的圓缺形狀。此外，用于液流的開口可以由一個或多個大致為多邊形、圓形、或橢圓形的孔構(gòu)成。
沿圖5中箭頭Fg所示的豎直路徑在殼體2中流動的氣相通過孔7后被分散成大量的小氣泡b，這些氣泡橫穿由相鄰帶孔板形成的液體流路，并在此與之混合。
在這種方式下，可以增大反應(yīng)物間的緊密接觸，從而在優(yōu)化反應(yīng)裝置的生產(chǎn)能力、減少尿素生產(chǎn)廠的能量消耗的同時，得到較高的轉(zhuǎn)化量。
特別是在用于液流的開口12a～12e的截面積為殼體2的截面積的1～10％時尤其如此。
根據(jù)本發(fā)明的未圖示的一實施例，相應(yīng)于相鄰帶孔板6a～6e的用于液流的開口12a～12e可交替地形成在殼體的縱向軸線附近以及帶孔板外緣8和殼體內(nèi)壁9之間。
在后一種情況下，可以得到液相的徑向離心/向心運動。
圖5還表示了根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的改造方法，來分別改造圖1及圖3而得到的特別適用于高溫高壓下尿素合成的反應(yīng)裝置。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的方法，圖1中所示的反應(yīng)裝置這樣來改造，通過分別在至少相鄰的兩帶孔板6a～6e上形成互相偏置的用于液流的開口12a～12e，以設(shè)置液相的如圖5箭頭F1所示的之字形理想液流路徑。
參照圖6，每個用于液流的開口(12a～12e)最好通過切除殼體內(nèi)壁和帶孔板外緣8之間的圓周部分來形成。
根據(jù)本發(fā)明實施例2的方法，圖3所示的反應(yīng)裝置以下述方法來改造即，至少兩相鄰環(huán)形孔10部分地由擋板13阻塞，分別形成用于液流的相互偏置的開口12a～12e，以形成理想的如上述的之字形流路。
該實施例特別適用于具有足夠?qū)挾鹊沫h(huán)形孔10，以使未被擋板13阻塞的孔10成為用于液體流動的開口12a～12e。
在該情況下，所述的孔10的足夠?qū)挾戎辽贋?cm。
如圖7所示，擋板13最好具有多個由標號14表示的孔，相應(yīng)于相鄰板6a～6e，這可以增加氣相通過的表面積。
擋板13可以已知的傳統(tǒng)方式支承于帶孔板6a～6e和殼體2之間的殼體2中。
通過上述改造方法實現(xiàn)的用于液流的孔12a～12e最好位于相鄰板6a～6e的徑向相對的區(qū)域。
當孔10的寬度小于4cm時，最好實施本發(fā)明的第三實施例的方法，即稱之為圖3所示反應(yīng)裝置的現(xiàn)場改造方法，即，首先將相應(yīng)于至少兩相鄰的帶孔板6a～6e的環(huán)形孔10由擋板13阻塞，然后形成相互偏置的用于液流的開口12a～12e，以在殼體中形成理想的之字形流相流路。
根據(jù)本發(fā)明，可以以較少的投資即可增大反應(yīng)轉(zhuǎn)化量及產(chǎn)品生產(chǎn)能力，同時還可減少尿素廠能量消耗。
最好圖6、7中的帶孔板6a～6e的外緣8和圖7中擋板13的外緣15設(shè)有一公知類型的向下延伸的柱11。柱11和帶孔板6a～6e、可選地和擋板13一起形成一氣體收集室16，以利于氣相穿過孔7，和可選擇地通過孔14連續(xù)流動。
很顯然，由于設(shè)有柱11，也利于液相在用于液流的開口12a～12e之間的理想之字形流路中流動。
根據(jù)合成反應(yīng)裝置的尺寸，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說很容易確定柱11的優(yōu)選高度，一般而言，柱11的高度是100～300mm。
根據(jù)本發(fā)明的一特別優(yōu)選的實施例，在至少兩相鄰的帶孔板中，如6b-6c，下部帶孔板6被分割成帶孔的區(qū)域17，該帶孔區(qū)域之間夾著未帶孔區(qū)域18，如圖8所示。
帶孔區(qū)域17和未帶孔區(qū)域18在相鄰于液流開口12c的邊緣19和相鄰于上述殼體2的內(nèi)壁9的另一相對側(cè)邊緣20之間延伸。
在這種方式下，在反應(yīng)裝置中流動的液相和氣相被自然地分成多種可加快、加大相間的緊密混合的交叉流，從而提高了合成產(chǎn)品的產(chǎn)量。
這種交叉流是由于設(shè)置了未帶孔區(qū)域18和它所夾著的帶孔區(qū)域17，其中，液相沿未帶孔區(qū)域18流動，而氣相穿過帶孔區(qū)域17。
為了便于液相通過最外側(cè)區(qū)域，與上述最外側(cè)區(qū)域相鄰的區(qū)域在邊緣19附近被沿長度方向作成倒角形式，如圖8中的標號21所示。
為了取得最優(yōu)化的混合，帶孔區(qū)域17和未帶孔區(qū)域18基本上直線性地適配于帶孔板6c，并相互平行且具有相同的寬度。
即使是根據(jù)本發(fā)明的改造方法，也可以很便利地得到帶孔板6a～6c的分割，即分割成帶孔區(qū)域17和未帶孔區(qū)域18，這種改造方法包括下述的步驟，即至少在一個相鄰的帶孔板上，如6c上，設(shè)置多個并排的帶孔區(qū)域17和未帶孔區(qū)域18，如圖8、9所示。
最好這樣來設(shè)置并列的帶孔區(qū)域17和未帶孔區(qū)域18，即通過有選擇地阻塞板6c上已有的孔。
根據(jù)本發(fā)明的一個改造方法的變化，它可以包括在殼體中設(shè)置一包括并列設(shè)置的帶孔區(qū)域17和一未帶孔區(qū)域的帶孔板6c。
這樣得到的帶孔區(qū)域17和未帶孔區(qū)域18具有和上述的根據(jù)本發(fā)明的實施例反應(yīng)裝置的特征相同的結(jié)構(gòu)和功能。
根據(jù)圖5所示的尿素合成反應(yīng)裝置1，可很方便地實現(xiàn)用于增加已有的此種類型反應(yīng)裝置的反應(yīng)轉(zhuǎn)化物和生產(chǎn)能力，所述已有裝置的氣相和液相是平行流動的，反應(yīng)裝置包括一豎直的筒形殼體，其中設(shè)置了多互相間隔地重疊的水平帶孔板，且相應(yīng)于每一帶孔板至少形成一用于以下述方式使液體流動的開口。
首先，使液相從殼體底部向上沿由開口形成的之字形流路流動。
然后，使氣相沿形成于帶孔板之間的實質(zhì)上為直線氣體流路的路徑在殼體2中從下向上流動，上述的路徑和液體流路相交。
最后，沿橫向流動的液體和氣體流路路徑，在帶孔間使液相和氣相連續(xù)混合。
以這種方式，可以增大氣、液相緊密接觸，并改善氣體和液體之間的物流、熱交換系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置可以很方便地適應(yīng)于即使是高溫高壓下的尿素水解。
實際上，本發(fā)明的特殊結(jié)構(gòu)特征可以用于將在水溶液中的液相中的尿素除去，其方法是，改變工藝參數(shù)如壓力、溫度、駐留時間、及使用適當?shù)姆蛛x劑。
這可以通過下述方法實現(xiàn)，使液相在圖5所示的反應(yīng)裝置1中大致沿之字形液流路徑自下向上流動并同時通過氣相中的分離劑水解包含于液相中的尿素，所述的氣相比如是水蒸氣，水蒸氣沿形成于帶孔板6a～6e之間的大致為直線性路徑從下向上流動，并與液相流路相交。
在這種方式下，在氣相(分離劑)沿上述氣體流路及橫向液流路徑流動時，在帶孔板6a～6e之間產(chǎn)生了液相(包含尿素的溶液)和氣相的連續(xù)混合，以增大二者之間的緊密接觸，增大物流、熱交換系數(shù)，從而便于尿素水解反應(yīng)。
下面的舉例對根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)裝置或根據(jù)本發(fā)明的改造方法所得到的反應(yīng)轉(zhuǎn)化物和現(xiàn)有技術(shù)的比較，該例僅是說明性的而非限定性的。
例1在尿素生產(chǎn)工廠，對本發(fā)明的反應(yīng)裝置或由本發(fā)明的方法改造的反應(yīng)裝置所生成的反應(yīng)轉(zhuǎn)化物，和圖1、2所示的現(xiàn)有技術(shù)作了對比。
兩反應(yīng)裝置具有下述的尺寸-殼體的內(nèi)徑2.3m-有效高度35.0mm工作條件
-壓力 155ata-溫度 190℃-摩爾比NH3/CO23.3H2O/CO20.6傳統(tǒng)的反應(yīng)裝置包括10個沿反應(yīng)裝置有效高度分布的帶孔板，且板在整個殼體的內(nèi)截面上延伸。
根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)裝置，相應(yīng)的帶孔板形成了如圖5、6所示的用于液流的開口，開口面積為殼體截面積的5％。沿每一帶孔板的外緣設(shè)置了一向下延伸的、具有高度200mm的柱。
通過發(fā)表于“Chemical Reactor Engineering”Vol.47，No.9/11，6/8，1992上的由M.Dente.et al.所著的“Gas-Liguid Reactor in the systhesisof urea”中的靜態(tài)動力學模型，確定了在流出反應(yīng)裝置的尿素中的CO2的轉(zhuǎn)化物(以摩爾％計)。
其反應(yīng)物如下-傳統(tǒng)的反應(yīng)裝置60.0％-根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)裝置63％根據(jù)本發(fā)明，上述的轉(zhuǎn)化物增長了3個百分點，這在尿素合成領(lǐng)域是很重要的結(jié)論，因為與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，這就減少了7-9％的未反應(yīng)產(chǎn)品的再循環(huán)，從而導致合成反應(yīng)裝置的生產(chǎn)能力的很大提高，以及尿素生產(chǎn)廠的能量消耗的降低。
權(quán)利要求
1.一種用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置，特別是用于高溫高壓下尿素的合成，其中在反應(yīng)裝置中發(fā)生氣相和液相的平行流，該裝置包括一大致為圓筒形的豎直外殼(2)；多個沿水平延伸且互相間隔地重疊的帶孔板(6a～6e)；形成于相應(yīng)的每一個帶孔板(6a～6e)的用于液流的至少一個開口(12a～12e)；其特征在于形成于對應(yīng)的至少兩相鄰帶孔板(6a～6e)的用于液流的開口(12a～12e)是互相偏置。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于至少上述相鄰帶孔板(6a～6e)中的一個被分割成相互并列的多個帶孔區(qū)域(17)和不帶孔區(qū)域(18)。
3.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)裝置，其特征在于上述帶孔區(qū)域(17)和未帶孔區(qū)域(18)在鄰接于上述用于液流的開口(12a～12e)的邊緣和鄰接于上述殼體(2)的內(nèi)壁(9)的相對邊緣之間延伸于至少一個帶孔板(12a～12e)上。
4.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)裝置，其特征在于上述帶孔區(qū)域(17)和未帶孔的區(qū)域是直線性的且互相平行。
5.如權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置，其特征在于上述帶孔區(qū)域(17)和未帶孔區(qū)域(18)具有相同的寬度。
6.如權(quán)利要求3所述的反應(yīng)裝置，其特征在于相鄰于至少一個帶孔板(6a～6e)的最外側(cè)帶孔區(qū)域(17)或不帶孔區(qū)域(18)的帶孔區(qū)域或不帶孔區(qū)域(18)在其靠近邊緣(19)的一端形成倒角，上述的邊緣(19)毗鄰于用于液流的開口(12a～12e)。
7.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于上述用于液流的開口(12a～12e)由相鄰板(6a～6e)的徑向相反部分構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于用于液流的開口(12a～12e)具有大致圓缺的形狀。
9.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于相應(yīng)于相鄰帶孔板(6a～6e)的用于液流的開口(12a～12e)分別交替地形成于殼體(2)的縱軸附近和上述帶孔板的外邊緣(8)和殼體(2)的內(nèi)壁(9)之間。
10.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于至少兩相鄰的帶孔板(6a～6e)包括一沿上述板(6a～6e)的外邊緣向下延伸的柱(16)，并具有用于液流的開口(12a～12e)。
11.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于上述用于液流的開口的截面積是殼體橫截面積的1～10％。
12.如權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其特征在于用液流的開口(12a～12e)的橫截面積是殼體(2)的橫截面積的大約5％。
13.一種現(xiàn)場改造用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔板的豎直筒狀殼體(2)，上述帶孔板在殼體(2)的整個橫截面積上沿水平延伸，其特征在于包括這樣的步驟，即在至少兩個相鄰的帶孔板(6a～6e)中分別形成相互偏置的用于液流的開口(12a～12e)。
14.一種現(xiàn)場改造用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔的豎直筒狀殼體(2)，以及至少一個形成于每一板(6a～6e)的外邊緣(8)和殼體(2)的內(nèi)壁之間的孔(10)，該方法的特征在于它包括這樣的步驟，即，通過擋板(13)部分地阻塞相應(yīng)于相鄰帶孔板(6a～6e)形成的孔(10)，由擋板(13)形成互相偏置的用于液流的開口(12a～12e)。
15.一種現(xiàn)場改造、用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔的豎直筒狀殼體(2)，以及至少一個形成于每一板(6a～6e)的外邊緣(8)和殼體(2)的內(nèi)壁之間的孔(10)，該方法的特征在于包括這樣的步驟，即，用擋板(13)阻塞相應(yīng)于至少兩相鄰板(6a～6e)的孔(10)，并在上述相鄰板(6a～6e)上分別形成用于液流的相互偏置的開口(12a～12e)。
16.如權(quán)利要求13或14或15的方法，其特征在于該方法還包括這樣的步驟，即至少在相鄰板中的一個上設(shè)置相互并排的多個帶孔區(qū)域(17)和未帶孔區(qū)域(18)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于上述并排設(shè)置的帶孔區(qū)域(17)和未帶孔區(qū)域(18)被設(shè)成阻塞上述相鄰帶孔板(6a～6e)中的一個板上的預(yù)定區(qū)域的已有孔。
18.如權(quán)利要求13、或14、或15所述的方法，其特征在于還包括這樣的步驟，即，至少在殼體(2)中設(shè)置一個帶有多個并列的帶孔區(qū)域(7)和未帶孔區(qū)域(18)的帶孔板(6a～6e)。
19.如權(quán)利要求16或18所述的方法，其特征在于上述帶孔區(qū)域(17)和未帶孔區(qū)域(18)在鄰接于上述用于液流的開口(12a～12e)的邊緣和鄰接于上述殼體(2)的內(nèi)壁(9)的相對邊緣之間延伸于至少一個帶孔板(12a～12e)上。
20.如權(quán)利要求16或18所述的方法，其特征在于上述帶孔區(qū)域(17)和未帶孔的區(qū)域是直線性的且互相平行。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于上述帶孔區(qū)域(17)和未帶孔區(qū)域(18)具有相同的寬度。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于相鄰于至少一個帶孔板(6a～6e)的最外側(cè)帶孔區(qū)域(17)或不帶孔區(qū)域(18)的帶孔區(qū)域(17)或不帶孔區(qū)域(18)在其靠近邊緣(19)的一端形成倒角，上述的邊緣(19)毗鄰于用于液流的開口(12a～12e)。
23.如權(quán)利要求13或15所述的方法，其特征在于上述用于液流的開口(12a～12e)由相鄰板(6a～6e)的徑向相反部分構(gòu)成。
24.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于至少兩相鄰的帶孔板(6a～6e)包括沿上述板(6a～6e)的外邊緣向下延伸的柱(11)，并具有用于液流的開口。
25.根據(jù)權(quán)利要求13或15所述的方法，其特征在于上述用于液流的開口(12a～12e)是通過分別切除至少兩個相鄰的帶孔板(6a～6e)上的一圓弧部分而形成的。
26.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于上述用于液流的開口(12a～12e)是由擋板(13)在上述相鄰板(6a～6e)的徑向相反區(qū)域上形成的。
27.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于沿上述外邊緣(8、15)為至少兩相鄰板(6a～6e)和上述擋板(13)分別設(shè)置向下延伸的柱(11)。
28.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于沿上述擋板的外邊緣(8)和上述用于液流的開口(12a～12e)為至少兩個相鄰板(6a～6e)設(shè)置向下延伸的柱(11)。
29.一種增加用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化量和生產(chǎn)能力的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下合成尿素的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔的豎直筒狀殼體(2)，以及至少一個形成于每一板(6a～6e)上的用于液流的開口(12a～12e)，其特征在于該方法包括步驟-使上述尿素液相在殼體(2)中沿形成于上述用于開口(12a～12c)之間的液體流路自下而上地流動；-使上述氣相沿形成于上述帶孔板(6a～6e)之間的大致為直線的氣體流路自下而上地流動，其中的氣體流路和液體流路正交；-在帶孔板(6a～6e)之間沿上述正交的主體和液體流路使氣相和液相連續(xù)地混合，以增大二者之間的緊密接觸并增大物質(zhì)、熱量的交換系數(shù)。
30.用于將尿素從溶液中的液相中由用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置來分離出來的方法，特別是用于在反應(yīng)裝置中發(fā)生液相和氣相平行流的在高溫高壓下尿素水解的反應(yīng)裝置，包括在其中互相間隔地疊置且支承多個帶孔的豎直筒狀殼體(2)，以及至少一個形成于每一板(6a～6e)的外邊緣(8)和殼體(2)的內(nèi)壁之間的孔(10)，其特征在于該方法包括步驟-使上述含尿素液相在殼體(2)中沿形成于上述用于開口(12a～12c)之間的液體流路自下而上地流動；-使分離劑氣相沿形成于上述帶孔板(6a～6e)之間的大致為直線的氣體流路自下而上地流動，其中的氣體流路和液體流路正交；-在帶孔板(6a～6e)之間沿上述正交的主體和液體流路使氣相和液相連續(xù)地混合，以增大二者之間的緊密接觸并增大物質(zhì)、熱量的交換系數(shù)，從而利于尿素水解。
31.如權(quán)利要求30的方法，其特征在于包含于氣相中的上述分離劑包括高溫高壓下的蒸氣。
全文摘要
一種用于兩相反應(yīng)的反應(yīng)裝置，特別是用于高溫高壓下尿素的合成，其中在反應(yīng)裝置中發(fā)生氣相和液相的平行流，該裝置包括一大致為圓筒形的豎直外殼(2)；多個沿水平延伸且互相間隔地重疊的帶孔板(6a～6e)；形成于相應(yīng)的每一個帶孔板(6a～6e)的用于液流的至少一個開口(12a～12e)；其特征在于形成于對應(yīng)的至少兩相鄰帶孔板(6a～6e)的用于液流的開口(12a～12e)是互相偏置。
文檔編號B01D3/22GK1147772SQ95193011
公開日1997年4月16日 申請日期1995年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月11日
發(fā)明者費德里克·扎迪, 保羅·西爾瓦 申請人:烏里阿·卡薩勒有限公司