| 主权项 |
1.一种可依要求将尿素定量转换成氨之方法,包含 以下步骤: 接收氨之可变要求速率信号; 将包含尿素及水之反应物加入反应器中以提供反 应混合物;及 控制反应器中的温度及压力,以产生包含实质恒定 浓度之氨及二氧化碳之气态产物流,尽管要求速率 信号有所变化。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中控制步骤包含 维持实质恒温及实质恒压。 3.如申请专利范围第2项之方法,尚包含将催化剂加 入反应器中的步骤。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中催化剂为酸催 化剂。 5.如申请专利范围第3项之方法,其中催化剂系自多 质子酸、多质子酸之铵盐及其组合所组成之族群 中所选出。 6.如申请专利范围第5项之方法,其中催化剂系自多 质子矿物酸、多质子矿物酸之铵盐及其组合所组 成之族群中所选出。 7.如申请专利范围第6项之方法,其中催化剂系自磷 酸、磷酸二氢一铵、磷酸氢二铵及其组合所组成 之族群中所选出。 8.如申请专利范围第3项之方法,其中加入步骤包含 以实质恒定比例将尿素及水加入。 9.如申请专利范围第3项之方法,其中加入步骤包含 以与要求速率直接成比例之速率将反应物加入。 10.如申请专利范围第3项之方法,尚包含以与要求 速率直接成比例之速率将能量加至反应物中。 11.如申请专利范围第9项之方法,其中加入步骤包 含将尿素加入反应器中。 12.如申请专利范围第9项之方法,其中加入步骤包 含将尿素以熔融尿素之形态加入反应器中。 13.如申请专利范围第9项之方法,其中加入步骤包 含将水以蒸汽之形态加入反应器中。 14.如申请专利范围第3项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量改变尿素 进料速率。 15.如申请专利范围第14项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量提高尿素 进料速率。 16.如申请专科范围第14项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量降低尿素 进料速率。 17.如申请专利范围第14项之方法,其中加入步骤包 含将含水尿素加入反应器中。 18.如申请专利范围第14项之方法,其中加入步骤包 含将尿素以熔融尿素之形态加入反应器中。 19.如申请专利范围第14项之方法,其中加入步骤包 含将水以蒸汽之形态加入反应器中。 20.如申请专利范围第3项之方法,其中加入步骤包 含以加入反应器中之反应物之重量为准,将至少40 重量%尿素加入。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中加入步骤包 含以加入反应器中之反应物之重量为准,将至少50 重量%尿素加入。 22.如申请专利范围第3项之方法,其中控制步骤包 含将反应器中压力维持在20 psig以下。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中控制步骤包 含将反应混合物温度维持在至少约190℃。 24.如申请专利范围第22项之方法,其中至少接触反 应物之反应器之表面包含耐腐蚀材料。 25.如申请专利范围第7项之方法,其中控制步骤包 含将反应混合物温度维持在约155℃至约175℃之范 围内。 26.如申请专利范围第7项之方法,其中控制步骤包 含将反应器中之压力维持在约80 psig至约200 psig之 范围内。 27.如申请专利范围第2项之方法,其中加入步骤包 含将尿素以熔融尿素之形态加入反应器中。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中加入步骤包 含将尿素及水以恒定比例加入。 29.如申请专利范围第27项之方法,其中加入步骤包 含将反应物以与要求速率直接成比例之速率加入 。 30.如申请专利范围第27项之方法,尚包含将能量以 与要求速率直接成比例之速率加入反应混合物中 。 31.如申请专利范围第27项之方法,其中加入步骤包 含将水以蒸汽之形态加入反应器中。 32.如申请专利范围第31项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量改变尿素 进料速率。 33.如申请专利范围第32项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量提高尿素 进料速率。 34.如申请专利范围第32项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量降低尿素 进料速率。 35.如申请专利范围第1项之方法,其中控制步骤包 含回应氨要求信号之变化改变反应混合物之温度 及回应反应器中之温度改变压力。 36.如申请专利范围第35项之方法,其中加入步骤包 含将尿素及水以恒定比例加入。 37.如申请专利范围第36项之方法,其中加入步骤包 含将反应物加入以在反应器中维持实质恒定之反 应混合物体积。 38.如申请专利范围第37项之方法,其中加入步骤包 含回应反应器中反应混合物之高度将反应物加入 。 39.如申请专利范围第37项之方法,其中加入步骤包 含回应加入反应器中反应物与气态产物流间质量 流量之差异将反应物加入。 40.如申请专利范围第36项之方法,其中加入步骤包 含将含水尿素加入反应器中。 41.如申请专利范围第36项之方法,其中加入步骤包 含将尿素以熔融尿素之形态加入反应器中。 42.如申请专利范围第36项之方法,其中加入步骤包 含将水以蒸汽之形态加入反应器中。 43.如申请专利范围第35项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量改变尿素 进料速率。 44.如申请专利范围第43项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量提高尿素 进料速率。 45.如申请专利范围第43项之方法,其中加入步骤包 含在氨之要求信号恒定时将尿素及水以恒定比例 加入,及以与要求信号变化不成比例之量降低尿素 进料速率。 46.如申请专利范围第35项之方法,尚包含将催化剂 加至反应混合物中之步骤。 47.如申请专利范围第1项之方法,包含将反应器中 之反应物搅拌之步骤。 48.如申请专利范围第47项之方法,其中搅拌步骤包 含机械式搅拌反应物。 49.如申请专利范围第47项之方法,其中搅拌步骤包 含将蒸汽注入反应器中。 50.如申请专利范围第1项之方法,尚包含将减泡剂 加至反应物或反应混合物中。 51.如申请专利范围第1项之方法,其中控制步骤包 含将反应混合物温度维持在至少约150℃。 52.一种可依要求将尿素定量转换成氨之方法,包含 以下步骤: 将包含熔融尿素及水之反应物加入反应器中;及 使反应物在高温及高压下反应以形成包含氨及二 氧化碳之气态产物流。 53.如申请专利范围第52项之方法,其中反应物加入 步骤包含将水以蒸汽之形态加入。 54.如申请专利范围第53项之方法,尚包含接收可变 要求速率信号。 55.如申请专利范围第53项之方法,尚包含控制反应 器中之温度及反应器中之压力,以产生包含实质恒 定浓度之氨及二氧化碳之气态产物流,尽管要求速 率信号有所变化。 56.如申请专利范围第52项之方法,尚包含将催化剂 加至反应器中。 57.一种可依要求将尿素定量转换成氨之方法,包含 以下步骤: 接收氨之可变要求速率信号; 将包含尿素及水之反应物以与要求速率直接成比 例之速率加入反应器中; 将酸催化剂加入反应器中; 将反应混合物维持于高于约150℃之实质恒温下;及 在反应器中维持高于约80 psig之恒压; 以产生包含实质恒定浓度之氨及二氧化碳之气态 产物流,尽管要求速率信号有所变化。 58.如申请专利范围第57项之方法,其中加入步骤包 含将含水尿素加入。 59.如申请专利范围第57项之方法,其中加入步骤包 含将熔融尿素加入。 60.如申请专利范围第57项之方法,其中加入步骤包 含将水以蒸汽之形态加入。 61.如申请专利范围第58项之方法,其中加入步骤包 含以加入反应器中之反应物之重量为准,将至少50 重量%尿素加入。 62.一种可依要求将尿素定量转换成氨之方法,包含 以下步骤: 接收氨之可变要求速率信号; 将包含尿素及水之反应物以与要求速率直接成比 例之速率加入反应器中; 将酸催化剂加入反应器中; 将反应混合物维持于至少约190℃之恒温下;及 在反应器中维持低于20 psig之恒压; 以产生包含实质恒定浓度之氨及二氧化碳之气态 产物流,尽管要求速率信号有所变化。 63.如申请专利范围第62项之方法,尚包含在反应器 中维持至少约10 psig之压力。 64.如申请专利范围第62项之方法,其中加入步骤包 含将熔融尿素加入。 65.如申请专利范围第62项之方法,其中加入步骤包 含将水以蒸汽之形态加入。 66.一种可依要求将尿素定量转换成氨之方法,包含 以下步骤: 接收氨之可变要求速率信号; 将包含尿素及水之反应物以足以提供实质恒定反 应混合物体积之速率加入反应器中; 回应氨要求速率信号之变化控制反应器中之温度; 及 回应反应器中之温度改变反应器中之压力; 以产生包含实质恒定浓度之氨及二氧化碳之气态 产物流,尽管要求速率信号有所变化。 67.如申请专利范围第66项之方法,其中加入步骤包 含将熔融尿素加入。 68.如申请专利范围第66项之方法,其中加入步骤包 含将水以蒸汽之形态加入。 69.一种可依要求将尿素定量转换成氨之装置,包含 : 氨要求速率信号接收器; 适合盛装包含高温及高压尿素及水,及释出包含氨 、二氧化碳及水之气态产物流之反应器容器; 可对要求速率反应以将尿素加入容器中之加料机; 可对要求速率反应以将反应物加热至高温之加热 器;及 与反应器流体相同以将反应物维持于高压下及释 出气态产物流之可变限流装置。 70.如申请专利范围第69项之装置,其中加热器适合 于将反应物加热至实质恒温。 71.如申请专利范围第70项之装置,其中可变限流装 置适合于将反应器维持于恒压下。 72.如申请专利范围第69项之装置,尚包含温度感测 器及其中可变限流装置可对温度感测器反应。 73.如申请专利范围第69项之装置,尚包含脱泡装置 。 74.如申请专利范围第73项之装置,其中脱泡装置系 自脱气机、雾滤器及网垫所组成之族群中所选出 。 75.如申请专利范围第69项之装置,尚包含尿素熔解 器。 76.一种可依要求将尿素定量转换成氨之装置,包含 : 氨要求速率信号接收器; 适合盛装包含高温及高压尿素及水,及释出包含氨 、二氧化碳及水之气态产物流之反应器容器; 可对要求速率反应以将尿素加入容器中之加料机; 可对要求速率反应以将反应物加热至高温之加热 器;及 与反应器流体相同以将反应物维持于高压下一及 释出气态产物流之可变限流装置。 77.如申请专利范围第76项之装置,尚包含脱泡装置 。 78.如申请专利范围第77项之装置,其中脱泡装置系 自脱气机、雾滤器及网垫所组成之族群中所选出 。 79.如申请专利范围第76项之装置,尚包含尿素熔解 器。 80.一种可依要求将尿素定量转换成氨之装置,包含 : 氨要求速率信号接收器; 适合盛装包含高温及高压尿素及水,及释出包含氨 、二氧化碳及水之气态产物流之反应器容器; 液面高度感测器; 可对高度感测器反应以将尿素加入容器之加料机; 可对要求速率信号反应以将反应物加热至高温之 加热器; 温度感测器;及 与反应器流体相同以将反应物维持于高压下及释 出气态产物流之可变限流装置。 81.如申请专利范围第80项之装置,尚包含脱泡装置 。 82.如申请专利范围第81项之装置,其中脱泡装置系 自脱气机、雾滤器及网垫所组成之族群中所选出 。 83.如申请专利范围第80项之装置,尚包含尿素熔解 器。 图式简单说明: 图1显示40重量%、50重量%及60重量%尿素溶液非催化 水解,有关稳定态操作压力及操作溢度之理论平衡 线。 图2为稳定态,平衡状况之催化及非催化尿素水解 方法中各种经测量之反应温度及非催化反应之二 外插値之平均反应时间(分)对反应温度(摄氏度)之 曲线图。 图3将图2之数据显示为反应速率常数K之自然对数( 1n)对逆温度(恺氏度)之图,以证明适合该数据之线 条之实质恒定斜度。 图4显示在恒温下二系列稳定态,平衡状况之MAP/DAP 催化反应之平均反应时间(分)对压力(psig),及对一 系列数据之对应反应速率常数k之图。 图5系以40重量%及50重量%含水尿素进料在各种压力 (psig)下进行之若干系列稳定态尿素水解实验中MAP 与DAP测量比对温度(摄氏度)之曲线图;提供估计的 等压线。 图6为图5所示相同系列之实验之MAP与DAP测量比对 温度(摄氏度)之曲线图,但系对反应器压力(psig)作 图;提供估计的等温线。 图7系平衡时之MAP/DAP比对稀含水溶液之pH之曲线图 。 图8系在100 psig及120 psig下各种温度之稳定态催化( MAP/DAP)尿素水解反应混合物中经测量之水浓度之 曲线图;也提出以类似温度及压力下之水蒸气压为 准之理论水浓度値以供比较。 图9系根据本发明之装置之流程图。 图10系根据本发明之装置之流程图。 图11系根据本发明之装置之流程图。 图12系根据本发明之装置之流程图。 图13a及13b分别为根据本发明之方法之具体例在要 求突然增加及突然减少期间暂时回应之表示图。 图14显示使用根据本发明之含水尿素进料之尿素 水解方法进行分步要求变化之经记录之暂时回应 数据。 图15显示使用根据本发明之熔融尿素进料之尿素 水解方法在系统启动期间之经记录之暂时回应数 据。 图16显示使用根据本发明之熔融尿素进料之尿素 水解方法在尿素及蒸汽注射流速若干次变化期间 之经记录之暂时回应数据。 |
