【正文】 耗。因此，從汽提塔排出的未轉(zhuǎn)化的CO2和NH3只需一個(gè)低壓回收部分回收工序即可，從而簡(jiǎn)化了流程。不僅對(duì)CO2而且對(duì)NH3都有較高的轉(zhuǎn)化率。改良型CO2汽提（帶池式冷凝器）目前在國(guó)內(nèi)已有2700t/d大型尿素裝置投產(chǎn)，工藝流程較氨汽提法簡(jiǎn)短，容易操作，生產(chǎn)穩(wěn)定。下面是兩種大型尿素工藝技術(shù)的進(jìn)一步比較：1）消耗定額比較 消耗定額比較(以每噸尿素產(chǎn)品計(jì),期待值)序號(hào) 采用技術(shù)比較項(xiàng)目SNAM氨汽提工藝CO2 汽提工藝（池式冷凝器）消耗量1液氨（100%）kg5665682二氧化碳（100%）kg7357443冷卻水（△T=10℃）m31034電 kWh185蒸汽 kg蒸汽壓力MPa(g)蒸汽溫度℃1015955382387回收的冷凝液量kg131212302）尿素裝置生產(chǎn)操作彈性比較尿素裝置生產(chǎn)操作彈性比較見下表。綜上所述，近幾年來CO2氣提工藝有了很大的進(jìn)展，無論是設(shè)備結(jié)構(gòu)型式，還是節(jié)能降耗以及新材料的研發(fā)都比另外兩種工藝具有較大的優(yōu)勢(shì)。 該工藝的最新進(jìn)展為: 1）低壓放空氨回收。 （2）NH3氣提工藝 1）合成塔進(jìn)料NH3/CO2摩爾比較高，CO2轉(zhuǎn)化率較高，從而可減少高壓回路以后的循環(huán)回收負(fù)荷； 2）由于合成系統(tǒng)NH3/CO2摩爾比較高（）和設(shè)備選材恰當(dāng)（如氣提塔采用襯鋯材料），大大減輕了設(shè)備的腐蝕問題，操作條件要求不苛刻，開車無需專門鈍化高壓系統(tǒng)設(shè)備。經(jīng)過30年的改進(jìn)，所需設(shè)備總數(shù)減少了50%，工廠高度降低了50%，工廠的操作難度至少降低了50%。該逆效應(yīng)在高框架布置中很嚴(yán)重，在中度框架布置中仍有一定程度的存在。在此基礎(chǔ)上，斯塔米卡邦在1996年5月召開的年會(huì)上推出了尿素2000+TM超優(yōu)工藝，大大地提高了CO2氣提工藝的競(jìng)爭(zhēng)能力。在脫氫轉(zhuǎn)化器中，通過催化燃燒除去原料CO2中的HCO等可燃性氣體，使高壓和低壓放空氣均處于爆炸范圍之外，工藝裝置安全性高。 （4）采用池式冷凝器。合成壓力采用最低平衡壓力、氨/碳比采用最低共沸組成時(shí)的氨/碳比（）、 MPa、溫度為180－183℃、冷凝溫度為167℃、氣提溫度約190℃、氣提效率為80%以上，這些參數(shù)都比較溫和，因而采用316L或25222CrNiMo材料即可達(dá)到材質(zhì)耐強(qiáng)腐蝕性的要求，設(shè)備制造和維修都比較方便。由于合成工段氣提效率很高，減小了下游工序的復(fù)雜程度。它們也是在世界上建廠數(shù)最多的工藝，代表當(dāng)今尿素技術(shù)的發(fā)展方向。1 項(xiàng)目概況工程名稱**生物化工股份有限公司100萬噸/年尿素裝置節(jié)能改造項(xiàng)目工程性質(zhì)本工程屬于改造項(xiàng)目。擁有完善的公用工程和生活設(shè)施，如排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等，并且擁有自己的設(shè)備維修隊(duì)伍，為新上裝置下一步的施工和建設(shè)提供了有利條件。2007 年實(shí)現(xiàn)銷售收入145895 萬元，利潤(rùn)11348萬元，計(jì)劃2008年完成銷售收入20 億元，利稅20000萬元，其中利潤(rùn)15000 萬元。建設(shè)和改造100萬噸年尿素裝置節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目可行性研究報(bào)告前 言**生物化工股份有限公司是1993 年3 月份由山東省**化學(xué)工業(yè)集團(tuán)總公司發(fā)起設(shè)立，1997 年經(jīng)山東省人民政府魯政股字（1997）63 號(hào)文規(guī)范確認(rèn)的定向幕集式股份制公司，企業(yè)類型為大一類，1999年被命名為省級(jí)重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，享有自營(yíng)進(jìn)口權(quán)，2000年被命名為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。該公司的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，企業(yè)制度完善，技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)勁，核心競(jìng)爭(zhēng)力突出，職工素質(zhì)高，生活殷實(shí)，步入可持續(xù)發(fā)展的康莊大道。公司的發(fā)展規(guī)劃是：“十一五”期間，將堅(jiān)持科學(xué)的發(fā)展觀，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，立足于資源節(jié)約、清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展，持續(xù)不斷地對(duì)現(xiàn)有化肥、油脂加工、玉米深加工生產(chǎn)裝置進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終形成以煤化工、生物化工、精細(xì)化工為一體綜合性工業(yè)園區(qū)。項(xiàng)目改造范圍以老廠現(xiàn)有合成氨為生產(chǎn)原料，采用先進(jìn)的節(jié)能型CO2氣提法尿素工藝技術(shù)路線生產(chǎn)尿素。下面就上述三種工藝技術(shù)作一比較。Stamicarbon的CO2氣提工藝是目前唯一工業(yè)化的只有單一低壓回收工序的尿素生產(chǎn)工藝。 （3）電耗低。采用池式高壓甲銨冷凝器是Stamicarbon對(duì)其尿素工藝的最新改進(jìn)。 （6）工藝?yán)淠核狻? 新型尿素2000+TM工藝包括若干重大改進(jìn)，從而使新建尿素工廠的投資成本顯著降低。迄今為止，除非采用先進(jìn)控制，合成段壓力以及合成塔的液位都是手動(dòng)控制的； 5）由于反應(yīng)器水平布置（如果需要），克服了開車時(shí)由分批進(jìn)料向連續(xù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)換的困難。原料的消耗值幾乎等于氨和二氧化碳的化學(xué)計(jì)算值，己無進(jìn)一步減少的余地。另外，即使事故停車，可以封塔幾天而無需排放（國(guó)內(nèi)企業(yè)反映，封塔時(shí)間不宜太長(zhǎng)）。增加吸收塔來回收低壓系統(tǒng)放空的氨，可降低尿素裝置氨耗，預(yù)計(jì)每年可回收氨300－500 t， 2）氣提塔換熱管由襯鋯雙金屬不銹鋼材質(zhì)代替鈦材。NH3氣提工藝自90年代后期，也有大的實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，國(guó)內(nèi)在90年代初至90年代中期曾經(jīng)是NH3氣提熱，在不到10年中引進(jìn)了十幾套大、中NH3氣提裝置。尿素裝置生產(chǎn)操作彈性比較表序號(hào)公司比較項(xiàng)目SNAM氨汽提CO2汽提工藝池式冷凝器1生產(chǎn)操作負(fù)荷變化范圍（%）40105601052封塔停車時(shí)間≤48小時(shí)封塔開車簡(jiǎn)便≤24小時(shí)3）三廢排放保證值比較（按2700噸/日規(guī)模）三廢排放保證值比較見下表。大型的氨氣提尿素工藝基本上在90年代的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行放大設(shè)計(jì)，流程基本上沒什么優(yōu)化。在原理上，NH3和CO2均能用作為汽提劑以汽提未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物。至合成部分的物料和從此部分排出的物料中，NH3/CO2比為最佳分子比2。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單約75%的沒有轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物均在合成圈內(nèi)循環(huán)，僅少量的NH3和CO2在NH3/CO2比為2的狀況下從合成系統(tǒng)離開，因此循環(huán)工序只有一個(gè)低壓回收工序。這種氣體具有可燃性及可爆炸性。合成工序主要操作參數(shù)容易調(diào)節(jié)控制。高運(yùn)轉(zhuǎn)率 （高運(yùn)轉(zhuǎn)率來源于以下因素）l 工藝流程短，設(shè)備數(shù)量少，出故障幾率較小。大顆粒尿素由于其獨(dú)特的施肥效果，近幾年國(guó)內(nèi)好多廠相繼采用大顆粒尿素造粒工藝，大顆粒尿素比小顆粒尿素的價(jià)格一般要高出150200元/噸。廠區(qū)北部是東西走向的大汶河，廠區(qū)東緊靠105國(guó)道，交通十分便利。氨的加壓及CO2氣壓縮工序來自界區(qū)外的液氨，經(jīng)液氨過濾器（L3101）至高壓氨泵（P3102）。CO2氣通過CO2壓縮機(jī)入口分離器（S3101）至CO2壓縮機(jī)（K3102）入口。CO2氣中的可燃?xì)怏wH2及CH4等在觸媒的作用下發(fā)生下述反應(yīng)2H2+O2=2H2O2CO+O2=2CO2CH4+2O2=2H2O+CO2出反應(yīng)器的氣體經(jīng)壓縮機(jī)二段冷卻器及分離器進(jìn)壓縮機(jī)三段入口。第二個(gè)反應(yīng)甲銨脫水生成尿素和水，此反應(yīng)速度慢且為吸熱反應(yīng)，CO2的總的轉(zhuǎn)化率在合成回路大約為80%。汽提塔殼側(cè)蒸汽的壓力通過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，%的NH3。汽提塔的大部分弛放氣與甲銨噴射器來的液氨甲銨液混合物反應(yīng)生成甲銨，在池式冷凝器中還有部分甲銨轉(zhuǎn)化成尿素，冷凝后殼側(cè)溫度約為177℃。由于壓力改變會(huì)直接影響蒸汽的溫度，從而影響管殼側(cè)的溫差，進(jìn)而會(huì)影響換熱量及甲銨在殼側(cè)的反應(yīng)，(A)之間，并使70%75%的出汽提塔氣體在池式冷凝器中冷凝。合成塔內(nèi)設(shè)有高效塔板以增強(qiáng)氣液接觸及避免返混。出高壓洗滌器（E3203）下部的氣體，在高壓洗滌器（E3203）上部的填料床層與從循環(huán)工段來的甲銨液逆流接觸，氣體中的NH3和CO2被甲銨液吸收。4巴吸收塔的塔底吸收液作為常壓吸收塔的洗滌液。減壓后的氣液混合物噴灑于精餾塔（305D）的鮑爾環(huán)床層上。出低壓甲銨冷凝器的氣液混合物進(jìn)入低壓甲銨冷凝器液位槽（V3301），該槽既是分離器，又是高壓甲銨泵（P3301）的入口緩沖槽。，操作溫度84℃。尿素溶液貯存及蒸發(fā)造粒系統(tǒng)出閃蒸槽的74%尿素溶液入尿液貯槽（V3302）。96%的尿液通過U型管道直接減壓進(jìn)入二段蒸發(fā)器（E3402）。冷凝液入工藝?yán)淠翰郏╒3703），未冷凝氣體通過一段蒸發(fā)噴射器（J3702）升壓后送入常壓吸收塔進(jìn)一步回收氨。解吸和水解工藝?yán)淠翰壑械娜芤汉蠳HCO2及尿素，需進(jìn)行解吸和水解以減少NHCO2及尿素的損失。出第一解吸塔底部的稀溶液經(jīng)水解塔給料泵（P3801）抽出，經(jīng)水解塔預(yù)熱器（E3803）預(yù)熱至200℃后進(jìn)入水解塔（C3803）上部。第二解吸塔內(nèi)設(shè)有約21塊篩板，溶液從上至下流經(jīng)各塔板時(shí)，溶液中的NH3及CO2被從塔下部加入的低壓蒸汽全部汽提出來。溶液經(jīng)回流泵（P3802）送出，一部分返回第一解吸塔頂部作為回流液，其余則送至低壓甲銨冷凝器（E3303）。經(jīng)比選，將CO2壓縮、尿素主控樓（含配電）布置在二期氨合成裝置南側(cè)，尿素主裝置、造粒塔布置在尿素主控樓西側(cè)，二期氨合成裝置西側(cè)。2）、豎向布置本工程所在用地較平整，豎向設(shè)計(jì)采用連續(xù)平坡式布置，平場(chǎng)標(biāo)高與已建裝置一致，場(chǎng)地雨水由道路雨水口收集后經(jīng)地下排雨水管排至場(chǎng)外。（3）消防給水本工程占地約3公頃，同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)按一次考慮。本項(xiàng)目裝置區(qū)內(nèi)的水消防管網(wǎng)環(huán)狀布置，管網(wǎng)上每隔60米設(shè)室外地上式消火栓，在火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的主裝置周圍設(shè)水炮保護(hù)，管網(wǎng)用閥門分隔，每段管網(wǎng)上消火栓數(shù)量不超過5個(gè)。 一次水給水系統(tǒng)為全廠生產(chǎn)、生活合用給水系統(tǒng)。根據(jù)各裝置消防設(shè)計(jì)的需要，所需的消防設(shè)施均在一次水管網(wǎng)接出，并形成各裝置獨(dú)立的環(huán)狀管網(wǎng)，管材為焊接鋼管，管道防腐做加強(qiáng)級(jí)防腐層．老廠現(xiàn)有尿素裝置循環(huán)站多座，總的循環(huán)水量約20000m3/h，能滿足本項(xiàng)目的需要。最大為1m3/h。生活污水與處理達(dá)標(biāo)后生產(chǎn)污水，潔凈的生產(chǎn)廢水排入老廠污水處理站內(nèi)的排水池中，混合后排入排水溝，處理后水質(zhì)能達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)水采用旁濾裝置進(jìn)行過濾，反洗的水排入沉淀池中，經(jīng)沉淀合格的清水排入排水池中。,。由此可見，本工程供電電源是可靠落實(shí)的，選擇本工程供電電源為6kV,。 2）通風(fēng)以自然通風(fēng)為主，在自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí)，輔以機(jī)械通風(fēng)。最大處室外消防水量為25l/s，室內(nèi)消防用水量10l/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3小時(shí)。管材為焊接鋼管。干粉消防：根據(jù)裝置區(qū)不同工段、不同工藝要求和火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)，在各工段設(shè)置手提式和推車式磷酸銨鹽干粉滅火器，用以撲滅初期小型火災(zāi)。老廠現(xiàn)有的消防給水系統(tǒng)為生產(chǎn)、生活、消防共用給水系統(tǒng)，設(shè)有室、內(nèi)外消火栓。各裝置間距離嚴(yán)格按規(guī)范要求布置，確保防火間距；裝置區(qū)周圍設(shè)有消防車道，以保證消防車輛暢通無阻地進(jìn)行滅火作業(yè)。第四系沖積層地質(zhì)分布均勻，層位穩(wěn)定，以沖積形成的粘土、粉質(zhì)土層為主 c)水文條件本工程位于山東**化工公司廠區(qū)內(nèi)擴(kuò)建用地的北、西南側(cè)，擬建廠址目前為洼地；東側(cè)為化工裝置區(qū)，西、北側(cè)為空閑地，場(chǎng)地內(nèi)無建、構(gòu)筑物，地下無溶洞。1）二氧化碳二氧化碳為無嗅、無味、無色、不燃?xì)怏w，它能以碳酸鹽和碳酸氫鹽的形式存入人體中，并能透過肺泡膜。皮膚和眼接觸液氨后應(yīng)立即用清水沖洗至少15分鐘。尿液具有極強(qiáng)的腐蝕性。2）高壓因素分析尿素裝置采用“CO2汽提生產(chǎn)技術(shù)”，很多容器、管線為壓力容器、壓力管道。另外，在開停車過程中，由于設(shè)備、管道等需要利用氮?dú)獾冗M(jìn)行置換，一旦通風(fēng)不好，或者在進(jìn)入這些設(shè)備之前沒有檢測(cè)其氧的含量，操作人員也沒有采取良好的防護(hù)措施，進(jìn)入這些設(shè)備就會(huì)造成窒息事故。7）高溫灼燙及低溫凍傷由于生產(chǎn)過程中的多個(gè)單元操作均為高溫操作或者是強(qiáng)放熱反應(yīng)，工藝氣體和設(shè)備的溫度都很高，操作不當(dāng)就有可能造成設(shè)備損壞，高溫介質(zhì)外泄而造成燙傷。另外，在開停車過程中，由于設(shè)備、管道等需要利用氮?dú)獾冗M(jìn)行置換，一旦通風(fēng)不好，或者在進(jìn)入這些設(shè)備之前沒有檢測(cè)其氧的含量，操作人員也沒有采取良好的防護(hù)措施，進(jìn)入這些設(shè)備就會(huì)造成窒息事故。7）高溫灼燙及低溫凍傷由于生產(chǎn)過程中的多個(gè)單元操作均為高溫操作或者是強(qiáng)放熱反應(yīng)，工藝氣體和設(shè)備的溫度都很高，操作不當(dāng)就有可能造成設(shè)備損壞，高溫介質(zhì)外泄而造成燙傷。起重設(shè)備設(shè)計(jì)缺陷、質(zhì)量缺陷、違章作業(yè)，可造成起重傷害事故。另外，噪聲干擾信息交流，使人員誤操作發(fā)生率上升，影響安全生產(chǎn)。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。為此，在該建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中采取了相應(yīng)的安全措施，使得因此造成工藝物料泄漏的風(fēng)險(xiǎn)程度降低到可接受的范圍內(nèi)，但此類事故仍有一定的概率發(fā)生，通過泄漏模型對(duì)工藝管道某處發(fā)生氣體泄漏后的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行分析。 3）、公路和地區(qū)架空電力線路，嚴(yán)禁穿越生產(chǎn)區(qū)。 2對(duì)于易燃物質(zhì)比空氣重的爆炸性氣體環(huán)境，位于1區(qū)、2區(qū)附近的變電所、配電所和控制室的室內(nèi)地面，應(yīng)高出室外地面0．6m。 特種設(shè)備使用單位應(yīng)當(dāng)按照安全技術(shù)規(guī)范的定期檢驗(yàn)要求，在安全檢驗(yàn)合格有效期屆滿前1個(gè)月向特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提出定期檢驗(yàn)要求。 7．甲B、乙類液體固定頂罐，應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥。 1有爆炸危險(xiǎn)的甲類廠房，應(yīng)設(shè)置必要的泄壓設(shè)施，如輕質(zhì)保益、易于泄壓的門、窗、輕質(zhì)墻體等。 14．危險(xiǎn)性較大的、重要的關(guān)鍵性生產(chǎn)設(shè)備，必須由持有專業(yè)許可證的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、安裝和檢驗(yàn)。 1儲(chǔ)煤廠房應(yīng)采用非燃燒的材料建造，要有良好的通風(fēng)條件，煤堆頂部距房頂不宜小于1．9米，墻壁要有足夠的耐壓強(qiáng)度。2）合理布置總平面。3）尿素裝置工藝設(shè)備布置盡量露天化，以保持良好的通風(fēng)環(huán)境，防止二氧化碳、氨氣等可燃/有毒氣體的積聚。6）液氨、尿液均具有較強(qiáng)的腐蝕性，設(shè)計(jì)中選用先進(jìn)可靠的機(jī)泵、閥門、管道、管件，對(duì)設(shè)備、管道應(yīng)選用耐腐蝕材料（如襯膠鋼管、聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合管）。8）嚴(yán)格按規(guī)范劃分防爆區(qū)域，在防爆區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備和儀表均選用防爆型，并按規(guī)范配線。電氣設(shè)備采取可靠的接地措施。13）在各危險(xiǎn)地點(diǎn)和危險(xiǎn)設(shè)備處，設(shè)立安全標(biāo)志或涂刷相應(yīng)的安全