尿素生產(chǎn)技術(shù)課件(編輯修改稿)
2025-02-05 15:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1 來(lái)自高壓甲銨冷凝器的氣體進(jìn)口；2 合成塔氣體出口；3 高壓甲銨冷凝器來(lái)的液體進(jìn)口；4 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5 尿液出口至氣體塔；6 塔壁溫度指示孔；7 液位傳送器孔2 7 上蓋 塔 壁襯 里6666 1435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1 來(lái)自高壓甲銨冷凝器的氣體進(jìn)口；2 合成塔氣體出口；3 高壓甲銨冷凝器來(lái)的液體進(jìn)口；4 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5 尿液出口至氣體塔；6 塔壁溫度指示孔；7 液位傳送器孔27 上蓋塔 壁襯 里6661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1 來(lái)自高壓甲銨冷凝器的氣體進(jìn)口；2 合成塔氣體出口；3高壓甲銨冷凝器來(lái)的液體進(jìn)口；4 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5 尿液出口至氣體塔；6 塔壁溫度指示孔；7液位傳送器孔27 上蓋塔 壁襯 里66661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1 來(lái)自高壓甲銨冷凝器的氣體進(jìn)口；2 合成塔氣體出口；3 高壓甲銨冷凝器來(lái)的液體進(jìn)口；4 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5 尿液出口至氣體塔；6 塔壁溫度指示孔；7 液位傳送器孔 構(gòu)造：塔高約 33m，內(nèi)徑 ， 內(nèi)襯8mm厚的 316L不銹鋼板 。塔內(nèi)等距安放8塊多孔篩板，將反應(yīng)器分為 9個(gè)串聯(lián)的小室。 氣體以高速通過(guò)小孔，液體從篩板與筒體的環(huán)隙通過(guò)， 氣液在液相空間形成劇烈擾動(dòng)以加速反應(yīng)進(jìn)行。 塔內(nèi)的塔板防止物料返混。 甲銨脫水反應(yīng)生成尿素，要求具有良好的耐腐蝕性 主要設(shè)備 — 尿素合成塔 1 38 主要設(shè)備 汽提塔 14 氣提塔：直立多管降膜式列管熱交換器。 Cr25Ni22Mo2低碳不銹鋼，以抗高溫，強(qiáng)腐蝕的介質(zhì)。 ? 保證液體均勻分布可采取的措施： 在上管板裝液體分布器 ，從合成塔來(lái)的液體進(jìn)入受液槽，然后流到上管板上，保持一定的液面。每根管上端裝一分配頭，其下部沿圓周方向均布 3個(gè)小孔，合成液通過(guò)小孔平穩(wěn)地沿管內(nèi)壁流下，形成液膜。 主要設(shè)備 汽提塔 14 ?液體均勻分布到每根加熱管十分重要， 否則各管的進(jìn)液量和氣液比偏離正常值，使氣提效率下降，甚至造成部分管壁沒(méi)有液膜并過(guò)熱，引起腐蝕。 ? 合成液呈膜狀沿管壁流下，與 CO2氣逆流流動(dòng)，同時(shí)由管外加熱蒸汽提供熱量。 ? 當(dāng)液體下流后與下部來(lái)的二氧化碳?xì)怏w相遇， 首先是游離氨被逐出 ， 再向下是甲銨分解即以兩個(gè)氨分子一個(gè)二氧化碳分子這樣的比例分解出來(lái)。 被氣提出來(lái)以氣體形式返回到高壓甲銨冷凝器繼續(xù)反應(yīng)。 ? 氣提過(guò)程之所以能實(shí)現(xiàn)是由于 與反應(yīng)液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽壓力始終大于氣相中氨分壓。這樣氨一直可以被分解出來(lái)，而二氧化碳則是由于化學(xué)平衡關(guān)系，當(dāng)減低氣相氨的濃度后，反應(yīng)向左進(jìn)行。 主要設(shè)備 汽提塔 14 主要設(shè)備 高壓甲銨洗滌器 2 ?主要 由防爆空間和換熱器兩部分組成。 ?作用是將合成塔頂部出來(lái)的未反應(yīng)氣相氨和二氧化碳進(jìn)行吸收， 以甲胺液形式返回高壓甲銨冷凝器 繼續(xù)反應(yīng)。 ? 直立管殼式換熱器。氣提出的氣體、原料液氨和循環(huán)甲銨液進(jìn)入 進(jìn)行氣體冷凝、吸收和甲銨的合成反應(yīng) 。 ? 放出熱量用以發(fā)生低壓（ ）蒸汽 。流出的氣液混合物自流進(jìn)入合成塔，保留部分氣體在合成塔冷凝，補(bǔ)償合成塔內(nèi)甲銨轉(zhuǎn)化為尿素的吸熱反應(yīng)。 主要設(shè)備 — 高壓甲銨冷凝器 3 ① 氣提效率高，省去中壓循環(huán)，簡(jiǎn)化流程。 ② 合成壓力低，節(jié)省壓縮機(jī)和泵的動(dòng)力。 ③ 高壓圈內(nèi)高壓冷凝器的余熱溫度高，用來(lái)副產(chǎn)蒸汽，有利于能量的利用，降低蒸汽和冷卻水的消耗。 二氧化碳?xì)馓岱ǖ膬?yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： ① CO2轉(zhuǎn)化率低，循環(huán)量大。 ② 設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，易爆炸。 缺點(diǎn)： 二、氨氣提法 意大利 Snamprogetti公司在 20世紀(jì) 60年代開(kāi)發(fā)了氨氣提法尿素工藝。由于氨和二氧化碳的性質(zhì)不同，在合成液中溶解度很大，經(jīng)過(guò)氣提的液相仍含有大量氨，氣提效果不佳。此公司在70年代中期做了改進(jìn)不再通氨氣，而是利用提高溫度來(lái)增強(qiáng)氣提效果，稱為自氣提或熱氣提。 Snamprogetti氨氣提工藝僅次于 Stamicarbon二氧化碳?xì)馓?，也是世界上最主要的生產(chǎn)技術(shù)。 45 氨氣提法工藝流程 高壓循環(huán)圈 ? 尿素合成塔操作條件： 壓力 15MPa、溫度 185190℃ ，氨碳比 ，水碳比 ，轉(zhuǎn)化率 65%左右。 ? 氣提液溫度： 200210℃ ， NH3和 CO2氣提率分別為 45%和 70%。 ? 三級(jí)解吸回收： 中壓 ；低壓 ；真空預(yù)濃縮器 ? 高壓循環(huán)圈的液體自動(dòng)循環(huán)利用原料液氨驅(qū)動(dòng)的噴射器 2即可完成。無(wú)需高層框架。 操作條件 ? 中壓 分解塔的能量作為 真空預(yù)濃縮器 的熱源； ? 低壓 分解塔的能量用于 原料氨的預(yù)熱 ； ? 高壓甲銨器發(fā)生中壓蒸汽 ，溫位更高，用于蒸發(fā)及其他多項(xiàng)用途。 能量利用方式 在整個(gè)工藝中，不同階段進(jìn)行著不同溫度的放熱和吸熱過(guò)程。 通過(guò)換熱進(jìn)行能量匹配，從而降低能耗。 如： 48 主要設(shè)備 — 尿素合成塔 1 總高約 40m,內(nèi)徑 ，塔外筒材料為碳鋼，內(nèi)襯 7mm厚的 316L不銹鋼。 塔內(nèi)安放 10多塊等距篩板，將反應(yīng)器分成若干個(gè)串聯(lián)的小室，板上開(kāi)有 8mm的小孔，數(shù)量在 10002023不等。安放篩板的目的是防止返混，增大氣液接觸混合作用。 塔底有兩個(gè)進(jìn)料管，伸入塔內(nèi)，一個(gè)是 CO2氣體進(jìn)口，另一個(gè)是液氨和循環(huán)甲銨液進(jìn)口。 49 主要設(shè)備 — NH3氣提塔 5 直立殼式換熱器，加熱管約2023根，采用的材料為鈦或鋯，以抗高溫、強(qiáng)腐蝕。 合成塔物料全部進(jìn)入氨氣提塔， 合成液沿加熱管呈膜狀流下，因受熱而有 NH3氣化，氨氣向上流動(dòng)，與液體逆流接觸，作為氣提氣將液相中的 CO2和 NH3帶出。 ? 臥式廢熱鍋爐， 氣提氣在此冷凝并被來(lái)自中壓循環(huán)的甲銨液吸收，放出的冷凝熱和吸收熱用以 產(chǎn)生中壓蒸汽 供后續(xù)工序之用。 ? 流出高壓甲銨冷凝器的物料進(jìn)氣液分離器 3，液體回合成塔。 主要設(shè)備 — 甲銨冷凝器 ? 中壓循環(huán)：在中壓分解塔 6內(nèi)進(jìn)行甲銨的分解和氨的氣化和精餾；出口氣經(jīng)冷卻進(jìn)入中壓吸收塔 8，通過(guò)精餾將氨和甲銨液分離， 塔頂?shù)玫郊?NH3，塔底得到甲銨液。 ? 純 NH3在氨冷凝器 9冷凝并流入液氨貯槽 10， 一部分作為回流，其余用高壓泵 22送往高壓系統(tǒng) 。 ? 甲銨液用高壓甲銨泵 23送回高壓循環(huán)。 中壓循環(huán)過(guò)程 ? 低壓循環(huán)：中壓分解出口液送入低壓分解塔 12，進(jìn)一步分解甲銨和將 NH3和 CO2排入氣相。 ? 出口氣 體經(jīng)冷凝和吸收后 用低壓甲銨泵 26送到中壓系統(tǒng) 。 ? 出塔液 體再 進(jìn)入真空預(yù)濃縮器 16，在 空下分離，得到更為純凈的尿素溶液，送去蒸發(fā)。 低壓循環(huán)過(guò)程 優(yōu)點(diǎn)： ①提高了合成氨碳比及 CO2的轉(zhuǎn)化率，有利于提高氣提效率。 ②通過(guò)熱氣提方式，使未轉(zhuǎn)化物直接
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