【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作壓力為 。尿液順降膜交換器流下，同時(shí)被加熱，由于溶液中過剩氨的自汽提的作用，使二氧化碳沸騰出溶液，從而降低了溶液中的二氧化碳含量，為防止汽提塔的腐蝕，在汽提塔頂、底部加入從 鈍化空壓機(jī) 來的鈍化空氣，從中壓吸收塔塔底來的甲銨液經(jīng)高壓甲銨液泵加壓后和汽提塔氣相進(jìn)入甲銨混合器 ,然后進(jìn)入高壓甲銨冷凝器 ,在高溫高壓下冷凝，回收甲銨冷凝熱，并產(chǎn)生 的低壓蒸汽，冷凝后的甲銨經(jīng)過甲銨分 離器分離后進(jìn)入甲銨噴射器， 8 然后被甲銨噴射器的驅(qū)動(dòng)液液氨一起帶入合成塔。甲銨分離器分離出的不 凝氣體，主要含有惰性氣和少量的氨和二氧化碳，這些氣體經(jīng)控制減壓閥加壓后送到中壓分解收集罐中。 (2) 分解和回收 分解和回收分 中壓分解回收、 低壓分解回收和 真空分解回收三段降壓進(jìn)行。 第一段 中壓分解回收 ： 汽提塔底部溶液經(jīng)降壓閥 LC9202 減壓到 進(jìn)入中壓分解分離器 ,溶液在此閃蒸并分離，分離后尿液進(jìn)入中壓分解塔 甲銨在此分解 E102A殼體用 蒸汽供熱， E102B 用汽提塔蒸汽冷凝液分離器 的 蒸汽冷凝液供熱。 從中壓分解塔分離器 頂部出來的含有氨和二氧 化碳的氣體先送到真空預(yù)濃縮器 殼程中，被中壓碳銨液泵送來的碳銨液吸收，其吸收和冷凝熱用來蒸發(fā)尿液中的部分水份，然后進(jìn)入中壓冷凝器用冷卻水冷卻，最終進(jìn)入中壓吸收塔 . 中壓吸收塔為泡罩塔，它用氨升壓泵來的液氨和氨水泵送來的氨水共同洗滌二氧化碳。中壓吸收塔頂部含有微量惰氣的氣氨進(jìn)入氨冷凝器冷凝成液氨，收集于氨收集器 ,不凝氣通過氨回收塔 進(jìn)入中壓惰性氣體洗滌塔 ,用蒸汽冷凝液經(jīng)冷卻后作吸收液吸收氨成為氨水，惰性氣體放空，其吸收熱通過中壓氨吸收塔用冷卻水帶走，氨水通過氨水泵被送到中壓吸收塔。中壓吸收塔 底部溶液通過高壓甲銨泵加壓到 送到甲銨冷凝器 中，返回合成圈。 第二段 低壓分解和回收 ： 中壓分解收集器的尿液經(jīng)減壓閥（ LV9301）減壓到 進(jìn)入低壓分解塔分離器 ,尿液在此閃蒸并分離后進(jìn)入低壓分解塔 ,分解尿液中剩余的甲銨，熱源由 蒸汽提供。 從低壓分解塔分離器頂部出來的氣體與來自解吸塔、水解器的氣體以及 P103 泵送過來的碳銨液和 P114 泵送過來的工藝?yán)淠阂黄疬M(jìn)入低壓冷凝器 ,用循環(huán)水進(jìn)一步冷凝，冷凝下來的碳銨液和不凝氣體進(jìn)入碳銨液儲(chǔ)槽 ,碳銨液通過中壓碳銨液泵（ P103A/B）通過 真空預(yù)濃縮器 E104 送到 （ C101） ，其中的惰性氣體進(jìn)入低壓惰性氣體洗滌塔（ C104） ,用蒸汽冷凝液冷卻后作吸收液吸收，通過低壓氨吸收塔（ E112）后進(jìn)入 V106，不凝氣放空。 第三段 真空分解和回收 ： 低壓分解收集器（ L103）的尿液經(jīng)減壓閥（ LV9401）減壓后送到真空預(yù)濃縮分離器（ V104） ,尿液在此閃蒸并分離，分離后尿液進(jìn)入真空預(yù)濃縮器（ E104）分解殘余的甲銨，熱源來自中壓分解氣的冷凝熱和吸收熱，尿液進(jìn)入真空預(yù)濃縮收集器（ L104）后，通過尿素溶液泵（ P106）泵送到 真 空部分，氣相被抽至一段真空濃縮系統(tǒng)進(jìn)行冷凝，冷凝后的液體去工藝?yán)淠翰糠帧? 9 (3) 尿液的濃縮和造粒 由 P106 送來的尿液被送到一段真空濃縮器（ E114） ,用 蒸汽加熱，汽液混合物進(jìn)入一段真空分離器（ V114）進(jìn)行汽液分離： （ 1） 氣相與真空預(yù)濃縮分離器的氣相混合后進(jìn)入一段真空第一表冷器（ E151A/B） ,冷凝后液相進(jìn)入工藝?yán)淠翰郏?T102） ,氣相與調(diào)節(jié)一段真空系統(tǒng)操作壓力的空氣混合，通過 PV9502 被 的蒸汽由一段真空系統(tǒng)第一噴射器（ EJ151）抽到一段真空第二表冷器（ E152） ,冷凝后，液相進(jìn)入 T102，氣相經(jīng)一段真空系統(tǒng)第二噴射器（ EJ152）抽入到一、二段真空系統(tǒng)公用表冷器（ E156） ,冷凝后，液相進(jìn)入 T102，氣相最終放空； （ 2） 液相通過壓差尿液自動(dòng)進(jìn)入二段真空濃縮器（ E115）。 二段真空濃縮器（ E115）內(nèi)的尿液被 的蒸汽加熱后進(jìn)入二段真空分離器（ V115）進(jìn)行汽液分離： （ 1） 氣相被 蒸汽通過二段真空系統(tǒng)第一噴射器即升壓器（ EJ153）抽入到二段真空系統(tǒng)第一表冷器（ E154），冷凝后液相進(jìn)入（ T102） ,氣相和用來調(diào)節(jié)第二段真空系統(tǒng)的空氣（由 PV9509 進(jìn)入）混合，由二段真空系統(tǒng)第二噴射器（ EJ154）抽入到二段真空系統(tǒng)第二表冷器（ E155）冷凝后，液相進(jìn)入 T102，氣相被二段真空系統(tǒng)第三噴射器（ EJ155）抽到一、二段真空系統(tǒng)公用表冷器（ E156） ,液相進(jìn)入 T102,氣相最終放空； 液相即尿素熔融物經(jīng)熔融尿素泵（ P108）送至造粒塔（ L108）造粒。 開停車過程中排出的尿液收集于尿液槽（ T101）中，再經(jīng)尿液回收泵（ P109A/B）輸送到尿液濃縮系統(tǒng)。由造粒噴頭（ L109A/B）噴出的尿素液滴在自由 降落過程中冷凝固化成粒狀尿素，通過刮料機(jī)（ H101） 輸送到造粒塔皮帶（ H102）上，然 后通過尿素循環(huán)皮帶輸送機(jī)（ H103） 送往包裝工段進(jìn)行稱重包裝 . 水解系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 水解系統(tǒng)流程 來自一、二段真空系統(tǒng)（ L10 L106）的含有氨和二氧化碳的工藝?yán)淠菏占冢?T102）中，各處排放的碳銨液收集于碳銨液排放槽（ T104） ,并通過碳銨液排放泵（ P116A/B）輸送到 T102 中。 T102 中的工藝?yán)淠河山馕o料泵（ P114A/B）加壓經(jīng)解吸塔預(yù)熱器（ E116）預(yù)熱后送到解吸塔（ C102）頂部 ，其預(yù)熱器熱源由解吸塔廢液提供，解吸塔分上、下兩段，上 段出液由水解器給料泵（ P115A/B）加壓，經(jīng)過水解器預(yù)熱器（ E117）預(yù)熱后送到水解器（ R102）。在 R102 內(nèi)，尿素被 的蒸汽所分解，水解液經(jīng)過水解器換熱器換 熱后進(jìn)入解吸塔下段的頂部，解吸塔底用 的蒸汽直接加熱，解吸塔及水解器頂部出氣與低壓分解分離器（ V103）頂部出口氣體混合進(jìn)入低壓回收部分，廢液經(jīng) E116 回收熱量 10 后去界區(qū)。 1 碳銨液槽 2 解吸泵 3 解吸預(yù)熱器 4 解吸塔 5 水解泵 6 廢液槽 7 廢液泵 8 水解換熱器 9 水解器 圖 氨汽提法合成尿素水解 系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖 水解解吸操作中典型設(shè)備介紹及其應(yīng)用 (1) 解吸塔 用途：解吸工藝?yán)淠褐械陌焙投趸?，該塔為浮閥塔板。 (2) 操作：該塔分為兩段，下段組成。工藝水 在最頂端進(jìn)料 。含有 NH CO2 和尿素的工藝水經(jīng)塔上段汽提氨后，送入水解器進(jìn)行尿素水解。被處理過的水從水解器出來到下段頂部，在此剩余的 NH3 被直接加入到塔底的 飽和蒸汽汽提出來，離開塔頂?shù)臍怏w與水解塔 R102 頂部氣體和低壓分離器 V103 的氣體混合進(jìn)入 E108 進(jìn)行冷凝回收。 主要工藝條件 解吸塔操作壓力 Mpa；操作溫度塔底液相 143℃ ，塔頂氣相 85℃ ， 排出廢液含NH3 量 ≤40mg/tUr,工藝條件影響 如下 : (1) 溫度 因?yàn)榧卒@的分解反應(yīng)，過量氨及游離二氧化碳的解吸都是大量吸熱的過程。所以 ，在設(shè)備材料允許的情況下，應(yīng)盡量提高氣提操作溫度，以利于氣提過程的進(jìn)行。但是，溫度太高則腐蝕嚴(yán)重，同時(shí)加劇副反應(yīng)的發(fā)生，這將影響尿素的產(chǎn)量和質(zhì)量。工業(yè)生產(chǎn)上，氣 11 提塔操作溫度一般選為 190 度左右。通常用 的蒸汽加熱以維持塔內(nèi)溫度。 (2) 壓力 從氣提的要求來看，采用較低的氣提操作壓力，有利于甲銨的分解和過量氨的解吸，這樣能減少低壓循環(huán)分解的負(fù)荷，同時(shí)提高氣提效率。但是，實(shí)際生產(chǎn)中二氧化碳?xì)馓岵僮魇遣捎门c合成操作等壓的條件進(jìn)行的，因?yàn)檫@樣有利于熱量的回收，同時(shí)能降低冷卻水和能量消耗。如果采 用較低的壓力，會(huì)使尿素合成率降低，從而增大氨和二氧化碳的循環(huán)量，同時(shí)還會(huì)使氣提后氣體中水含量增加，使返回甲銨液濃度降低，影響合成率。 (3) 液氣比 氣提塔的液氣比是指進(jìn)入氣提塔的尿素熔融物與二氧化碳的質(zhì)量比，它是由尿素合成反應(yīng)本身的加料組成確定的，不可以任意改變。從理論上計(jì)算，氣提塔中的液氣比為 3． 87，生產(chǎn)上通?？刂圃?4 左右，液氣比的控制是很重要的。當(dāng)塔內(nèi)液氣比太高時(shí)，氣提效率顯著下降；液氣比太低，易行成干管。造成氣提管缺氧而嚴(yán)重腐蝕。在生產(chǎn)上，除了控制氣提塔的液氣比外，還要嚴(yán)格要求氣提塔中的 液氣均勻分布。 (4) 停留時(shí)間 尿素熔融液在氣提塔內(nèi)停留時(shí)間太短，甲銨和過量氨來不及分解，達(dá)不到氣提的要求；但停留時(shí)間過長(zhǎng)，氣提塔生產(chǎn)強(qiáng)度降低，同時(shí)副反應(yīng)加劇，影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。一般氣提塔內(nèi)尿液停留時(shí)間以 1min 為宜 [6]。 生產(chǎn)組織制度 法定假日和星期假日采用輪換倒班制度 ， 采用 4 班倒制 ， 連續(xù)工作制 ， 工作日 =365設(shè)備維修日 =36535=330 天 ,每天生產(chǎn)成品尿素 20xx00/330=606t，即每小時(shí)生產(chǎn) 25 噸尿素 。 12 第 3 章 物料衡算與熱量衡算 尿素生 產(chǎn)過程的物料衡算同其他化學(xué)生產(chǎn)過程的物料衡算一樣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，通過計(jì)算求得加入設(shè)備和離開設(shè)備的物料各組分的成份、重量和體積，為進(jìn)一步進(jìn)行熱量衡算、設(shè)備計(jì)算等提供定量的依據(jù)。 物料衡算根據(jù)下列公式 ∑G 入 =∑G 出 +∑G 損 式中 ∑G— 輸入物料總和； ∑G— 輸出物料總和； ∑G— 損失物料總和。 對(duì)于氨汽提法尿素生產(chǎn)，由于物料的循環(huán)反應(yīng)，在計(jì)算物料平衡時(shí)，全系統(tǒng)物料平衡的完整性很重要。改變某設(shè)備的任何一個(gè)參數(shù)都會(huì)影響全系統(tǒng)的物料平衡。各設(shè)備的物料衡算，必須在全系統(tǒng)物衡算完成 以后才能判斷各設(shè)備物料衡算的結(jié)果。因此對(duì)尿素生產(chǎn)后所產(chǎn)生的冷凝液的量，組分含量以及所加入的加熱蒸汽量必須進(jìn)行水解解吸系統(tǒng)的物料衡算 [7]。 物料衡算計(jì)算條件的確定 在進(jìn)行物料衡算之前，必須確定系統(tǒng)輸入、輸出、損失等物料量及計(jì)算基準(zhǔn)等計(jì)算條件。尿素物料衡算有下列各項(xiàng) : (1) 計(jì)算基準(zhǔn) 尿素物料衡算以每年生產(chǎn) 20 萬 噸尿素，每年按照 8000 小時(shí)計(jì)算，即每小時(shí)生產(chǎn) 25噸尿素 。 (2) 處理后的工藝水氨含量為 4106kg/tUr， 尿素含量為零，符合國家廢液排放標(biāo)準(zhǔn) 。 13 氨汽提法水解系統(tǒng)物料 衡算 高壓系統(tǒng)物料衡算 注： R101合成塔； V101甲銨分離器； E101汽提塔； E104甲銨冷凝器； P101高壓氨泵； P102高壓甲銨泵； K101CO2 壓縮機(jī) 圖 高壓合成系統(tǒng)示意圖 以 R101 出口生成 1t(1000kg)尿素為基準(zhǔn)（注：不考慮尿素在 E101,E102 等處水解）。以安化公司取樣分析數(shù)據(jù)為例 表 取樣分析數(shù)據(jù) 組成 %（ m/m） ○ 8 ○10 ○ 11 NH3 CO2 Ur — H2O 這樣從合成塔出來的流股 ○ 8 總量 =1000/=3222kg 流股 ○ 8 各位組分量為： NH3 3222=1133kg= CO2 3222=489kg = Ur 1000kg= 14 H2O 3222=600kg= 根據(jù) R101 合成塔出口各物料量，可求的進(jìn)塔各量： ∵ 2NH2+CO2=(NH2)2CO+H2O 生成的量 Ur 為 ∴ 反映掉 NH3 反映掉 CO2 生成的 H2O 故進(jìn)塔各組分量為： NH3 +==1700kg CO2 +==1222kg H2O ==300kg NH3/CO2=H2O/CO2=XCO2=反應(yīng)掉的 CO2/入塔 CO2 總量 =() 100%=60% 由于在 R101 內(nèi)生成的尿素有一部分夾在真空分離氣中，后進(jìn)入 R102 水解成 NH3 和 CO2再返回 R101,據(jù)經(jīng)驗(yàn)，假設(shè)每噸尿素有 5kg 水解，那么： 從壓縮機(jī)來的流股 ○ 4 CO2 [（ 10005） /60] 44=730kg 流股 ○ 10 區(qū)中壓系統(tǒng)各組分量： NH3 (1000/) =515kg CO2 (1000/) =115kg Ur 1000kg H2O (1000/) =498kg 從甲胺分離器出來的流股 ○ 11 個(gè)組分量：據(jù)經(jīng)驗(yàn)知：每噸尿素含 50kgNH3 和 3kgCO2 及 10kg惰氣（也可通過安化公司取樣分析實(shí)測(cè)出來）。離開高壓系統(tǒng)總物料量 =流股 ○ 14 +○ 10 ∴ NH3 515+50=565kg CO2 115+3=118kg Ur 1000+0=1000kg H2O 498+0=498kg 15 入高壓系統(tǒng)總物料流量 =流股 ○ 4