全循環(huán)法合成尿素(年產(chǎn)10萬噸)(編輯修改稿)
2024-10-03 14:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有助于提高氣提效率。通過熱氣提方式，使相當(dāng)多的未轉(zhuǎn)化物直接返回。高壓圈內(nèi)高壓冷凝器副產(chǎn)蒸汽，有利于能量的利用。合成系統(tǒng)采用高碳比，還有助于減輕設(shè)備的腐蝕，少加防腐空氣。 優(yōu)點(diǎn)：與二氧化碳?xì)馓岱鞒滔啾?，氨氣提采用高氨碳比、高溫、高壓的合成條件，具有一定的優(yōu)點(diǎn)，合成反應(yīng)的CO2轉(zhuǎn)化率較高，系統(tǒng)的腐蝕問題較輕。 缺點(diǎn)：氨氣提（熱氣提）效率不如二氧化碳?xì)馓?，需要設(shè)中壓分解循環(huán)，流程長(zhǎng)，設(shè)備較多。 工藝流程方案的選擇雖然二氧化碳?xì)馓岱ㄒ草^好，流程短、效率高，設(shè)備少，易操作動(dòng)力消耗少，循環(huán)物料少。操作壓力、溫度、流量最低，降低了合成塔，壓縮機(jī)之要求。蒸汽用量，冷卻水用量少。輸送設(shè)備少，無甲銨泵等。但是此合成法技術(shù)較新，許多方面還不夠成熟，且高壓設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，需特別處理，并且容易爆炸，有一定的危險(xiǎn)。水溶液全循環(huán)法和氣提法比較，水溶液全循環(huán)法應(yīng)用較廣，時(shí)間較長(zhǎng)，所以無論是技術(shù)還是經(jīng)驗(yàn)方面都較為成熟，水溶液全循環(huán)法不消耗貴重的溶劑，循環(huán)動(dòng)力消耗較小投資省。由于我國(guó)尿素生產(chǎn)主要采取水溶液全循環(huán)法而且由于碳酸銨鹽水溶液全循環(huán)法工藝及技術(shù)相當(dāng)成熟，設(shè)備要求簡(jiǎn)單且投資相對(duì)少，工藝流程方便易行，再添加污水處理系統(tǒng)以后，使整個(gè)生產(chǎn)的污染減少，所以這里采用碳酸銨鹽水全循環(huán)法。所以從技術(shù)性，經(jīng)驗(yàn)性，經(jīng)濟(jì)性，安全性方面綜合考慮選用碳酸銨鹽水溶液全循法較好。 工藝流程論證目前，工業(yè)上由NH和CO直接合成尿素分以下四個(gè)步驟：㈠NH和CO的原料供應(yīng)及凈化㈡NH和CO合成尿素㈢尿素熔融液與未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離和回收㈣尿素溶液的加工 NH和CO的原料供應(yīng)及凈化 二氧化碳的壓縮:來自脫碳工段的35～40℃，（絕），%(干基，體積)，%（干基，體積）的原料二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)液滴分離法分離出液滴后進(jìn)入CO壓縮機(jī)，經(jīng)一、（絕），冷卻除水后送往CO壓縮機(jī)，經(jīng)三四， MPa（絕）。約125℃送往尿素合成塔，二氧化碳凈化：來自CO壓縮機(jī)二段出口的CO氣體，進(jìn)入兩個(gè)串聯(lián)的脫硫槽，氣體中的硫化物與脫硫劑作用。(標(biāo))以下，出脫硫槽的凈化氣體去CO壓縮機(jī)三段入口，當(dāng)脫硫劑含硫量趨于飽和，CO氣體含硫量不足時(shí)，啟用備用的脫硫槽，并對(duì)原脫硫槽中的廢脫硫劑進(jìn)行交換，以資備用。 NH和CO合成尿素 來自液氨貯鑵溫度≦30℃，（絕）的原料液氨經(jīng)液氨過濾器過濾，并經(jīng)流量計(jì)后進(jìn)入液氨緩沖鑵的原料室。來自液氨冷凝器的循環(huán)液氨進(jìn)入液氨緩沖鑵的回流室，其中的部分超過擋板，與原料氨混合后，（絕）送往液氨預(yù)熱器，被蒸汽冷凝液加熱至約70℃進(jìn)入尿素合成塔，液氨緩沖槽回流室的液氨作為回流氨去一段吸收塔。 ，其組成NH/(摩爾比)，188℃， MPa（絕），在188℃的合成條件下，經(jīng)過足夠的停留空間，約有64%的CO轉(zhuǎn)化為尿素，反應(yīng)熔融液自塔頂排出。尿素合成塔壓力有出口壓力調(diào)節(jié)閥控制。 尿素熔融液與未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離合成 MPa（絕），進(jìn)入預(yù)蒸餾塔上部，在此分離出閃蒸氣體后，溶液自流至中部蒸餾段，與一段分解加熱器來的熱氣體逆流接觸，進(jìn)行換熱蒸餾，使液相總的部分甲胺與過剩氨分解、氣化進(jìn)入汽相。同時(shí)，汽相中的水蒸汽部分冷凝。與蒸餾后的尿素溶液自蒸餾段下部流往一段分解加熱器上升到預(yù)蒸餾塔底部分離為兩相，液相自塔低流出，經(jīng)減壓送往二段分解塔，汽相自上而下的通過蒸餾段自塔頂溢出一段蒸餾塔的熱能回收段，一段分解系統(tǒng)所需的防腐空氣自一段分解尿液管道上補(bǔ)入。 來自預(yù)蒸餾塔的一段分解氣體與來自二段甲胺泵的二段碳酸液在一段蒸發(fā)器熱能回收段混合，發(fā)生部分冷凝，放出的熱量用于加熱尿素溶液。熱能回收段派出的氣液混合物進(jìn)入一段吸收冷卻器底部，在循環(huán)冷卻軟水的冷卻作用下，氣體進(jìn)一步發(fā)生冷凝。出一段吸收冷卻器的氣液混合物進(jìn)入一段吸收塔的底部，氣相經(jīng)鼓泡段鼓泡只收后，為吸收的氣體進(jìn)入槽流段被來自惰氣洗滌器的濃氨水與來自液氨緩沖槽的回流氨進(jìn)一步清洗吸收，塔頂排出的50℃，含CO100PPM的氣氮進(jìn)入氮冷凝器，部分氣氮在此冷凝下了流往液氨緩沖槽。出氨冷凝器的氣體經(jīng)惰氣洗滌進(jìn)防爆空間后，依次進(jìn)入氨冷凝器，在此冷凝的氨也流入液氨緩沖鑵。未冷凝氣體送至惰氣洗滌器，來自二循二冷凝器的氨水吸收，尾氣減壓送至尾氣吸收。惰氣洗滌器排出的約45℃的濃氨水送往一段吸收塔頂部，一段吸收塔底部得到的9095℃的一段碳銨液通過一段甲胺泵加壓后送往尿素合成塔。 MPa（絕）后，送往二段分解塔上部，與來自二段分解塔頂部排出，與來自解吸氣混合后進(jìn)入二循一冷凝器，被蒸發(fā)冷凝液吸收送往一段蒸發(fā)器熱能回收段。出二循一冷凝器的氣體在二循二冷凝器內(nèi)繼續(xù)被蒸發(fā)冷凝器吸收。惰氣洗滌器尾氣與二循二冷凝器尾氣只收塔，被來自尾氣吸收塔的蒸發(fā)冷凝液吸收，生成的碳銨液送至碳銨液槽貯存，尾氣通過放空總管放空。 尿素溶液的加工 （絕）后進(jìn)入閃蒸槽，從此分離為氣液兩相，約70%（重量）的尿素排出一段蒸發(fā)器， MPa（絕）下，尿素溶液經(jīng)熱能回收段和蒸氣加熱段被加熱至130℃，濃度約96%,在段蒸發(fā)
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