【正文】 106) 企標(biāo) Q/XBA0492023 氧化鋁球 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn) 裝置 尿素裝置 廠家 序號 分析項目 單位 指標(biāo) 檢驗方法 1 Al2O3+ SiO2 % ≥ 92 驗證 2 Al2O3 % ≥40 驗證 3 SiO2 % ≥42 驗證 4 Fe2O3 % ≤ 驗證 5 尺寸 mm ∮6 驗證 產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格 產(chǎn)品規(guī)格 尿素裝置生產(chǎn)的昆侖牌顆粒尿素規(guī)格（ GB24402023優(yōu)級品） : 含氮量 ≥％（ wt）； 縮二脲（ Bi） ≤％（ wt）； 水份（ H2O） ≤％（ wt）； 篩分 ≥93％（ wt），粒度在 。干基 ) H2： ≤1%(V造粒過程的尿素粉塵自造粒塔頂排出。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 （ 6）造粒塔造粒系統(tǒng) 二段蒸發(fā)器出來的濃尿液經(jīng)熔融泵送至旋轉(zhuǎn)的造粒噴頭，均勻地噴灑在造粒塔的截面上，液滴在下降過程中被冷卻固化，造粒塔底生成的普通顆粒尿素產(chǎn)品，由刮料機送入下料槽，經(jīng)尿素產(chǎn)品后冷器冷卻后，運輸至成品車間。 真空預(yù)濃縮器、一段蒸發(fā)器及二段蒸發(fā)器氣液分離后，自頂部蒸發(fā)出的蒸汽經(jīng)多級冷凝，形成工藝?yán)淠?，排入氨水槽?nèi)。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 （ 5）尿液濃縮工序 精餾液經(jīng)減壓后 ,與大顆粒尿素粉塵回收形成的稀尿液一同進入真空預(yù)濃縮器（新增，取消了原閃蒸槽），采用飽和蒸汽作熱源，將尿液濃度由 70%預(yù)濃縮至 80%，濃縮液進入尿液儲槽，之后送一段蒸發(fā)器。 經(jīng)常壓吸收塔后未被吸收的氣體及水解系統(tǒng)出氣一并進入尾氣吸收塔底部，與從塔頂部進入的氨水（來自氨水槽）在塔內(nèi)逆向接觸傳質(zhì)，吸收氣相中的氨和二氧化碳，尾氣經(jīng)排氣筒排入大氣。循環(huán)吸收后液體送至常壓吸收塔再作為吸收液。 來自高壓洗滌器的氣體進入低壓吸收塔，自下而上與噴淋下來的吸收液逆流接觸，使氣體中剩余的氨和二氧化碳被冷凝進一步得到回收，尾氣經(jīng)減壓、消音后放空。得到的氣液混合物由循環(huán)加熱器出口管又返回到精餾塔下部液位槽。由于減壓，使汽提液中部分 CO2與 NH3分離出來，氣液混合物進入精餾塔內(nèi)上部的填料層。 合成氣進入高壓洗滌器后，用來自低壓循環(huán)系統(tǒng)的甲銨液洗滌吸收，吸收液進入高壓噴射器，氣體送至低壓吸收塔繼續(xù)回收氨和二氧化碳。合成液與塔底進入的二氧化碳?xì)怏w逆流接觸，未轉(zhuǎn)化為尿素的甲銨分解生成氨和二氧化碳，與原料二氧化碳混合成為氣提氣，進入高壓甲銨冷凝器。合成液進入進入氣提塔上部，合成氣進入高壓洗滌器。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 （ 2）合成和高壓循環(huán)系統(tǒng) 新鮮液氨和濃甲銨液、含有氨和二氧化碳的氣提氣一同送至高壓甲銨冷凝器，大部分氨和二氧化碳在其中反應(yīng)生成甲銨溶液。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 工藝流程說明 （ 1）原料液氨和二氧化碳加壓輸送系統(tǒng) 原料液氨經(jīng)高壓液氨泵加壓后，與高壓洗滌器來的濃甲銨液一同經(jīng)高壓噴射器送進高壓甲銨冷凝器。另外，根據(jù)反應(yīng)方程式，降低系統(tǒng)中的水含量對尿素的生成有利，但水含量也不能太低，以免循環(huán)系統(tǒng)的甲銨液太濃，產(chǎn)生結(jié)晶。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 根據(jù)設(shè)備材質(zhì)的耐用溫度不超過 190℃ ，確定操作溫度為 180185℃ 。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的平衡原理，在反應(yīng)進行的過程中必須持續(xù)地供給熱量，而且該反應(yīng)進行地非常緩慢，不容易達(dá)到平衡。在這種條件下，實際上約有 7880%的 NH3和 CO2被冷凝成液體，冷凝后的溫度為 ℃ 。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)高壓甲銨泵的出口壓力確定反應(yīng)壓力為 14～ 16MPa，反應(yīng)熱是由高壓甲銨冷凝器殼側(cè)的熱水及時移走生成副產(chǎn)品低壓蒸汽。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 反應(yīng)條件的確定 （ 1）甲銨的生成反應(yīng) 甲銨的生成反應(yīng)是一個體積縮小的強放熱反應(yīng)。該反應(yīng)進行得很緩慢，需要很長時間才能達(dá)到平衡。在一定的工藝條件下，如能及時地移走反應(yīng)熱，甲銨的生成反應(yīng)可以在瞬間達(dá)到平衡。以合成氨車間輸送來的 NH3和凈化輸送來的 CO2為原料 ,反應(yīng)生成成品尿素，設(shè)計日產(chǎn)尿素 1750噸，年生產(chǎn)能力為 52萬噸。尿素裝置技術(shù)講座 尿素裝置技術(shù)講座 目錄： 裝置工藝流程簡述（生產(chǎn)方法及工藝路線）； 裝置物料平衡圖； 裝置關(guān)鍵控制點及控制方法； 裝置目前存在的問題及解決辦法； 裝置進行過的技術(shù)改造及改造后裝置的情況； 1. 裝置工藝流程簡述（生產(chǎn)方法及工藝路線）； 裝置簡介 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置是上個世紀(jì)七十年代從荷蘭 STAMICARBON公司引進的 CO2氣提法尿素生產(chǎn)工藝技術(shù)，該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被國內(nèi)設(shè)計院全部消化吸收。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 尿素裝置主要由原料 NH3和 CO2的壓縮、高壓合成、低壓分解和循環(huán)吸收、解吸與水解、蒸發(fā)與造粒等部分組成。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 尿素生產(chǎn)的反應(yīng)原理 尿素生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)主要分兩步，第一步是液態(tài) NH3和 CO2反應(yīng)生成氨基甲酸銨（即甲銨），分子式為 NH4COONH2，反應(yīng)式為： 2NH3(液 )+ CO2 (氣 ) ≒ NH4COONH2(液 )+ /摩爾 (11) 第二步是甲銨在液相條件下發(fā)生脫水反應(yīng)生成碳酰二胺（即尿素），分子式為 CO(NH2)2,反應(yīng)式為： NH4COONH2(液 ) ≒ CO(NH2)2+H2O(液 ) /摩爾 （ 12) 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 式（ 11）也稱為甲銨的生成反應(yīng)，是強放熱、體積縮小的可逆反應(yīng)。 式（ 12）也稱為尿素的生成反應(yīng)，必須在液相下才能進行，是一個吸熱的可逆反應(yīng)。因此，在實際生產(chǎn)中，并不是所有的甲銨都能轉(zhuǎn)化為尿素，而是只有一部分，轉(zhuǎn)化率大約為 5559%。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的平衡原理，為使反應(yīng)盡快地達(dá)到平衡，必須及時地移走反應(yīng)生成的熱，并且提高反應(yīng)壓力對加快反應(yīng)速度有利。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 在該反應(yīng)壓力下，參考 NH3CO2二元氣液平衡圖，并綜合考慮副產(chǎn)蒸汽量最大及滿足合成塔的工藝要求（即保證有一部分 NH3和 CO2在合成塔內(nèi)繼續(xù)冷凝放熱供生成尿素反應(yīng)所需熱量），確定反應(yīng)溫度為 140150℃ ，投料 NH3/CO2為 。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 （ 2）尿素的生成反應(yīng) 尿素的生成反應(yīng)是一個必須在液相中進行的、吸熱的可逆反應(yīng)。在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，尿素生成反應(yīng)的反應(yīng)熱是由高壓甲銨冷凝器中未反應(yīng)的那一部分 NH3和 CO2繼續(xù)在合成塔內(nèi)反應(yīng)放出的反應(yīng)熱，因此不再需要從外界供熱。再根據(jù)尿素生成過程的平衡壓力圖，考慮到原料中 5%（ V）的空氣及惰氣，最終確定反應(yīng)壓力為 ～ 。因此，要合理控制高壓系統(tǒng)中的水含量。原料二氧化碳?xì)怏w經(jīng)摻入防腐用空氣后，進入液滴分離器分液（有冷凝液排放），之后經(jīng)壓縮進入氣提塔底部。 甲銨溶液與未反應(yīng)的氨和二氧化碳自高壓甲銨冷凝器出來進入尿素合成塔，繼續(xù)進行甲銨生成反應(yīng)，同時甲銨脫水轉(zhuǎn)化為尿素。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 在氣提塔，用飽和蒸汽進行加熱氣提。氣提液進入低壓循環(huán)系統(tǒng)。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 二氧化碳汽提尿素合成流程 CO2 130℃ NH3 合成塔 高甲冷 汽提塔 高洗器 低壓吸收塔 精餾塔 循環(huán)加熱器 低甲冷 低甲冷液位槽 去蒸發(fā)系統(tǒng) 去排氣筒 （ 3）低壓分解系統(tǒng) 汽提液經(jīng)液位調(diào)節(jié)閥減壓至 。經(jīng)填料層后， 由出口管進到循環(huán)加熱器，加熱到 130～ 135℃ 。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 造粒塔刮料機造粒噴頭尿素去包裝LS 68 06 2 0 0熔融尿素泵二段蒸發(fā)器二段蒸發(fā)分離器二段蒸發(fā)噴射器一段蒸發(fā)器一段蒸發(fā)分離器造粒塔電梯二段蒸發(fā)第二噴射器一段蒸發(fā)冷凝器一段蒸發(fā)噴射器最終冷凝器二段蒸發(fā)冷凝器I I二段蒸發(fā)第一噴射器二段蒸發(fā)冷凝器I氨水槽 （ 4）低壓分解與循環(huán)系統(tǒng) 氣提液經(jīng)減壓進入精餾塔，精餾氣體去低壓甲銨冷凝器，生成甲銨液送入高壓洗滌器頂部。來自氨水槽的吸收液分兩路進入吸收塔上、下兩段填料層：進入上段的為來自一段和二段蒸發(fā)的含氨較低的工藝?yán)淠?，可使氣體中的氨得以充分吸收；進入下段的為來自閃蒸槽冷凝器的含氨較高的工藝?yán)淠?，采用循環(huán)吸收以增加噴淋密度、提高吸收效率。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 來自精餾塔的低壓水解氣、水解系統(tǒng)的回流液、低壓洗滌器的循環(huán)液一同進入低壓甲銨冷凝器底部，氣體中的氨和二氧化碳被混合吸收液冷凝吸收，吸收后物料進入液位槽進行氣液分離，氣體直接進入常壓吸收塔中，自下而上與來自低壓吸收塔來的循環(huán)吸收液逆流接觸，氣體中的氨和二氧化碳被進一步冷凝吸收，吸收后液體升壓后送入高壓洗滌器作為吸收液。吸收后的稀氨水返回氨水槽。一段蒸發(fā)器出來的濃尿液濃度達(dá)到約 96%，一部分（約占 40%）抽出直接送大顆粒尿素造粒機，其余進入二段蒸發(fā)器經(jīng)進一步濃縮至 %，送造粒塔。不凝氣與吸收塔尾氣一并經(jīng)排氣筒排入大氣。后冷器排氣進造粒塔中部，其中尿素粉塵成為尿素造粒的晶核，提高尿素產(chǎn)品品質(zhì)，減少尿素粉塵排放。 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 裝置物料平衡圖 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 工藝指標(biāo) 原料指標(biāo) NH3 (液態(tài) ) 來源：合成氨裝置 壓力： （ A） 溫度： 18℃ 組成： NH3≥%(wt) 油 5ppm(wt) 水 +惰性物質(zhì) ≤%(wt) 流量： （設(shè)計） 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 CO2(氣體 ) 來源：合成氨裝置 壓力： (絕 ) 溫度： 40℃ 組成： CO2 ： ≥%(V干基 ) 惰性氣 ： ≤%(V 兗礦新疆煤化工有限公司尿素裝置技術(shù)講座 產(chǎn)品性質(zhì)（物理及化學(xué)） 純粹的尿素為無色、無味、無臭的針狀或柱狀晶體， 工業(yè)尿素因含有雜質(zhì)常為白色、淡黃色或淡紅色，純尿素的理論含氮量為 ％，分子量為 ，粒狀尿素有不易結(jié)塊，流動性好，易于使用等優(yōu)點。自然堆積的尿素每 m3重 ，或稱堆積比重為 。 對送合成系統(tǒng)的 CO2中氧的含量及脫氫后氫的含量用分析儀加以監(jiān)控，因為這是保證高壓設(shè)備不發(fā)生腐蝕的前提。 為防止脫氫后 CO2中的水蒸汽發(fā)生冷凝，腐蝕碳鋼設(shè)備及管線、管件， E107出口溫度 TI1206應(yīng)控制在 115℃ 以上。 %(V)