全循環(huán)法合成尿素(年產(chǎn)10萬噸)-在線瀏覽
2024-10-03 14:22本頁面
【正文】 液氨和吸收成氨基甲酸銨水溶液，用泵加壓返回合成系統(tǒng)中去循環(huán)利用。 目前，我國大型廠采用的多數(shù)是二氧化碳汽提法和傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法 一 工藝流程論證 尿素的性質(zhì)尿素物理化學(xué)性質(zhì)：⊙℃. ⊙易吸濕：硝銨尿素硫銨 尿素的化學(xué)性質(zhì)：，但不能使指示劑變色 2尿素→縮二脲+氨氣通常尿素的工業(yè)生產(chǎn)以CO和NH為原料，在高溫高壓作用下合成尿素較廉價。尿素合成反應(yīng)只在較高溫度（140℃以上）下，其反應(yīng)速度才較快而具有工業(yè)生產(chǎn)意義。工業(yè)生產(chǎn)的條件范圍為溫度160—210℃和壓力13—24Mpa。投入的原料氨和二氧化碳僅部分地轉(zhuǎn)化為尿素和水，而未反應(yīng)的原料則溶解于這一水溶液中。因原料氨和二氧化碳的配比均高于化學(xué)計量比，即NH/ CO摩爾比大于2，所以以氨計的轉(zhuǎn)化率則更低。從能量平衡來說，即如何充分利用反應(yīng)熱量以降低能耗，是提高生產(chǎn)經(jīng)濟性的關(guān)鍵。最早實現(xiàn)工業(yè)化的方法是不循環(huán)法和部分循環(huán)法；后來即被水溶液全循環(huán)法所代替；其后， 又出現(xiàn)了各種氣提法流程。主要的尿素生產(chǎn)技術(shù)的工藝流程、主要設(shè)備和操作條件。 ^3 Damp。$ X+ h C0 k3 |9 K1 jamp。合成塔出口溶液經(jīng)一次減壓分解，得到較為純凈的尿素水溶液并加工成尿素產(chǎn)品。這種原料一次通過，未反應(yīng)物不循環(huán)返回合成塔的方法稱為不循環(huán)法流程。優(yōu)點：工藝簡單、性能穩(wěn)定。此法成本高，技術(shù)落后，早已淘汰不用。此法稱為全循環(huán)法。!Ⅰ. 傳統(tǒng)! mt {r1 A39。原料液氨和二氧化碳同循環(huán)尿素合成后未反應(yīng)物氨和CO，經(jīng)分解分離后，用水吸收成甲銨溶液，然后循環(huán)回合成系統(tǒng)稱為水溶液全循環(huán)法。Ⅱ. 改良C法日本三井東壓/東洋工程全循環(huán)改良C法，是傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)改進，此法采用較高的合成壓力和溫度，并取較高的氨碳比和較低的水碳比，轉(zhuǎn)化效率高，降低了分解循環(huán)吸收的負荷。但熱回收利用不高，總能耗低于傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法。缺點：，反應(yīng)熱被大量的循環(huán)液所降溫，沒有充分利用；一段甲銨泵腐蝕嚴重，對甲銨泵的制造、操作和維修比較麻煩；為了回收微量的CO2和氨氣使流程變得過于復(fù)雜。 c) w所謂氣提法就是用氣提劑如CO氨氣、變換氣或其他惰性氣體，在一定壓下加熱，促進未轉(zhuǎn)化成尿素的甲銨的分解和液氨氣化。氣提時間愈短愈好，可防止水解和縮合反應(yīng)。實際上，為了維持合成尿素塔的反應(yīng)溫度，部分甲銨的生成留在合成塔中，而不是全部在高壓冷凝器中完成Ⅰ.二氧化碳氣提法工藝的特點：用原料CO2氣提，氣提效率高，使未轉(zhuǎn)化物大部分直接返回，少量殘余物在一次低壓分解循環(huán)即可回收，省去了中壓循環(huán)，簡化流程。高壓圈內(nèi)高壓冷凝器的余熱溫度高，用來副產(chǎn)蒸汽，有利于能量的利用，降低蒸汽和冷卻水消耗。低氨碳比下介質(zhì)的腐蝕性較嚴重，因此采用防腐氧氣，并需注意爆炸問題。⑵動力消耗少，循環(huán)物料少。⑶蒸汽用量，冷卻水用量少。通過熱氣提方式，使相當(dāng)多的未轉(zhuǎn)化物直接返回。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。 缺點：氨氣提（熱氣提）效率不如二氧化碳氣提，需要設(shè)中壓分解循環(huán)，流程長，設(shè)備較多。操作壓力、溫度、流量最低，降低了合成塔，壓縮機之要求。輸送設(shè)備少，無甲銨泵等。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，時間較長，所以無論是技術(shù)還是經(jīng)驗方面都較為成熟，水溶液全循環(huán)法不消耗貴重的溶劑，循環(huán)動力消耗較小投資省。所以從技術(shù)性，經(jīng)驗性，經(jīng)濟性，安全性方面綜合考慮選用碳酸銨鹽水溶液全循法較好。約125℃送往尿素合成塔，二氧化碳凈化：來自CO壓縮機二段出口的CO氣體，進入兩個串聯(lián)的脫硫槽，氣體中的硫化物與脫硫劑作用。 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)流量計后進入液氨緩沖鑵的原料室。 ，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。 尿素熔融液與未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離合成 MPa（絕），進入預(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，進行換熱蒸餾，使液相總的部分甲胺與過剩氨分解、氣化進入汽相。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入。熱能回收段派出的氣液混合物進入一段吸收冷卻器底部，在循環(huán)冷卻軟水的冷卻作用下，氣體進一步發(fā)生冷凝。出氨冷凝器的氣體經(jīng)惰氣洗滌進防爆空間后，依次進入氨冷凝器，在此冷凝的氨也流入液氨緩沖鑵。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。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。 尿素溶液的加工
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