合成氨生產(chǎn)尿素原理.doc

尿素合成氨生產(chǎn)原理一、生產(chǎn)原理尿素分子式(NH2)2C0，是由液氨和二氧化碳，在尿素合成塔反應生成銨基甲酸銨(甲銨)，其中一部分脫水生成尿素，其反應式為：2NH3十C02NH2COON4NH2C00NH4 NH2CONH2十H20根據(jù)此反應機理，采用不同的壓力、溫度、氨碳比，形成各種生產(chǎn)工藝。二、二氧化碳汽提工藝二氧化碳汽提工藝特點是合成壓力低，氨碳比低，反應率高而不設(shè)中壓回收系統(tǒng)，流程短。缺點是由于氨碳比低，反應物料為酸性介質(zhì)腐蝕性較強，為防腐蝕在二氧化碳氣中添加氧較多達到05507，如操作不當在合成塔頂排氣中會產(chǎn)生過量氧與氫的爆炸性氣體，故在高壓洗滌器設(shè)有防爆板。在改進型二氧化碳汽提工藝中，為防止合成塔排氣形成爆炸性氣體，而采取了將二氧化碳氣中氫脫除的方法即二氧化碳壓縮機出口氣體先經(jīng)過氣體加熱器將氣體加熱，進入脫氫反應器(裝有把催化劑)，然后再將氣體冷卻，這樣增加了三個高壓設(shè)備，增加了投資。在70年代一些二氧化碳氣提尿素老廠進行技術(shù)改造，采用加雙氧水技術(shù)進行防腐蝕，減少了向二氧化碳氣中加氧氣量，使其達不到氧氫混合爆炸范圍，該項技術(shù)己得到推廣應用?，F(xiàn)將典型的二氧化碳汽提尿素的生產(chǎn)流程介紹如下：1原料液氨和氣體二氧化碳的壓縮由界外供給的液氨，用高壓氨泵將壓力提高到160兆帕，經(jīng)氨加熱器進一步加熱到70，送入高壓噴射器，將高壓洗滌器出來的甲銨液增壓，一并送人高壓冷凝器的頂部。由界外送來二氧化碳氣體，經(jīng)二氧化碳壓縮機壓縮至1379兆帕進入其汽提塔底部。2合成和汽提在高壓甲銨冷凝器上部送人新鮮的液氨，含有氨和二氧化碳的氣提氣以及循環(huán)返回系統(tǒng)的甲銨液也在14兆帕下送入，出口溫度為168170，氨二氧化碳為2829。換熱器用壓力04兆帕溫度143的沸水冷卻，物料中的氣體被冷凝，并反應生成甲銨，放出冷凝熱和生成熱，產(chǎn)生04兆帕的蒸汽，用于后續(xù)工序。在高壓冷凝器中，使氨與二氧化碳全部生成甲銨，大約有78的氨和70二氧化碳冷凝成液體，生成的甲銨液與末冷凝的氣體從底部各自的管離開高壓甲銨冷凝器，進入合成塔底部。反應物在合成塔內(nèi)自下而上通過，在溫度180185、壓力135140兆帕下，將甲銨轉(zhuǎn)化為尿素，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為5758，從內(nèi)部溢流管離開送人氣提塔。在合成塔頂部出氣中除氨、二氧化碳外，還有氧、氮、氫、惰性氣體等，送人高壓洗滌器。高壓洗滌器下部是直立管殼式浸沒冷凝器，器內(nèi)充滿液體，氣體鼓泡向上通過，上部為鼓泡段。液體出鼓泡段，一部分從內(nèi)溢流管返回浸沒冷凝段底部，一部分外流出去進入噴射泵的吸入口。出口甲銨液的溫度保持在160，為了防止冷卻過度，管外用熱水冷卻，熱水在一個封閉的加壓系統(tǒng)中用循環(huán)水泵循環(huán)。從高壓洗滌器頂部出來還含氨、二氧化碳氣的惰性氣進入吸收塔，被冷凝液吸收后放空。送入吸收塔的冷凝液是從氨水貯槽分別用解吸塔給料泵及升壓泵經(jīng)過頂部加料冷卻器送人吸收塔的上段填料層，用閃蒸槽冷凝液泵將閃蒸槽冷凝液送人下段填料層，在塔底所得的稀甲銨液，部分返回下段填料層循環(huán)吸收，部分送人低壓洗滌器中吸收從低壓甲銨冷凝器出來的氨和二氧化碳。最終甲銨液從低壓洗滌器或吸收器液位槽底部進入高壓甲銨泵，升壓后經(jīng)高壓洗滌器返回甲銨冷凝器。因高壓甲銨冷凝器中的壓力要比高壓洗滌器約高03兆帕，因此甲銨液必須在高壓噴射器中用160兆帕液氨噴射才能返回到反應系統(tǒng)中去。氣提塔，亦稱高壓熱交換器，從合成塔底部出來反應混合物從上部進入向下流入管束并以液膜狀態(tài)沿管壁向下流，然后在165175下從底部離開。從二氧化碳壓縮機來二氧化碳氣體從底部進入，將溶液中氨和二氧化碳趕出，實際上約有85的氨及75二氧化碳從反應混合物中被氣提出來，同時也有一些水蒸發(fā)出來，出口液體含氨68。從氣提塔頂部出來氣體送入高壓冷凝器的頂部。氣提塔用20兆帕飽和蒸汽進行加熱，與工藝液體相接觸的管子的溫度不能高于200，否則會發(fā)生嚴重腐蝕。3循環(huán)離開氣提塔的尿素減壓到025035兆帕，送入精餾塔。尿液中的一部分甲銨分解，所需的熱由溶液本身供給，從而使溶液的溫度下降到105110。溶液從精餾塔底進入循環(huán)加熱器，在此溶液的溫度升高到135，結(jié)果使甲銨再一次分解。在精餾塔底部的分離器中進行液氣分離，氣體通過填料上升，被下流的冷尿液所冷卻。而出精餾塔的氣體與解吸塔來的氣體一并進人低壓甲銨冷凝器的底部。為了取走甲銨生成熱與冷凝熱用調(diào)溫水冷卻，而調(diào)溫水又在循環(huán)水冷卻器中冷卻，這樣可避免冷卻水溫度過低而引起固體甲銨生成。低壓甲銨冷凝器頂部的氣液混合物進人液位槽，進行氣液分離。大部分甲銨液循環(huán)回低壓甲銨冷凝器，而一部分從底部抽出，用高壓甲銨泵送人高壓洗滌器的頂部。從液位槽的液體中分離出來的氣體隨即進入低壓吸收器被甲銨液洗滌，除惰性氣體外全部氣體被吸收下來，末冷凝的氣體離開吸收器頂部放空。從精餾塔底部出來的溶液減壓后進入閃蒸槽，在溶液減壓時少量的氨同較大量蒸汽從溶液中逸出，使溶液在溫度從135降到9095，得到尿素溶液濃度約為73，經(jīng)過大氣腿流入尿液貯槽。4尿液蒸發(fā)與造粒在蒸發(fā)系統(tǒng)中將尿素溶液中的水蒸發(fā)，濃縮成濃度為997的尿液，蒸發(fā)采用兩段真空蒸發(fā)。二段蒸發(fā)器用09兆帕蒸汽供熱，此時溶液濃縮到997。離開二段蒸發(fā)器底部的尿素熔體，由熔融尿素泵送人造粒塔頂?shù)脑炝婎^，噴淋造粒。顆粒狀尿素從造粒塔底出來被送往貯存包裝。產(chǎn)品尿素含氮463(質(zhì)量)，縮二脲09(質(zhì)量)。5解吸在閃蒸槽及蒸發(fā)系統(tǒng)中蒸發(fā)出來的水蒸氣在冷凝器中冷凝后，含有少量的尿素、氨和二氧化碳，經(jīng)過大氣腿流人氨水貯槽。從蒸發(fā)冷凝器來的含有少量尿素和氨的冷凝液流入氨水貯槽另一小室，被送到解吸塔的頂部。解吸塔是浮閥塔，進入的液體經(jīng)過各層塔板上的溢流管逐層流下，從塔底出去。蒸汽從塔底進入，由于液體與蒸汽的逆流接觸，液體中的氨和二氧化碳愈來愈少，而離開塔頂?shù)恼羝泻腥拷馕鰜淼陌焙投趸家约八魵??；旌蠚馔ㄟ^調(diào)節(jié)引人低壓冷凝器，將解吸的氨和二氧化碳循環(huán)回到反應系統(tǒng)中去。解吸塔底部出來的液體通過換熱器與入塔溶液換熱后，再通過塔底液位自動控制減壓后送人下水道，水中含有尿素02，含氨005，溫度約70。噸尿素耗氨580千克。80年代引進的尿素裝置將解吸塔排出水再經(jīng)高壓水解器用高壓蒸汽將水中含尿素和氨分解回收，使排水中含尿素和氫達到5106以下，可以用作鍋爐用水，不再排入下水道。三、新一代改進二氧化碳氣提工藝新一代改進二氧化碳氣提工藝，將原來立式高壓冷凝器改為臥式池式冷凝器，將布置高壓設(shè)備的框架降低了。特點是采用池式冷凝器，將原來立式降膜式甲銨冷凝器改為臥式結(jié)構(gòu)，工藝介質(zhì)走殼側(cè)，低壓蒸汽走管側(cè)，殼側(cè)為高壓簡體內(nèi)襯316L，筒體內(nèi)設(shè)U型管束，材質(zhì)為25-22-2，U型管與管板的焊接采用內(nèi)孔焊，即管子不穿過管板，只對管端頭與管板上的25-22-2襯里相焊接，施工難度較大。管內(nèi)通入蒸汽冷凝液用泵強制循環(huán)，利用甲銨冷凝反應熱副產(chǎn)低壓蒸汽。汽提氣在臥式殼側(cè)的甲銨液中鼓泡湍動冷凝吸收，大大提高了甲銨液在甲銨冷凝器中的停留時間，大約有63的尿素在甲銨冷凝器中生成，而可將尿素合成塔容積減少，降低合成塔的高度。由原來布置高壓設(shè)備高框架由65米降到385米，隨之工藝框架也降低了。改進二氧化碳氣提尿素合成塔采用了新型高效塔板，防止塔內(nèi)反應溶液的返混現(xiàn)象，合成塔容積較一般的二氧化碳氣體合成塔減少2025。池式冷凝器為高壓設(shè)備，材質(zhì)要求高，設(shè)備造價也高，日產(chǎn)1000噸尿素裝置，設(shè)備費超過1000萬人民幣，是其缺點。該工藝消耗指標較先進。四、氨汽提工藝工藝特點是：(1)氨二氧化碳比較高，為防腐蝕在二氧化碳氣中加氧量少，二氧化碳轉(zhuǎn)化率較高。(2)在高壓合成后，設(shè)有中低壓分解循環(huán)回收系統(tǒng)，操作彈性大，在50負荷下能正常運轉(zhuǎn)。(3)氣提塔的操作溫度、壓力較高，采用欽材或襯鉻的雙金屬管材，防止腐蝕。(4)尿素合成塔、甲銨冷凝器均布置在地面，沒有高框架，維修安裝均方便。(5)熱回收完善，蒸汽消耗量較少。工藝流程說明如下。尿素合成與高壓回收來自界區(qū)外的液氨，經(jīng)氨升壓泵升壓，再經(jīng)高壓氨泵送入氨預熱器，高壓液氨用作氨基甲酸銨噴射泵的驅(qū)動流體，使來自甲銨分離器的氨基甲酸銨溶液升至合成壓力。氨與甲銨的混合液進入合成塔與人塔的二氧化碳進行反應，生成氨基甲酸銨和尿素。由界區(qū)外送來二氧化碳經(jīng)壓縮機壓縮至1569兆帕，在二氧化碳壓縮機人口前加入少量空氣用以純化不銹鋼表面，防止由于反應物所造成的腐蝕?；旌衔镌诮的な郊訜崞飨蛳铝鲃拥耐瑫r被蒸汽加熱。溶液中的二氧化碳由于氨的氣提作用而從溶液中沸騰逸出，從而使溶液中的二氧化碳含量得到降低。來自氣提塔頂部的氣體和中壓吸收塔并經(jīng)高壓碳銨泵增壓的回收液，送往高壓甲銨冷凝器，全部混合物在此冷凝并經(jīng)噴射泵返回合成塔。2中壓分解與回收從氣提塔底部出來的含有低殘留量二氧化碳的溶液減壓至1765兆帕，進人中壓分解分離器頂部，減壓釋放出的氣體和溶液在此進行分離。溶液中殘留的甲銨在底部分解器分離。 含氨和二氧化碳的中壓分解氣體離開分離器頂部進入真空預濃縮器，被來自低壓分解回收的一部分碳銨溶液吸收，所產(chǎn)生的熱量供尿素蒸發(fā)使用中壓分解氣最終在中壓冷凝器中冷凝，冷凝熱量由冷卻水移走。在冷凝器中二氧化碳幾乎全部被吸收。從冷凝器來的混合物流人中壓吸收塔的下部，未吸收和末冷凝的氣體進入上部精餾段，二氧化碳在過程中被吸收，氨則被精餾出來。 回流氨送入頂部塔板，除去出塔氣體中的微量二氧化碳和水?；亓饕喊苯?jīng)氨升壓泵從液氨貯槽抽出送往中壓吸收塔頂部。中壓吸收塔出塔的溶液經(jīng)高壓碳銨液泵再經(jīng)高壓碳銨預熱器預熱后，返回到合成回收。含有惰性氣體的氨氣離開中壓吸收塔頂部在氨冷凝器中冷凝，冷凝的液氨和含有氨的惰氣進人液氨貯槽，由氨回收塔出來的氨和惰性氣體則送往中壓氨洗滌吸收塔，與逆流冷凝液進行接觸洗滌，將氣氨回收。從中壓氨洗滌吸收塔底部出來的氨水溶液經(jīng)離心泵返回到中壓吸收塔。低壓分解與回收：離開中壓分解器收集罐底部的溶液減壓到044兆帕后進入低壓分解器頂部分離器，減壓釋放出的閃蒸氣體在此分離，殘留的甲銨在底部分解加熱段分解。離開低壓分解器分離器頂部的氣體與來自解吸塔的氣體匯合，首先進入氨預熱器進行吸收和冷凝，然后進入低壓冷凝器，用冷卻水進行再吸收和將冷凝熱帶走。惰性氣體在洗滌塔中被清洗后排放。 混有殘留情性氣體的液體被送到碳銨液貯槽，再經(jīng)離心泵將碳銨液送至真空預濃縮器分離器。真空預濃縮：由低壓分解器收集器底部出來的溶液減壓到0034兆帕，進入降膜式真空預濃縮器。頂部減壓釋放分離閃蒸氣體，殘留的甲銨在底部分解加熱段分解。從頂部出來的氣體進人真空系統(tǒng)。真空預濃縮器底部液位罐的尿素溶液經(jīng)尿液泵送到真空濃縮系統(tǒng)。3尿素濃縮及造粒來自尿素溶液泵的濃度約為85的尿素溶液送往真空濃縮器，蒸發(fā)汽液被真空系統(tǒng)抽走。由二段真空分離器分離下來的熔融尿素經(jīng)熔融尿素泵送往造粒塔頂部噴頭噴淋造粒，經(jīng)造粒塔形成顆粒狀成品尿素。4廢水處理來自真空系統(tǒng)的工藝冷凝液含有氨、二氧化碳和尿素，收集于工藝冷凝液貯槽中。然后由冷凝液泵先經(jīng)預熱器預熱后送入解吸塔。經(jīng)過塔上部的初步汽提以后，由水解槽給料泵送入水解槽預熱器中換熱，然后進入尿素水解槽。由尿素水解槽出來的氣體與解吸塔頂部出來的氣體匯合并與低壓分解器分離出來的氣體混合在一起，然后送入氨預熱器。由解吸塔底部出來的凈化廢水含氨和尿素小于510-6，換熱冷卻后送出尿素界區(qū)，再經(jīng)離子交換樹脂處理后可用作鍋爐給水。五、水溶液循環(huán)法與二氧化碳氣提技術(shù)相結(jié)合該法是將水溶液循環(huán)法與二氧化碳氣提技術(shù)相結(jié)合。其特點是較高氨二氧化碳比，轉(zhuǎn)化率較高；氣提塔上部設(shè)置塔板，下部為液膜換熱器，氣提效率高；高壓甲銨冷凝器的熱量用于回收副產(chǎn)蒸汽，熱利用率較高。其工藝流程說明如下。1合成由界外送來液氨經(jīng)高壓氨泵加壓后經(jīng)氨預熱器送入尿素合成塔。由界外送來二氧化碳經(jīng)二氧化碳壓縮機壓縮至182兆帕，送入氣提塔，在二氧化碳壓縮機的中段加入防腐用的空氣。來自回收工段的循環(huán)甲銨溶液由高壓甲銨泵送到2號甲銨冷凝器和高壓洗滌器。合成塔操作壓力1804兆帕，操作溫度190，氨與二氧化碳分子比為4，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為邱，合成反應生成物從中心管溢流從塔底排入氣提塔。在氣提塔上部，來自合成塔的合成尿素溶液與來自下部的二氧化碳氣體接觸，進行有效的二氧化碳氣提。在氣提塔下部，合成尿素溶液中所含的氨基甲酸銨和過量的氨通過二氧化碳氣提和在降膜式換熱器中的蒸汽進行分解和分離出來。氣提塔的操作壓力為1804兆帕，溫度為177，塔頂氣體送到1號和2號甲銨冷凝器中。在甲銨冷凝器中，氣提塔的塔頂氣體被冷凝下來，并被來自回收工段的循環(huán)甲銨溶液吸收，在此冷凝熱和吸收熱用于1號甲銨冷凝器中產(chǎn)生059兆帕的蒸汽和在2號甲銨冷凝器中加熱氣提塔出口尿素溶液。甲銨冷凝器底部的氣體和溶液都送到合成塔中。從合成塔頂部出來氣體含有少量氨、二氧化碳，送到高壓洗滌器進行回收。在洗滌器中，利用循環(huán)甲銨溶液回收氨和二氧化碳，然后送入l號甲銨冷凝器作吸收劑。從洗滌器頂部出來氣體送人高壓分解器，以進一步回收氨和二氧化碳。2凈化從氣提塔底出來尿素溶液先經(jīng)2號甲銨冷凝器預熱至155，然后送往高壓分解器，由內(nèi)部熱交換器中的蒸汽冷凝液進一步加熱，將氨基甲酸銨分解成氣氨和二氧化碳，然后將氣體送到高壓吸收塔中。當大部分氨基甲酸銨在高壓分解器中分離出來后，尿素溶液在降壓到035兆帕情況下被送入低壓分解器，溶液進一步提純到殘余氨和二氧化碳含量分別為05和04。低壓分解器分離出來的氣體送到低壓吸收塔，尿素溶液被送到閃蒸分離器進行最后階段提純，通過真空閃蒸將殘余的氨和二氧化碳進一步分離出來。在尿素溶液槽出口處的尿素溶液中含有大約70的尿素和大約04的氨，此尿素溶液被尿液泵送到濃縮工序。3濃縮，造粒尿素溶液首先送到真空濃縮器，濃縮至大約84尿素。尿素溶液在002兆帕真空下，由低壓蒸汽加熱至132，使出真空濃縮器的尿素濃度達955。經(jīng)過濃縮的尿素溶液被送到最終濃縮器，由低壓蒸汽加熱至138，在最終分離器，在0肋3兆帕真空下，溶液濃縮至含尿素998，由熔融尿素泵送往造粒塔頂部。通過造粒噴頭向塔內(nèi)噴灑造粒，落在塔底尿素經(jīng)皮帶送往倉庫貯存或進行包裝。4回收來自低壓分解器的塔頂氣體被送到低壓吸收塔。在高壓吸收塔中形成的甲銨溶液，經(jīng)甲銨泵輸送，其中一部分循環(huán)至2號甲銨冷凝器，另一部分經(jīng)過合成工段的洗滌塔循環(huán)至1號甲銨冷凝器。5工藝冷凝液的處理來自最終濃縮器表面冷凝器的冷凝液在工藝冷凝槽中收集后經(jīng)吸收泵送入洗滌塔，用于洗滌來自高壓吸收塔的放空氣體。來自第一和第二表面冷凝器的工藝冷凝液在工藝冷凝液貯槽貯存，然后經(jīng)工藝冷凝液泵送至工藝冷凝液氣提塔，通過蒸汽氣提從冷凝液中將氨和二氧化碳汽提出來，塔頂氣體送至低壓分解器進行回收。來自工藝冷凝氣提塔中間段的氣提冷凝液用泵送到尿素水解器，在該水解器中尿素全部水解為氨和二氧化碳。來自尿素水解器的工藝冷凝液再次送到工藝冷凝液氣提塔下部，其中的氨和二氧化碳氣提出來。處理后的工藝冷凝液中尿素和氨含量均小于1106，送出界區(qū)可用作鍋爐給水。六、全循環(huán)改良法工藝其特點是尿液先結(jié)晶，再熔融造粒以降低縮二服。其工藝流程簡述如下：1尿素合成來自界外的液氨經(jīng)高壓液氨泵加壓至26兆帕送人合成塔。來自界外的二氧化碳氣經(jīng)二氧化碳壓縮機加壓至26兆帕，送入合成塔。氨和二氧化碳在塔內(nèi)反應，合成塔操作壓力25兆帕，頂部溫度200，氨二氧化碳為4，水二氧化碳為037，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為717。2尿液的分解和結(jié)晶分離(1)高壓分解：從合成塔頂出來的反應物經(jīng)減壓閥減壓至17兆帕進入高壓分解塔，由高壓分解塔再沸器來提供攘俊?/span(2)低壓分解：高壓分解塔底部出來的溶液經(jīng)過液位調(diào)節(jié)閥減壓至025兆帕進入低壓分解塔上部，在低壓分解塔上部，利用顯熱使部分氨和二氧化碳氣化，然后分兩路同時進入換熱器和再沸器，再回到低壓分解塔下部填料段，與上升的二氧化碳氣逆流接觸，進行氣提，使甲銨進一步分解成氨和二氧化碳。(3)氣體分離：從低壓分解塔底部出來含有少量氨和二氧化碳的尿素溶液繼續(xù)減壓至003兆帕，進入氣體分離塔上部。利用顯熱進行氨和二氧化碳分離。閃蒸后溢流到塔下部，；塔下部設(shè)填料段和U型管加熱器，尿液經(jīng)填料與由尾氣循環(huán)鼓風機送來的空氣逆流接觸進行氣提，使氨和二氧化碳分離，再經(jīng)U型管力口熱器將尿液加熱，這時尿液濃度達74。(4)尿液結(jié)晶：從氣體分離塔底部出來的濃度為74尿素溶液，由尿液泵送到結(jié)晶器。結(jié)晶器上部采用真空結(jié)晶，經(jīng)過上部真空蒸發(fā)，尿液濃度達到8286，在結(jié)晶器下部有結(jié)晶尿素形成含結(jié)晶尿素的濃尿液，由料漿泵送至離心機分離，經(jīng)離心機分離后出來的結(jié)晶尿素含水24以下，縮二脲01，縮二脲的下降是靠加入的縮二脲洗滌水將縮二脲洗人母液中。從離心機出來偽母液收集在母液貯槽，由母液泵送出一部分進人低壓吸收塔，并最終返回合成塔，其余大部分返回結(jié)晶器繼續(xù)濃縮結(jié)晶。3干燥和造粒從離心機出來的粉狀尿素進入氣流于燥器，經(jīng)送風機及造粒塔頂?shù)臍饬鞲稍锲饕L機抽吸，將尿素經(jīng)氣流輸送管送至塔頂，進入旋風分離器，將尿素分離下來，送入熔融器，將尿素熔融后送至造粒塔噴頭造粒。粒狀尿素落至沸騰床冷卻器，將尿素冷卻后從沸騰床溢出經(jīng)皮帶輸送機將產(chǎn)品尿素輸往倉庫或進行包裝。4回收將各段分解塔分解出來的氨和二氧化碳分別回收，再返回合成塔。七、HEC尿素工藝HEC尿素工藝其特點是：(1)設(shè)有兩個尿素合成塔。第一塔為主合成塔，操作壓力2224兆帕，溫度195，氨二氧化碳36，水二氧化碳0，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為75。第二塔為輔助合成塔亦稱副塔，操作壓力16兆帕，溫度190，氨二氧化碳45，水二氧化碳13，二氧化碳轉(zhuǎn)化率610。兩塔平均轉(zhuǎn)化率達71較其他尿素工藝均高。(2)中壓、低壓回收系統(tǒng)設(shè)備小。(3)物料、動力消耗較少。采用該法對全循環(huán)法尿素裝置進行技術(shù)改造可降低氨耗、汽耗，經(jīng)濟效益較好。蒸發(fā)話系統(tǒng)與其他工藝大致相同，茲將高壓部分及回收部分工藝流程介紹如下：來自界外二氧化碳經(jīng)二氧化碳壓縮機加壓至25兆帕與高壓液氨泵加壓后的液氨混合后先進入甲銨冷凝器，氨和二氧化碳反應生成熱用來副產(chǎn)低壓蒸汽，出甲銨冷凝器反應混合物進入第一合成塔，從塔頂部出來進入高壓分解器上部分離器，高壓分解器是用245兆帕蒸汽加熱產(chǎn)生氣提作用。從分離器上部出來溶液進入第二合成塔，從中壓吸收塔回收甲銨液經(jīng)高壓甲銨泵送入第二合成塔，從第二合成塔出來尿素溶液也送人高壓分解器上部分離器，一塔、二塔的尿素溶液在高壓分解器底部出來進入中壓分解器，從中壓分解器出來進入低壓分解器，從底壓分解器出來尿素溶液送往蒸發(fā)器，在真空下蒸發(fā)水分，尿素濃度達四，然后用熔融尿素泵送往造粒塔造粒。從低壓分離器上部分離器出來氣體送人低壓冷凝器，從低壓冷凝器出來碳銨溶液經(jīng)氣液分離器出來用低壓碳銨泵送人中壓吸收塔底部。從第二合成塔頂部出來氣體送人中壓分解器上部分離器，從上部分離器出來氣體先經(jīng)一段蒸發(fā)器下加熱器回收熱量，然后送往中壓吸收塔與塔上部噴淋下來液氨接觸被吸收生成甲銨液經(jīng)高壓甲銨泵送入第二合成塔。從中壓吸收塔頂部出來氣氨送入氨冷凝器，冷凝成液氨流人液氨貯槽，循環(huán)使用。八、大顆粒尿素的制造大顆粒尿素肥效好，更適宜機械施肥，可與磷銨滲混制成混復肥，不但用作農(nóng)作物施肥，還可用飛機撒播對森林進行施肥。而且大顆粒尿素生產(chǎn)裝置排放空氣中含尿素粉塵少，小于25毫克米3(標)，更有利環(huán)保。大顆粒尿素在世界尿素年總產(chǎn)量比例由20世紀70年代的36提高到目前的205左右。生產(chǎn)大顆粒尿素有轉(zhuǎn)鼓造粒和流化床造粒技術(shù)，我國現(xiàn)都采用了流化床造粒，茲將生產(chǎn)流程介紹如下：采用流化床生產(chǎn)大顆?？墒∪ザ握舭l(fā)器，從熔融尿素泵送來濃度為96尿液，溫度128135人尿液甲醛混合器。甲醛溶液貯槽內(nèi)的溶液通過兩臺計量泵，一臺送人尿液甲醛混合器，另一臺的甲醛溶液加水混合后送入造粒器至造粒器洗滌器的氣相管內(nèi)。出尿液甲醛混合器的溶液進人造粒器的霧化噴嘴，在霧化空氣的作用下被噴灑在懸浮在造粒器流化床上的尿素粒子上。霧化空氣由空氣鼓風機提供，送人造粒器下部，通過多孔板人流化床層。出造粒器頂部的氣體含有尿素粉塵，在進入造粒器洗滌器以前噴人甲醛與水混合后的溶液，可促使氣相中的氨被吸收。在造粒器洗滌器內(nèi)，氣相中的尿素粉塵被上部噴灑的尿液吸收。增濃后的尿液從循環(huán)泵出口抽出排入循環(huán)槽，同時從冷卻器洗滌器循環(huán)泵抽出部分稀尿液人造粒洗滌器作為補充水，洗滌后氣體通過抽風機排出，與冷卻器洗滌器抽風機來的氣體混合后，通過排氣筒排氣，氣體含尿素粉塵小于25毫克米3(標)。造粒器內(nèi)的尿素粒子通過取出器取出，經(jīng)安全篩入第一流化床冷卻器，經(jīng)安全篩分出的結(jié)塊尿素入循環(huán)槽。在槽內(nèi)部溶解，尿液濃度約為45，通過循環(huán)泵送回真空濃縮器進行濃縮成96尿素溶液。在第一流化床冷卻器內(nèi)，尿素粒子從95降至60，冷卻用空氣由第一冷卻器流化風機提供。冷卻器的尿素粒子經(jīng)斗式提升機，給料器人振動篩。振動篩有兩層篩網(wǎng)，上層不合格的大尺寸粒子入破碎機料斗，經(jīng)破碎機破碎后的粒子與下層來的不合格的小尺寸粒子一起經(jīng)溜管人造粒器。從振動篩上下兩層篩網(wǎng)之間來的合格粒子人最終冷卻器。最終冷卻器是為了在夏季氣溫高的地區(qū)仍能將產(chǎn)品粒子溫度降到50。最終冷卻器流化空氣在空氣冷卻器中用氨冷到6，分離凝結(jié)水后，再將空氣預熱到13用風機送人最終冷卻器。出最終冷卻器尿素產(chǎn)品可送往倉庫或包裝廠房進行包裝。出第一流化床冷卻器及最終冷卻器的氣體，被抽出送至冷卻器洗滌器，在此用冷卻器洗滌器循環(huán)泵來的稀尿液進行洗滌，以回收氣休中的尿素粉少。尿素主要生產(chǎn)技術(shù)進展一CO2氣提工藝1.主要技術(shù)特點：流程簡單：由于合成工段氣提效率很高，減小了下游工序的復雜程度，是目前惟一工業(yè)化、只有單一低壓回收工序的尿素生產(chǎn)工藝，操作方便、投資小、可靠性強、運轉(zhuǎn)率高、維修費用低；高壓圈工藝優(yōu)化組合：操作壓力為l3.6MPa、氨/碳比為12.95、合成溫度180183 、冷凝溫度為167、氣提溫度190、氣提效率為80%以上，這些參數(shù)都比較溫和，采用25-22-2 CrNiMo材料即可達到材質(zhì)耐腐蝕性的要求，設(shè)備制造和維修費用低；電耗低：因為操作壓力低，因而高壓氨泵、高壓甲銨泵的功耗也低。由于氣提效率高且沒有中壓回收工段，沒有單獨的液氨需循環(huán)回收，甲銨液的循環(huán)量也少，因而進一步降低了循環(huán)氨、甲銨所必須的功耗；采用池式冷凝器：池式冷凝器作為初級反應器使合成塔的體積減少了約50%、尿素框架的高度為76m左右；安全系數(shù)高：在脫氫轉(zhuǎn)化器中，通過鈍化燃燒除去原料CO2中的H2、CO等可燃性氣體，使高壓和低壓放空氣均處于爆炸范圍之外，工藝裝置安全性高；污染?。汗に嚴淠航?jīng)水解解析后，不僅降低了氨損失，也消除了對環(huán)境的污染。2.技術(shù)進展2000+TM超優(yōu)工藝:其主要優(yōu)點：采用了新型高效的塔盤，新塔盤上設(shè)有氣體分布系統(tǒng)的液體上升管，以使塔盤上氣相和液相混合均勻，可消除常規(guī)塔盤上存在溝流和返混的現(xiàn)象；臥式池式冷凝器取代原立式池式冷凝器，并且具有浸沒U型管束；進一步降低了尿素主框架的高度：通過采用新型高效塔盤、臥式池式冷凝器、減少合成塔的容積和降低塔的高度、增設(shè)借液氨為動力的高壓氨噴射器等方法，主框架的高度由原76m降到38.5m；增設(shè)CO2脫H2裝置，使CO2氣中H2體積分數(shù)由0.5%降到0.005%以下。大顆粒尿素流化床工藝: 挪威海德魯公司大顆粒尿素流化床造粒技術(shù)主要特點：采用濃度為95%96%的尿素液作原料，尿素液只需一段蒸發(fā)濃縮，簡化了尿素系統(tǒng)流程；由于省去了二段蒸發(fā)系統(tǒng)，節(jié)省了二段蒸發(fā)加熱和抽真空所消耗的蒸汽，減少了工藝冷凝液，相應也降低了水解負荷，同時也降低了冷卻水用量；造粒機采用空氣霧化和流化相結(jié)合的造粒技術(shù)，效率高，生產(chǎn)能力大，成品質(zhì)量好、強度高；操作簡單，開車時間短，投料后1h內(nèi)即可出產(chǎn)品；操作彈性大，負荷變化范圍為30%110%；與其他機械造粒裝置相比，返料比低，從而強化了設(shè)備能力并降低了造粒過程中的能耗；采用添加劑使流化床生成的粉塵少，且含塵尾氣采用濕式洗滌，吸收效率高，放空尾氣中尿素粉塵含量達到環(huán)保要求；裝置可靠性高，造粒機、粉塵洗滌器等因無磨損部件，壽命可達25年以上。二NH3氣提工藝1.主要技術(shù)特點:合成塔進料NH3/CO2摩爾比為3.33.6，CO2轉(zhuǎn)化率較高，減少了高壓回路以后的循環(huán)回收負荷；由于合成系統(tǒng)NH3/CO2摩爾比較高和設(shè)備選材恰當，大大減輕了設(shè)備的腐蝕問題，無需專門鈍化高壓系統(tǒng)沒備，另外，即使事故停車，可以封塔幾天而無需排放，封塔3天再開車后尿素產(chǎn)品仍為白色；中、低壓分解加壓器均為降膜式，操作過程積液量少，即使停車排放，NH3和CO2的損失量也少；由于采用了甲銨噴射泵，所有高壓設(shè)備均可布置在地面上，無需高層框架，可節(jié)約投資，大大加快建設(shè)進度；由于有中壓分解段，增加了操作的靈活性和彈性，可通過改變氣提效率和高壓甲銨冷凝器的副產(chǎn)蒸汽量來調(diào)節(jié)整個裝置的蒸汽平衡，使之在最佳的條件下操作；工藝冷凝液經(jīng)水解解析處理后，不但徹底消除了污染，減少了氨和尿素的損失，而且處理后的冷凝液還可作為鍋爐給水；造粒改用轉(zhuǎn)鼓造粒技術(shù)，克服了原來噴淋造粒尿素硬度小、粒柱小、易結(jié)塊且從塔頂排放的氨和尿素粉污染環(huán)境的缺點。2.技術(shù)進展：目前該工藝技術(shù)的最新進展為：增加吸收塔來回收低壓系統(tǒng)放空的氨，可降低尿素裝置氨耗，預計每年可回收氨300500t；氣提塔換熱管由襯鋯雙金屬不銹鋼材質(zhì)代替鈦材，這種材料可有效地防止沖刷腐蝕；BD放空管線及放空煙筒由不銹鋼材質(zhì)代替碳鋼材料；柱式高壓氨泵以脫鹽水來代替密封油，每年節(jié)油20kL；采用轉(zhuǎn)鼓造粒技術(shù)，可增強成品的硬度，使顆粒增大，不易結(jié)塊。三ACES工藝1.主要技術(shù)特點：合成塔的操作條件優(yōu)化、氣提塔內(nèi)結(jié)構(gòu)特殊設(shè)計以及分解、分離所需的熱量不需外部供應，能耗降低；該法NH3/CO2摩爾比高達4.0，相應轉(zhuǎn)化率也高達68%；在腐蝕性強的部位采用雙相不銹鋼，