一种车用尿素的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种车用尿素的生产工艺，具体步骤为：原料液氨经高压液氨泵加压、氨预热器预热后与CO2在尿素合成塔内发生反应，产物流向降膜式汽提塔，经加热后，大量氨分解逸出并汽提出溶液中的CO2；剩余产物经一段蒸发加热器、一段真空分离器、二段蒸发加热器、二段真空分离器，使得尿液中尿素含量达99.7％后，经尿素熔融泵送往造粒塔造粒，再经刮料机及各级皮带送入散库或包装。本发明专利技术通过对生产工艺的调整，对生产设备的改进，生产出的车用尿素产品中缩二脲的含量较低，各项指标符合固体颗粒车用尿素标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，具体涉及一种车用尿素的生产工艺。
技术介绍
车用尿素，学名为柴油机尾气处理液，国内俗称汽车尿素、车用尿素、汽车环保尿素、车用脱硝剂，使用最普遍的是车用尿素。车用尿素是无色、透明、清澈的液体，浓度为31.8％-33.2％，按照欧IV标准，目前32.5％为符合标准的车用尿素浓度。车用尿素用于还原氮氧化合物，可作为SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)系统的还原剂，利用车用尿素水溶液与重型卡车、客车等柴油车尾气中的氮氧化物反应生成N2和H2O来净化尾气，使其排出的氮氧化物达到欧IV排放标准。车用尿素的工作原理是把车用尿素添加到SCR系统，在温度高于300℃的高温环境中，尿素分解成NH3，再加V2O5-TiO2、Ag-Al2O3、Cu-Zeolite等系列的催化剂的作用，尾气中的NOx能迅速与NH3反应生成N2和H2O，而柴油机的排气温度一般为300-500℃，满足了NOx氮氧还原所需的温度条件。然而，车用尿素的纯度要求很高，普通的尿素或者尿液满足不了车用尿素对高纯度的要求，市场上的车用尿素产品质量很难达到国际标准，特别是车用尿素中的缩二脲、微量元素超标的问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述不足之处而提供的一种车用尿素的生产工艺，通过对生产工艺的调整，设备的改进，解决了车用尿素中的缩二脲、微量元素的超标问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车用尿素的生产工艺，原料液氨经高压液氨泵加压、氨预热器预热后与CO2在尿素合成塔内发生反应，产物流向降膜式汽提塔，经加热后，大量氨分解逸出并汽提出溶液中的CO2；剩余产物经一段蒸发加热器、一段真空分离器、二段蒸发加热器、二段真空分离器，使得尿液中尿素含量达99.7％后，经尿素熔融泵送往造粒塔造粒，再经刮料机及各级皮带送入散库或包装。进一步地，原料液氨经高压液氨泵加压后压力为21.9MPa，经氨预热器预热后温度为94℃。进一步地，CO2的温度为40℃，压力为15.8-16.0MPa，CO2中氧含量为CO2总体积的0.3％。缩二脲的产生受原料中氨碳比的影响，在一定范围内，高氨碳比能抑制缩二脲的生成，进一步地，将原料氨碳质量比为由3.0:1提高为3.2-3.25：1，有效减少了缩二脲的生成。为了提高尿素转化率，降低中低压蒸发系统的分解负荷，使蒸发加热蒸汽消耗降低，保证蒸发系统的真空度，减少产品中的水分含量，进一步地，将降膜式汽提塔的分解温度从202℃提高为204℃。为了降低产品中缩二脲的含量，降低蒸发系统操作温度非常重要，但所降温度要参考一二段蒸发尿液浓度，一段蒸发尿液浓度为92％，对应结晶温度为120℃，二段蒸发尿液浓度为99.7％，对应结晶温度为132.6℃，但将一二段蒸发加热器的加热温度分别控制为120℃和132.6℃时，系统运行不稳定，影响造粒条件，当一段蒸发加热器的加热温度降低为128℃，二段蒸发加热器的加热温度降低为137℃时，蒸发系统稳定，产品中缩二脲含量降低，车用尿素颗粒符合标准。当二段真空分离器设备内积存的缩二脲剥落时，落在底部筛板上，一方面较大块的缩二脲堵塞筛板使尿素熔融泵断料形成汽蚀现象；另一方面，较小颗粒的缩二脲进入喷头，堵塞喷孔，造成尿素颗粒不均匀甚至产生结块，同时造成尿素产品中的缩二脲超标。进一步地，将第二真空分离器受槽筛板改为锥形圆台状滤网，滤网底部直径为820mm，顶部直径为600mm，高度为800mm，滤网用3mm厚的310L不锈钢板剪切为长805mm、宽为30mm的钢条焊接而成，每根钢条的间隙为1.5cm。当积存的缩二脲剥落后沉积在底部，在尿液流体的冲刷下变成粉末，由于圆台式过滤器的流通面积为原筛板的7倍多，保证了熔融尿素泵的稳定运行，同时筛板间隙由以前的2cm减小为1.5cm，有效减少了进入造粒系统的缩二脲，保证了造粒喷头的正常运行，也减少了尿素产品中缩二脲的含量。当熔融尿素由尿素熔融泵输送至54米高的造粒塔顶部喷头室，通过高速旋转的喷头将尿液喷洒出去形成尿液小液滴，从造粒塔定下落至造粒塔底部，在此过程降温结晶形成尿素颗粒。进一步地，为了防止尿液在向造粒塔顶输送过程结晶堵塞管道，上塔管线采用双层管壁，夹套内采用低压蒸汽加热方式，将上塔夹套低压蒸汽压力由0.35MPa降至0.22MPa同时减少了尿液在上塔管线的加热，达到了降低缩二脲的生成。本专利技术提供的一种车用尿素的生产工艺，有以下有益效果：通过对生产工艺的调整，对生产设备的改进，生产出的车用尿素产品中缩二脲的含量较低，各项指标符合固体颗粒车用尿素标准。附图说明图1为本专利技术二段真空分离器示意图。图中：1、二段真空分离器；2、格栅；3、锥形圆台状滤网；4、输出管道。具体实施方式下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种车用尿素的生产工艺，具体流程如下：原料液氨自合成界区(2.0MPa，28℃)先进入氨过滤器过滤后进入液氨贮槽，经氨升压泵送入高压液氨泵入口，经高压液氨泵加压至21.9MPa，并经氨预热器预热到94℃，作为甲铵喷射泵的驱动流体，与通过甲铵喷射泵带动回收的高压甲铵液一起送入尿素合成塔内与二氧化碳压缩机送来的二氧化碳进行反应。原料二氧化碳也来自合成界区(0.06MPa，40℃)，经二氧化碳压缩机四段压缩至15.8MPa-16.0MPa送入尿素合成塔，其中CO2中氧含量约0.3％(VOL)，用于钝化不锈钢表面，防止反应物与反应生成物对设备造成的腐蚀，其中原料中氨碳质量比为3.0:1。原料氨和二氧化碳在尿素合成塔内进行反应，物料从下向上流动，由尿素合成塔出来的反应产物流向降膜式汽提塔，反应产物在降膜式汽提塔经汽提塔分布套管顶部切向孔，均匀成膜于汽提管内侧并在向下流动过程中被加热，加热温度为202℃，加热过程中大量的氨分解逸出，并汽提出溶液中二氧化碳，进而降低了溶液中二氧化碳含量。在降膜式汽提塔汽提出来的气相和高压甲铵泵送来的中压吸收塔的液体经甲铵混合器混合后进入高压甲铵冷凝器，在此气相基本上全被冷凝，冷凝放出的热量副产低压蒸汽(0.35MPa，147℃)。冷凝液被送入甲铵分离器，不凝气体经高压压力控制阀送出，甲铵分离器底部液体经喷射泵返回尿素合成塔。从降膜式汽提塔底部出来的溶液，减压至1.7MPa后进入中压分解器顶部分离器，在此一部分甲铵液闪蒸分离，其液相进入中压分解器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用尿素的生产工艺，其特征在于，原料液氨经高压液氨泵加压、氨预热器预热后与CO2在尿素合成塔内发生反应，产物流向降膜式汽提塔，经加热后，大量氨分解逸出并汽提出溶液中的CO2；剩余产物经一段蒸发加热器、一段真空分离器、二段蒸发加热器、二段真空分离器，使得尿液中尿素含量达99.7％后，经尿素熔融泵送往造粒塔造粒，再经刮料机及各级皮带送入散库或包装。

【技术特征摘要】
1.一种车用尿素的生产工艺，其特征在于，原料液氨经高压液氨泵加压、
氨预热器预热后与CO2在尿素合成塔内发生反应，产物流向降膜式汽提塔，经
加热后，大量氨分解逸出并汽提出溶液中的CO2；剩余产物经一段蒸发加热器、
一段真空分离器、二段蒸发加热器、二段真空分离器，使得尿液中尿素含量达
99.7％后，经尿素熔融泵送往造粒塔造粒，再经刮料机及各级皮带送入散库或包
装。
2.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产工艺，其特征在于，原料液
氨经高压液氨泵加压后压力为21.9MPa，经氨预热器预热后温度为94℃。
3.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产工艺，其特征在于，CO2的
温度为40℃，压力为15.8-16.0MPa，CO2中氧含量为CO2总体积的0.3％。
4.根据权利要求1所述的一种车用尿素的生产工艺，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏文才，富伟年，付磊，曾建章，杨召奇，冯松明，李小兵，
申请(专利权)人：重庆建峰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85