一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置及生产工艺制造方法及图纸

本发明专利技术属于一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置及生产工艺；包括尿素合成高压圈单元，尿素合成高压圈单元中的汽提塔底部的液相出口与尿素合成中低压单元中的中压闪蒸罐液相进口相连，尿素合成中低压单元中预蒸发器的出液口与配液槽的第一进液口相连，配液槽顶部的第二进液口与脱盐水管道相连，配液槽底部的出液口通过产品输送泵、三通以及第三调节阀与产品储罐相连；具有避免缩二脲生成，能够将缩二脲含量控制在0.16％以下，使车用尿素溶液的质量得到明显提高，且符合国家相关的节能减排政策和能够适用于连续大规模生产的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置及生产工艺
本专利技术属于车用尿素
，具体涉及一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置及生产工艺。
技术介绍
柴油车为了满足国IV排放标准，需要采用选择性催化还原(SCR)技术来处理柴油车尾气，柴油车尾气处理液可以将柴油发动机尾气中的氮氧化物转化为氮气，减少对大气的污染。柴油车尾气处理液由32.5％的车用尿素和67.5％的高纯水组成，国标GB29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂尿素水溶液(AUS32)》中要求尿素水溶液中钠、镁、铝、钾、钙、铁的含量≤0.5ppm，镍、铜、铬、锌≤0.2ppm，同时还要求缩二脲含量≤0.3wt％；缩二脲是尿素合成过程中的副产物，缩二脲含量偏高会对柴油车尾气处理系统产生不利影响，目前，车用尿素溶液生产主要是通过车用尿素颗粒进行溶解，配制成尿素含量为32.5％的车用尿素溶液，该车用尿素颗粒生产方法与农业用尿素生产工艺相同，生产过程中需要经过一段蒸发、二段蒸发然后进行造粒，在蒸发过程中，会有较多的缩二脲生成，目前车用尿素颗粒的缩二脲含量普遍在0.75以上，配制成的车用尿素溶液缩二脲含量在0.25％以上，距离国家标准0.3％较近。且根据研究发现，缩二脲含量的高低与柴油车SCR系统喷嘴堵塞存在联系；另外，如前文所述，采用水溶解车用尿素颗粒的方式，溶解速度过慢，如不进行加热则需要6-8个小时，如采用加热的方式则至少需要1小时，其溶解效率低且无法实现大规模连续生产，更无法保证车用尿素溶液符合国家的相关标准。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用预蒸发后的浓度在85％的尿素溶液直接配制车用尿素溶液，利用了其中的水分，相比颗粒溶液配制车用尿素溶液，省去了一段蒸发和二段蒸发，避免了缩二脲的生成，能够实现将缩二脲含量控制在0.16％以下，使车用尿素溶液的质量得到明显提高，且符合国家相关的节能减排政策和能够适用于连续大规模生产的一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置及生产工艺。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：包括尿素合成高压圈单元，尿素合成高压圈单元中的汽提塔底部的液相出口与尿素合成中低压单元中的中压闪蒸罐液相进口相连，尿素合成中低压单元中预蒸发器的出液口与配液槽的第一进液口相连，配液槽顶部的第二进液口与脱盐水管道相连，配液槽底部的出液口通过产品输送泵、三通以及第三调节阀与产品储罐相连；所述的三通第三端通过第四调节阀与配液槽的第三进液口相连；所产品输送泵和三通之间的管道上设有温度传感器和质量流量计；所述预蒸发器的出液口与配液槽之间设有电磁流量计和第一调节阀；所述脱盐水管道上设有涡街流量计和第二调节阀。优选地，所述温度传感器、质量流量计、电磁流量计、涡街流量计分别与PLC控制系统的信号输入端相连，PLC控制系统的信号输出端分别与第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀以及第四调节阀相连。优选地，所述尿素合成高压圈单元包括汽提塔，汽提塔下部与二氧化碳气体管道相连，汽提塔顶部的气相出口通过管道与高压甲铵冷凝器的第一进口相连，高压甲铵冷凝器的第二进口与高压喷射器的出口相连，高压喷射器的第一进口通过氨泵与氨管道相连，高压喷射器的第二进口与高压甲铵洗涤器的液相出口相连，高压甲铵冷凝器的液相出口和气相出口分别与尿素合成塔的进口相连，尿素合成塔顶部的气相出口与高压甲铵洗涤器的进口相连，尿素合成塔底部的液相出口与汽提塔上部的原料进口相连，汽提塔底部的液相出口与尿素合成中低压单元相连。优选地，所述尿素合成中低压系统包括与汽提塔底部的液相出口相连的中压闪蒸罐，中压闪蒸罐底部的液相出口与精馏塔的进口相连，精馏塔的液相出口与预蒸发器相连；中压闪蒸罐的气相出口和精馏塔的气相出口分别与低压甲铵冷凝器的进口相连，低压甲铵冷凝器的气相出口和预蒸发器的气相出口分别与低压吸收塔的进口相连，低压吸收塔的顶部设有气相放空管道，低压吸收塔的底部液相出口与碳氨液槽相连。一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置的生产工艺，包括如下步骤：步骤一：经过压缩的二氧化碳从汽提塔的下部导入，二氧化碳在汽提塔内与尿素合成塔中出来的合成塔反应液逆流接触，合成塔反应液中过剩氨及未转化的甲铵被汽提蒸出和分解，分解气从汽提塔顶部的气相出口排出进入高压甲铵冷凝器顶部的第一进口；所述分解气包括体积分数为32.5％的二氧化碳，60.4％的氨，6.1％的水，1％的氨气和氧气；步骤二：氨泵中的液氨和高压甲铵洗涤器中的甲铵液混合后进入高压甲铵冷凝器的顶部的第二进口，并与步骤一中的绝压为14.1MPa的分解气进行混合，混合后在高压甲铵冷凝器内合成甲铵；步骤三：甲铵通过高压甲铵冷凝器的液相出口和气相出口分两路进入尿素合成塔中，完成甲铵脱水，并生成尿素；所述尿素合成塔内的温度为：183℃-185℃，压力为：13.8MPa-14.2MPa；步骤四：尿素合成塔内的气体通过尿素合成塔顶部的气相出口和高压甲铵洗涤器的进口进入高压甲铵洗涤器内，气相在高压甲铵洗涤器内洗涤后进入低压吸收段被甲铵液冷凝吸收，液相通过高压喷射器的第二进口进入高压喷射器内；所述尿素合成塔内的气体温度为183℃-185℃；其主要成分为：氨、二氧化碳、氨基甲酸铵和尿素；步骤五：尿素合成塔内的液相通过汽提塔上部的原料进口进入汽提塔内，合成塔反应液中过剩氨及未转化的甲铵被汽提蒸出和分解，液相得到提纯后进入尿素合成中低压单元中的中压闪蒸罐内；步骤六：对中压闪蒸罐内的液相进行闪蒸，闪蒸后的液相从170℃降到107℃后进入精馏塔内；步骤七：对进入精馏塔内的液相进行精馏提纯，精馏提纯后的液相进入预蒸发器；精馏提纯后的气相进入低压甲铵冷凝器中进行冷凝处理；步骤八：对进入预蒸发器的液相进行进一步提纯，提纯后的尿素溶液通过配液槽的第一进液口进入配液槽内；提纯后的气相和步骤七中低压甲铵冷凝器冷凝后的气相共同进入低压吸收塔内，吸收后的气相通过气相放空管道进行放空处理，吸收后的液相进入与碳氨液槽内；所述进入配液槽5内的尿素溶液质量浓度为70-85％；步骤九：开车时，尿素溶液进入配液槽，此时第三调节阀处于关闭状态，产品输送泵和第四调节阀处于开启状态，尿素溶液通过产品输送泵、三通的第三端、第四调节阀和配液槽的第三进液口进入配液槽内，上述过程中温度传感器检测尿素溶液的温度W1，质量流量计检测尿素溶液的密度ρ1，并将上述温度W1和密度ρ1传输至PLC控制系统，通过温度W1和密度ρ1得出尿素溶液浓度V1，此时尿素溶液浓度V1大于目标浓度V0，PLC控制系统控制第二调节阀调节开度，脱盐水管道中的脱盐水进入配液槽中，使尿素溶液浓度V1接近目标浓度V0；步骤十：正常运行时，尿素溶液浓度V1接近目标浓度V0，电磁流量计实时监测尿素溶液的流量，涡街流量计实时监测脱盐水的流量，并将尿素溶液的流量以及脱盐水的流量反馈至PLC控制系统中，PLC控制系统控制第一调节阀和第二调节阀，使尿素溶液浓度V1在理论上等于目标浓度V0；步骤十一：在步骤十运行的过程中产品输送泵始终处于运行状态，温度传感器实时检测尿素溶液的温度W2，质量流量计实时检测尿素溶液的密度ρ2，并将上述温度W2和密度ρ2传输至PLC控制系统，通过温度W2和密度ρ2得出尿素溶液的实际浓度V2；步骤十二：当实际浓度V2等于目标浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置，其特征在于：该装置包括尿素合成高压圈单元(29)，尿素合成高压圈单元(29)中的汽提塔(1)底部的液相出口与尿素合成中低压单元(28)中的中压闪蒸罐(3)液相进口相连，尿素合成中低压单元(28)中预蒸发器(4)的出液口与配液槽(5)的第一进液口相连，配液槽(5)顶部的第二进液口与脱盐水管道(6)相连，配液槽(5)底部的出液口通过产品输送泵(7)、三通以及第三调节阀(8)与产品储罐(9)相连；所述的三通第三端通过第四调节阀(10)与配液槽(5)的第三进液口相连；所产品输送泵(7)和三通之间的管道上设有温度传感器(11)和质量流量计(12)；所述预蒸发器(4)的出液口与配液槽(5)之间设有第一调节阀(14)和电磁流量计(13)；所述脱盐水管道(6)上设有第二调节阀(16)和涡街流量计(15)。

【技术特征摘要】
1.一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置，其特征在于：该装置包括尿素合成高压圈单元(29)，尿素合成高压圈单元(29)中的汽提塔(1)底部的液相出口与尿素合成中低压单元(28)中的中压闪蒸罐(3)液相进口相连，尿素合成中低压单元(28)中预蒸发器(4)的出液口与配液槽(5)的第一进液口相连，配液槽(5)顶部的第二进液口与脱盐水管道(6)相连，配液槽(5)底部的出液口通过产品输送泵(7)、三通以及第三调节阀(8)与产品储罐(9)相连；所述的三通第三端通过第四调节阀(10)与配液槽(5)的第三进液口相连；所产品输送泵(7)和三通之间的管道上设有温度传感器(11)和质量流量计(12)；所述预蒸发器(4)的出液口与配液槽(5)之间设有第一调节阀(14)和电磁流量计(13)；所述脱盐水管道(6)上设有第二调节阀(16)和涡街流量计(15)。2.根据权利要求1所述的一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置，其特征在于：所述温度传感器(11)、质量流量计(12)、电磁流量计(13)、涡街流量计(15)分别与PLC控制系统(2)的信号输入端相连，PLC控制系统(2)的信号输出端分别与第一调节阀(14)、第二调节阀(16)、第三调节阀(8)以及第四调节阀(10)相连。3.根据权利要求1所述的一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置，其特征在于：所述尿素合成高压圈单元(29)包括汽提塔(1)，汽提塔(1)下部与二氧化碳气体管道(17)相连，汽提塔(1)顶部的气相出口通过管道与高压甲铵冷凝器(18)的第一进口相连，高压甲铵冷凝器(18)的第二进口与高压喷射器(19)的出口相连，高压喷射器(19)的第一进口通过氨泵(20)与氨管道相连，高压喷射器(19)的第二进口与高压甲铵洗涤器(21)的液相出口相连，高压甲铵冷凝器(18)的液相出口和气相出口分别与尿素合成塔(22)的进口相连，尿素合成塔(22)顶部的气相出口与高压甲铵洗涤器(21)的进口相连，尿素合成塔(22)底部的液相出口与汽提塔(1)上部的原料进口相连，汽提塔(1)底部的液相出口与尿素合成中低压单元(28)相连。4.根据权利要求1所述的一种连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置，其特征在于：所述尿素合成中低压系统包括与汽提塔(1)底部的液相出口相连的中压闪蒸罐(3)，中压闪蒸罐(3)底部的液相出口与精馏塔(23)的进口相连，精馏塔(23)的液相出口与预蒸发器(4)相连；中压闪蒸罐(11)的气相出口和精馏塔(23)的气相出口分别与低压甲铵冷凝器(24)的进口相连，低压甲铵冷凝器(24)的气相出口和预蒸发器(4)的气相出口分别与低压吸收塔(25)的进口相连，低压吸收塔(25)的顶部设有气相放空管道(26)，低压吸收塔(25)的底部液相出口与碳氨液槽(27)相连。5.一种如权利要求1-4所述的连续生产低缩二脲车用尿素溶液的装置的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括如下步骤：步骤一：经过压缩的二氧化碳从汽提塔(1)的下部导入，二氧化碳在汽提塔(1)内与尿素合成塔(22)中出来的合成塔反应液逆流接触，合成塔反应液中过剩氨及未转化的甲铵被汽提蒸出和分解，分解气从汽提塔(1)顶部的气相出口排出进入高压甲铵冷凝器(18)顶部的第一进口；所述分解气包括体积分数为32.5％的二氧化碳，60.4％的氨，6.1％的水，1％的氨气和氧气；步骤二：氨泵(20)中的液氨和高压甲铵洗涤器(21)中的甲铵液混合后进入高压甲铵冷凝器(18)的顶部的第二进口，并与步骤一中的绝压为14.1MPa的分解气进行混合，混合后在高压甲铵冷凝器(18)内合成甲铵；步骤三：甲铵通过高压甲铵冷凝器(18)的液相出口和气相出口分两路进入尿素合成塔(22)中，完成甲铵脱水，并生成尿素；所述尿素合成塔(22)内的温度为：183℃-185℃，压力为：13.8MPa-14.2MPa；步骤四：尿素合成塔(22)内的气体通过尿素合成塔(22)顶部的气相出口和高压甲铵洗涤器(21)的进口进入高压甲铵洗涤器(21)内，气相在高压甲铵洗涤器(21)内洗涤后进入低压吸收段被甲铵液冷凝吸收，液相通过高压喷射器(19)的第二进口进入高压喷射器(19)内；所述尿素合成塔(22)内的气体温度为183℃-185℃；其主要成分为：氨、二氧化碳、氨基甲酸铵和尿素；步骤五：尿素合成塔(22)内的液相通过汽提塔(1)上部的原料进口进入汽提塔(1)内，合成塔反应液中过剩氨及未转化的甲铵被汽提蒸出和分解，液相得到提纯后进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：高继光，李红明，吴培，朱迎红，常俊杰，朱止利，王攀，张洋洋，宋仁委，
申请(专利权)人：河南心连心化肥有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41