二氧化碳气提法尿素增产新工艺及装置制造方法及图纸

二氧化碳气提法尿素增产新工艺及装置，原高压、低压系统设备不变，增加中压分解塔、冷凝器、分离器，真空预浓缩器、预浓缩表面冷凝器，将合成尾气引入中压分解塔作气提剂。合成条件：ＮＨ↓［３］与ＣＯ↓［２］摩尔比３．０－３．１，Ｈ↓［２］Ｏ与ＣＯ↓［２］摩尔比０．４，合成转化率５３－５８％，气提效率７３－８５％内，低压系统不超压，尾气中ＮＨ↓［３］和ＣＯ↓［２］放空损失减少。中压分解塔、真空预浓缩器为“三组合”式结构。本发明专利技术用于现有设备改造，产量增加１５－２５％，也适于新建厂。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于尿素生产工艺及装置类，具体地是采用二氧化碳气提法生产尿素的工艺及装置。以氨和二氧化碳为原料合成尿素的方法很多，最具代表性的有水溶液全循环法、热循环法、CO2气提法、氨气提法、IPR和ACES法等，而采用最多的为如图2所示的CO2气提法。其工艺流程为CO2气体加入防腐用空气经压缩机1加压并经脱氢反应器26脱氢后，从气提塔4底部送入。与从塔顶自上而下来的合成反应液逆流接触，进行加热气提分解，气体从顶部导出进入高压冷凝器5上部，在此与由氨泵2打入的液氨和由高压洗涤器7来的甲铵溶液混合一并进行冷凝吸收，反应生成甲铵。反应热副产0.34MPa低压蒸汽，供后续工序使用。料从高压冷凝器底部自流导入尿素合成塔3，合成尿素。合成尾气经高压洗涤器回收CO2和氨后放空。气提塔底部出液减压至0.24MPa后进入精馏塔9，加热分解。分解出的NH3、CO2在低压甲铵冷凝器15，低压甲铵洗涤器16内冷凝吸收，形成甲铵溶液经高压甲铵泵17送高压系统;尿液经减压闪蒸送至尿液槽36，然后由尿液泵20送入一、二段蒸发器21、22，浓缩为99.7%(wt)熔融尿素液，由熔融尿素泵23送造粒塔24造粒，从塔底得产品。图中50分离器、51解吸塔。45水解塔。上述工艺的合成反应条件为NH3与CO2摩尔比为2.8-2.9，H2O与CO2摩尔比为0.34，气提效率80-83%，合成转化率57%。当运行多年或气提管内结垢，影响气提率下降，甲铵分解率下降，而系统内又只有高压系统和低压系统两部分，在前面高压系统未分解的甲铵转移到后面低压系统去分解吸收，负荷后移结果造成低压系统超压，低压尾气放空损失氨和CO2的量增加，装置内如此恶性循环下去，无法正常操作，导致尾气中NH3和CO2的排放量较正常的高于30-50倍，造成很大的损失。本专利技术的目的旨在根据上述CO2气提法存在的问题。设计一种新的二氧化碳气提法尿素生产工艺及装置。本专利技术对原有高压圈设备及低压和后处理设备基本上不予改动，增加中压分解和真空预浓缩等设备，将合成尾气引入一股至中解分解塔作气提剂。按本专利技术可提高NH3和CO2、H2O与CO2的摩尔比，提高气提率和转化率，可使产量增加15-25%，可使生产操作弹性增加。本专利技术的目的是以下述方式实现的，二氧化碳气提法尿素增产新工艺及装置，本工艺为原料CO2气体、纯度≥98.5%(V)、压力0.103MPa、温度≤40℃，加防腐用空气后经CO2压缩机1、脱氢系统26，进入气提塔4底部。在塔内与合成塔3出来的反应混合液进行等压加热气提分解。气体从顶部导出送至高压冷凝器5，在此与由氨泵2打入的液氨和高压洗涤器7来的甲铵溶液混合一并进行冷凝吸收，反应生成甲铵。反应付产0.4MPa低压蒸汽，供后续工序使用。高压冷凝器出料自流入尿素合成塔3，反应生成尿素，合成反应温度183-187℃、压力13.54-14.5MPa、合成转化率53-58%，气提效率73-85%。气提塔出液温度165-170℃左右，经减压到1.76-2.45MPa进入中压分解塔8进行加热气提分解，分解出液温度135-150℃。中压分解后的尿液减压至0.294MPa进精馏塔9，在循环加热器11内，对残留的甲铵加热分解，经低压分离器12后尿液送真空预浓缩器10低压分解气在低压冷凝器15冷凝，用甲铵泵18泵入真空预浓缩器10的壳侧，与中压分解气一起冷凝，释出热量用于浓缩管内尿液，冷凝甲铵液经甲铵泵17加压后返回高压洗涤器7;出塔尿液减压至0.0392MPa送入真空预浓缩器中部热回收段，在管内利用中压分解气放出的热量，由68-70%(wt)浓缩至80-85%(wt)，由尿液泵20送入一、二段蒸发器21、22，一段蒸发压力0.02MPa、温度130-135℃，出口尿液浓度96-96.5%，二段蒸发压力0.033MPa、温度140-145℃、出口尿液浓度99.7-99.8%，成为熔融尿素，经熔融尿素泵23送入造粒塔24造粒得产品。本专利技术装置高压系统包括合成塔3、气提塔4、高压冷凝器5、高压洗涤器7、高压甲铵泵17、低压系统包括低压甲铵冷凝器15、低压甲铵洗涤器16，后处理设备包括一段蒸发器21、二段蒸发器22、解吸塔41、42、尿素水解塔45，造粒塔24，还有中压系统，中压系统包括中压分解塔8，中压冷凝器13、中压冷凝分离器14，中压甲铵泵18、真空预浓缩器10、真空预浓缩表面冷凝器27，各部分按工艺用管道相连。下面参照附图详述本
技术实现思路
。附图说明图1 本专利技术工艺流程及装置示意2 现有CO2气提工艺流程及装置示意图参照图1，图中6高压喷射泵、11循环加热器。在气提塔4内，CO2与从合成塔3出来的反应混合液进行等压加热气提分解，气提效率73-85%。出液经减压进入中压分解塔8上部分离精馏段进行气一液分离，并洗涤由中部加热段分解上升的热气流。液相经填料精馏段后、再均匀分布进入中部降膜式热交换管内，由管外1.32MPa中压蒸汽加热，同时引入经高压洗涤器7的合成塔尾气，进行加热气提分解，该尾气为含少量NH3、CO2的惰性气体，其量为尾气量的50-100%，引入中压分解塔8，与从精馏段下流的液相进行加热分解，分解压力1.76-2.45MPa，分解温度135-150℃、甲铵总的分解率达80%以上。尾气引入中压分解塔既有利于中压分解，又可利用其所含的氧气作为中压系统设备和管道的防腐钝化用氧，保护设备和管件。从中压分解塔出的含大量NH3、CO2的中压分解气进入真空预浓缩器的热回收段与低压冷凝器16来的稀甲铵液进行冷凝吸收。未冷凝气体约50%进入中压冷凝器13，进一步冷凝吸收。真空预浓缩器10和中压冷凝器内形成的甲铵液，浓度65-70%，其组分CO238-39%(wt)、NH335-36%(wt)，经中压冷凝分离器14进行气液分离，尾气送吸收塔38后放空，甲铵液经高压甲铵泵17加压后返回高压洗涤器7顶部，一小部分约10%直接引到高压冷凝器上部。为调节适宜的甲铵液浓度，控制NH3和CO2摩尔比，将原料液氨自高压液氨泵2出口引小量至预浓缩器10热回收段壳侧。从精馏塔9上部引出的气体在低压甲铵冷凝器15内冷凝形成温度55℃、压力0.294MPa的稀甲铵液经中压甲铵泵18加压至1.82-2.5MPa送入真空预浓缩器10中部热回收段。低压分解尾气经低压洗涤器16洗涤吸收未冷凝的NH3和CO2，再经吸收塔39吸收后放空。精馏塔9出口尿液送真空预浓缩器10上部分离段经气液分离后，进入中部降膜式热回收段，浓缩至80-85%后流出，进尿液贮槽19，再由尿液泵20送一、二段蒸发器21、22，成99.7-99.8%的熔融尿素，由熔融尿素泵23送造粒塔24，由喷头25进行喷洒造粒。真空预浓缩器管内操作压力0.0392MPa、温度100-105℃，壳侧操作压力1.7-2.4MPa，温度105-150℃。预浓缩尿液无需蒸汽加热，节约能源。真空预浓缩蒸发气先经预浓缩表面冷凝器27冷凝，然后与一段蒸发气一并进入一段蒸发表面冷凝器28冷凝，未冷凝气由一段蒸发喷射器29抽吸至最终冷凝器35并排入放空管。二段蒸发气经升压器30、二段蒸发第一冷凝器31、二段蒸发第一喷射器32、二段蒸发第二冷凝器33、二段蒸发第二喷射器34、最终冷凝器35后，尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
二氧化碳气提法尿素增产新工艺为：原料ＣＯ↓［２］气体、纯度≥９８．５％、压力０．１０３ＭＰａ、温度≤４０℃，经ＣＯ↓［２］压缩机１、脱氢系统２６、进入气提塔４底部，在塔内与合成塔３出来的反应混合液进行等压加热气提分解，气体从顶部导出送至高压冷凝器５，在此与氨泵２打入的液氨和高压洗涤器７来的甲铵溶液混合－并进行冷凝吸收，反应生成甲铵，反应付产０．４ＭＰａ低压蒸汽，供后续工序使用，高压冷凝器出料自流入合成塔３，反应生成尿素，合成反应温度１８３－１８７℃，压力１３．５４－１４．５ＭＰａ、合成转化率５３－５８％，气提效率７３－８５％，其特征在于气提塔出液温度１６５－１７０℃左右，经减压到１．７６－２．４５ＭＰａ进入中压分解塔８进行加热气提分解，分解出液温度１３５－１５０℃，中压分解后的尿素液减压至０．２９４ＭＰａ进精馏塔９，在循环加热器１１内对残留的甲铵进行加热分解，经低压分离器１２后尿液送真空预浓缩器１０，低压分解气在低压冷凝器１５冷凝，用甲铵泵１８泵入真空预浓缩器１０的壳侧，与中压分解气一起冷凝，释出热量用于浓缩管内尿液，冷凝甲铵液经甲铵泵１７加压后返回高压洗涤器７，出塔尿液减压至０．０３９２ＭＰａ送入真空预浓缩器中部热回收段，在管内利用中压分解气冷凝放出的热量，将尿液由６８－７０％（ｗｔ）浓缩至８０－８５％（ｗｔ），由尿液泵２０送入一、二段蒸发器２１、２２，一段蒸发压力０．０２ＭＰａ、温度１３０－１３５℃、出口尿液浓度９６－９６．５％，二段蒸发压力０．００３３ＭＰａ、温度１４０－１４５℃、出口尿液浓度９９．７－９９．８％，成为熔融尿素，经熔融尿素泵２３送入造粒塔２４，造粒得产品。...

【技术特征摘要】
1.二氧化碳气提法尿素增产新工艺为原料CO2气体、纯度≥98.5%、压力0.103MPa、温度≤40℃，经CO2压缩机1、脱氢系统26、进入气提塔4底部，在塔内与合成塔3出来的反应混合液进行等压加热气提分解，气体从顶部导出送至高压冷凝器5，在此与氨泵2打入的液氨和高压洗涤器7来的甲铵溶液混合-并进行冷凝吸收，反应生成甲铵，反应付产0.4MPa低压蒸汽，供后续工序使用，高压冷凝器出料自流入合成塔3，反应生成尿素，合成反应温度183-187℃，压力13.54-14.5MPa、合成转化率53-58%，气提效率73-85%，其特征在于气提塔出液温度165-170℃左右，经减压到1.76-2.45MPa进入中压分解塔8进行加热气提分解，分解出液温度135-150℃，中压分解后的尿素液减压至0.294MPa进精馏塔9，在循环加热器11内对残留的甲铵进行加热分解，经低压分离器12后尿液送真空预浓缩器10，低压分解气在低压冷凝器15冷凝，用甲铵泵18泵入真空预浓缩器10的壳侧，与中压分解气一起冷凝，释出热量用于浓缩管内尿液，冷凝甲铵液经甲铵泵17加压后返回高压洗涤器7，出塔尿液减压至0.0392MPa送入真空预浓缩器中部热回收段，在管内利用中压分解气冷凝放出的热量，将尿液由68-70%(wt)浓缩至80-85%(wt)，由尿液泵20送入一、二段蒸发器21、22，一段蒸发压力0.02MPa、温度130-135℃、出口尿液浓度96-96.5%，二段蒸发压力0.0033MPa、温度140-145℃、出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开坚，李芳琴，张启仑，姚佩贤，王自新，程忠振，严利贞，慕国蔚，曹治勇，王云霞，
申请(专利权)人：中国五环化学工程公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]