co2气提尿素工艺

• 2.1.4循环系统 • 来自气提塔底部的尿素——甲铵溶液，经过气提塔的液位控 制阀减压到0.25—0.35MPa，溶液中41.5%的二氧化碳和69%的 氨得到闪蒸，并使溶液温度从170℃降到107 ℃，气液混合物进 入精馏塔顶，精馏塔上部为填料塔，起着气体精馏作用，下部为 分离器，经过填料段下落的尿素——甲铵流入循环加，用 0.4MPa蒸汽加热，温度升高到141℃，甲铵进一步分解，而后进 入精馏塔下部的分离器分离，尿液经控制阀流入闪蒸槽，气体上 升到精馏塔填料段与顶部溶液逆流传质传热后的气体导出精馏塔， 送到低压甲铵冷凝器，与解吸、水解的回流液、并流向上进行吸 收，吸收时产生的热量，被低压甲铵冷凝器中的低调水带走，此 低调水经低压甲铵冷凝器循环水泵送低压甲铵冷凝器循环冷却器 冷却，汽液混合物从浸没式低压甲铵冷凝器上部溢流到液位槽底 部导出，经高压甲铵泵升压到14.1MPa以上，送入高压洗涤器顶 部，高压甲铵泵为往复泵，采用变频调速调节甲铵流量，液位槽 分离出的气体，经减压阀减压与回流槽尾气去常压吸收塔进一步 回收气相中的氨。吸收液用常压吸收循环泵加压部分循环，部分 经排气筒去氨水槽。
3#4号尿素工艺介绍
然后经过高压冷凝器再返回合成塔，不冷凝的 惰性气体和一定数量的氨气，自高压洗涤器， 减压后排出系统，进入低压吸收塔吸收后直接 放空，甲铵吸收冷凝的热量被管间调温水冷却 水带走，调温水冷却器调节到110-120℃，经 高压洗涤器循环水泵循环使用。 从合成塔至高压洗涤器管道，除设由安全 阀外，还装有分析取样阀，通过对气相的分析， 测得气相中氨、二氧化碳和惰性气体含量，从 而可以判断合成塔操作是否正常。
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• 塔底液位控制在80%左右去低压系统，以防止二氧化 碳气体随液体流入低压分解工段造成低压设备超压， 从气提塔顶排出的180—185 ℃的气体，与新鲜氨及 高压洗涤器来的甲铵在14.1MPa下混合一起，一起进 入高压冷凝器上部，高压冷凝器是一个管壳式换热器， 物料走管内，管间走水，用于副产蒸汽，根据付产蒸 汽压力的高低，可以调节氨和二氧化碳的冷凝程度， 但要保留一部分气体在合成塔内冷凝，以便补偿在合 成塔内甲铵转化为尿素所需热量，以达到自热平衡， 从合成塔顶排出的气体，温度183℃左右进入高压洗 涤器，在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低 压吸收段合成塔 高压冷凝器 • 操作压力13.8-14.4MPa 操作压力13.814.5Mpa • 操作温度（顶）180-183℃ 操作温度167 ℃ • 出口氨碳比 3.0-3.5 水碳比0.4~0.6 • 付产蒸汽压力 0.35-0.55Mpa（绝） • 塔内液相氨碳比 2.9-3.5 • CO2转化率 55-59% • 防腐空气（v﹪）0.5—0.8﹪（体积）
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• 4#尿素工艺细则 • 一、负荷： • 负荷70%80%90%100%高包压力1.7-1.75 MPa1.751.82 MPa1.85-1.90 MPa1.90-1.95 MPa低包压力≥0.42 MPa≥0.38 MPa≥0.36 MPa≥0.34 MPa • 二、压力： • 高压系统压力：13.8-14.5MPa 低压分解压力：＜ 0.33 MPa • 解吸压力：＜0.33 MPa 水解压力：＜2.0 MPa
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• 合成和汽提 • 合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器四个设 备组成高压圈，这是本工艺的核心部分。 • 从高压冷凝器底部导出的液体甲铵液和少量的未冷 凝的氨和二氧化碳，分别用两条管线送入合成塔底部。 液相加气相物料氨碳比为2.9，温度165—170 ℃，合 成塔内设有15块筛板，形成类似几个串联的反应器， 塔板的作用是防止物料在塔内返混，物料从塔底至塔 顶。设计停留时间约1小时，二氧化碳转化率可达50%， 尿素合成反应液从塔内上升
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• 氨的输送 • 液氨来自合成氨装置，压力为2.1MPa，温度 为30℃，经调节阀、由液氨滤油器除去杂质 与油类后进入氨缓冲槽至高压液氨泵入口，高 压液氨泵是电动往复柱塞泵，带变频调节，并 设付线以备开停车及停泵用，液氨经高压液氨 泵加压到16.8MPa，高压液氨送到喷射器作为 喷射物料，将高压洗涤器来的甲铵液带入高压 甲铵冷凝器。液氨送到喷射器前设一快切阀。
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• 汽提塔 高压洗涤器 • 操作温度160-175度 出口液相160-175 ℃ • 出口液相含NH3 6-8% 出口气相110-150 ℃ • 加热蒸汽压力1.7-2.1MPa（绝） 循环水冷却温度 • 加热蒸汽温度235- 245℃ 入口110-120 ℃ • 温升10 ℃
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2.1.5解吸水解系统 蒸发工艺冷凝液，含有一定量的氨，少量的二氧化碳和少量尿素，流 入氨水槽，氨水槽内用隔板分成三个间隔，各间隔下部有孔连通，因此 液位相同但不完全相混，大间隔用来储存工厂排放液或冲洗的工艺液体， 蒸发冷凝液流入第一小间隔，因此含氨和二氧化碳较多，用低压吸收塔 给料泵送至吸收塔作吸收液，蒸发冷凝液吸收后，流入第二间隔，由解 吸塔给料泵加压后一路去低压分解回收作吸收液，另一路经过解吸塔换 热器，加热到117℃送到第一解吸塔上部，解吸处氨和二氧化碳，出第 一解吸塔的液体，经水解塔给料泵，加压到1.7-2.2MPa经水解塔换热器 换热后，进入水解塔上部，水解塔的下部通入界外来2.4MPa的蒸汽， 使液体中所含的少量尿素水解成氨和二氧化碳，气相进入第一解吸塔上 部，液体经水解塔换热器后的温度为151℃，进入第二解吸塔上部，第 二解吸塔塔下部通入0.5MPa的蒸汽进行解吸，塔底温度为134℃，从液 相中解吸出来的氨和二氧化碳及蒸汽，直接导入第一解吸塔的下部，与 第一解吸塔的液体进行质热交换，出第一解吸塔的气相，含水小于40%， 在回流冷凝液中冷凝，冷凝液一部分作为回流液回流到第一解吸塔的顶 部，以控制出塔气相的水量，另一部分回流冷凝液，送到低压甲铵冷凝 器，未被冷凝的气体进入常压吸收塔，进一步回收氨和二氧化碳后放空， 在第二解吸塔，解吸后的液体含氨100*10-6，含尿素200*10-6经解吸 塔换热器换热和废水冷却后送出尿素界区。
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• • • • 四、液位： 合成塔液位：≥60% 汽提塔液位：≥75% 氨水槽液位：≥10% 小尿液槽液位：≥10%
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• 其他： • 氧含量：加双氧水时≥0.55% 不加双氧水时0.6%0.8% • 脱硫槽出口H2S含量：＜1mg/L 冷凝液电导率＜90 • 解吸废液NH3含量：≤50ppm • 解吸废液尿素含量：≤50ppm • 污水COD：≤70ppm • 污水氨氮：≤40ppm
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2.1.3合成和汽提 合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器四个设备组成高压圈，这是本工艺的核心部分。 从高压冷凝器底部导出的液体甲铵液和少量的未冷凝的氨和二氧化碳，分别用两条管线送 入合成塔底部。液相加气相物料氨碳比为2.9，温度165—170 ℃，合成塔内设有15块筛板， 形成类似几个串联的反应器，塔板的作用是防止物料在塔内返混，物料从塔底至塔顶。设计 停留时间约1小时，二氧化碳转化率可达50%，尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，温 度上升到183—185 ℃，经过溢流管从塔下出口排出，经过液位控制阀，进入气提塔上部， 再经塔内液体分配器均匀的分配到每根气提管中，沿管壁成液膜下降，由塔下导入的二氧化 碳气体，在管内与合成反应液逆流相遇，气提管外以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转 化的甲铵将被气提蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出，氨蒸出 率85%，甲铵分解率约75%，从塔底排出的液体，含有8%的氨和10%的二氧化碳。气提塔 出口温度控制在165—174℃之间，塔底液位控制在80%左右去低压系统，以防止二氧化碳 气体随液体流入低压分解工段造成低压设备超压，从气提塔顶排出的180—185 ℃的气体， 与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵在14.1MPa下混合一起，一起进入高压冷凝器上部，高压冷 凝器是一个管壳式换热器，物料走管内，管间走水，用于副产蒸汽，根据付产蒸汽压力的高 低，可以调节氨和二氧化碳的冷凝程度，但要保留一部分气体在合成塔内冷凝，以便补偿在 合成塔内甲铵转化为尿素所需热量，以达到自热平衡，从合成塔顶排出的气体，温度183℃ 左右进入高压洗涤器，在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲铵液冷凝 吸收，然后经过高压冷凝器再返回合成塔，不冷凝的惰性气体和一定数量的氨气，自高压洗 涤器，减压后排出系统，进入低压吸收塔吸收后直接放空，甲铵吸收冷凝的热量被管间调温 水冷却水带走，调温水冷却器调节到110-120℃，经高压洗涤器循环水泵循环使用。 从合成塔至高压洗涤器管道，除设由安全阀外，还装有分析取样阀，通过对气相的分析， 测得气相中氨、二氧化碳和惰性气体含量，从而可以判断合成塔操作是否正常。
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1.2 生产原理 尿素是通过液氨和气体CO2的合成来完成的，在合成塔中，氨和二氧 化碳反应生成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵脱水生成尿素和水。 1.2.1合成反应 2NH3+CO2 ======NH4COONH2+Q NH4COONH2 ======CO（NH2）2+H2O-Q 1.2.2分解蒸发原理 利用不同组分在相同压力下沸点不同，同一组分在不同压力下沸点不同， 通过加热，减压等手段，使混合液中易汽化的介质汽化分解，从而得到 浓度较高的产品。 1.2.3水解原理 CO（NH2）2 ======NH4COONH2 NH4COONH2 ======2NH3+CO2 1.2.4吸收、解吸原理 利用NH3和CO2在不同压力、不同温度下在水中的溶解度不同使未反应 成分得到分离、溶解、吸收，最后以液态形式回收入系统参加再反应。
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• • • • • • • 三、温度： 合成塔出液温度：180-185℃ 合成塔出气温度：180-185℃ 气提塔出液温度：167-172℃ 高洗器球头温度：≥138℃ 高洗器出气温度：≥101℃ 高调水温度：≥129℃ 精馏塔出液温度：135141℃
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• 甲铵液温度：≥75℃ 低调水温度： ≥62℃ 水解塔底部温度：≥200℃ 解吸 塔出气温度≥105℃
• 2、工艺流程 • 2.1.1二氧化碳净化和输送 • 从脱碳来的二氧化碳气体，温度小于30℃，经液滴分离器，经压 缩在工段前与一定的空气混合，二氧化碳大于95.7%，氧气含量 0.6-0.8% ，进气自二段到脱硫、水解加热60-90℃后，进水解 使部分有机硫转化成无机硫。经二氧化碳冷却器冷却，分离水份 后进脱硫塔将无机硫脱除、再进三、四、五段压缩为14.2MPa经 流量计，二氧化碳快切阀，进入气提塔。 • 2.1.2氨的输送 • 液氨来自合成氨装置，压力为2.1MPa，温度为30℃，经液氨滤 油器除去杂质与油类后进入高压液氨泵入口，高压液氨泵是电动 往复柱塞泵，带变频调节，并设付线以备开停车及停泵用，液氨 经高压液氨泵加压到16.8MPa，高压液氨送到喷射器作为喷射物 料，将高压洗涤器来的甲铵液带入高压甲铵冷凝器。液氨送到喷 射器前设一快切阀。
3#4号尿素工艺介绍
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• 1.总控岗位任务及生产原理 • 1.1岗位任务 • 利用DSC集散型控制系统进行尿素的合成及分解回收， 在外界条件符合指标（水、电、汽、仪表空气、软水、 氨、二氧化碳）的情况下，将原料氨、二氧化碳、甲 铵液经氨泵、压缩机、甲铵泵加压后分别送入高甲冷、 汽提塔和高洗器、合成塔并维持高压压力在13.514.5MPa，温度在180-185℃之间，通过氨和二氧化 碳在高压设备内的化学反应得到尿素（以水溶液形式 存在），在经过逐步分解、蒸发，得到约99.6%浓度 的尿液送造粒塔。 未反应的氨和二氧化碳经精馏分解、 低压吸收后通过甲铵泵加压后送入高洗器返回高压圈 循环利用,通过柱塞或离心泵将物料加压至工艺所需压 力，分别输送物料各设备和容器。
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• 主要工艺指标 • 1二氧化碳气 • 操作压力：14.0—14.3 Mpa • 操作温度 120℃ • 出口气组成：O2含量大于0.7％（体积） 纯度 93.0—98.0﹪ • 2高压液氨 • 操作压力：入口1.8-2.3MPa（绝） • 出口16-16.8MPa(绝)
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二氧化碳气提法工艺
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• 二氧化碳净化和输送 • 从脱碳来的二氧化碳气体，温度小于30℃， 经液滴分离器，经压缩在工段前与一定的空气 混合，二氧化碳大于95.7%，氧气含量0.60.8% ，进气自二段、三段到脱硫、水解加热 60-90℃后，进水解使部分有机硫转化成无机 硫。经二氧化碳冷却器冷却，分离水份后进脱 硫塔将无机硫脱除、再进四、五段压缩为 14.5MPa经流量计，二氧化碳快切阀，进入气 提塔。