HG2692-2003尿素二氧化碳汽提塔
CO2汽提法工艺中最详细最全面尿素合成塔的相关知识
CO2汽提法工艺中最详细最全面尿素合成塔的相关知识尿素合成塔是CO2汽提法尿素生产装置中最重要的设备之一,不论采用射线源测量液位的传统型CO2汽提工艺日产1070吨尿素的尿素合成塔;还是采用雷达测量液位的改进型CO2汽提工艺(带池式冷凝器)日产2860吨尿素的尿素合成塔,它们都是一台结构型式基本相同、立式安装在高框架内带不锈钢衬里的尿素高压反应器。
来自高压冷凝器或池式冷凝器的尿素熔融物分别由尿素合成塔底部的两根接管(N1和N3)进入,在温度170~183度、压力14.2MPa操作条件下在塔内完成尿素合成反应后,由塔内的上部液层内设置带有出液漏斗的内管流下,通过底部接管(N4)引出送至CO2汽提塔上管箱完成等压汽提操作。
尿素合成反应后残留的不凝性气体(含未反应的氨和CO2气体)聚集在液层上方的塔顶空间,由设在顶封头上的接管(N2)送至高压洗涤器完成氨和CO2气体的洗涤吸收操作。
本设备的设计压力为16MPa,设计温度为190度,操作容积根据装置生产能力和采用的工艺方法而定。
一丶尿素合成塔内完成的反应与其它尿素生产方法一样,CO2汽提法尿素合成塔在尿素装置中的作用主要是完成尿素合成反应,由于高压循环系统采用的是CO2汽提工艺并设置了高压冷凝器或池式冷凝器,CO2气体是由汽提塔底部加入,从汽提塔顶部出来的汽提气和新鲜液氨以及循环回来的甲铵液从高压冷凝器顶部管箱(或池式冷凝器壳程)加入,CO2和液氨生成甲铵的反应首先在高压冷凝器管内(或池式冷凝器壳程内)进行,通过对壳程(或管程)副产蒸汽压力及其温度的控制,约有60%的甲铵生成反应已经完成,而甲铵脱水生成尿素的反应较慢,且为吸热反应,受高压冷凝器底部管箱(或池式冷凝器壳程)提供的容积空间限制,停留时间有限,其甲铵脱水生成尿素的反应将绝大部分(或部分)将移至尿素合成塔内完成,其维持反应所需要的热量依靠余下的CO2和液氨在尿素合成塔内进行的甲铵反应生成的热量来提供,其所需的时间(即停留时间)将通过设计时(采用工艺方法)确定的尿素合成塔的尺寸和容积来保证。
关于30万吨CO2汽提法尿素升温钝化经验总结
关于30万吨CO2汽提法尿素升温钝化经验总结
我厂30万吨尿素装置于2005年建成投产,现已满负荷,长周期,安全环保运行两年了,期间大修两次,检修时间一般在7—10天之间。
装置投产来因各种原因长停车三次,短停车六次(包括试生产阶段),通过几次开车对30万吨尿素装置升温钝化总结:
1.30万吨尿素装置升温钝化可以采用两条路线:第一种是在气提塔CO2进口管上加蒸汽和仪表空气,第二种是在合成塔出液管上加蒸汽和仪表空气。
我厂采用的是第二种方法。
2.升温钝化应掌握的几个原则:a.控制好升温速度小于等于12度每小时;b.控制好升压的速度(系统压力.蒸汽压力);c.要有一定的氧含量,H2O(g)小于仪表空气压力;d.保证每一个地方都有冷凝,并防止冷凝液积存;e.仪表空气压力大于等于0.6Mpa。
3.升温钝化要控制好升温速度,因为高压系统设备包括汽提塔、合成塔、高压冷凝器、高压洗涤器。
除合成塔是不锈钢衬里碳钢壳体外,其余都是不锈钢列管碳钢壳体。
因不锈钢热膨胀系数为1.8mm/100度,而碳钢为1.2mm/100度,如果升温过快势必使整个塔体内外温差大,这样易造成衬里或列管的变形。
因此要严格控制升温速率在10~12度。
4.升温钝化要把合成塔壁温升到130~150度,目的是为了投料后增加合成塔内尿素生成转化率。
5.合成塔出气到高压洗涤器出气管上的阀门要留一定开度。
关于二氧化碳汽提法尿素装置汽提塔的腐蚀与维护_钟秀兰
汽提管数量 /根 2 31 229 836 444 156 31 3 1
累计数量 /根 2 33 262
1 098 1 542 1 698 1 729 1 732 1 733
检测比例 /% 0. 12 1. 79
13. 21 48. 24 25. 62
9 1. 79 0. 17 0. 06
累计 /% 0. 12 1. 9
如果设备的保温不良, 将使氧、二氧化碳、水混 合气体冷凝成尿素甲铵液, 其在设备的连接处氧含 量相对较少的区域局部积聚, 将 导致设备的腐蚀, 故应重视设备的保温效果。 4. 4 开、停车
尿素装置开、停车 频繁或停车封 塔时间过长, 造成温度变化过大会加快设备的 腐蚀。在停车封 塔期间由于停止加入空气, 随着系统压力下降, 溶 解于溶液中的氧不断逸出, 使得不锈钢表面的钝化 膜遭到破坏而出现均匀腐蚀。故在正常生产中应 尽可能减少装置的开停车次数, 同时封塔时间不得 超过 24 h, 系统压力不得低于 8. 0 M Pa, 温度不得低 于 125 e 。 4. 5 负荷
15. 12 63. 36 88. 98 97. 98 99. 77 99. 94
100
表 2 2009年 1月汽提管测厚统计结果
壁厚 /mm
汽提管数量 累计数量
/根
/根
检测比例 /%
累计 /%
2. 55
3
3
0. 17
0. 17
2. 60
30
33
1. 73
1. 9
2. 65
230
263
13. 27
15. 17
1 汽提塔的作用
二氧化碳汽提法尿素工艺中汽 提塔的作用是 在与尿素合成等压条件下, 通入二氧化碳气体, 在 蒸汽加热的条件下, 将合成液中未脱水生成尿素的 甲铵分解, 并分离出其中大部分的游离二氧化碳和 游离氨, 返回高压圈进行合成脱 水反应生成尿素, 从而提高尿素产率, 降低消耗。
尿素四大件吊装方案
一、工程概况……..。
设备吊装一览表2.1 《石油化工工程起重施工规范》 SH/T3536-20022.2 《石油化工施工安全技术规程》 SH3505-19992.3 《大型设备吊装工程施工工艺标准》 SH/T3515-20032.4 《工程建设安装工程起重施工规范》 HG20201-20002.5 设备本体图及设备布置图三、施工方法以及吊装顺序3.1施工方法尿素合成塔(C-27101)吊装前由制造单位将设备移至框架内。
吊装采取两套350吨滑车组利用框架做支撑,吊装前对原有混凝土框架梁进行加固,以4台32吨卷扬机为牵引,钢梁作吊点进行抬吊;以400t履带吊送尾。
尿素合成塔吊装之前先将尿素合成塔支座吊至19.5米层平台,平移到旁边D-E轴的平台上悬挂放置,待尿素合成塔吊装后再将底座旋转就位, 尿素合成塔回坐到支座上。
CO2气提塔(C-27103) 吊装前由制造单位将设备移至框架内。
将CO2气提塔的捆绑绳由吊耳处垂直向上穿过尿素合成塔底座上方,利用吊装合成塔的钢梁和滑车组进行吊装,以400t履带吊送尾。
高压冷凝器(E-27103) 吊装前由制造单位将设备移至框架内。
吊装采取一套350吨滑车组利用框架做支撑,吊装前对原有混凝土框架梁进行加固,以2台32吨卷扬机为牵引,钢梁作吊点进行抬吊;以400t履带吊送尾。
高压洗涤器(E-27101) 使用400t履带吊主吊,50t吊车溜尾,使用平衡梁吊装就位。
3.2设备吊装顺序:尿素合成塔 CO2气提塔高压冷凝器高压洗涤器3.3设备吊装程序图设备吊装顺序示意图四、受力计算4.1尿素合成塔4.1.1计算载荷P=(Q+q)*k1*k2=(447.478+20) *1.1*1.1=565.65tQ---------设备重量q---------机索具重量k1-------动载系数1.1k2-------不均衡系数1.14.1.2设备抬头时受力P Y1=P*X c/n=565.65*17982/35964=282.82tX c--------设备重心17982 mmn----------滑车组吊点距离35964 mm2)设备抬头时起吊滑车组的受力P0=P Y/2=282.82/2=141.41t3)送尾吊车受力=230.1tF=17982∗447.47835964−1000SCC4000力士乐履带吊H工况回转半径8米臂长24米条件下额定起重量为240t,符合要求。
二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的应用
二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的应用摘要:随着我国经济发展,尿素生产工艺逐渐成熟,本文则围绕着二氧化碳汽提工艺应用展开充分讨论。
简要阐述了二氧化碳汽提工艺生产尿素的基本原理。
然后着重探讨了在尿素生产过程中二氧化碳汽提工艺的主要应用,其中包括纯蒸汽升温钝化法、低压开车工艺方法、高压调温水控制法等,为相关工作人员提供充分参考。
关键词:二氧化碳;汽提工艺;尿素生产引言:近年来,我国科技发展进步相对较大,不断对各项生产工艺进行深入研究,加强对新工艺的研发。
在新时代下,为了满足尿素的生产需求,逐渐引进二氧化碳汽提工艺的生产方法,充分对该工艺原理进行详细分析,了解该工艺的主要优势。
并将其应用到尿素生产工作中,可为其提供较大的支持,提高尿素生产效率。
1二氧化碳汽提工艺生产尿素的基本原理二氧化碳汽提工艺在应用过程中,主要是通过压缩机内的二氧化碳排出进入到汽提塔底部,并与水蒸气等进行充分接触,随后进入到指定的反应器中。
其中,反应器中的液氨在高压过程中逐渐与甲氨液进行有效融合,并进入到冷凝阶段,随后进入到反应器。
在反应器中停留一定时间后,则会直接将部分甲胺进行转化,使其形成尿素。
并将生成的尿素与未形成的相关材料混合放入到绝热阶段,可有效将大部分甲胺转化成尿素,从而完成尿素的生产过程。
其中,在操作二氧化碳汽提工艺时,要求工作人员对相关参数进行合理调节,确保该工艺的顺利进行。
在尿素生产过程中,若压力出现偏高的现象,则会对汽提塔造成较大的腐蚀,影响整体的生产工作。
同理,若压力出现偏低的情况时,增加尿素生产难度,无法快速转化为尿素,增加尿素生产成本。
此时,工作人员需对蒸汽量进行适当的调节,有效达到良好的汽提效果。
同时,在汽提塔的液位出现变化时,工作人员也需对其进行调节,根据对液位变化的详细分析,并合理降低整体液位,充分满足尿素生产的需求,符合具体的生产标准。
并且,在生产过程中,若分布孔出现堵塞的情况时,致使液体流量出现较大的变化。
二氧化碳汽提法工艺与氨汽提法工艺的比较
二氧化碳汽提法工艺与氨汽提法工艺的比较发表时间:2018-03-22T14:29:45.640Z 来源:《防护工程》2017年第32期作者:夏永强[导读] 二氧化碳汽提法工艺在日常的工作过程中,只要保障各项操作保持在正常范围内,还可以在很大程度上提高工艺设备的使用寿命。
大唐呼伦贝尔化肥有限公司内蒙古呼伦贝尔 021000摘要:近些年来,我国科学技术大力发展,在此背景之下我国的化工行业也取得了显著地发展成果。
本文围绕化工行业中的二氧化碳汽提法与氨气提法展开研究,根据两种提法工艺的设计、操作、安全性以及设备进行分析。
关键词:二氧化碳汽氨汽提法工艺比较一、概述近几年以来,我国的尿素装置大多运用二氧化碳汽提法工艺与氨气提法工艺,现阶段我国已经建成八十万吨每年的尿素生产线,总体而言,二氧化碳汽提法工艺的运用范围要高于氨气提法工艺。
二氧化碳汽提法工艺的开发者为荷兰斯塔米卡邦,但是在对二氧化碳汽提法工艺进行改良的过程中充分融入了中国元素与特征。
氨气提法工艺的开发者为意大利snam公司,snam公司是意大利知名的化工研究企业,但是snam公司于2009年被saipem兼并,因此snam氨气提法工艺被更名为saipem氨气提法工艺。
现阶段,我国的学者以及研究人员对这两种提法工艺的安全性、操作性、工艺流程以及维修程度有了更高层次的认识,但是从实际情况出发,对于二氧化碳汽提法工艺与氨气提法工艺,将二者在经济、效率等方面进行比较,仍然不可以决定出二者的优劣,因此本篇文章,将二氧化碳汽提法工艺与氨气提法工艺进行比较,详细的对两者的使用效率与效果进行分析。
二、工艺比较2.1工艺流程二氧化碳汽提法尿素工艺流程详见第一图,氨气汽提法尿素工艺流程详见第二图。
由以上两图可以看出,二氧化碳汽提法工艺流程较短,并且此项工艺流程的运用设施相对较少,参与二氧化碳提法工艺流程的物质只需要在简单的流程之中进行循环,因此这就在很大程度上减少了了设备的使用空间,并且从图中可以看出二氧化碳汽提法的设备分布在不同的楼层,因此尿素的运用可以通过设备的落差进行,所以这就减轻了动力要求。
CO2汽提法尿素装置提高CO2转化率的措施
·36·
中 氮 肥
第 5期
中尿 素 含 量 58%、NH3 含 量 67%、CO2 含 量 85%,温度 165~170℃),经汽提塔液位控制 阀减压后送至低压分解系统。汽提分解所需的热 量由壳侧 25MPa蒸汽供给。
合成 塔 内 未 反 应 的 气 体 (NH3 含 量 68%、 CO2含量 21%) 由塔顶引出,进入高压洗涤器, 采用高压甲铵泵送来的甲铵液在高压洗涤器内进 行洗涤吸收。洗涤吸收前甲铵液组分为 NH3 含 量 285%、CO2 含量 345%,洗涤吸收后甲铵 液组分为 NH3 含量 37%、CO2 含量 39%、H2O 含量 24%,经高压甲铵喷射器送入高压甲铵冷 凝器,洗涤吸收过程放出的热量用高压调温水移 走;经高压洗涤器洗涤吸收后的尾气由高压洗涤 器顶部排出,减压后进入压力为 035MPa的低 压吸收塔进一步予以吸收。
3 CO2 转化率的算法推导
在合成尿素的 2步反应 [2NH3 +CO2 NH4COONH2,NH4COONH2 CO(NH2)2 + H2O] 中,NH3和 CO2反应生成甲铵的条件并不 苛刻,即使在常温常压下都能发生,但甲铵只有 在液相条件下才能脱水生成尿素,而甲铵的熔点 约 156℃,为提供液相环境,必须保证 (合成 塔内的) 高温高压以使甲铵转化成尿素。
[关键词]CO2 汽提法尿素装置;工艺流程;CO2 转化率;算法推导;影响因素;优化措施 [中图分类号]TQ44141 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2019)05-0035-03
二氧化碳气提法生产尿素工艺流程
二氧化碳气提法生产尿素工艺流程1.1二氧化碳气体的压缩从上道工序送来的CO2气体将所含液滴分离后进入CO2压缩机。
在压缩机各进出口设有若干温度、压力监测点,以便于监视压缩机的运行状况,压缩机的负荷是通过改变压缩机转速来控制的,经压缩后的气体(压力约为14.3MPa,温度为110℃左右)送去脱氢系统。
1.2氨气的加压合成氨装置送来的液氨经流量计量后引入高压氨泵,液氨在泵内加压至16.0MPa(A)左右。
液氨的流量根据系统的负荷,通过控制氨泵的转速来调节。
加压后的液氨经高压喷射器与来自高压洗涤器中的甲铵液,一起由顶部进入高压甲铵冷凝器。
1.3液氨的加压高压合成与CO2气提回收合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器这四个设备组成高压圈,这是二氧化碳气提法的核心部分,这四个设备的操作条件是统一考虑的,以达到尿素的最大产率和热量的最大回收。
从高压冷凝器底部导出的液体甲铵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,合成塔内设有筛板,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。
尿素合成反应液从塔内上升到正常液位,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地分配到每根气提管中。
液体沿管壁成液膜下降,分配器液位高低起着自动调节各管内流量的作用。
由塔下部导入的二氧化碳气体,在管内与合成反应液逆流相遇。
管间以蒸汽加热,合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将被蒸出和分解,从塔顶排出,尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出。
从气提塔顶排出的高温气体,与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在约高压下一起进入高压甲铵冷凝器顶部。
高压甲铵冷凝器是一个管壳式换热器,物料走管内,管间走水用以副产低压蒸汽。
为了使进入高压甲铵冷凝器上部的气相和液相得到更好的混合,增加其接触时间,在高压甲铵冷凝器上部设有一个液体分布器。
在分布器上维持一定的液位,就可以保证气-液的良好分布。
合成塔顶排出的气体进入高压洗涤器,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,然后经高压甲铵冷凝器再返回合成塔。
尿素流程工艺二氧化碳汽提塔的模拟(可编辑)
尿素流程工艺二氧化碳汽提塔的模拟大连理工大学硕士学位论文尿素流程工艺二氧化碳汽提塔的模拟姓名:吴丹申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:张述伟20020619尿素流程工艺二氧化碳汽提塔的模拟摘要尿素是一种广泛应用且肥效高的化学肥料,同时它还是一种重要的工业原料,是国家的支柱产业之一。
多年来,有关尿素新工艺、新设备的开发及老工艺、设备的改造一直是人们所研究的课题,并随着能源严重的短缺和相关技术的发展而越来越受到人们的重视。
汽提塔是尿素合成工艺中的关键设备之一。
对其进行准确的热力学模拟计算有利于该设备的改造及工艺过程的改进、工艺操作参数的优化,从而使能量回收利用更为完全,达到增产降耗的目的。
论文的主要内容有:阐述了前人对体系的尿素合成条件下的热力学气液平衡机理模型。
采用等提出的扩展的方程计算对...体系气液平衡进行模拟计算。
所得模型在一定范围内的预测性和实用性都很好,可满足尿素合成条件下工艺计算及流程模拟的需要。
建立了适用于汽提塔的平衡级数学模型,计算结果同设计数据以及实际工况吻合较好。
汽提过程液相摩尔分率的变化情况同采用相图分析的结果一致,充分说明了本模型的合理性。
同时也验证了热力学模型的『确性,计算结果得到汽提塔内各个操作参数的分布,因此,模拟计算结果比相图更能反映塔内的情况。
建立了汽提塔的非平衡级数学模型,并给出相关的动力学参数的求解方法。
将人工神经网络应用于汽提塔的模拟,以其模型作为“黑箱”模型,代替了严格模型,简化了计算,节省了机时。
从训练结果来看网络模型较为可靠,能够代替严格模型,为尿素过程系统的进一步优化奠定了基础。
关键词::汽提塔;。
一:一。
一体系;人工神经网络垦壅鎏塑三茎三蔓些壁苎堡堕竺堡塑一.,. . ..,,.: . ..?一....一一一 :, .., .... .【, ’.‘. ::一一一:尿素流程工艺二氧亿碳汽播塔的模拟第一豢绪论尿素作为重要的化学肥料,在整界范围内其产量和使用高麟第一。
二氧化碳汽提塔在尿素生产工艺中的应用与调控
二氧化碳汽提塔在尿素生产工艺中的应用与调控摘要:二氧化碳汽提法在转化率、汽提效率、综合能耗、工艺安全性等方面均较水溶液全循环法和氨汽提法有较大的优势,主要设备不依赖进口,前期投资低,且后期工艺运行稳定,便于操作和管理。
该工艺从设计到制作,从建设到运行,已积累了丰富的经验,具有很强的竞争力,具有较大的推广价值。
关键词:二氧化碳;汽提塔;尿素;生产工艺;应用;调控引言在改进型的新一代二氧化碳气提法生产尿素的工艺控制中,将中压吸收塔增设在高压洗涤器后,很好地吸收了从高压洗涤器排出的二氧化碳与氨,既降低了高压洗涤器的运行负荷、提高了操作弹性,又增大了氨利用率,减小了因排放尾气而导致的氨损失,与环保要求完全相符。
1、二氧化碳汽提塔技术简介基本原理所谓汽提就是以一种气体通过反应物,从而降低气相中氨和(或)二氧化碳的分压,促使甲铵分解。
其基本原理说明如下:2NH3( 液 )+CO2NH2COONH4( 液)由上式各式可知,当用二氧化碳为汽提剂时,气相中的氨分压趋近于零,则液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压,故液相中的氨不断汽化逸出,液相中[NH3](液)降低,反应向着甲铵分解成氨和二氧化碳的方向进行。
这就促使了液相中甲铵的分解。
在甲铵分解的同时,液相中 [CO2]( 液 ) 增加,于此相平衡的二氧化碳分压大于实际气相中的二氧化碳分压,促使液相中二氧化碳汽化逸出。
因此液相中甲铵不断分解,液相中氨和二氧化碳不断汽化逸出,从而实现汽提的过程。
汽提塔结构及工作原理基本结构组成液体分布器:在塔的上部,将进入的合成液均匀的分布于各管并使成膜状沿管壁流下。
气体分布器:使 CO2 气均匀的由下而上通过各管,由下分布器及上限流孔板组成。
(3)加热器。
(4)汽提管:按正三角形排列。
工作原理合成塔来的合成液由塔底入塔,经液体分布器于各管成液膜状流下,出塔去低压分解塔。
压缩机来的二氧化碳气入塔后,通过喇叭形的下分布器进入汽提管内,和合成液液膜逆流接触。
co2汽提法尿素总控岗位工艺操作规程 (1)
二氧化碳汽提法尿素总控岗位工艺操作规程〈一〉岗位任务:在外界条件符合指标(水、电、汽、气、NH3 、CO2)的情况下,将原料NH3 ,CO2和循环回收的甲铵溶液以一定的组成条件送入尿素合成塔,在14.0MPa和184℃±1℃的条件下合成尿素。
未反应的NH3和CO2及未转化为尿素的甲铵经分解回收为甲铵液循环返回尿素合成塔。
〈二〉岗位职责:本岗位应对设备、工艺条件总控室内微机所属仪表、调节阀及各运转设备的调整、联锁等的开停和正常调节及维护负责,并严格执行各项生产工艺指标。
本岗位要经常与本车间各个岗位联系,通报和了解生产情况,并发出相应的操作指令,在特殊情况下,有权发出停车指令并向有关单位及时汇报〈三〉工艺流程叙述(一)氨和二氧化碳1、氨从合成车间氨罐岗位来的压力≥2.0Mpa(绝),温度为30℃以下的液氨,经过液氨过滤器,除去液氨中夹带的固体杂质和油类后进入高压氨泵(103J/JA),为了避免高压氨泵的气缚,液氨温度至少比操作压力下的沸点低5℃,用高压氨泵把液氨增压到16.0MPa,然后经过高压喷射器(201L),送入高压甲铵冷凝器(202C)。
液氨的流量由高压氨泵变频调节,并由泵入口的流量计(FQI-101)来计量。
2、二氧化碳从净化车间脱碳岗位来的约含有0.6%~1.2%(V)氧气和其它微量气体(总硫、一氧化碳、甲烷、氢气等)的二氧化碳气体在带有水封的二氧化碳液滴分离器(101F)中把液体分离掉,在表压力(2.94~4.94KPa或300~500mmH2O) ,温度约40℃的状态下,进入往复式二氧化碳压缩机(102J/JA)进行压缩。
二氧化碳压缩机是由四列五缸对称平衡型活塞式压缩机(4M22-153/15.3),二氧化碳经过一、二段压缩后,压力约为0.8MPa,进入活性炭脱硫槽,使二氧化碳气中的总硫含量降至1mg/Nm3以下。
净化后二氧化碳气体进入二氧化碳压缩机,经三、四、五段压缩后,最终压力14.3MPa温度为120℃。
二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的应用
二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的应用摘要:在之前的尿素生产期间,二氧化碳汽提法就得到了普遍的应用.根据之前的经验,通过加热蒸汽量的科学调节以及汽提塔液位的科学布置,进而让尿素生产具有操作容易,节省原料损耗的特征,受到尿素生产厂家的普遍认可.基于此,对传统的二氧化碳汽提法的实际操作进行概述,并引入二氧化碳汽提法的新工艺方法,以提高尿素生产的整体水平及降低消耗节能环保。
关键词:二氧化碳气提法;生产过程;节能工艺;工艺特征;降低氨耗一、CO2汽提法工艺流程第一,液氨升压。
液氨升压是把从球罐过来的液氨进行升压,把液氨压力从2.3MPa提升到16.0~17.5MPa,然后通过高压液氨泵把它输送到高压喷射器,以作喷射物料。
第二,CO2气体压缩与净化。
自低温甲醇清洗后的CO2原料气通过CO2压缩机组进行气体压缩后使其压力升到14.4MPa左右,然后对CO2进行净化,包括在脱硫塔以干法脱硫除去CO2气中H2S杂质以及在脱氢塔催化脱氢除去CO2气中的H2杂质,然后将CO2输送到汽提塔。
第三,合成和汽提。
本工序是CO2汽提法关键环节。
液体甲铵和少量还没冷凝的氨气和二氧化碳气体从高压冷凝器底部出来被送入到合成塔底部,物料从合成塔底上升到塔顶并生成反应液(其温度为180~185℃),反应液从塔顶流入到汽提塔顶部,液体分配器将反应液均匀地分布到每根汽提管中,并沿着汽提管壁呈液膜状流下,流下的过程与来自汽提塔底部的二氧化碳气体接触,反应液中剩余的NH3和还没转化的NH2COONH4被蒸发并分解后从汽提塔顶排出,尿液及小部分NH2COONH4从塔底排出。
从汽提塔顶排出的气体、来自高压洗涤器的甲铵液、液氨经混合后进入到高压冷凝器顶部,生成的甲铵和NH3、CO2进入到合成塔底部。
第四,循环。
从汽提塔底部出来的汽提液在精馏塔中将还没有分解的NH2COONH4进行加热分解,再通过闪蒸槽把游离氨、CO2蒸出,然后再把尿液(温度90~95℃)输送到尿液槽。
1二氧化碳气提法制取尿素
二氧化碳气提法制取尿素目录一.概述 .......................................... 二.方法比较 ...................................... 三.发展历史 . (2)四.工艺原理 ..................... 错误!未定义书签。
五.工艺条件 . (3)1.温度 (3)2.氨碳比 (3)3.水碳比 (4)4.压力 (4)5.反应时间 (5)6.原料纯度 (5)六.工艺流程 (5)七.主要设备 (6)1.合成塔 (6)2.喷射泵 (7)3.汽提塔 (8)4.洗涤器 (8)5.精馏塔 (9)八.总结 (9)九.参考文献 (10)二氧化碳气提法制取尿素一.概述1.尿素的性质:尿素又称为脲,分子是为:CO(NH2)2,相对分子质量为60.06,熔点为132.7℃。
在室温下是无色、无味、无嗅的针状晶体,在一定条件下,也呈斜方棱柱结晶状,尿素易溶于水和液氨,也溶于甲醇、乙醇、甘油、不溶于乙醚和氯仿。
2.尿素的用途:主要分为工业和农业两类:农业:尿素总产量中90%以上主要用作化学肥料,除了做化学肥料外,还可作牛、羊等反刍动物的辅助饲料(46%左右)。
工业:尿素在工业上主要用作合成高聚物材料,其中一半以上用作生产尿素甲醛树脂和三聚氰胺;除此之外尿素作为添加剂应用于多种化工产品的生产中,同时尿素还用于医药和试剂的生产中。
3.尿素的生产方法:不循环法、半循环法、全循环法全循环法:(水溶液全循环法、气提法)4.尿素生产原料:二氧化碳、氨二.方法比较1.水溶液全循环法与汽提法相比能量利用不合理,消耗较高,流程较长,近几年新建的大中型厂已很少采用该工艺。
2. CO2汽提法高压圈操作压力最低,无中压系统,流程短,设备少,生产稳定,消耗较低,投资较少,在国内有丰富的设计、设备制造和生产经验,且采用脱氢技术,从根本上杜绝了生产中的爆炸危险性,故选用该工艺。
CO2气提塔的气提过程原理结构和作用
CO2气提塔的气提过程原理结构和作用CO2气提塔的气提过程\原理\结构和作用气提塔中气提过程:气提塔实际上是一个多管降膜式湿壁塔。
合成塔来的反应液,其中含氨:30.14%、二氧化碳:17.49%、尿素:34.49%。
通过合成塔出料调节阀HV201利用液位差进入气提塔上花板,每根气提管上部有一液体分布器,当液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动。
随着阀开度的改变,分布器上液层高度也改变。
负荷高,液层高,流过小孔流量大,反之即小。
当液体下流后与下部来的二氧化碳气体相遇,首先是游离氨被逐出,再向下是甲铵分解即以两个氨分子一个二氧化碳分子这样的比例分解出来。
由于管外有压力为2.0MPa左右,温度为230℃的中压饱和蒸气供给热量,使分解反应能够不断进行。
气提过程之所以能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨分压。
这样氨一直可以被分解出来,而二氧化碳则是由于化学平衡关系,当减低气相氨的浓度后,反应向左进行。
在加热和汽提的联合作用下,使尿素、氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳,并随气体介质一起从液体分布器上部的升气管出去进入高压甲铵冷凝器。
底部出来的尿素溶液送入后系统进一步减压分解其中的氨基甲酸铵。
气提塔中气提原理汽提是以一种气体通过反应混合物,从而降低另一种或几种气体的分压,使离解压力降低的过程。
所谓二氧化碳气提就是一种气体通过反应物,从而降低气相中氨和(或)二氧化碳的分压,使甲铵分解。
甲铵分解的反应方程式:NH2COONH4 (液) = 2NH3 (气) + CO2 (气) -Q这是一个可逆吸热体积增大的反应,只要能提供热量、降低压力或降低气相中NH3和CO2某一组分的分压,都可以使反应向着甲铵分解的方向进行,以达到分解甲铵的目的。
采用液态甲铵的生成或分解来说明:2NH3(液)+CO2(液) =NH2COONH4(液)溶液中氨和二氧化碳与气相中的氨和二氧化碳处于平衡,假设它们分别符合拉乌尔与亨利定律,则有:PNH3 = P0NH3?〔NH3〕(液) PCO2=HCO2?〔CO2〕(液)PNH3 --- 溶液中氨的平衡分压PCO2 --- 溶液中二氧化碳的平衡分压P0NH3 ---- 纯氨的饱和蒸汽压HCO2 ---- 二氧化碳的亨利系数〔NH3〕(液) -- 液相中氨分子分率〔CO2〕(液) -- 液相中二氧化碳分子分率由上述各式可知:当用二氧化碳为气提剂时,气相中的氨分压趋近于零,则液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压,故液相中的氨不断汽化逸出,液相中〔NH3〕(液)降低,反应向着甲铵分解成氨和二氧化碳的方向进行。
HG2692-2003尿素二氧化碳汽提塔
HG2692-2003尿素二氧化碳汽提塔一、目的和意义GB10477-89《尿素二氧化碳汽提塔技术条件》(以下简称原标准)作为尿素高压设备生产制造中的一个重要专业标准,已实施多年。
对保证尿素设备耐腐蚀性能,延长设备使用寿命、保证国家和人民生命财产安全等方面起到主动的作用。
但随着我国标准化体系的形成和完善,有必要对其进行修订,以便于与其它尿素设备制造标准配套使用。
二、要紧依据本标准是在原标准的基础上,以由中国五环化学工程公司按照荷兰STAMICARBON公司最新要求编写的工程标准C10-A15E-95、30-A10S-95、14-A32S-95等(以下简称95工程标准)为依据,参照GB150-1 998《钢制压力容器》、GB151-1998《管壳式换热器》以及《压力容器安全技术监察规程》,结合历年来我国尿素高压冷凝器的设计、制造体会对原标准进行了修订。
三、修订过程2001年12月收到化学工业机械设备标准委员会转发的2001化标研标字第028号《关于编制2002年制修订国家标准、行业标准和研制国家标准样品项目打算的通知》。
按照通知精神,填写修订标准项目任务书,并着手预备。
2002年7月收到化学工业机械设备标委会(2002)化机秘字02号《关于下达2002年标准打算的函》及其转发的中国石油和化学工业协会中石化协质发(2002)126号文,开始进行标准的打字、审核,完成送审稿。
四、需要讲明的咨询题与原标准相比,本标准正文要紧对下面几个方面进行了修订,现逐一作以讲明:编排顺序重新修订。
按“范畴”、“规范性引用文件”、“材料”、“制造”、“检验和验收”、“包装和运输”、“出厂文件”排列。
取消了“差不多要求(原标准中3)”,并入“范畴”内。
2、术语的修订“碳钢”改为“低合金钢”。
“焊缝”改为“焊接接头”。
“射线检验”改为“射线检测”。
“超声波检验”改为“超声检测”。
“渗透检验”改为“渗透检测”。
“磁粉检验”改为“磁粉检测”。
浅谈尿素CO2汽提塔内件安装
浅谈尿素CO2汽提塔内件安装摘要:CO2汽提塔是二氧化碳汽提法尿素装置4大重要高压设备之一,在尿素生产中发挥着极其重要的作用,其运行的好坏直接关系到装置的产能、生产过程的安全和环保,以及装置的长周期稳定运行。
保证CO2汽提塔正常运行,首先合成液分布必须均匀,合成液分布均匀取决于内件安装质量,CO2汽提塔内件有液体分布器、汽提管、升气管、分布板等。
我们现场安装的内件是液体分布器和分布板,下面我们就探讨一下CO2汽提塔内液体分布器和分布板的安装。
关键词:CO2汽提塔、液体分布器、分布板施工难点、安装1 汽提塔的汽提过程简要概述CO2汽提塔是尿素生产工艺过程中重要设备之一,汽提塔实质上是一台多管降膜式湿壁塔,尿素合成塔的反应液,通过合成塔出料调节阀利用液位差进入汽提塔上分布板,液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动,随着阀开度的改变,分布器上液层高度也改变。
负荷高,液位高,流过小孔流量大,反之即小。
当液体下流后与下部来的CO2气体相遇,首先游离氨被逐出,再向下是甲铵分解。
由于管外有压力为2.0mPa左右,温度230度左右的中压饱和蒸汽加热,使分解反应不断进行。
汽提过程之所以能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨的分压。
这样氨一直可以被分解出来,而CO2则由于化学平衡关系,当减压气相氨的浓度后,反应向左进行。
在加热和汽提的联合作用下,使尿素、氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳,并随气体介质一起从液体分布器上部的升气管出去进入高压甲铵冷凝器。
底部出来的尿素溶液进入后系统,进一步减压分解其中的氨基甲酸铵。
我国目前引进装置再用的汽提塔,根据工艺流程的不同,主要有CO2汽提塔和氨汽提塔。
我们项目部承建的晋开3×40万吨/年尿素工程,采用的是大连金州重型机器有限公司制造的CO2汽提塔。
2 液体分布器、分布板施工的难点液体分布器结构就是一根约600mm长的管子,管子下部每间隔120°有一个约¢2.5mm 的小孔。
co2汽提法尿素装置中汽提塔常见问题的处理
[收稿日期]2015-06-19[作者简介]葛志军(1974—),男,安徽阜阳人,工程师,主要从事尿素生产技术管理工作。
CO2汽提法尿素装置中汽提塔常见问题的处理葛志军,郑汉朋(安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉 236400)[摘 要]结合生产实际,介绍CO2汽提塔满液、高压蒸汽饱和器满液、汽提塔出液超温、汽提塔断料等常见问题的现象、原因及其处理方法。
[关键词]CO2汽提塔;高压蒸汽饱和器;满液;超温;断料;原因;处理[中图分类号]TQ441.41 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2016)01-0034-03 安徽晋煤中能化工股份有限公司有水溶液全循环法尿素装置1套、CO2汽提法尿素装置3套、氨汽提法尿素装置1套,从综合能耗和工艺合理性来看,CO2汽提工艺最优。
水溶液全循环工艺中的汽提塔是中压分解汽提塔,氨汽提工艺中的汽提塔是高压分解汽提塔,这2种工艺都是利用自身分解气作为汽提气,分解效率低,一般在50%~70%;而CO2汽提工艺中的汽提塔是利用CO2气作为汽提气,有效降低了气相中的氨分压,分解效果佳,分解率一般在75%~85%,所以其工艺流程短、操作简单、能耗较低。
CO2汽提工艺中,汽提塔是整个工艺的核心设备,其配置和运行指标是决定整个系统能耗水平的关键,因此日常生产中汽提塔常见问题的处理是其运行维护工作的重点内容。
1 CO2汽提塔简介CO2汽提塔实质上是一台立式固定管板降膜式列管换热器,总体上分为3个部分:上部供出尿塔合成液与汽提气进行气液分离,其主要部件是液体分布器,每一根汽提管上部管口均对应1个液体分布器,分布器就是1根约600mm长的管子,管子下部(靠近汽提管端)每间隔120°有1个约φ2.5mm的小孔,其目的是保证每根汽提管均有合成液进入,避免“干管”而引起汽提管超温,进而造成汽提管腐蚀加剧而损坏;中部是汽提管(一般为φ31mm×6879mm×3mm);下部供汽提液与CO2气进行气液分离,其主要部件是CO2气体分布器,分布器主要起均匀分布CO2气的作用。
CO2汽提法尿素装置中汽提塔常见问题的处理
CO2汽提法尿素装置中汽提塔常见问题的处理
葛志军;郑汉朋
【期刊名称】《中氮肥》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】结合生产实际,介绍CO2 汽提塔满液、高压蒸汽饱和器满液、汽提塔出液超温、汽提塔断料等常见问题的现象、原因及其处理方法.
【总页数】4页(P34-37)
【作者】葛志军;郑汉朋
【作者单位】安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉 236400;安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉 236400
【正文语种】中文
【中图分类】TQ441.41
【相关文献】
1.CO2汽提法和NH3汽提法尿素装置工艺比较 [J], 茅启昌;蒋云华
2.CO2汽提法尿素装置H2含量超标的现象和处理 [J], 万国君;吴德礼
3.关于二氧化碳汽提法尿素装置汽提塔的腐蚀与维护 [J], 钟秀兰
4.CO2汽提法尿素装置液氨泄漏的应急处理 [J], 王付生
5.CO2汽提法尿素装置高压设备入塔检测前的工艺处理 [J], 王付生
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HG2692-2003尿素二氧化碳汽提塔
一、目的和意义
GB10477-89《尿素二氧化碳汽提塔技术条件》(以下简称原标准)作为尿素高压设备生产制造中的一个重要专业标准,已实施多年。
对保证尿素设备耐腐蚀性能,延长设备使用寿命、保证国家和人民生命财产安全等方面起到主动的作用。
但随着我国标准化体系的形成和完善,有必要对其进行修订,以便于与其它尿素设备制造标准配套使用。
二、要紧依据
本标准是在原标准的基础上,以由中国五环化学工程公司按照荷兰STAMICARBON公司最新要求编写的工程标准C10-A15E-95、30-A10S-95、14-A32S-95等(以下简称95工程标准)为依据,参照GB150-1 998《钢制压力容器》、GB151-1998《管壳式换热器》以及《压力容器安全技术监察规程》,结合历年来我国尿素高压冷凝器的设计、制造体会对原标准进行了修订。
三、修订过程
2001年12月收到化学工业机械设备标准委员会转发的2001化标研标字第028号《关于编制2002年制修订国家标准、行业标准和研制国家标准样品项目打算的通知》。
按照通知精神,填写修订标准项目任务书,并着手预备。
2002年7月收到化学工业机械设备标委会(2002)化机秘字02号《关于下达2002年标准打算的函》及其转发的中国石油和化学工业协会中石化协质发(2002)126号文,开始进行标准的打字、审核,完成送审稿。
四、需要讲明的咨询题
与原标准相比,本标准正文要紧对下面几个方面进行了修订,现逐一作以讲明:
编排顺序重新修订。
按“范畴”、“规范性引用文件”、“材料”、“制造”、“检验和验收”、“包装和运输”、“出厂文件”排列。
取消了“差不多要求(原标准中3)”,并入“范畴”
内。
2、术语的修订
“碳钢”改为“低合金钢”。
“焊缝”改为“焊接接头”。
“射线检验”改为“射线检测”。
“超声波检验”改为“超声检测”。
“渗透检验”改为“渗透检测”。
“磁粉检验”改为“磁粉检测”。
“致密性试验”改为“空气试验”。
增加了“氨渗漏试验”。
具体内容
范畴
按照我国尿素生产工艺状况,尿素二氧化碳汽提塔的设计压力P壳≤3. 0MPa,P管≤16.6MPa,设计温度T壳≤229℃.T管≤229℃.
规范性引用文件
按照GB/T1、1-2000的要求,将“引用标准”改为“规范性引用文件”。
同时按照现行的国家、行业标准的修订状况,修订了如JB741、JB755等已废弃的标准,并增加了新的引用标准。
材料
取消了其它材料(原标准中3.2.4条)。
3、3、1低合金钢(原标准中
4、1)
进行分类,以便于执行。
关于汽提塔,厚度大于50mm的板仅用于封头,按3、1、1:厚度大于50mm的锻件均列在3、1、2条。
另外在3、1、2条中,按照历年的体会,增加了管板UT的重要区和非重要区的专门要求。
增加了晶粒度检测标准。
按照目前生产的材料抗拉强度及化学元素含量情形,取消了原3、2、4条。
3、3、2尿素级不锈钢(原标准中
4、2)
顺序重新修订
表1化学成份按30-A10S-95及14-A32S-95进行修订。
增加了表2力学性能,其中00Cr17Ni14Mo2(改良型)的力学性能按DIN7440.00Cr25Ni22Mo2常温性能按14-A32S-95,高温性能按ASME UNSN08310.
增加了晶间腐蚀倾向试验的取样数量要求(表4).
增加了对管材、板材和棒材的一样要求(3、2、8).
增加了标记(3、2、9).
修改了00Cr25Ni22Mo2的选择性腐蚀深度(表5).
修改了对换热管的一样要求(3、2、7)。
3、3、3材料复验(原标准中3、2、5)
增加了低合金钢材料的复验(3、3、1)
增加了尿素级不锈钢换热管水压试验复验。
修订了尿素级不锈钢换热管超声检测复验。
修订了尿素级不锈钢材料复验取样数量。
制造
将原标准中冷热加工成型(3、3)、焊接(3、4)、热处理(3、5)、试板(3、6)并入此条。
顺序重新修订。
原标准内容逐条修订。
检验和试验
将原标准中检验(4、1)、水压试验和致密性试验(4、2)、表面处理(3、7)并入此条。
顺序重新修订。
原标准内容逐条修订。
油漆并入表面处理中。
包装、贮存和运输
出厂文件
参照Jo247(IV)增加了出厂文件的内容。