水溶液全循环法与ACES21法尿素生产工艺对比
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回收 ， 能耗相对较低。
关键词
尿素生产工艺 ； Ｃ Ｓ １法 ； Ａ Ｅ２ 水溶液全循环法 ； 比较
川化股 份 有限公 司化 肥厂 现有 ２套 尿素生 产
和过量的 Ｎ ， Ｈ 吸收生 成 甲铵液返 回合成塔循环
利用。
装置 ， 其中一尿装置采用传统水溶液全循环法工 艺， 主要包 括合 成 、 段分 解 、 段 吸收 、 段蒸 发 两 三 两
川 化
２ １ 年 第 ３期 ０１
来 统
来 自二
图２ Ａ Ｅ Ｃ Ｓ工艺高压圈流程
２ 套装置压缩、 合成工序主要数据对比见表 ｌ 。
表 １ ２套装置压缩 、 合成 工序 主要数据对比
注： 物料量 以吨尿素计 ， 下同。
在水溶液全循环法尿素装置 中， 成采用高 合 Ｎ Ｃ 在合成塔 内实现了高 Ｃ ： ／， Ｏ 转化率 ， 但大量的 未反应物在后续系统中分解 、 回收 ， 使后续系统的
至中压吸收塔， 大部分被循环冷却水 移走 以达 到
系统热量平衡 ， 大部 分反应热未 能进行有效地 回 收利用。在 Ａ Ｅ ２ 尿素装置 中， 成在较低操 Ｃ Ｓ１ 合
负荷比较高； 合成塔 中多余 的反应热 由过量氨带
Hale Waihona Puke 作压力和较低的 Ｎ Ｃ下进行 ，Ｏ 转化率不是 很 ／ Ｃ：
２ １ 年 第 ３期 ０ １
１ １ 压 缩和合 成 工序 ．
液相送 至净化工段。尿素合 成塔改造后增加 了
ｌ 块高效塔 盘， ２ 以获得较高 的 Ｃ Ｏ 转化率 ； Ｏ Ｃ： 汽提塔通过降膜管上的液体分布器和塔底的 Ｃ Ｏ 气体分布器的特殊设计 ， 以获得较高的汽提效率。 在高压圈内实现 了尿素合 成、 部分未反应物 的分 解和回收 ， 余热的回收和利用 ， 以及惰性气体的洗
川 化
７
高， 但通过 与 合 成 等 压 的 条 件 下 采 用 Ｃ 汽 提 ， Ｏ
系统 的 Ｎ 和 Ｃ 比水 溶液 全循环 法 少得 多 ， Ｈ Ｏ 减 轻 了后续 系统 的负荷 。 １２ 中低 压分 解和 吸收 工序 ．
将大部分未反应的 Ｃ Ｏ 和过量 Ｎ ， Ｈ 汽提出来 ， 在 甲铵冷凝器内继续进行合成尿素的反应 ， 合成塔
２ １ 年 第 ３期 ０１
川 化
５
水 溶液 全 循 环 法 与 Ａ Ｅ ２ Ｃ Ｓ １法尿 素 生产 工 艺 对 比
￣／ － －黄
摘
涛， 王世桃 ， 杨道金
要 通过对川化股 份有 限公司化 肥厂 Ａ Ｅ ２ 法 尿素装 置 和水溶 液全 循环 法尿 素装置 的对 ＣＳ１
比， 可以看出 Ａ Ｅ ２ Ｃ Ｓ １法尿素装置工艺相对合理 ， 装置运行周期 较长 ， 操作弹性较大 ， 热能 得到了有效地
１ 工艺流 程及 工艺参 数对 比
２ 套装置工艺流程的主要区别在于对未反应
物 的分 解和 回收 、 热能 回收 ， 溶液全 循环 法装 置 水 的所有 未反应 物直 接 进入 中低 压分解 、 回收系统 ， 合 成塔 中多余 的反 应 热被过 量 氨最终 带 至 中压 吸
图 １ 水 溶 液 全 循环 法 合成 塔 流 程
中多余反 应 热被过 量氨 带至 甲铵冷 凝器 中进 行 回 收 利用 ， 维持 系统 的热平 衡 ， 高压 圈 内实现 了未 在
２ 套尿素装置都采用两段降压分解、 吸收， 对 尿素 溶液 中 的未 反应 物进 行 分解 和 吸收 。２套装
置 中低压分 解 、 吸收 流程 分别 如 图 ３和 图 ４， 中 其 低 压分解 、 回收工段 的相关 数据 对 比如表 ２ 。
为离心式 ， 电机驱动 ； 液氨泵为往复式 。自压缩机 来 的大部分 Ｃ ： Ｏ 进人汽提塔 ， 余下的部分进入合
成 塔 。汽提 塔气 相 进 入 立 式浸 没 式 甲铵 冷凝 器 ，
提塔将大部分 未反应物 汽提 出来在高压 圈 内循 环， 合成圈多余 的反应热通过 甲铵冷凝器 内冷凝
液循 环 副产蒸 汽进 行 回收 。
涤等。
水溶液全循环法装 置合成塔流程如 图 １ 。４ 台４列对置平衡活塞式 Ｃ ： Ｏ 压缩机和 ３台往复式
液氨泵分别将 Ｃ Ｏ 原料气和液氨加压至 ２ Ｐ １Ｍ ａ 送入合成塔 ， 合成塔反应 液直接进入 中压分解 回
收系统进行逐级降压分解 回收， 将未反应的 Ｃ Ｏ
６
８
川 化
表２ ２套装置 中低压分 解、 回收工段 的相 关数 据对 比
２１ ０ 第 ３期 １年
在水 溶 液全 循 环 尿 素 装 置 中 ， 量 未 反 应 的 大 Ｃ 吨尿 素 ４ ３ ８ ｇ 和 大量过 剩 的 Ｎ 吨 尿 Ｏ（ ３ ．４ｋ ） Ｈ（
ＡＥ Ｃ Ｓ工艺 尿素装 置 高压 圈流程 如 图 ２ Ｏ 。Ｃ ： 压 缩 机 采 用 日本 三 菱 重 工制 造 的离 心 式 Ｃ 压 Ｏ 缩机组， 使用 ４ ０ＭＰ ． ａ蒸汽 轮机 透平 驱动 ； 甲铵泵
收塔 ， 大部分反应热被循环冷却水 移走而未 回收 利用。Ａ Ｅ ２ 工艺装置在合成圈中通过 Ｃ ： Ｃ Ｓ１ Ｏ 汽
和 自然通 风造 粒等工 序 ， 生产 能 力 为 １０ｋ ａ 二 ６ ｔ ； ／
尿装置原采用 日本东洋工程公司（ Ｅ ） Ｔ Ｃ 水溶液全
循环 改 良 Ｃ 法 工 艺 ，０ ３年 采 用 该 公 司 的 Ａ — ２０ Ｃ
Ｅ ２ 工艺进行增 产、 Ｓ１ 节能技术改造 ， 装置主要包 括合成 、 净化 、 回收 、 浓缩、 造粒、 工艺冷凝液处理 等工序 。改 造后设 计 的 生产 能力 为 ７０ｋ ａ ２ ｔ 。以 ／ 下从工艺流程 、 工艺参数、 消耗及 能耗等方面对 ２ 套 装 置进行 比较 。
反应 的 Ｎ ， Ｃ Ｈ 和 Ｏ 在合成圈内循环， 并充分 回收
反应 热 ； 经过 Ｃ 汽 提后 ， 入 中低 压 分解 、 Ｏ 进 回收
至 闪蒸槽
图 ３ 水 溶液 全 循 法 环 法 中 低 压 分解 丰】 收 流 程 【 回
至一段蒸发器
高
压
吸
收
塔
图４ Ａ Ｅ２ Ｃ Ｓ １工艺中低压分解和回收流程
关键词
尿素生产工艺 ； Ｃ Ｓ １法 ； Ａ Ｅ２ 水溶液全循环法 ； 比较
川化股 份 有限公 司化 肥厂 现有 ２套 尿素生 产
和过量的 Ｎ ， Ｈ 吸收生 成 甲铵液返 回合成塔循环
利用。
装置 ， 其中一尿装置采用传统水溶液全循环法工 艺， 主要包 括合 成 、 段分 解 、 段 吸收 、 段蒸 发 两 三 两
川 化
２ １ 年 第 ３期 ０１
来 统
来 自二
图２ Ａ Ｅ Ｃ Ｓ工艺高压圈流程
２ 套装置压缩、 合成工序主要数据对比见表 ｌ 。
表 １ ２套装置压缩 、 合成 工序 主要数据对比
注： 物料量 以吨尿素计 ， 下同。
在水溶液全循环法尿素装置 中， 成采用高 合 Ｎ Ｃ 在合成塔 内实现了高 Ｃ ： ／， Ｏ 转化率 ， 但大量的 未反应物在后续系统中分解 、 回收 ， 使后续系统的
至中压吸收塔， 大部分被循环冷却水 移走 以达 到
系统热量平衡 ， 大部 分反应热未 能进行有效地 回 收利用。在 Ａ Ｅ ２ 尿素装置 中， 成在较低操 Ｃ Ｓ１ 合
负荷比较高； 合成塔 中多余 的反应热 由过量氨带
Hale Waihona Puke 作压力和较低的 Ｎ Ｃ下进行 ，Ｏ 转化率不是 很 ／ Ｃ：
２ １ 年 第 ３期 ０ １
１ １ 压 缩和合 成 工序 ．
液相送 至净化工段。尿素合 成塔改造后增加 了
ｌ 块高效塔 盘， ２ 以获得较高 的 Ｃ Ｏ 转化率 ； Ｏ Ｃ： 汽提塔通过降膜管上的液体分布器和塔底的 Ｃ Ｏ 气体分布器的特殊设计 ， 以获得较高的汽提效率。 在高压圈内实现 了尿素合 成、 部分未反应物 的分 解和回收 ， 余热的回收和利用 ， 以及惰性气体的洗
川 化
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高， 但通过 与 合 成 等 压 的 条 件 下 采 用 Ｃ 汽 提 ， Ｏ
系统 的 Ｎ 和 Ｃ 比水 溶液 全循环 法 少得 多 ， Ｈ Ｏ 减 轻 了后续 系统 的负荷 。 １２ 中低 压分 解和 吸收 工序 ．
将大部分未反应的 Ｃ Ｏ 和过量 Ｎ ， Ｈ 汽提出来 ， 在 甲铵冷凝器内继续进行合成尿素的反应 ， 合成塔
２ １ 年 第 ３期 ０１
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水 溶液 全 循 环 法 与 Ａ Ｅ ２ Ｃ Ｓ １法尿 素 生产 工 艺 对 比
￣／ － －黄
摘
涛， 王世桃 ， 杨道金
要 通过对川化股 份有 限公司化 肥厂 Ａ Ｅ ２ 法 尿素装 置 和水溶 液全 循环 法尿 素装置 的对 ＣＳ１
比， 可以看出 Ａ Ｅ ２ Ｃ Ｓ １法尿素装置工艺相对合理 ， 装置运行周期 较长 ， 操作弹性较大 ， 热能 得到了有效地
１ 工艺流 程及 工艺参 数对 比
２ 套装置工艺流程的主要区别在于对未反应
物 的分 解和 回收 、 热能 回收 ， 溶液全 循环 法装 置 水 的所有 未反应 物直 接 进入 中低 压分解 、 回收系统 ， 合 成塔 中多余 的反 应 热被过 量 氨最终 带 至 中压 吸
图 １ 水 溶 液 全 循环 法 合成 塔 流 程
中多余反 应 热被过 量氨 带至 甲铵冷 凝器 中进 行 回 收 利用 ， 维持 系统 的热平 衡 ， 高压 圈 内实现 了未 在
２ 套尿素装置都采用两段降压分解、 吸收， 对 尿素 溶液 中 的未 反应 物进 行 分解 和 吸收 。２套装
置 中低压分 解 、 吸收 流程 分别 如 图 ３和 图 ４， 中 其 低 压分解 、 回收工段 的相关 数据 对 比如表 ２ 。
为离心式 ， 电机驱动 ； 液氨泵为往复式 。自压缩机 来 的大部分 Ｃ ： Ｏ 进人汽提塔 ， 余下的部分进入合
成 塔 。汽提 塔气 相 进 入 立 式浸 没 式 甲铵 冷凝 器 ，
提塔将大部分 未反应物 汽提 出来在高压 圈 内循 环， 合成圈多余 的反应热通过 甲铵冷凝器 内冷凝
液循 环 副产蒸 汽进 行 回收 。
涤等。
水溶液全循环法装 置合成塔流程如 图 １ 。４ 台４列对置平衡活塞式 Ｃ ： Ｏ 压缩机和 ３台往复式
液氨泵分别将 Ｃ Ｏ 原料气和液氨加压至 ２ Ｐ １Ｍ ａ 送入合成塔 ， 合成塔反应 液直接进入 中压分解 回
收系统进行逐级降压分解 回收， 将未反应的 Ｃ Ｏ
６
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川 化
表２ ２套装置 中低压分 解、 回收工段 的相 关数 据对 比
２１ ０ 第 ３期 １年
在水 溶 液全 循 环 尿 素 装 置 中 ， 量 未 反 应 的 大 Ｃ 吨尿 素 ４ ３ ８ ｇ 和 大量过 剩 的 Ｎ 吨 尿 Ｏ（ ３ ．４ｋ ） Ｈ（
ＡＥ Ｃ Ｓ工艺 尿素装 置 高压 圈流程 如 图 ２ Ｏ 。Ｃ ： 压 缩 机 采 用 日本 三 菱 重 工制 造 的离 心 式 Ｃ 压 Ｏ 缩机组， 使用 ４ ０ＭＰ ． ａ蒸汽 轮机 透平 驱动 ； 甲铵泵
收塔 ， 大部分反应热被循环冷却水 移走而未 回收 利用。Ａ Ｅ ２ 工艺装置在合成圈中通过 Ｃ ： Ｃ Ｓ１ Ｏ 汽
和 自然通 风造 粒等工 序 ， 生产 能 力 为 １０ｋ ａ 二 ６ ｔ ； ／
尿装置原采用 日本东洋工程公司（ Ｅ ） Ｔ Ｃ 水溶液全
循环 改 良 Ｃ 法 工 艺 ，０ ３年 采 用 该 公 司 的 Ａ — ２０ Ｃ
Ｅ ２ 工艺进行增 产、 Ｓ１ 节能技术改造 ， 装置主要包 括合成 、 净化 、 回收 、 浓缩、 造粒、 工艺冷凝液处理 等工序 。改 造后设 计 的 生产 能力 为 ７０ｋ ａ ２ ｔ 。以 ／ 下从工艺流程 、 工艺参数、 消耗及 能耗等方面对 ２ 套 装 置进行 比较 。
反应 的 Ｎ ， Ｃ Ｈ 和 Ｏ 在合成圈内循环， 并充分 回收
反应 热 ； 经过 Ｃ 汽 提后 ， 入 中低 压 分解 、 Ｏ 进 回收
至 闪蒸槽
图 ３ 水 溶液 全 循 法 环 法 中 低 压 分解 丰】 收 流 程 【 回
至一段蒸发器
高
压
吸
收
塔
图４ Ａ Ｅ２ Ｃ Ｓ １工艺中低压分解和回收流程