二氧化碳汽提塔在尿素生产工艺中的应用与调控
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。
二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗刍议
二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗刍议随着全球能源和环境问题日益严峻，节能降耗成为工业生产中关注的焦点之一。
在化肥生产领域，尿素是一种重要的氮肥，广泛应用于农业生产中。
而二氧化碳气提工艺生产尿素成为了一种新型的尿素生产方法，其节能降耗的刍议备受关注。
一、二氧化碳气提工艺生产尿素的工艺原理在传统的尿素生产工艺中，主要是利用天然气中的氨和二氧化碳进行反应制成尿素。
而在二氧化碳气提工艺中，主要是利用高纯度的二氧化碳气体作为氧化剂，代替了氨气的使用。
通过高温高压条件下，将二氧化碳和尿素原料进行反应，生成高纯度的尿素产品。
这种工艺不仅提高了尿素产品的纯度，还降低了生产过程中的能耗和成本。
1.充分利用二氧化碳资源二氧化碳是一种温室气体，大量排放对地球环境产生不利影响。
而二氧化碳气提工艺利用二氧化碳进行尿素生产，不仅减少了温室气体的排放，还充分利用了二氧化碳资源，实现了资源的循环利用。
2.降低原料消耗传统的尿素生产工艺中需要大量的氨气作为原料，而氨气的生产需要消耗大量的能源。
而二氧化碳气提工艺中，使用二氧化碳气体作为氧化剂，减少了对氨气的依赖，从而降低了原料消耗和能源消耗。
3.减少能源消耗二氧化碳气提工艺采用高温高压条件进行尿素生产，这种反应条件可以加速反应速率，降低反应的活化能，从而降低了生产过程中的能量消耗。
由于二氧化碳气体的高纯度，也减少了后续工艺中的能源消耗。
4.提高生产效率二氧化碳气提工艺中，尿素产品的纯度更高，生产效率更高。
这不仅提高了产品的质量，还降低了后续生产过程中的能耗和耗材消耗。
5.减少废物排放传统的尿素生产工艺中产生大量的废热和废水，对环境造成了一定的影响。
而二氧化碳气提工艺中，由于反应条件的控制和二氧化碳气体的高纯度，废物排放大大减少，对环境的影响也得到了有效控制。
1.优化工艺流程优化二氧化碳气提工艺的流程，选择合适的反应温度、反应压力、反应时间等关键参数，可以提高生产效率，降低能耗。
二氧化碳汽提法生产尿素工艺
解吸水解系统
工艺冷凝液外送
造粒系统 粒料产品
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
二氧化碳气提法的生产步骤可分为四个阶段：
1、原料二氧化碳的压缩和液氨的加压； 2、在合成塔中进行尿素的合成和在高压下用CO2气 提合成反应液，并将反应液中未反应的CO2与氨的 大部分气提出来，并返回尿素合成塔中重新利用； 3、将气提后溶液降低压力并加热，继续进下一步回 收未反应CO2与氨，并将冷凝吸收下来的回收液返 至尿素合成塔，此回收称为循环过程； 4、尿素溶液的蒸发和造粒。
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
为处理未反应的氨和二氧化碳，可以将合成熔融 物加热分解，使成气体逸出。而用二氧化碳在合成压 力下将尿素熔融物气提，使其中的甲胺分解，返回 合成系统，就称为二氧化碳汽提法。
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
液氨 加压
空气
合成系统 低压循环 蒸发系统
二氧化碳
甲铵液循 环
稀甲铵液循环
蒸发工序
蒸发工序主要是将尿液加工成固体尿素。将尿液 蒸浓到99.7%的熔体，造粒成型。此法称为蒸发 造粒法。（P339、P367）
后期安排
在5月初到5月底这段时间完成物料衡算、热量衡算、 设备的选型及流程图的绘制。 六月份开始论文的编写及改正，并准备PPT论文答 辩。
谢谢!
循环工序
循环系统包括分解和冷凝吸收两个工艺。分解 工艺主要有精馏塔、闪蒸槽、解析塔等设备； 冷凝吸收工艺有中、低压吸收塔和低压甲胺冷 凝器等设备。此外，还有尿素水解塔与循环加 热换热器以及高压甲胺泵等液体输送设备。 （P293）
蒸发工序
尿素溶液提浓是采用蒸发工艺去掉尿液中的水分 达到的。蒸发后尿液中含有水量应尽量降低，以 满足造粒后产品质量的要求，当成品尿素中含水 量要小于0.3%时，则蒸发后的熔融液进入塔前 必须浓缩到99.7%以上。按照尿素溶液蒸发特性 的要求，便采用了真空蒸发工艺和两段真空蒸发 工艺的理由。
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。
二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗刍议
二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗刍议二氧化碳气提工艺生产尿素是一种高效、环保的生产方式，但在实际生产过程中仍然存在一定的能源消耗和碳排放问题。
为了降低能源消耗和碳排放，提高生产效率，需要对二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗进行深入的探讨和研究。
一、目前存在的节能降耗问题二氧化碳气提工艺生产尿素在生产过程中存在以下主要的能源消耗和碳排放问题：1. 蒸汽消耗大：尿素生产过程中，蒸汽是一种重要的能源，用于提供生产过程中所需的热量。
目前大部分尿素生产企业在生产过程中存在蒸汽消耗大、能量利用不充分的问题，导致了不必要的能源浪费和碳排放增加。
2. 空气压缩能耗高：尿素生产中，空气压缩是必不可少的一环，但目前大部分压缩设备的能效较低，能耗较高，同时也使得二氧化碳气提过程中所需的氧气大量流失，浪费了原料资源。
3. 蒸发、结晶消耗大：尿素生产过程中存在大量的蒸发和结晶过程，这些过程的能耗较高，尤其是在传统工艺中，蒸发所需热量较多，能源浪费严重。
以上问题导致了二氧化碳气提工艺生产尿素的能源消耗较大，碳排放增加，因此需要采取一系列措施来降低能源消耗和碳排放，提高生产效率。
二、节能降耗的路径和对策针对上述存在的节能降耗问题，可以从以下几个方面进行改进：1. 加强能源管理，提高能效企业可加强对蒸汽、空气压缩和蒸发结晶等关键设备的能源管理，提高能效，降低能耗。
优化蒸汽系统，采用高效换热器和蒸汽动力循环技术，提高热能利用率；采用节能型的压缩机和增压机，优化压缩系统，降低空气压缩系统的能耗；应用高效蒸发、结晶设备，减少蒸发结晶过程中的热能损失，降低能耗。
2. 提高回收利用率在尿素生产过程中，二氧化碳气提工艺中所需的氧气可以进行回收和再利用，可以采用膜分离、吸附等技术，对产生的尾气进行处理，实现氧气的回收利用，减少资源浪费和碳排放。
3. 推广绿色技术推广和应用绿色、环保的尿素生产技术，例如生物方法、电解法等，减少能源消耗和碳排放。
二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗分析
二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗分析发布时间：2022-11-07T08:35:44.299Z 来源：《科学与技术》2022年7月第13期作者：?韩立岗??田小兰[导读] 本文从目前市面上流传的尿素生产工艺入手，论述了如何实现节能尿素生产工艺。
目前影响尿素实现节能生产工艺的原因主要在尿素合成塔中的生产过程当中，从尿素合成塔生产过程分析主要论述了尿素生产工艺?韩立岗??田小兰陕西陕化煤化工集团有限公司（陕西华州714100）摘要：本文从目前市面上流传的尿素生产工艺入手，论述了如何实现节能尿素生产工艺。
目前影响尿素实现节能生产工艺的原因主要在尿素合成塔中的生产过程当中，从尿素合成塔生产过程分析主要论述了尿素生产工艺，以及在尿素生产过程中生产工艺所需要的条件，从这两方面入手，对如何在尿素生产过程中实现节能提出了一些小小的建议。
关键词：二氧化碳；气提工艺；生产尿素；节能降耗1简述尿素生产工艺1.1尿素的化学方程式及反应过程从化学的角度分析，尿素是由碳、氮、氧、氢四种元素组成的有机化合物。
从生物的角度分析，尿素是蛋白质的代谢产物。
尿素因为其特殊性，被广泛地应用于生产与生活当中。
尿素在生活中可以做植物的肥料，中国是一个人口大国，需要消耗大量的粮食。
尿素能让粮食的产量增长，以此满足大量人口的需要，这使尿素在生产生活中占有重要位置，尿素在生产资料中可以做煤化工生产原料。
尿素的合成一般分为两个步骤，第一步是液态氨和二氧化碳生成尿素甲氨，第二步是尿素甲胺脱水形成尿素和水。
从实验的可操作性方面来讲，第一步的实验显然对于实验条件要求较低，可行性的指数也比较高，第二步对实验条件的要求较高，铵晶体只有在液相条件下才能脱水形成水和尿素，并且铵只有在一定的温度与压强下才能保持液态。
因此，为了合成尿素，第二步反应必须在高温高压的条件下进行。
尿素的反应原理如下：2NH3+CO2=NH4COONH2+Q NH4COONH2=CO(NH2)2+H2O-Q1.2尿素反应的优缺点尿素分解二氧化碳和合成氨之后，吸收到硝酸氨溶液当中转化为水循环。
二氧化碳气提法尿素工艺学习笔记
二氧化碳气提法尿素工艺学习笔记第一章概述一、尿素的情况：尿素的化学名称：碳酰二胺，分子式：CO(NH2)2 分子量60.056 易溶于水和液氨，熔点132.7是无色或白色的针状结晶，含氮量46.65％，高温高压下生成缩二脲，缩三脲，三聚氰酸，三聚氰胺。
生成尿素的反应方程式：2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O吨耗理论值为NH3566kg CO2733kg实际吨耗值为NH3580kg CO2770kg二、生产方法：辽化：CO2汽提全循环法锦西：NH3汽提全循环法三、工厂情况：引进荷兰大陆公司日产1620吨,年产48万吨的尿素生产装置，现有设备157台,静设备82台，动设备75台。
第二章二氧化碳汽提法尿素工艺一、常用的仪表符号1、第一个字母一般表示参数T：温度P：压力F：流量L：液面H：手动A：分析S：速度D：密度V：粘度Z：定位C：电导X：信号2、后面的字母A：报警C：控制I：指示R：记录X：信号H：高限L：低限T：变送E：元件G：视镜S：开关Q：累计Y：转换V：阀O：节流小孔例：TRC-207：温度记录控制FI-303：流量指示ZRC-201：位置记录控制3、工序号及设备的类型工序号：100号：压缩200号：合成及汽提300：号循环400：号蒸发600号：造粒700号：冷凝解吸900号：公用工程设备类别：A：基础类指造粒塔C：换热设备D：反应设备E：传质设备F：槽和罐J：泵和压缩机JS：备用泵）V：机械JT：透平L：特殊设备（喷头、喷射器）例：102JT：二氧化碳压缩机（透平）601A：造粒塔201D：合成塔301E：精馏塔401F：蒸发分离器601L：喷头701F：氨水槽902F：蒸汽饱和器二、工艺说明：1、尿素的生成是由CO2和氨在一定温度和压力条件下反应而得到的，具体反应分为两步：第一步：CO2与氨反应生成氨基甲酸铵（甲铵）故称为甲铵生成反应：2NH3(液)+CO2（气）＝NH4COONH2(液)+119.2KJ/mol第二步：甲铵脱水反应得到尿素：NH4COONH2(液) CO(NH2)(液)+H2O（液）-15.5KJ/mol2、生产方法：CO2汽提法（1967年荷兰斯达米卡帮公司）(1)反应温度：181℃~189℃； (2)反应压力：13.5 MPa~15MPa；(3)反应时间：45~60分钟 (4)有效反应容积：177m3 ；(5)NH3/CO2=2.89(设计值) 3.0~3.3（实际值）；(6)H2O/CO2=0.37(设计值) 0.5左右（实际值）(7)转化率：58％（设计值）61％~62％（实际值）；(8)汽提效率：83％（设计值） 78％~83％（实际值）3、尿液浓度变化：(1)尿素合成后的尿液：34.43％(2)汽提后的尿液：57.89％(3)精馏后的尿液：69.313％(4)闪蒸后的尿液：72％(5)一段蒸发后的尿液：95％(6)二段蒸发后的尿液：99.7％4、尿素工艺流程方框图：三、流程分解1 氨的输送：氨和CO2是尿素生产的两大原料，保证供给十分重要。
最新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11.1二氧化碳气体的压缩23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4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5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6度为110℃左右)送去脱氢系统。
71.2氨气的加压8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916.0MPa(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。
10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11压甲铵冷凝器。
121.3液氨的加压高压合成与CO2气提回收13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14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15尿素的最大产率和热量的最大回收。
16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17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，18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，19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20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21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22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23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。
24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25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26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27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28液体分布器。
CO2气提法尿素生产应注意的几个问题
CO2气提法尿素生产应注意的几个问题摘要：本文着重对CO2气提法尿素生产中经常会发生的几个问题进行了探讨，从腐蚀、选材、升温钝化、工艺指标控制、优化操作等几个方面对CO2气提法尿素生产应该注意的几个问题做了探讨和分析，希望能够起到一定的作用。
关键词：尿素生产;CO2汽提法 ;腐蚀;优化操作CO2气提法生产尿素的工艺最初由荷兰提出中试试验，并于上世纪七十年代初期快速发展，现已成为国际上竞争力最强的一种尿素生产工艺，而且建厂最广泛、生产能力最大。
但在CO2气提法实现工业化生产尿素过程中的各发展、改进阶段，却出现了几个值得注意的问题。
1二氧化碳气提法工艺的特点1.1由于在用气提法的过程中，二氧化碳充当了气提剂的作用，在减压加热的情况下，通过快速蒸馏就可以提取二氧化碳，比氨的提取要更加容易。
相比较传统的水提法，提取过程变得更加简单，生产工艺变得更加精良。
相比于氨气提法，需要的温度也没有那么高，可以有效地防止汽提塔由于温度过高而产生腐蚀。
1.2根据尿素的合成步骤，第一步让氨和二氧化碳在高压甲铵冷凝器中反应，生成甲铵蒸汽。
第二步是通过甲铵脱水过程生成尿素。
运用二氧化碳气提法，第二步可以在尿素合成塔中进行，使合成塔中的物料处理干净，提高合成塔的利用率。
1.3在合成塔、气提塔和高压甲铵冷凝器三个设备的运行个过程中，物料都通过自身重力进行自动循环利用，极大地节省了物料的利用，简化了动力设备的操作。
但是在这个过程中也有一些问题，由于为了确保原料的充分利用，三个设备的高度不一致，造成了一些不便之处。
在工厂运行的过程中，需要对这三个设备建立一个高深框架。
1.4二氧化碳气提法可以对能量进行充分的利用，这一点要优于其他的方法。
因为在二氧化碳气提法的过程中，只有汽提塔的蒸汽由外界供给，其他过程都可以直接利用在提取过程中产生的副蒸汽，节约了蒸汽和冷却水的使用。
1.5二氧化碳气提法的氨碳比较低，大约为2.8左右。
所得反应液中的氨的含量也较低，有效地解决了氨在尿素中含量过高的问题。
关于CO2汽提法尿素生产工艺研究分析
关于CO2汽提法尿素生产工艺研究分析摘要：为了明确二氧化碳汽提尿素生产工艺的具体应用价值。
在本次研究过程中主要分析二氧化碳汽提法的应用原理和特点，深入探索二氧化碳汽提尿素生产工艺的具体流程。
从而为二氧化碳汽提尿素生产工艺的创新和优化提供一定参考。
关键词：二氧化碳；汽提法；尿素生产前言我国作为尿素生产大国，尿素生产能力和产量也居世界首位，但是我国能源工业面临着经济快速增长以及生态环境保护、社会发展等多重压力。
在尿素生产工艺研究过程中，需要对先进的技术进行充分应用。
尿素合成反应受化学平衡的影响比较大，在反应产物中有未反应的氨和二氧化碳。
因此，加强尿素合成工艺改进工作至关重要。
目前，在尿素生产工艺研究中，二氧化碳汽提尿素生产工艺具有突出的应用优势。
为了明确该工艺的应用价值，需要深入掌握二氧化碳汽提法的应用原理和尿素生产工艺流程。
1二氧化碳汽提法简介二氧化碳汽提尿素生产工艺指的是在一定气压条件下利用二氧化碳提取甲铵溶液，在汽提期间可以分解形成二氧化碳和NH3，在特定压力下对这些气体进行冷凝.在冷凝期间形成的热源主要供二段分解应用以及一段蒸发进行加热[1]。
二氧化碳汽提尿素生产工艺可以作为系统的保温能量和蒸汽喷射器动力能量发挥作用，具有较强的节能降耗作用。
二氧化碳汽提尿素生产工艺的主要特点表现在以下方面：（1）汽提与合成等压。
在二氧化碳和NH3回收方面的整体效率比较高，并且反应压力大约为14MPa，压力小，动力消耗能量也比较小，有利于开展热量回收。
（2）低压系统负荷相对较低。
该装置未设置中压分解回收工序，可以缩减工艺流程，开车时间比较短，工艺的稳定性更强，方便进行操作和管理。
（3）高压圈中物料循环能量低。
高压圈的物料可以直接利用重力进行循环，具有较强的节能降耗作用。
汽提塔高压甲铵冷凝器以及合成塔的设备在框架内进行安装，可以缩小装置面积，适用范围更广。
并且在生产过程中的工艺冷凝液通过解析水解之后，可以直接送往其他工段，能够对冷凝液中的氨进行有效回收，降低尿素生产过程中的生态环保压力。
分析二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗
分析二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗【摘要】科学技术的快速发展不断更新着尿素的生产，其中氨和二氧化碳的提取相对先进，成为了一种常用方法。
然而，在专利对生产方法的影响下，二氧化碳气提工艺继续普及，使用该生产工艺旨在节约能源和降低消耗。
本文件分析了二氧化碳和尿素汽提工艺的节能降耗，以达到节能降耗的预期目标，为尿素生产过程中的节能降耗提供一些建议。
关键词：二氧化碳；生产尿素；节能降耗1引言在经济飞速发展的现代社会，尿素作为一种重要的工业生活生产原料，越来越受到较多方面的专家的重视，二氧化碳气提工艺在其中最为重要。
根据环保优化和尿素工艺改造等诸多方面的要求，本文进行了尿素生产工艺及节能降耗方面的分析，并提出相关措施。
2二氧化碳气提工艺简述二氧化碳分离过程是在一定压力下收集含有二氧化碳的氨溶液的过程。
在捕获过程中，二氧化碳和氨被还原，这些气体在压力下冷凝。
在进行完成二次分解后，它也可以用作蒸汽选择器的电源，使得整个系统能够保温。
二氧化碳气提工艺的主要部件有合成塔、汽提器、高压洗涤器等。
这些工序的具体操作是二氧化碳收集、液氨加压，高压合成、二氧化碳回收、低压降解、回收等1。
二氧化碳的溶解度相对较低，可以作为气体使用，但氨的提取相对简单，比传统的水溶性有更明显的用途，由于其操作舒适，温度相对较低，在尿合成过程中支持防腐等工作。
氨和二氧化碳首先反应，第二反应步骤在尿素塔中进行。
由于重力作用，自循环设备主要由合成塔、气提塔和高压氨基甲酸铵冷凝器组成。
三个单元必须有一定的高度差才能满足实际流量。
从能源角度来看，二氧化碳汽提工艺有很大的好处，当通过去除二氧化碳生产尿素时，必须将二氧化碳气体引入空气中，以减少材料对设备腐蚀的影响。
3二氧化碳气提工艺尿素的生产原理3.1二氧化碳气提过程当二氧化碳进入汽提塔的制备阶段时，合成塔中的合成液在塔的下部流体分配器和各管路中形成液膜流，进入低压塔。
高压氨基甲酸铵冷凝器可降低氨的分压，加速氨的降解，最终生成尿素；尿素溶液的温度可加速游离氨和二氧化铵的蒸发和降解，以支持气体吸收。
二氧化碳气提法生产尿素工艺研究
二氧化碳气提法生产尿素工艺研究二氧化碳气提法生产尿素工艺研究二氧化碳气提法尿素生产工艺由荷兰斯塔米卡邦公司于1964年开始中试试验，1967年建成第一套工业装置，在20世纪70年代初期得到迅速开展，现在已成为世界上建厂最多、生产装备能力最大的尿素生产工艺。
一、二氧化碳气提法尿素生产工艺流程1、原料的压缩、合成与气提从低温甲醇洗工序来的CO2气体，经液滴别离器别离后，在一段入口与一定量的空气混合进入CO2压缩机，经过一～三段压缩进入脱硫槽，脱去CO2气体中硫等杂质后，进入四段气缸压缩；经四、五段压缩后，首先进入高压CO2加热器，将CO2温度提高到150℃。
进入脱氢反响器脱氢，H2被氧化为水，脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm。
脱氢后气体经二氧化碳冷却器冷却至120℃后进入二氧化碳气提塔底部，对由尿素合成塔来的尿液进行气提，使尿液中的甲铵分解成氨和二氧化碳，溶解在尿液中的氨和二氧化碳也解吸出来。
解吸出来的气体与二氧化碳气体一道从气提塔顶部排出，进人高压甲铵冷凝器。
液氨来自液氨球罐，经液氨升压泵进入高压液氨泵的入口。
液氨经高压液氨泵加压后，送往高压喷射器作为喷射物料，将由高压洗涤器来的浓甲铵液带人高压甲铵冷凝器。
在高压甲铵冷凝器中，氨与二氧化碳反响生成甲铵，甲铵液和少量未冷凝的氨和CO2从高压甲铵冷凝器底部出来，分成两条管线送入合成塔的底部，在合成塔内甲铵发生脱水反响生成尿素和水。
合成塔内设有筛板，目的是为了防止物料在合成塔内返混，保证物料在塔内的停留时间约1h。
尿液经合成塔上部的溢流管从塔底出口出来，经过液位调节阀，进入气提塔的上部。
尿液经气提塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中，沿管壁成液膜状下降。
由气提塔下部通入的来自二氧化碳压缩机的CO2气体，在管内与尿液逆流接触，气提管外用蒸汽加热。
尿液中未转化的甲铵发生分解生成氨和二氧化碳，与未转化的氨和二氧化碳一同被二氧化碳气提出来。
气提气从气提塔顶排出，去高压甲铵冷凝器，气提后的尿液从气提塔底部排出。
常见的几种尿素生产工艺介绍.
常见的几种尿素生产工艺介绍第一节斯塔米卡邦二氧化碳汽提法尿素工艺斯塔米卡公司((Stamicarbon.B.V是荷兰国营矿业公司(DSM的子公司,在40年代后期开始研究尿素生产工艺。
早期尿素生产由于存在着合成塔等设备的晋严重腐蚀问题,影响生产的正常进行和生产技术的推广。
直至1953年,斯塔米卡邦提出在二氧碳原料气中加少量氧气的办法,解决了尿素设备的腐蚀问题,为后来尿素生产的大规模发展开辟了道路。
由该公司设计的第一个工业规模尿素厂于1956年投产。
在60年代初,斯塔米卡邦与国营矿业公司研究中心一起,开发了新的尿素工艺,即二氧碳化碳汽提法。
从工作1964年建设投产日产20吨尿素的实验厂开始,到1967年二氧化碳汽提法尿素工厂正式投产。
随后在很多国家建设二氧化碳汽提法尿素工厂。
工艺流程二氧化碳汽提法尿素生产工艺主要包括:二氧化碳压缩和脱氢、液氨升压、合成和汽提、循环、蒸发造粒、产品贮存和包装、解吸和水解等工序。
(一二氧化碳压缩和脱氢从合成氨厂来的二氧化碳气体,经过CO2分离罐101——F与工艺空气压缩机101-J供给的一定量的空气混合,空气量为二氧化碳体积的4%,进入二氧化碳压缩机102-J。
在二氧化碳压缩机二段进口对二氧化碳气中的氧含量自动栓测。
二氧化碳最终压缩到14。
1MPa(A进入脱氢反应器101-D,内装铂系催化剂,操作温度:入口≥150℃,出口<300℃。
脱氢的目的是防止高压洗涤器排出气发生爆炸。
在脱氢反应器中H2被选择氧化为H2O。
脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50*10-6。
二氧化碳压缩机102-J是单例蒸汽透平驱动的双缸四段离心式压缩机,带有中间冷凝器和分离器。
蒸汽透平机转速,由速度控制器控制并自动调节转速,以适应尿素的生产负荷。
多余的二氧化碳由放空管放空,进入二氧化碳压缩机的气量,应超过压缩机的喘振点。
为使进口气量小于喘振气量时也不发生故态障,设有自动防喘振系统。
(二液氨升压液氨来自合成氨厂,经液氨升压泵加压到2。
浅析CO2汽提法尿素生产工艺
浅析CO2汽提法尿素生产工艺摘要：目前，世界上最常用的尿素生产工艺是气提。
中国是尿素生产大国，尿素厂数量居世界第一，产量和产能居世界第一。
然而，目前我国能源工业面临着来自外部世界的各种压力，这就要求尿素合成工业的节能增产技术需要得到有效的改进。
本文对CO2汽提生产尿素技术进行了研究和分析，以供参考。
关键词：CO2汽提法；尿素；制造技术1.简述CO2汽提尿素生产工艺CO2汽提尿素生产技术获得荷兰stamiccarbon公司专利。
在一定压力下，用CO2汽提氨基甲酸铵溶液，汽提过程中分解产生的NH3和CO2在相应压力下冷凝。
冷凝过程中产生的热源用于一次蒸发加热和二次分解，也可作为蒸汽喷射器的动力能源和整个系统的保温能源。
CO2汽提工艺包括合成塔、汽提塔、池式冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器。
CO2汽提尿素生产工艺主要包括CO2压缩、液氨加压、高压合成、CO2汽提回收和低压分解回收。
2.工艺流程CO2汽提尿素工艺的高压回路包括尿素合成塔、汽提塔、氨基甲酸铵冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器；采用高压液氨作为氨基甲酸铵喷射器的驱动液，将氨基甲酸铵溶液加压返回合成塔。
CO2由CO2压缩机加压并进入汽提器。
汽提塔出口的液相送至低压分解系统，汽提塔进口的汽提气体与来自氨基甲酸铵喷射器的氨基甲酸铵液体一起进入氨基甲酸铵冷凝器。
氨基甲酸铵冷凝器将气体和液体分别通过气体和液体管道输送至尿素合成塔，合成塔中的尿液自流至汽提塔。
合成塔的气相出口被送至高压洗涤器。
高压洗涤器出口的气体含有少量氨和CO2，这些气体被送往低压吸收塔，并被工艺冷凝液和蒸汽冷凝液吸收。
吸收的尾气排入大气。
后处理仅设置低压分解吸收系统；真空蒸发系统包括真空蒸发和冷凝两个阶段，并建立了工艺冷凝处理工艺。
蒸发的尿液被送往最终的造粒过程。
图1CO2汽提尿素生产工艺3.CO2汽提工艺的显著特点CO2溶解度低，可用作去除剂。
氨的回收相对容易，在许多方面优于传统的水溶性方法。
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。
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。
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。
二氧化碳气提法尿素生产工艺控制
关键 词 ： 尿素； 气提 法 ； ＤＣ Ｓ
Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｕｒ ｅ ａ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｄｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｏ ｆ ｕ ｒ ｅ ａ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ
仅增加投资而且增加维护成本 应通过合理 的组态 和 参数选 择 ． 尽 量少 使用操 作 画面 ， 进 而减少 操作 员站
的数 量 因 为一 个 操 作 员 站 ． 对 应 一 个 操作 工 ， 按 四班 三倒 ． 公 司 的人 力 投 入 会 增 加 很 多 。
４软 件 组 态
在 组态过 程 中 ． 要与 工艺设 备工 程师 沟通 ． 确 定 最佳 参 数 ： 操 作 画 面要 根 据 工 艺要 求来 实 现 ， 以方 便 全 面观 察 和操 作 为 前 提 ： 小 的专 用 分 画面 的 位 置 确 定 ， 要
和检 测 参 数 集 中 于 一 块 Ｉ ／ Ｏ板 卡 和 一 块 控 制 器 板 卡．
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ ． Ｏ １ ． １ ６
自动 化 应 用 ｊ ２ ０ １ ４ ５期
７ ３
ＤＣＳ 控 制 系 统 麓 黪 瓣
表 ２ 控 制回路参数
情况下 ． 合理冗余 。因为随着计算机 技术和控 制技术 的发展 ． 控制 系统 的可靠 性越来 越高 ， 过 度 的冗余 不
CO2汽提法合成塔的操作
CO2汽提法合成塔的操作摘要：在利用CO2汽提法生产尿素的过程中，合成塔是一种重要的尿素生产装置。
在化学合成尿素的过程中，在合成塔内主要完成甲铵脱水的步骤。
基于此，本文就CO2汽提法，探讨了合成塔中的具体操作，仅供参考。
关键词：汽提法；合成塔；二氧化碳；操作一、氧碳比的控制氨碳比指入塔反应物料中氨与二氧化碳的摩尔比。
该值按理论分析为2.89，实际操作控制在2.9-3.2。
氨碳比是否适宜直接影响CO2转化率，导致整个系统波动，在生产中，可以通过二个方面去判断该值是否适宜。
一方面通过取样分析：合成塔气相出口氨碳比在3.0-3.5范围内；合成塔出液氨碳比在2.89-3.2范围内。
另一方面则根据工况中温度、压力变化来判断。
控制其他条件不变，当NH3/CO2正常时，合成系统各项工艺指标能控制在正常范围内；合成塔出气、出液温度183-185摄氏度；合成系统压力13.6-14.4mpa；高调水温差10摄氏度左右；合成塔出气温差约40摄氏度左右，高压甲铵冷凝器出液温度169摄氏度。
当NH3/CO2失调时，这些指标将发生变化较明显，需及时调整加NH3或减NH3，尽快使工况恢复正常。
另外，开车投料时和正常生产进料时，NH3/CO2也有所不同：开车投料，NH3/CO2控制在3.0左右，每1000m3CO2对应NH3为3.5m3；合成塔出料后，汽提塔和高压洗涤器逐渐转入正常工作，此时必须降低NH3/CO2，控制在2.05，每1000m3CO2对应NH3为2.4m3，就可以满足高压甲铵冷凝器进料要求了。
二、水碳比的控制水碳比指入塔物料中水与二氧化碳的摩尔比。
工艺设计该值为0.4左右。
H2O/CO2和NH3/CO2一样，它对CO2转化率影响很大，在操作上是一个重要的指标。
正常生产时，进入高压甲铵冷凝器、合成塔的水，来自4个方面：一是合成尿素生成的反应中，每生成60公斤尿素同时产生18公斤水，约占全部带入水的60%，这一部分水量在操作时无法控制；二是由汽提塔出口气带入的水，约占全部水量的10%，在操作时也无法控制；三是由循环系统返回的甲铵液带入的水，约占全部水量的30%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二氧化碳汽提塔在尿素生产工艺中的应用与调控
发表时间：2020-03-19T02:50:39.304Z 来源：《建设者》2019年23期作者：毛洪波[导读] 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。
阳煤平原化工有限公司山东德州 253100
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。
汽提分解后通过升气管和限流孔板，由塔顶出塔去高压甲铵冷凝器。
从而引起氨分压降低，促使甲胺分解，从高压蒸汽饱和器来的蒸汽在汽提管外加热，以提供甲胺分解所需热量。
2、CO2 汽提法生成尿素工艺的基本特点
在CO2 汽提工艺中，包括压缩CO2、合成、蒸发、低压循环、解吸水解、造粒等组成系统，总体上具有以下几个特点：
气提塔以溶解在反应液中较少的二氧化碳为气提剂，故在回收与氨相比会更加简单容易，仅需低压加热一次即可闪蒸分解。
相较于传统的全循环水溶液法，节省了中压分解吸收环节，精简了工艺流程，且更加方便操作。
相较于氨气提法，又大幅降低了气提温度，仅需控制为 170℃，有利于气提塔防腐。
分两步来合成尿素，在甲铵高压冷凝器中，先由二氧化碳与氨发生化学反应生成甲铵。
反应放出的热，促使甲铵高压冷凝器生产出副制品蒸汽。
在第二步在尿素合成塔，脱水甲铵后生成尿素，这样能大幅减少合成塔中的物料量，极大地提高了合成塔利用率。
物料在高压甲铵冷凝器、气提塔、合成塔等，凭借重力来实现循环。
这样既节省了动力设备，又简化了流程，还能更加稳定地操作。
但也引起了一定的不利，为控制设备物料流量与要求相符，便应让三个设备间保持一定高度差，在建厂时便应建立一个约高76 米的深框架。
就能量利用，二氧化碳气提法优于其他方法。
一般表现仅气提塔需外界提供蒸汽，其余部分需的蒸汽都由工艺副产蒸汽供给，这样大幅节省了蒸汽和冷却水能耗。
气提剂为二氧化碳，所以相对氨氮比更低，仅需控制为
2.8 ～
3.0。
从合成塔出来的反应液中降低了氨含量，而在尿素工艺中氨既是原料，又对副反应有抑制作用，所以二氧化碳气提法生产的产品中含有的缩二脲比其他方法要多。
2.6 在二氧化碳气提法工艺中，具有较低的氨碳比，物料增大了对设备的腐蚀性。
要想降低物料腐蚀设备的程度，应在二氧化碳中添加更多的空气量，多控制位于 0.6% ～ 0.8% 之间。
因为原料 CO2 气有脱氢处理，故工艺安全性较高，不会因不当操作，而导致从合成塔顶部出来的尾气中含有过量的氢气和氧气而发生爆炸。
3、二氧化碳汽提法的工艺分析
纯蒸汽升温钝化
在全新的工艺中，此装置在合成塔大降液管部位放置一根 0.88MPa 的蒸汽升温管线，蒸汽通过此降液管溢流口进入到合成塔中，其中一些蒸汽顺着向上的方向流入到高压洗涤器中，另外一些蒸汽则朝着向下的方向进入到汽提塔中，然后再进入到高压洗涤器和合成塔中实施钝化。
在汽提塔底部进气管同样放置一根 0.88MPa 的蒸汽升温管线，蒸汽通过汽提塔气相管进入到高甲冷→合成塔→高压洗涤器中进行钝化。
通常为减少钝化时间，两根管可同时加入蒸汽，进行升温钝化。
高压调温水控制
为了让合成塔中形成的尾气可以得到高效率、大范围的回收，在汽提期间所选择使用的新工艺是通过低温控制，并达到高压调温系统控制的手段。
在应用期间，利用脱氢系统自带的较好的脱氢水平，从而更好地脱出二氧化碳中所包括的大多数氢气，由此能够更好地降低高调水温度，基本上较传统工艺温度减少超过 50℃，很好地控制了水加温的能源消耗，节省了生产设备的投资。
低压开车
与一般的高压开车经历四个小时稳定出料的方式不同，低压开车在降低了压力的同时，又将出料时间压缩到了三个小时以内，除了开车时间短能够有效降低能耗外，同时还可以延长机械的使用寿命。
在低压开车的过程中，一般由两台二氧化碳压缩机共同工作完成，从而在投料和出料时能够保证放空阀的放空，从而节省了大量的电力能源，并且降低了噪音和生产废气对环境的影响。
操作弹性及稳定性
二氧化碳汽提法由于流程较短，所以开车时间大大缩短，且工艺稳定，能长周期运行，但系统负荷不能低于 60%；氨汽提法和水溶液全循环法因流程较长，设备较多，因而开车时间较长，虽然开车较为平稳，且可以在低负荷下运行（40%），但因回路较多，工艺操作不太稳定，容易导致停车。
4、工艺特点
汽提与合成等压，对 NH3 和二氧化碳有较高的回收率，反应压力较低（约 14.0MPa），动力消耗低，且有利于热量回收。
低压系统负荷较低，无中压分解回收工序，缩短了工艺流程，不仅开车时间短，而且工艺稳定，便于操作和管理。
高压圈中的物料可依靠重力循环，有效降低了能耗；合成塔、汽提塔、高压甲铵冷凝器等设备均安装在框架内，大大减少了装置的占地面积。
生产过程产生的工艺冷凝液经解吸水解后送往其他工段，不仅回收了冷凝液中的氨，而且减轻了环保压力。
生产能力的可选择性较多，可选择年产 30~120 万 t 的单套生产装置。
5、结束语
总而言之，采取二氧化碳汽提法实施尿素生产过程中，以二氧化碳和氨作为主要的原料，同时在温度较高和压力较大的条件下实施化学反应且释放出热量。
因此采取二氧化碳汽提法生产尿素期间，需要最大程度上按照有关的生产工艺控制温度、压力，只有这样才可以让其产品的生产质量得到有效的保障，并显著提高我国的尿素生产水平。
参考文献
鲍志伟 . 二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的应用 [J]. 化工设计通讯,2019,45(05):1-2.周庆振 . 二氧化碳汽提法尿素工艺中的节能措施 [J]. 化工设计通讯,2019,45(05):4+43.。