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百项技术(2011)水溶液全循环尿素节能生产工艺技术
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发布时间:2011-05-19 浏览数:8729 新闻来源:

 

技术名称:水溶液全循环尿素节能生产工艺技术

 

技术简介:

 

1.技术原理

 

1)高压合成工序:

 

来自氨库的原料液氨,经液氨泵加压到20~23MPa后送往液氨预热器,被加热到70℃分为两路,一路约为总量80%的NH3、103℃甲铵液和来自CO2压缩机20~23MPa的 CO2一起进入合成塔塔顶分布器;另一路约20% 的NH3通过尿素合成塔底部进入,在塔内完成等温高压合成反应,反应产物从塔的顶部出来。

 

工业生产尿素的反应分两步进行,第一步由氨和二氧化碳反应生成中间产物氨基甲酸铵(简称甲铵),其反应式为:

 

2NH3(液)+CO2(气)=NH4COONH2(液)+ Q1

 

第二步由甲铵脱水生成尿素,其反应式为:

 

NH4COONH2(液)=CO(NH2)2(液)+H2O(液)-Q2

 

第一步反应是一个可逆的强放热反应,生成氨基甲酸铵的反应速度比较快,容易达到化学平衡,且达到化学平衡后二氧化碳转化为氨基甲酸铵的程度很高。第二步反应是一个可逆的微吸热反应,需要在液相中进行,反应速度慢,需要较长时间才能达到化学平衡,即使达到化学平衡也不能使全部氨基甲酸铵都脱水转化为尿素。

 

2)循环回收工序

 

从合成塔出来的反应混合物先后经过中压分解吸收(压力1.7 MPa)和低压分解吸收(压力0.3 MPa)后,尿素浓度达到67%左右,温度为140℃,然后送入蒸发系统;尿素尾气通过高效安全的尾气净氨处理后(氨含量小于1%)放空。

 

3)蒸发工序

 

从低压循环系统来的尿素溶液送入逆流降膜式预浓缩器,以中压分解气作热源进行预浓缩,将尿液浓度从67%提高到85%;用膨胀蒸汽和蒸汽冷凝液作热源对85%尿液进行两段加热进行再浓缩,使尿液浓度从85%提高到95%,完成对尿素的一段蒸发。出一段蒸发器的尿液再经过二段蒸发加热器,浓缩至99.6%左右,送至尿素造粒塔进行造粒。

 

4)解吸、水解工序

 

碳铵液由解吸泵送至解吸水解系统,采用蒸汽加热气提,使塔底排出的解吸净水中尿素及氨含量≤5ppm;解吸水解塔底出来的188℃解吸净水、解吸水解塔顶出来的160℃的解吸气分级利用于尿素分解工序,利于节省蒸汽、维持系统水平衡。

 

2.关键技术

 

1)液相逆流换热式等温合成塔和尿素合成塔的优化运行;

 

2)二次加热-降膜逆流换热应用嘀醒狗纸夤ひ眨

 

3)三段吸收-蒸发式氨冷-低水碳比尿素中压回收工艺;

 

4)一段蒸发系统低位能热的利用;

 

5)尾气净氨新工艺;

 

6)高效尿素低压分解回收新工艺;

 

7)节资-节能型尿素废水处理系统。

 

其工艺2程见下图:

 

应用情况:典型用户:四川金象化工产业集团股份有限公司

 

1)建设规模:400t/d尿素生产装置的技术改造。主要技改内容:利用节能型尿素生产技术对日产400吨尿素装置中低压分解回收等系统进行节能改造,主要技改设备包括精洗器、预蒸发器和外冷器等。节能技改投资额960万元,建设期6个月。年节能9145tce,年节能经济效益799万元,投资回收期约1.2年。

 

2)建设规模:1000t/d尿素生产装置新建项目。主要技改内容:新建1000t/d尿素水溶液全循环生产装置,主要设备包括液相逆流换热式尿素合成塔、尿素中压吸收塔、卧式浸没式尾气吸收器、蒸发式冷凝器和解吸水解塔等。节能技改投资额15437万元,建设期1年。年节能2.1万tce,节能经济效益2310万元,投资回收期4年。

 

 

 


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