水溶液全循环法尿素工艺流程概要

水溶液全循环尿素工艺流程概要
朝阳木化石尿素(H2NCONH2),又称脲或碳酰胺,白晶体,相对分子质量在60.055。尿素大量存在于人类和哺乳动物的尿液中。尿素溶于水、乙醇和苯,几乎不溶于乙醚和氯仿。
李倩蕾尿素含氮量居固体氮肥之首,达46%以上为中性速效肥料,施于土壤中不残留使土壤恶化的酸根,而且分解出来的二氧化碳也可为植物所吸收
尿素在工业上的用途亦很广泛,可用于制造脲醛树脂、聚胺酯等高聚物的原料,(用作塑料、喷漆、粘合剂)。还可作多种用途的添加剂(用作油墨材料、黏结油等),尿素还可用于医药、林业、制革、动物饲料、石油产品精制等方面。
第一座以氨和二氧化碳为原料生产尿素的工业装置是德国法本(I·G·Farben)公司于1922年建成投产的,采用热混合气压缩循环。1932年美国杜邦公司(Du pont)用直接合成法制取尿素氨水,并在1935年开始生产固体尿素,未反应物以氨基甲酸铵水溶液形式返回合成塔,是现今水溶液全循环法的雏形。
中国的尿素工业发展始于1958年,先由南京永利宁厂建成日产10吨尿素的半循环生产法装置,其后又在上海吴泾化工厂建成年产1.5万吨的半循环法装置。1975年中国第一套二氧化碳汽提法装置亦在上海吴泾化工厂建成投产。20世纪70年代以来,我国兴建年产30万吨合成氨、52~60万吨尿素联合生产装置的大型化肥生产厂。至今已建成30余套大化肥生产装置,成为我国主要生产尿素的基地。
采用水溶液全循环法生产尿素工艺装置,主要包括以下六个方面:原料的压缩和
净化,尿素的合成,中低压分解吸收,解吸,蒸发造粒。
一、原料的压缩和净化
1、二氧化碳(CO2)的压缩和净化二氧化碳来自脱碳,其浓度为65.7%(V),
巢湖学院学报含氧量0. 5 %(V),硫化物<15mg/M3,CO2通过一分离器后进入CO2压缩机一段,
由二段出口去脱硫槽,降低SO2气中的含量至10 mg/M3以下,回到压缩机三段,再经中菲关系
三、四、五段压缩达到20.7Mpa,送到尿素合成塔。
2、液体的净化和输送原料液氨从合成车间氨冷冻岗位氨贮槽送来,温度≤30℃,
压力≥2.05Mpa,先进入液氨过滤器,除去固体杂质和油类,再进入液氨缓冲槽,进入
尿素系统的氨由调节阀开度的大小来控制流量。
二、尿素的合成
CO2压缩机出口气体压力约为20.7Mpa,温度约125℃,与泵岗位送出的20~22MP a的液氨按照一定的NH3/CO2比例进入尿素合成塔合成尿素和氨基甲酸铵,进入尿塔的CO2量决定整个系统的生产负荷大小;同时将未脱水生成尿素的氨基甲酸铵经二次分解、三次吸收,将从一吸塔来的一甲液(氨基甲酸溶液约85—90℃)按照一定的H2 O/CO2比例,经一甲泵加压至20.69Mpa,送入尿素合成塔循环反应生成尿素,使系统建立良好的水平衡,达到水溶液全循环的目的。
从液氨缓冲槽来液氨进入氨泵入口加压至20.7Mpa,经氨预热器加热至45℃左右,送入尿塔。入尿塔的氨量根据塔顶部温度决定,其顶部温度控制在188—190℃;尿素合成塔的压力由塔出口的调节阀自行控制,一般维持在19.6Mpa。
合成原理:CO2 + 2 NH3 = NH4COONH2 + Q
NH4COONH2 = CO(NH2)2 + H2O –Q
生长素的发现分解原理:NH4COONH2 = 2 NH3 + CO2
史迪威事件吸收原理:NH3 + H2O = NH3.H2O
2 NH
3 + CO2 = NH4COONH2 + Q
三、循环回收
1、一段分解合成塔出来的合成液中含有尿素、氨基甲酸铵(甲胺)、过剩氨和水。通过压力调节阀减压至1.7Mpa,进入一段分解塔及一分加热器,由1.10Mpa的蒸汽加热至155—160℃,使甲胺的分解率达到88%以上,总氨蒸出率达90%,在分离段进行气液分离后通过一减压调节阀后送至二段加热分离器(二分塔)。
2、二段分解出一段分解塔的流体经减压至0.4Mpa后,进入二分塔,在上部闪蒸,经填料精馏段,二段加热器加热至135—140后进行气液分离,气相进入二段吸收,液相经一减压调节阀进入蒸发系统的闪蒸槽。
3、一段循环系统从一分塔气相出来的气体约120℃,是NH3、CO2、H2O的混合物,经热能利用段换热降温至100℃,进入一吸冷却器,由循环脱盐水冷却,然后进入一吸塔下部,利用塔顶部加入的液氨和氨水进行吸收,控制出一吸塔气相温度≤50℃,CO2含量≤100PPM。气相进入氨冷凝器,由循环水冷凝成液氨回流至氨缓冲槽;冷凝后的残气进入惰洗涤器,进一步回收其中的氨,洗涤液由氨水泵打入,吸收液注入一吸塔顶部,尾气经减压后进入尾吸塔,一吸塔液相部分即甲胺液,进入一甲泵加压后至20. 0Mpa送入尿塔。
一吸塔顶部加的液氨从缓冲槽来,一般循环的压力控制1.70Mpa。
4、二段循环系统来自解吸塔及二分塔的气体汇合后,进入二循一冷器底部,用蒸发冷凝液来做吸收剂,循环水冷却生成氨基甲酸铵,进入二甲泵,加压后送入一吸塔底部作一段分解气的吸收液。出二循一冷器的顶部气体进入二循二冷器底部,用蒸发冷凝液吸收,吸收液即得氨水,由氨水泵打入惰洗器;余气经调节阀减压送往尾吸塔。二段循环压力控制在0.27Mpa。

本文发布于:2024-09-24 01:25:21,感谢您对本站的认可!

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