CO_2汽提法与氨汽提法尿素工艺设备布置及配管方案探讨.docx

CO_2汽提法与氨汽提法尿素工艺设备布置及配管方案探讨
尿素是一种重要的化肥和原材料，其生产技术有多种，包括常规的氨法和CO_2法。其中，CO_2汽提法和氨汽提法是两种常用的尿素生产工艺。本文将探讨这两种工艺的设备布置和配管方案。
一、CO_2汽提法尿素工艺设备布置及配管方案
CO_2汽提法采用压力为20~24MPa，温度为190~200℃的高温高压碳酸气体作为催化剂，使尿素反应生成。CO_2汽提法可以直接使用氨化器合成的氨和碳酸二氢铵作为原料，避免了浓度非常高的尿素碳酸铵水溶液的蒸发浓缩过程，节约了大量的热能和耗费，也减轻了环境的污染。
CO_2汽提法生产过程的主要设备有反应釜、扩压器、冷却器、分离器、转化器、高压氨冷却器和再生器等。这些设备在生产线上的布置应该是按照流程顺序安排，方便原料和产物的输送和分离。具体来说，可以采用下列的设备布置方案。
首先，在进料管道上加装过滤器和阀门，降低进料中的杂质含量和保证系统运行的安全可靠性。之后，将氨和碳酸二氢铵加入CO_2汽提反应釜中进行反应。反应釜应该设有温度、压力、液位等控制装置，以保证反应加热和压力条件的稳定性。反应后的产物通过泵送进入分离器，分离出氨和CO_2汽相，通过冷却器，将大部分CO_2汽冷凝液化，经扩压器进入再生器。反应产物中的尿素进入转化器，再通过高压氨冷却器降温，最终进入冷凝器凝结成为尿素结晶。冷凝器和分离器也要设有相应的控制装置，控制温度和压力的稳定性。
至于配管方案，则应该根据设备布置要求进行，同时也要考虑到输送介质的性质和流量。排放管道上要设置安全阀门和排污口，便于进行维护和清洗。在输送管道上也要预留一定的维护空间，方便进行检修和更换。
二、氨汽提法尿素工艺设备布置及配管方案
氨汽提法采用压力为4~6MPa，温度为170~180℃的氨气作为催化剂，使其与尿素合成反应。与CO_2汽提法相比，氨汽提法的主要优势在于生产成本低，节约能源和原料消耗。同时，其缺点是需要经过多次蒸发脱水过程，使得生产周期长且功耗高。
氨汽提法生产过程的主要设备包括氨化器、冷却器、过滤器、排汽器、真空蒸发器、结晶器、干燥器和包装装置等。这些设备在生产线上的布置也应按照流程顺序安排，以方便原料和产物的输送和分离。具体来说，可以采用下列的设备布置方案。
首先，将氨气和二氧化碳通过加热产生氨碳酸铵，进入氨化器与尿素反应生成尿素。反应器也应设有温度、压力、液位等控制装置，以保证反应加热和压力条件的稳定性。反应后的产物经过冷凝器、过滤器和排汽器，进行预处理，去除气泡和杂质。随后进入真空蒸发器，逐步进行蒸发和脱水，形成高浓度的尿素碳酸铵水溶液。接下来，将溶液进入结晶器，凝结成为尿素晶体。晶体经过洗涤、脱水和干燥处理后，达到产品标准，可直接进行包装和销售。干燥器和包装装置也应该设有相应的控制装置，控制温度和湿度的稳定性。
至于配管方案，则应该根据设备布置要求进行，同时也要考虑到输送介质的性质和流量。排放管道上要设置安全阀门和排污口，便于进行维护和清洗。在输送管道上也要预留一定的维护空间，方便进行检修和更换。
综上所述，CO_2汽提法和氨汽提法都有自己的优点和缺点，而设备布置和配管方案的设计，则是保证生产过程顺利进行和产品质量稳定的重要环节。只有科学合理的设计，才能更好地发挥工艺技术的优势和经济效益。