各种尿素工艺概述.ppt

氨的加压及CO2气压缩工序来自界区的液氨经液氨过滤器（313-L）至高压氨泵（304-J）。液氨在此被加压至16.0Mpa(A)通过甲铵喷射器（301-L）至高压甲铵池式冷凝器（303-C）。液氨在喷射器中膨胀产生的抽力将高压洗涤器（304-C）来的甲铵液带入池式冷凝器池式冷凝器操作压力14.3Mpa(A)。自界区来的CO2气含有大约1.2%(mol%)H2及0.3%N2(mol%)压力为0.15Mpa(A)。CO2气通过CO2压缩机入口分离器（311-D）至CO2压缩机（302-J）入口。出CO2压缩机第一段压缩的气体经冷却后与加入的工艺空气混合后入一段分离器（302-JF1）分离出冷凝水。出分离器的气体入压缩机二段入口。出压缩机二段的气体至脱H2反应器（302-D）脱H2反应器内装有以Al2O3为载体的铂或钯触媒。CO2气中的可燃气体H2及CH4等在触媒的作用下发生下述反应2H2+O2=2H2O2CO+O2=2CO2CH4+2O2=2H2O+CO2出反应器的气体经压缩机二段冷却器（302-JC2）及分离器（302-JF2）进压缩机三段入口。脱除H2后的CO2气经压缩机三段及四段压缩至14.3Mpa(A)进入高压汽提塔（302-C）。CO2压缩机由蒸汽透平驱动。合成及汽提工序液氨和CO2气体生成尿素的反应在温度170-190ºC和压力135-145bar下进行反应式如下：2NH3+CO2=NH2COONH4(1)NH2COONH4=NH2CONH2+H2O(2)在第一个反应中CO2和NH3转化成为甲铵反应速度快且为放热反应。第二个反应甲铵脱水生成尿素和水此反应速度慢且为吸热反应CO2的总的转化率在合成回路大约为80%。在合成塔中大部分甲铵转化为尿素和水合成塔中液位由HIC/HV手动控制。出合成塔的尿素溶液进入汽提塔（302-C）汽提塔为降膜式热交换器底部加入CO2气汽提壳侧加入中压蒸汽供热。CO2气体被逆流导入引起氨分压降低从而使甲铵分解并吸收热量。由于CO2气温度低以及汽提塔底部的轻微的绝热汽提出汽提塔底部的溶液温度可降至大约172-178C从而减少了尿素的水解及高压蒸汽的消耗。为了防止CO2气进入循环部分在汽提塔出口处设置有液位调节阀。来自汽提塔顶部的气体在187C下进入池式冷凝器（303-C）该冷凝器型式为采用U型管的浸没式热交换器。汽提塔的大部分弛放气与甲铵喷射器来的液氨-甲铵液混合物反应生成甲铵在池式冷凝器中还有部分甲铵转化成尿素冷凝后壳侧温度约为177C。甲铵冷凝所放热量用来产生产0.45Mpa（A）的低压蒸汽。池式甲铵冷凝器中的换热管为U-型管壳侧为甲铵液蒸汽冷凝液和产生的蒸汽在管侧出管侧的汽液混合物在汽包（312-D）中分离产生的蒸汽用于加热、喷射器及解吸过量的低压蒸汽则送至CO2压缩机蒸汽透平。低压蒸汽汽包（312-D）的压力由蒸汽排放管线上的压力调节阀来调节。在高压洗涤器（304-C）的下部大部分NH3和CO2冷凝其冷凝所放热量由调温水移走。出高压洗涤器（304-C）下部的气体在高压洗涤器（304-C）上部的填料床层与从循环工段来的甲铵液逆流接触气体中的NH3和CO2被甲铵液吸收。出高压洗涤器的惰性气体仅含有少量的NH3和CO2通过压力调节阀进入4巴吸收塔（309-D）。4巴吸收塔（309-D）由两层填料床层组成上部床层用冷却后的蒸汽冷凝液作吸收剂下部床层用工艺冷凝液作吸收剂。出4巴吸收塔的惰性气体仅含有微量氨（0.18%Vol）通过压力调节阀排入大气。循环工序此工序主要是从出汽提塔底部的尿素溶液中回收NH3和CO2。出汽提塔底部的尿素溶液通过液位调节阀减压至0.41Mpa(A)。由于减压溶液中的甲铵大部分分解成为气态的NH3和CO2分解所需热量由溶液提供致使溶液温度降低。减压后的气液混合物喷洒于精馏塔（305-D）的鲍尔环床层上。尿素-甲铵溶液从精馏塔的下部进入循环加热器（306-C）温度升至大约135C大部分甲铵分解为NH3和CO2分解所需热量可由高压洗