尿素工艺说明.doc

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尿素工艺流程说明
氨的输送和加压:、温度约30℃的液氨经液氨过滤器S-104A/B过滤后,经流量计FQ-1011计量,经氨受槽V-105,液位调节阀LV--105,回收中压惰性气体中的气氨后进入氨受槽V-105。出V-105的液氨约30-35℃进入液氨升压泵P-105A/,分两路:一路去中压吸收塔C-101,作回流氨使用;一路去高压液氨泵P-101A/B,作尿素合成塔原料氨。P-105设有一路加热回V-105副线打循环,一路带有小流量控制阀不加热的副线。循环副线加热与不加热取决于界区来的氨温度。并设有一路回合成车间,方便尿素装置停车后回收氨。1的喷射动到高压液氨泵的氨,经管道过滤器后进入转速为19404RPm的两级开式叶轮高速离心泵,。高压液氨经流量调节阀FV-1003、HV-1111(调节阀FV-1003旁路)进入氨预热器E-107管程。壳程是利用低压分解塔来的130℃含氨、CO2、水的工艺气,以及工艺冷凝液回收处理系统来的125℃含氨、CO2、水的气体冷凝加热。在这里液氨被预热至80-90℃。预热后的高压氨流量105m3/h经压力调节装置PZ-1022调节压力,作为甲铵喷射器L-10力。L-101被抽吸的介质是高压甲铵分离器来的甲铵液,流量109989Kg/h,温度155℃,。喷射器出口流量171252Kg/h,温度135℃,-101,参加生成尿素反应。甲铵喷射器的使用,为尿素装置框架的降低带来可能,这也是斯那姆尿素工艺的主要特点。这一方法现已被其他工艺广泛使用。
为方便开停车和调整负荷,高压液氨泵P-101A/B设有经流量调节阀FV-1004的循环管线,调节阀后分两路,一路直接回到V-105,一路到氨冷凝器E-109冷却后回到V-105。是否到E-109取决于氨温度,温度过高、过低都要回到E-109。由于本工艺合成回路开车升压采用氨升压,高压氨泵出口设有一路2˝管到蒸汽夹套开车管线(又叫氨升压管线),为保证进入系统的氨是气体,该夹套加热蒸汽用蒸汽饱和器V-109的蒸汽加热。
2、尿120Ċ素的合成:界区来的温度30℃,压力50Kpa,流量53931Kg/hCO2经CO2压缩机K-101四段压缩(其中三段入口加入340Nm3/h空气作高、中压系统不锈钢材料防腐蚀用氧),温度经手动调节阀HV-1005进入尿素合成塔。合成:NH3/、H2O/、、停留时间30—32分钟,温度188—190℃,转化率:61%。合成塔结构:内衬8mm25-22-2不锈钢,外壳136mm碳钢。中空的,里面17块筛板塔盘,%,氨:%, CO2:%, H2O:%流应混;有一8"降液管,二氧化碳、氨、甲铵由底部进入由于筛板作用经活塞式向上移动,到达顶部后经降液管由中部出料。出合成塔反量:224915Kg/h。
在合成塔内氨、CO2发生放热反应,第一步NH3和CO2生成氨基甲酸铵(简称甲铵),反应压力必须大于甲铵的离解压力8Mpa,高于甲铵的熔点154℃,生成甲铵很高,是放热反应。反应平衡达成率瞬间可达90%以上。第二步甲铵脱水生成尿素,是吸热反应。反应缓慢完全达到平衡需要55分钟以上。
反应压力必须高于物系的平衡总压。根据相律原理:氨碳分子比、水碳分子比、温度都是直接影响合成尿素CO2转化率的主要因素。提高温度可以提高反应速度,温度是在合成塔材质、反应压力允许前提下越高越好,一般认为,温度每上升1℃-%,(如合成塔内衬采用纯钛或纯锆,温度可达210℃)。但是,过高的温度会造成合成塔内衬腐蚀(-195℃,25-22-2敏化温度200-205℃)。温度又是影响平衡压的主要原因之一,温度高平衡压上升,动力增加。所以,提高温度要综合考虑。氨碳比高对反应有利,-1%。氨碳比增加腐蚀减少(-)。但是,过高的氨碳比会造成平衡压上升,操作压力上升,动力增加。同时为回收带来困难。系统自热平衡也会受影响。同理,氨碳比选择也要综合考虑。根据相律原理:水虽然可以促进氨和CO2生成甲铵,提高CO2冷凝温度,增加吸收效果。但是,水是尿素合成反应生成物,根据反应机理,水碳比应越低越好,-%。由于尿素合成反应是可逆反应,是不彻底的,没有转化生成尿素的CO2气体