尿素生產(chǎn)技術(shù)

1、第三章第三章 尿素生產(chǎn)技術(shù)尿素生產(chǎn)技術(shù)全循環(huán)法全循環(huán)法熱氣全循環(huán)法熱氣全循環(huán)法礦物油全循環(huán)法礦物油全循環(huán)法尾氣分離全循環(huán)法尾氣分離全循環(huán)法水溶液全循環(huán)法水溶液全循環(huán)法(1)(1)不循環(huán)法；不循環(huán)法；(2)(2)半循環(huán)法半循環(huán)法( (部分循環(huán)法、高效半循環(huán)部分循環(huán)法、高效半循環(huán)) ) ；(3)(3)全循環(huán)法全循環(huán)法發(fā)展：發(fā)展：改良改良C C、D D法，二氧化碳汽提法，氨汽提法及聯(lián)尿法等。法，二氧化碳汽提法，氨汽提法及聯(lián)尿法等。水溶液全循環(huán)法的流程圖尿素合成塔尿素造粒塔尿液蒸發(fā)器低壓分解塔中壓分解塔尾氣吸收塔過剩氨冷凝器低壓吸收塔中壓吸收塔惰氣洗滌解吸塔尿素成品COCO2 2水排放冷凝液低壓分解氣

2、中壓分解氣吸收液回流液氨放空水溶液全循環(huán)法尿素生產(chǎn)原則流程分解塔底分解塔底來來74-75%尿液）尿液）尿素蒸發(fā)造粒系統(tǒng)工藝流程圖尿素蒸發(fā)造粒系統(tǒng)工藝流程圖粗料返回系統(tǒng)粗料返回系統(tǒng)閃蒸槽閃蒸槽一段蒸發(fā)加熱器一段蒸發(fā)加熱器二段蒸發(fā)加熱器二段蒸發(fā)加熱器分離器LsLs分離器冷凝器冷凝器造粒塔造粒塔斗提升機斗提升機電振篩電振篩成品去包裝成品去包裝LsLsA1A214099.7%105水溶液全循環(huán)法的工藝流程圖水溶液全循環(huán)法的工藝流程圖主要設(shè)備主要設(shè)備- 合成塔合成塔5 5u2020世紀世紀5050年代以前：雙套筒式。年代以前：雙套筒式。外殼碳鋼承受壓力，內(nèi)有外殼碳鋼承受壓力，內(nèi)有兩個不銹鋼套筒，內(nèi)筒不受

3、壓力。液氨從外殼與外筒及外兩個不銹鋼套筒，內(nèi)筒不受壓力。液氨從外殼與外筒及外筒與內(nèi)筒之間的兩個環(huán)隙，再進入內(nèi)筒，與筒與內(nèi)筒之間的兩個環(huán)隙，再進入內(nèi)筒，與COCO2 2反應(yīng)，這樣反應(yīng)，這樣外筒不與腐蝕介質(zhì)接觸。外筒不與腐蝕介質(zhì)接觸。 缺點：缺點：容積利用率低，且不銹鋼耗量大。容積利用率低，且不銹鋼耗量大。u目前：襯里的高壓容器。目前：襯里的高壓容器。外筒為多層卷焊受壓容器，內(nèi)部外筒為多層卷焊受壓容器，內(nèi)部襯有一層耐腐蝕的不銹鋼板，隔離尿素甲銨腐蝕介質(zhì)，外襯有一層耐腐蝕的不銹鋼板，隔離尿素甲銨腐蝕介質(zhì)，外殼保溫，防止熱量外散。殼保溫，防止熱量外散。 優(yōu)點：容積利用率高，耐腐蝕材料用量少，操作方便優(yōu)

4、點：容積利用率高，耐腐蝕材料用量少，操作方便l三股物料從合成塔底部進入，呈三股物料從合成塔底部進入，呈氣液兩相混合物的形式自下而上，氣液兩相混合物的形式自下而上，邊反應(yīng)邊流動，不斷生成尿素，邊反應(yīng)邊流動，不斷生成尿素，尿素濃度不斷上升。反應(yīng)后的熔尿素濃度不斷上升。反應(yīng)后的熔融物從塔頂排出。融物從塔頂排出。襯里式尿素合成塔最初采用空塔，襯里式尿素合成塔最初采用空塔，不設(shè)內(nèi)件，塔的高徑不設(shè)內(nèi)件，塔的高徑比較大。比較大。高徑比小高徑比小的襯里合成塔，通常設(shè)混合器或篩板等內(nèi)件，的襯里合成塔，通常設(shè)混合器或篩板等內(nèi)件，以減少返混的影響。以減少返混的影響。主要設(shè)備主要設(shè)備- 合成塔合成塔5l為解決高負荷生

5、產(chǎn)下出現(xiàn)的中壓分解負荷重，一吸為解決高負荷生產(chǎn)下出現(xiàn)的中壓分解負荷重，一吸塔熱負荷高等塔熱負荷高等“瓶頸瓶頸”問題，使裝置問題，使裝置高產(chǎn)，低耗和高產(chǎn)，低耗和平穩(wěn)運行，增設(shè)了預(yù)分離器平穩(wěn)運行，增設(shè)了預(yù)分離器6 6，進一步提高了裝置，進一步提高了裝置的生產(chǎn)能力。的生產(chǎn)能力。主要設(shè)備主要設(shè)備-預(yù)分離器預(yù)分離器6流程：合成塔出口液進預(yù)分流程：合成塔出口液進預(yù)分離器自然減壓離器自然減壓進行氣液預(yù)分進行氣液預(yù)分離離，它的液相進一段分解塔，它的液相進一段分解塔7 7。氣體送入一段蒸發(fā)器氣體送入一段蒸發(fā)器1919下部。下部。l一段分解塔出口氣體也引入預(yù)分離器。一段分解塔出口氣體也引入預(yù)分離器。l預(yù)分離器有改

6、造為預(yù)分離器有改造為預(yù)精餾塔的預(yù)精餾塔的，內(nèi)裝填料，內(nèi)裝填料，氣液逆流接觸，可降低出口氣體的溫度和水氣液逆流接觸，可降低出口氣體的溫度和水分。分。l氣體送入一段蒸發(fā)器氣體送入一段蒸發(fā)器1919下部，充分利用了預(yù)下部，充分利用了預(yù)分離器出口氣體的冷凝熱，部分氣體冷凝并分離器出口氣體的冷凝熱，部分氣體冷凝并放出熱量，供尿液蒸發(fā)用。放出熱量，供尿液蒸發(fā)用。主要設(shè)備主要設(shè)備-預(yù)分離器預(yù)分離器6l分兩段。分兩段。下段為鼓泡段，上段為精洗段。下段為鼓泡段，上段為精洗段。l在鼓泡段，在鼓泡段，氣液混合物利用低壓循環(huán)來的稀甲銨液吸收，氣液混合物利用低壓循環(huán)來的稀甲銨液吸收，在此將氣體中絕大多數(shù)在此將氣體中絕大

7、多數(shù)COCO2 2和幾乎全部水蒸氣及部分氨氣和幾乎全部水蒸氣及部分氨氣吸收下來轉(zhuǎn)入液相。吸收下來轉(zhuǎn)入液相。l在精洗段，在精洗段，未被吸收的氣體在塔內(nèi)上升，與由液氨緩沖未被吸收的氣體在塔內(nèi)上升，與由液氨緩沖槽槽2 2來的回流液氨和清洗液與其配成的濃氨水逆流接觸，來的回流液氨和清洗液與其配成的濃氨水逆流接觸，使氣體中使氣體中COCO2 2和水蒸氣完全得到吸收，純的氣態(tài)氨進入氨和水蒸氣完全得到吸收，純的氣態(tài)氨進入氨冷凝器冷凝器1212，冷凝下來的液氨流入液氨緩沖槽，冷凝下來的液氨流入液氨緩沖槽2 2l一段吸收器起著精餾作用，一段吸收器起著精餾作用，塔頂?shù)玫郊兯數(shù)玫郊僋HNH3 3氣，塔底是甲氣，塔

8、底是甲銨液。銨液。主要設(shè)備主要設(shè)備-一段吸收塔一段吸收塔10l在一段吸收塔中，若液氨中混有少量的在一段吸收塔中，若液氨中混有少量的COCO2 2，則會，則會生成氨基甲酸銨結(jié)晶而堵塞設(shè)備和管道，生成氨基甲酸銨結(jié)晶而堵塞設(shè)備和管道，因此一因此一段吸收塔要保證段吸收塔要保證COCO2 2被完全吸收被完全吸收。l在原料返回時，氨以純氨和甲銨液形式，在原料返回時，氨以純氨和甲銨液形式，COCO2 2以甲以甲銨液形式返回，甲銨液肯定會帶一定量的水，水銨液形式返回，甲銨液肯定會帶一定量的水，水是反應(yīng)不希望的。是反應(yīng)不希望的。所以應(yīng)減少所以應(yīng)減少COCO2 2返回量返回量-盡量盡量提高提高COCO2 2的轉(zhuǎn)化

9、率。的轉(zhuǎn)化率。主要設(shè)備主要設(shè)備-一段吸收塔一段吸收塔10典型操作條件典型操作條件l合成塔：合成塔：原料液氨、原料液氨、COCO2 2及循環(huán)甲銨液自下而上進及循環(huán)甲銨液自下而上進入合成塔。壓力：入合成塔。壓力：20-22MPa20-22MPa，溫度：，溫度：185-190185-190，氨碳比：氨碳比：4-4.54-4.5，水碳比：，水碳比：0.6-0.70.6-0.7，氧含量：，氧含量：0.5-0.5-0.8%0.8%，停留時間：，停留時間：1h1h，出口，出口COCO2 2轉(zhuǎn)化率為：轉(zhuǎn)化率為：62-64%62-64%。l分解塔：分解塔：出口液通過三級分解：中壓（出口液通過三級分解：中壓（1.

10、8-2.5MPa1.8-2.5MPa，160 160 ）、低壓（）、低壓（0.2-0.5MPa,150 0.2-0.5MPa,150 ）、閃蒸）、閃蒸（0.05MPa0.05MPa，75%75%）l蒸發(fā)：蒸發(fā)：一段（一段（0.033MPa0.033MPa，95%95%），二段（），二段（0.0033MPa0.0033MPa，99.7%99.7%）工藝流程簡述工藝流程簡述l造氣爐產(chǎn)生的半水煤氣脫碳后，其中大部分的二氧化造氣爐產(chǎn)生的半水煤氣脫碳后，其中大部分的二氧化碳由脫碳液吸收、解吸后，經(jīng)油水分離器，除去二氧碳由脫碳液吸收、解吸后，經(jīng)油水分離器，除去二氧化碳氣體中攜帶的脫碳液，進入二氧化碳壓縮機

11、系統(tǒng)，化碳氣體中攜帶的脫碳液，進入二氧化碳壓縮機系統(tǒng)，由壓縮機出來的由壓縮機出來的二氧化碳氣體二氧化碳氣體進入尿素合成塔。進入尿素合成塔。l從合成氨車間氨庫來的從合成氨車間氨庫來的液氨液氨進入氨儲罐，經(jīng)過氨升壓進入氨儲罐，經(jīng)過氨升壓泵加壓進入高壓液氨泵，經(jīng)過預(yù)熱后進入甲胺噴射器泵加壓進入高壓液氨泵，經(jīng)過預(yù)熱后進入甲胺噴射器作為推動液，將來自甲胺分離器的甲胺溶液增壓后混作為推動液，將來自甲胺分離器的甲胺溶液增壓后混合一起進入尿素合成塔。合一起進入尿素合成塔。l尿素合成塔內(nèi)尿素合成塔內(nèi)， NH 3/CO2的摩爾比和的摩爾比和H2O/ CO2的摩爾比控制在一定的范圍內(nèi)的摩爾比控制在一定的范圍內(nèi)進行反

12、應(yīng)進行反應(yīng)。l合成后的氣液混合物合成后的氣液混合物進入預(yù)分離器進入預(yù)分離器，一段分解，一段分解，進行氣液分離，將分離氣相后的尿液送入二段進行氣液分離，將分離氣相后的尿液送入二段分解，進一步將混合物中的氣相除去。分解，進一步將混合物中的氣相除去。l凈化后的尿液凈化后的尿液依次進入閃蒸器、一段蒸發(fā)、二依次進入閃蒸器、一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)濃縮，最后得到尿素熔融物段蒸發(fā)濃縮，最后得到尿素熔融物，用泵輸送，用泵輸送到尿素造粒塔噴灑器，經(jīng)在空氣中沉降冷卻固到尿素造粒塔噴灑器，經(jīng)在空氣中沉降冷卻固化成粒狀尿素，并通過尿素塔底刮料機用運輸化成粒狀尿素，并通過尿素塔底刮料機用運輸皮帶送往儲存包裝車間。皮帶送往儲存

13、包裝車間。l吸收工段：從一段分解、二段分解出來的吸收工段：從一段分解、二段分解出來的氣相含有未反應(yīng)的氨和二氧化碳，氣相含有未反應(yīng)的氨和二氧化碳，分別進分別進入一段吸收和二段吸收，入一段吸收和二段吸收，氨和二氧化碳被氨和二氧化碳被后面閃蒸、一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段冷凝后面閃蒸、一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段冷凝下來的冷凝水吸收混合形成下來的冷凝水吸收混合形成水溶液，用泵水溶液，用泵送入尿素合成塔；送入尿素合成塔；l一段吸收后剩余的一段吸收后剩余的氣體氣體進入惰洗器稀釋后，進入惰洗器稀釋后，與二段吸收的殘余氣體混合與二段吸收的殘余氣體混合進入尾氣吸收進入尾氣吸收塔塔，與一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段氣相冷凝，與一段

14、蒸發(fā)、二段蒸發(fā)工段氣相冷凝除去水后殘余的氣體混合后放空。除去水后殘余的氣體混合后放空。 水溶液全循環(huán)法的缺點水溶液全循環(huán)法的缺點l能量利用率低；能量利用率低；l合成系統(tǒng)總反應(yīng)是放熱的，但因加入大量過剩氨合成系統(tǒng)總反應(yīng)是放熱的，但因加入大量過剩氨以調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)熱沒有加以利用；另外，以調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，反應(yīng)熱沒有加以利用；另外，一段、二段甲銨冷凝器均需用水冷卻，不但冷凝一段、二段甲銨冷凝器均需用水冷卻，不但冷凝熱得不到利用，反而需要消耗大量的冷卻水。熱得不到利用，反而需要消耗大量的冷卻水。l 一段甲銨一段甲銨泵腐蝕嚴重泵腐蝕嚴重，制造、操作、維修都較，制造、操作、維修都較麻煩；麻煩；l 流程過于

15、復(fù)雜流程過于復(fù)雜：三段分解，三段吸收。：三段分解，三段吸收。 改良改良C法（日本）法（日本）改良改良C C法，是傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法的改進，生產(chǎn)低縮二法，是傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法的改進，生產(chǎn)低縮二脲含量尿素產(chǎn)品，也生產(chǎn)常規(guī)尿素產(chǎn)品。脲含量尿素產(chǎn)品，也生產(chǎn)常規(guī)尿素產(chǎn)品。l合成塔：合成塔： 溫度：溫度：190-200190-200，壓力：，壓力：23-25MPa23-25MPa，氨碳比：，氨碳比：4 4，水碳比：，水碳比：0.370.37，轉(zhuǎn)化率：，轉(zhuǎn)化率：72%72%。 合成塔為高徑比合成塔為高徑比1818的空塔，用鈦襯里，耐高溫腐蝕。的空塔，用鈦襯里，耐高溫腐蝕。l分解塔：分解塔： 高壓分解高壓分解

16、（1.7-1.9MPa1.7-1.9MPa，165165：其熱量由塔外的熱虹吸式其熱量由塔外的熱虹吸式再沸器和塔內(nèi)的列管式降膜加熱器保持再沸器和塔內(nèi)的列管式降膜加熱器保持）；）； 低壓分解低壓分解（0.3-0.4MPa0.3-0.4MPa，130 130 ）；）； 常壓分解常壓分解（0.1-0.15MPa0.1-0.15MPa，92 92 ：塔底設(shè)有加熱器塔底設(shè)有加熱器）。）。改良改良C法法-操作條件操作條件l高壓分解：高壓分解：高壓分解塔高壓分解塔3 3和再沸器和再沸器2 2。高壓分解。高壓分解塔的上部設(shè)有幾層篩板，上升的熱氣體與下降塔的上部設(shè)有幾層篩板，上升的熱氣體與下降的低溫液體逆流接觸

17、，進行熱量和質(zhì)量交換，的低溫液體逆流接觸，進行熱量和質(zhì)量交換，使出口氣溫度降到使出口氣溫度降到125125，即回收了熱量又降低即回收了熱量又降低了出氣中的水分。了出氣中的水分。l低壓分解：低壓分解：低壓分解塔低壓分解塔5 5、加熱器、加熱器4 4和再沸器和再沸器6 6。塔底通入少量塔底通入少量COCO2 2氣，有助于氣，有助于NHNH3 3和和COCO2 2的氣提，的氣提，并調(diào)整溶液中的氨碳比。并調(diào)整溶液中的氨碳比。l常壓分解：常壓分解：在閃蒸分解塔在閃蒸分解塔7 7進行，并通入空氣進進行，并通入空氣進行氣提，促使行氣提，促使NHNH3 3和和COCO2 2的徹底分離。的徹底分離。l經(jīng)三次分解

18、得到經(jīng)三次分解得到NHNH3 3和和COCO2 2含量極低，尿素含量含量極低，尿素含量為為74%74%的的溶液溶液，送真空結(jié)晶器，送真空結(jié)晶器8 8，在減壓下進行，在減壓下進行絕熱蒸發(fā)結(jié)晶。絕熱蒸發(fā)結(jié)晶。l結(jié)晶尿素經(jīng)結(jié)晶尿素經(jīng)離心分離機離心分離機1010分離和熱風干燥，送分離和熱風干燥，送造粒塔造粒塔1313頂上熔融槽，再次頂上熔融槽，再次熔融后噴灑造粒。熔融后噴灑造粒。l各段分解氣在相應(yīng)吸收塔內(nèi)冷凝吸收，并依次各段分解氣在相應(yīng)吸收塔內(nèi)冷凝吸收，并依次逐段循環(huán)返回。逐段循環(huán)返回。l吸收部分：吸收部分：l高壓分解塔高壓分解塔-浸沒式高壓吸收塔冷卻器浸沒式高壓吸收塔冷卻器14-14-高壓高壓吸收塔

19、吸收塔15-15-吸收劑為來自低壓吸收系統(tǒng)的稀甲銨液吸收劑為來自低壓吸收系統(tǒng)的稀甲銨液和來自氨回收吸收塔和來自氨回收吸收塔1717的氨水。的氨水。-在氨冷凝器在氨冷凝器1616中中冷凝冷凝-進入氨貯槽進入氨貯槽18-18-合成塔。合成塔。l不凝氣體放空不凝氣體放空改良改良C C法的特點法的特點優(yōu)點：優(yōu)點：（1 1）采用較高的合成壓力和溫度，并取較高的氨）采用較高的合成壓力和溫度，并取較高的氨碳比和較低的水碳比，轉(zhuǎn)化率高，降低了分解碳比和較低的水碳比，轉(zhuǎn)化率高，降低了分解循環(huán)吸收負荷。循環(huán)吸收負荷。（2 2）采用結(jié)晶重熔方法，可制得縮二脲低）采用結(jié)晶重熔方法，可制得縮二脲低0.35%0.35%的

20、產(chǎn)品。的產(chǎn)品。缺點：缺點： 熱回收利用不高，總能耗優(yōu)于熱回收利用不高，總能耗優(yōu)于傳統(tǒng)水溶液全循傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法，但不及各種氣提法流程。環(huán)法，但不及各種氣提法流程。熱循環(huán)法（熱循環(huán)法（HRHR）（美國）（美國）第一次分解分離第一次分解分離第二次分解分離第二次分解分離新一代尿素工藝中唯一不采用氣提技術(shù)的生產(chǎn)工藝新一代尿素工藝中唯一不采用氣提技術(shù)的生產(chǎn)工藝熱循環(huán)法（熱循環(huán)法（HRHR）（美國）（美國）合成塔合成塔等溫反應(yīng)器：內(nèi)部換熱式的反應(yīng)器。原料自塔頂?shù)葴胤磻?yīng)器：內(nèi)部換熱式的反應(yīng)器。原料自塔頂進入設(shè)于塔內(nèi)的盤管，進行合成甲銨的反應(yīng)，并放出熱量進入設(shè)于塔內(nèi)的盤管，進行合成甲銨的反應(yīng)，并放出熱量傳到

21、盤管以外。盤管的下端形成開口的罩式分布器，反應(yīng)傳到盤管以外。盤管的下端形成開口的罩式分布器，反應(yīng)物自此流出，又與一部分液氨混合，再自下而上流動，進物自此流出，又與一部分液氨混合，再自下而上流動，進行甲銨脫水的吸熱反應(yīng)。行甲銨脫水的吸熱反應(yīng)。盤管內(nèi)外熱量匹配，有利于管內(nèi)甲銨的生成和管外尿素的盤管內(nèi)外熱量匹配，有利于管內(nèi)甲銨的生成和管外尿素的生成，達到塔頂，生成，達到塔頂，CO2的轉(zhuǎn)化率達的轉(zhuǎn)化率達74%特點：特點：充分利用反應(yīng)熱使大部分工藝物流與工藝物流換充分利用反應(yīng)熱使大部分工藝物流與工藝物流換熱熱，而不借助于蒸汽作為中間介質(zhì)。，而不借助于蒸汽作為中間介質(zhì)。合成塔操作條件：壓力：合成塔操作條件

22、：壓力：20MPa20MPa，溫度：，溫度：190190，氨碳比：，氨碳比：4-4-4.24.2，水碳比：，水碳比：0.860.86，CO2CO2轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率：74%74%熱循環(huán)法（熱循環(huán)法（HRHR）（美國）（美國）合成塔原料：合成塔原料：原料原料COCO2 2有有60%60%進入合成塔，其余進入合成塔，其余40%40%進入中壓系統(tǒng)。進入中壓系統(tǒng)。原料液氨在泵出口處加入少量的鈍化空氣，經(jīng)預(yù)熱后原料液氨在泵出口處加入少量的鈍化空氣，經(jīng)預(yù)熱后70%70%自自塔頂進入盤管，其余塔頂進入盤管，其余30%30%從合成塔低引入，以保持全塔的熱從合成塔低引入，以保持全塔的熱平衡。平衡。l尿素流程：尿素流

23、程：塔出料減壓至塔出料減壓至2.6MPa2.6MPa進入液體分布器進入液體分布器6 6，進行閃蒸，再減壓至進行閃蒸，再減壓至2.3MPa2.3MPa進入第一分解器進入第一分解器7 7，第一，第一加熱器加熱器8 8和第一分離器和第一分離器9 9。壓力減壓至。壓力減壓至0.2MPa0.2MPa，進入，進入第二分解器和第二分離器第二分解器和第二分離器1111；然后送去濃縮，造粒。；然后送去濃縮，造粒。l回收流程：回收流程：第二分離器出來的氣體進入第二冷凝器第二分離器出來的氣體進入第二冷凝器回收氨，惰性氣體排入大氣。出液經(jīng)回流冷卻器回收氨，惰性氣體排入大氣。出液經(jīng)回流冷卻器5 5放放出一部分熱量，至第

24、一分解器殼側(cè)，與第一分離器出一部分熱量，至第一分解器殼側(cè)，與第一分離器來的氣體混合。由水解解吸系統(tǒng)回收的來的氣體混合。由水解解吸系統(tǒng)回收的NHNH3 3和和COCO2 2送回送回合成塔，廢液達到標準后排放。合成塔，廢液達到標準后排放。熱循環(huán)法（熱循環(huán)法（HRHR）（美國）（美國）優(yōu)點：優(yōu)點： 熱循環(huán)法尿素工藝采用等溫合成塔，熱循環(huán)法尿素工藝采用等溫合成塔，COCO2 2轉(zhuǎn)化率高，減少轉(zhuǎn)化率高，減少了循環(huán)甲銨量和下游設(shè)備尺寸。了循環(huán)甲銨量和下游設(shè)備尺寸。 原料中有原料中有40%CO40%CO2 2直接進入中壓系統(tǒng)節(jié)省壓縮功耗。直接進入中壓系統(tǒng)節(jié)省壓縮功耗。 采用工藝物料間互相換熱，不借助于蒸汽，

25、能充分利用采用工藝物料間互相換熱，不借助于蒸汽，能充分利用熱量。熱量。熱循環(huán)法（熱循環(huán)法（HRHR）（美國）（美國）28三種傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法的工藝比較三種傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法的工藝比較水循環(huán)方法水循環(huán)方法工藝條件工藝條件傳統(tǒng)水溶液傳統(tǒng)水溶液循環(huán)循環(huán)改良改良C C法法熱循環(huán)法熱循環(huán)法壓力（壓力（MPaMPa）溫度（溫度（）185-1901-氨碳比氨碳比4-4.54-水碳比水碳比0.6-0.70.0.6停留時間（停留時間（h h） 1COCO2 2轉(zhuǎn)化率（轉(zhuǎn)化率（% %） 62-64293.3 3.3 汽提法汽提法一、二氧化碳氣提法一、二氧化碳氣提法二、氨氣氣提法二、氨氣氣提法三、三、ACESAC

26、ES法法四、等壓雙氣提法四、等壓雙氣提法 l氣提法是氣提法是2020世紀世紀6060年代以來尿素生產(chǎn)工藝最年代以來尿素生產(chǎn)工藝最重要的改進，重要的改進，氣提法也是水溶液全循環(huán)流程，氣提法也是水溶液全循環(huán)流程，但采用了氣提技術(shù)，但采用了氣提技術(shù)，使尿素合成塔出來的反使尿素合成塔出來的反應(yīng)液中大部分未轉(zhuǎn)化的應(yīng)液中大部分未轉(zhuǎn)化的NHNH3 3和和COCO2 2在與合成同等在與合成同等壓力下從尿液分出，并重新返回合成塔。壓力下從尿液分出，并重新返回合成塔。l優(yōu)點：優(yōu)點：能耗及生產(chǎn)費用明顯降低，流程簡化。能耗及生產(chǎn)費用明顯降低，流程簡化。l目前，尿素廠幾乎都采用目前，尿素廠幾乎都采用COCO2 2氣提或

27、氣提或NHNH3 3氣提氣提劑以及它們的變型。劑以及它們的變型。氣提法概述氣提法概述一、二氧化碳氣提法一、二氧化碳氣提法主要工段：主要工段：COCO2 2壓縮工段壓縮工段液氨的升壓液氨的升壓合成與氣提（四個高壓設(shè)備：合成塔、氣合成與氣提（四個高壓設(shè)備：合成塔、氣 提塔、高壓冷凝器、高壓洗滌器）提塔、高壓冷凝器、高壓洗滌器）核心部分核心部分循環(huán)工段循環(huán)工段蒸發(fā)與造粒蒸發(fā)與造粒解吸解吸32二氧化碳氣提法工藝流程二氧化碳氣提法工藝流程 該方法是現(xiàn)在世界上建廠最多，生產(chǎn)能力最大的尿素生產(chǎn)技術(shù)該方法是現(xiàn)在世界上建廠最多，生產(chǎn)能力最大的尿素生產(chǎn)技術(shù)操作條件操作條件u合成塔合成塔1 1：氨碳比：氨碳比：2.

28、8-2.92.8-2.9，水碳比：，水碳比：0.4-0.50.4-0.5，溫度：，溫度：180-185180-185，壓力：，壓力：14MPa14MPa，COCO2 2轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率：57-58%57-58%。u氣提塔氣提塔1414：氣提劑氣提劑COCO2 2，先配入，先配入4%4%空氣，壓縮、脫氫后空氣，壓縮、脫氫后進氣提塔；進氣提塔；NHNH3 3和和COCO2 2的氣提率分別為的氣提率分別為85%85%和和70%70%，出液溫度，出液溫度約約160-170160-170，出氣溫度，出氣溫度180-185 180-185 。u減壓操作：減壓操作：低壓精餾塔低壓精餾塔0.25-0.35MPa

29、0.25-0.35MPa，真空閃蒸槽，真空閃蒸槽0.45MPa0.45MPa，尿素溶液高于，尿素溶液高于72%72%，NHNH3 3和和COCO2 2含量均低于含量均低于1%1%。l高壓循環(huán)圈：高壓循環(huán)圈：合成塔、合成塔、COCO2 2氣提塔、高壓甲銨冷凝氣提塔、高壓甲銨冷凝器、高壓洗滌器。器、高壓洗滌器。l立面布置立面布置在高層框架中，利用液位差在高層框架中，利用液位差自流流動自流流動。l原料液氨加壓至原料液氨加壓至15-16MPa15-16MPa，再作為動力，再作為動力通過噴射通過噴射器器將來自高壓洗滌器的甲銨液一起送入高壓甲銨將來自高壓洗滌器的甲銨液一起送入高壓甲銨冷凝器。冷凝器。l這種

30、自流循環(huán)，這種自流循環(huán)，節(jié)省了設(shè)備投資和動力消耗節(jié)省了設(shè)備投資和動力消耗。高壓圈物料的流動方式高壓圈物料的流動方式l循環(huán)工段：循環(huán)工段：氣提塔出液經(jīng)氣提塔出液經(jīng)兩次減壓兩次減壓操作，從低壓精餾操作，從低壓精餾塔出來的氣體送入塔出來的氣體送入低壓甲銨冷凝器低壓甲銨冷凝器，被冷凝，吸收，被冷凝，吸收，得到的較濃溶液用高壓甲銨泵得到的較濃溶液用高壓甲銨泵打回高壓系統(tǒng)打回高壓系統(tǒng)。l蒸發(fā)與造粒工段：蒸發(fā)與造粒工段：尿液經(jīng)尿液泵送入串聯(lián)的兩臺真空尿液經(jīng)尿液泵送入串聯(lián)的兩臺真空蒸發(fā)器，得到蒸發(fā)器，得到99.7%99.7%的尿素熔融物，送造粒塔造粒。的尿素熔融物，送造粒塔造粒。l解吸工段：解吸工段：真空蒸發(fā)

31、系統(tǒng)的冷凝液和其他廢水在冷凝真空蒸發(fā)系統(tǒng)的冷凝液和其他廢水在冷凝液處理系統(tǒng)進行液處理系統(tǒng)進行解吸，水解解吸，水解處理，回收的處理，回收的NHNH3 3和和COCO2 2送送回循環(huán)，凈化后的水作為鍋爐水或冷卻水的補充?；匮h(huán)，凈化后的水作為鍋爐水或冷卻水的補充。主要工段主要工段溢流管：溢流管：使合成反應(yīng)液從塔底引使合成反應(yīng)液從塔底引出，不夾帶氣體。可保證氣提塔出，不夾帶氣體?？杀ＷC氣提塔的進料穩(wěn)定的進料穩(wěn)定27上蓋塔壁襯里66661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1-來自高壓甲銨冷凝器的氣體進口；2- 合成塔氣體出口；3-高壓甲銨冷凝器來的液體進口；4- 去高壓噴射泵的

32、甲銨液出口；5- 尿液出口至氣體塔；6- 塔壁溫度指示孔；7-液位傳送器孔主要設(shè)備主要設(shè)備尿素合成塔尿素合成塔127上蓋塔壁襯里66661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1-來自高壓甲銨冷凝器的氣體進口；2- 合成塔氣體出口；3-高壓甲銨冷凝器來的液體進口；4- 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5- 尿液出口至氣體塔；6- 塔壁溫度指示孔；7-液位傳送器孔27上蓋塔壁襯里66661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1-來自高壓甲銨冷凝器的氣體進口；2- 合成塔氣體出口；3-高壓甲銨冷凝器來的液體進口；4- 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5- 尿液出口至氣

33、體塔；6- 塔壁溫度指示孔；7-液位傳送器孔27上蓋塔壁襯里66661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1-來自高壓甲銨冷凝器的氣體進口；2- 合成塔氣體出口；3-高壓甲銨冷凝器來的液體進口；4- 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5- 尿液出口至氣體塔；6- 塔壁溫度指示孔；7-液位傳送器孔27上蓋塔壁襯里66661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1-來自高壓甲銨冷凝器的氣體進口；2- 合成塔氣體出口；3-高壓甲銨冷凝器來的液體進口；4- 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5- 尿液出口至氣體塔；6- 塔壁溫度指示孔；7-液位傳送器孔27上蓋塔壁襯里6666

34、1435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1-來自高壓甲銨冷凝器的氣體進口；2- 合成塔氣體出口；3-高壓甲銨冷凝器來的液體進口；4- 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5- 尿液出口至氣體塔；6- 塔壁溫度指示孔；7-液位傳送器孔27上蓋塔壁襯里66661435正常液位旋渦消除器多孔板溢流管圖2 襯里式尿素合成塔1-來自高壓甲銨冷凝器的氣體進口；2- 合成塔氣體出口；3-高壓甲銨冷凝器來的液體進口；4- 去高壓噴射泵的甲銨液出口；5- 尿液出口至氣體塔；6- 塔壁溫度指示孔；7-液位傳送器孔 構(gòu)造：塔高約構(gòu)造：塔高約33m33m，內(nèi)徑，內(nèi)徑2.8m2.8m，內(nèi)襯內(nèi)襯8mm8mm厚的

35、厚的316L316L不銹鋼板不銹鋼板。塔內(nèi)等距安放。塔內(nèi)等距安放8 8塊多孔篩板，將反應(yīng)器分為塊多孔篩板，將反應(yīng)器分為9 9個串聯(lián)個串聯(lián)的小室。的小室。氣體以高速通過小孔，液體氣體以高速通過小孔，液體從篩板與筒體的環(huán)隙通過，從篩板與筒體的環(huán)隙通過，氣液在液氣液在液相空間形成劇烈擾動以加速反應(yīng)進行。相空間形成劇烈擾動以加速反應(yīng)進行。 塔內(nèi)的塔板防止物料返混。塔內(nèi)的塔板防止物料返混。甲銨脫水反應(yīng)生成尿素，要求具有良好的耐腐蝕性甲銨脫水反應(yīng)生成尿素，要求具有良好的耐腐蝕性主要設(shè)備主要設(shè)備尿素合成塔尿素合成塔138主要設(shè)備主要設(shè)備- 汽提塔汽提塔1414氣提塔：直立多管降膜式列氣提塔：直立多管降膜式列

36、管熱交換器。管熱交換器。 CrCr2525NiNi2222MoMo2 2低碳不銹鋼，低碳不銹鋼，以抗高溫，強腐蝕的介質(zhì)。以抗高溫，強腐蝕的介質(zhì)。l保證液體均勻分布可采取的措施：保證液體均勻分布可采取的措施：在在上管板裝液體分布器上管板裝液體分布器，從合成塔來的，從合成塔來的液體進入受液槽，然后流到上管板上，液體進入受液槽，然后流到上管板上，保持一定的液面。每根管上端裝一分保持一定的液面。每根管上端裝一分配頭，其下部沿圓周方向均布配頭，其下部沿圓周方向均布3 3個小個小孔，合成液通過小孔平穩(wěn)地沿管內(nèi)壁孔，合成液通過小孔平穩(wěn)地沿管內(nèi)壁流下，形成液膜。流下，形成液膜。主要設(shè)備主要設(shè)備- 汽提塔汽提塔

37、1414l液體均勻分布到每根加熱管十分重要，液體均勻分布到每根加熱管十分重要，否則各管的進液量否則各管的進液量和氣液比偏離正常值，使氣提效率下降，甚至造成部分管壁和氣液比偏離正常值，使氣提效率下降，甚至造成部分管壁沒有液膜并過熱，引起腐蝕。沒有液膜并過熱，引起腐蝕。l 合成液呈膜狀沿管壁流下，與合成液呈膜狀沿管壁流下，與COCO2 2氣逆流流動，同時氣逆流流動，同時由管外加熱蒸汽提供熱量。由管外加熱蒸汽提供熱量。l 當液體下流后與下部來的二氧化碳氣體相遇，當液體下流后與下部來的二氧化碳氣體相遇，首先首先是游離氨被逐出是游離氨被逐出，再向下是甲銨分解即以兩個氨分再向下是甲銨分解即以兩個氨分子一個

38、二氧化碳分子這樣的比例分解出來。子一個二氧化碳分子這樣的比例分解出來。 被氣提被氣提出來以氣體形式返回到高壓甲銨冷凝器繼續(xù)反應(yīng)。出來以氣體形式返回到高壓甲銨冷凝器繼續(xù)反應(yīng)。l 氣提過程之所以能實現(xiàn)是由于氣提過程之所以能實現(xiàn)是由于與反應(yīng)液呈平衡的溶與反應(yīng)液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽壓力始終大于氣相中氨分壓。這樣液表面上氨蒸汽壓力始終大于氣相中氨分壓。這樣氨一直可以被分解出來，而二氧化碳則是由于化學氨一直可以被分解出來，而二氧化碳則是由于化學平衡關(guān)系，當減低氣相氨的濃度后，反應(yīng)向左進行。平衡關(guān)系，當減低氣相氨的濃度后，反應(yīng)向左進行。 主要設(shè)備主要設(shè)備- 汽提塔汽提塔1414主要設(shè)備主要設(shè)備-高壓甲銨

39、洗滌器高壓甲銨洗滌器2u主要主要由防爆空間和換熱器由防爆空間和換熱器兩部分組成。兩部分組成。u作用是將合成塔頂部出來作用是將合成塔頂部出來的未反應(yīng)氣相氨和二氧化的未反應(yīng)氣相氨和二氧化碳進行吸收，碳進行吸收，以甲胺液形以甲胺液形式返回高壓甲銨冷凝器式返回高壓甲銨冷凝器繼繼續(xù)反應(yīng)。續(xù)反應(yīng)。l直立管殼式換熱器。直立管殼式換熱器。氣提出的氣體、原料液氣提出的氣體、原料液氨和循環(huán)甲銨液進入氨和循環(huán)甲銨液進入進行氣體冷凝、吸收和進行氣體冷凝、吸收和甲銨的合成反應(yīng)甲銨的合成反應(yīng)。l放出熱量用以發(fā)生低壓（放出熱量用以發(fā)生低壓（0.45MPa0.45MPa）蒸汽）蒸汽。流出的氣液混合物自流進入合成塔，保留部流出

40、的氣液混合物自流進入合成塔，保留部分氣體在合成塔冷凝，補償合成塔內(nèi)甲銨轉(zhuǎn)分氣體在合成塔冷凝，補償合成塔內(nèi)甲銨轉(zhuǎn)化為尿素的吸熱反應(yīng)?；癁槟蛩氐奈鼰岱磻?yīng)。主要設(shè)備主要設(shè)備高壓甲銨冷凝器高壓甲銨冷凝器3 3 氣提效率高，省去中壓循環(huán)，簡化流程。氣提效率高，省去中壓循環(huán)，簡化流程。 合成壓力低，節(jié)省壓縮機和泵的動力。合成壓力低，節(jié)省壓縮機和泵的動力。 高壓圈內(nèi)高壓冷凝器的余熱溫度高，用來副產(chǎn)蒸高壓圈內(nèi)高壓冷凝器的余熱溫度高，用來副產(chǎn)蒸汽，有利于能量的利用，降低蒸汽和冷卻水的消耗。汽，有利于能量的利用，降低蒸汽和冷卻水的消耗。二氧化碳氣提法的優(yōu)缺點二氧化碳氣提法的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點： CO CO2 2轉(zhuǎn)化

41、率低，循環(huán)量大。轉(zhuǎn)化率低，循環(huán)量大。 設(shè)備腐蝕嚴重，易爆炸。設(shè)備腐蝕嚴重，易爆炸。缺點：缺點： 二、氨氣提法二、氨氣提法 意大利意大利SnamprogettiSnamprogetti公司在公司在2020世紀世紀6060年代開發(fā)年代開發(fā)了氨氣提法尿素工藝。由于氨和二氧化碳的性了氨氣提法尿素工藝。由于氨和二氧化碳的性質(zhì)不同，在合成液中溶解度很大，經(jīng)過氣提的質(zhì)不同，在合成液中溶解度很大，經(jīng)過氣提的液相仍含有大量氨，氣提效果不佳。此公司在液相仍含有大量氨，氣提效果不佳。此公司在7070年代中期做了改進不再通氨氣，而是利用提年代中期做了改進不再通氨氣，而是利用提高溫度來增強氣提效果，稱為自氣提或熱氣提。

42、高溫度來增強氣提效果，稱為自氣提或熱氣提。 SnamprogettiSnamprogetti氨氣提工藝僅次于氨氣提工藝僅次于StamicarbonStamicarbon二二氧化碳氣提，也是世界上最主要的生產(chǎn)技術(shù)。氧化碳氣提，也是世界上最主要的生產(chǎn)技術(shù)。45氨氣提法工藝流程氨氣提法工藝流程 高壓循環(huán)圈高壓循環(huán)圈l 尿素合成塔操作條件：尿素合成塔操作條件：壓力壓力15MPa15MPa、溫度、溫度185-190185-190，氨碳比氨碳比3.4-3.63.4-3.6，水碳比，水碳比0.4-0.60.4-0.6，轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化率65%65%左右。左右。l 氣提液溫度：氣提液溫度：200-210200-2

43、10，NHNH3 3和和COCO2 2氣提率分別為氣提率分別為45%45%和和70%70%。l 三級解吸回收：三級解吸回收：中壓中壓1.8MPa 1.8MPa ；低壓；低壓0.45MPa0.45MPa；真空預(yù)；真空預(yù)濃縮器濃縮器0.03MPa0.03MPal高壓循環(huán)圈的液體自動循環(huán)利用原料液氨驅(qū)動的噴射高壓循環(huán)圈的液體自動循環(huán)利用原料液氨驅(qū)動的噴射器器2 2即可完成。無需高層框架。即可完成。無需高層框架。操作條件操作條件l中壓中壓分解塔的能量作為分解塔的能量作為真空預(yù)濃縮器真空預(yù)濃縮器的熱源；的熱源；l低壓低壓分解塔的能量用于分解塔的能量用于原料氨的預(yù)熱原料氨的預(yù)熱；l高壓甲銨器發(fā)生中壓蒸汽高

44、壓甲銨器發(fā)生中壓蒸汽，溫位更高，用于蒸發(fā)，溫位更高，用于蒸發(fā)及其他多項用途。及其他多項用途。能量利用方式能量利用方式在整個工藝中，不同階段進行著不同溫度的放在整個工藝中，不同階段進行著不同溫度的放熱和吸熱過程。熱和吸熱過程。通過換熱進行能量匹配，從而通過換熱進行能量匹配，從而降低能耗。降低能耗。如：如：48主要設(shè)備主要設(shè)備尿素合成塔尿素合成塔1 1總高約總高約40m,40m,內(nèi)徑內(nèi)徑2.2m2.2m，塔外筒材料，塔外筒材料為碳鋼，內(nèi)襯為碳鋼，內(nèi)襯7mm7mm厚的厚的316L316L不銹鋼。不銹鋼。塔內(nèi)安放塔內(nèi)安放1010多塊等距篩板，將反應(yīng)多塊等距篩板，將反應(yīng)器分成若干個串聯(lián)的小室，板上開器分

45、成若干個串聯(lián)的小室，板上開有有8mm8mm的小孔，數(shù)量在的小孔，數(shù)量在1000-20001000-2000不不等。安放篩板的目的是防止返混，等。安放篩板的目的是防止返混，增大氣液接觸混合作用。增大氣液接觸混合作用。塔底有兩個進料管，伸入塔內(nèi)，塔底有兩個進料管，伸入塔內(nèi)，一個是一個是COCO2 2氣體進口，另一個是液氣體進口，另一個是液氨和循環(huán)甲銨液進口。氨和循環(huán)甲銨液進口。49主要設(shè)備主要設(shè)備NH3NH3氣提塔氣提塔5 5直立殼式換熱器，加熱管約直立殼式換熱器，加熱管約20002000根，采用的材料為鈦或鋯，根，采用的材料為鈦或鋯，以抗高溫、強腐蝕。以抗高溫、強腐蝕。合成塔物料全部進入氨氣提合

46、成塔物料全部進入氨氣提塔，塔，合成液沿加熱管呈膜狀合成液沿加熱管呈膜狀流下，因受熱而有流下，因受熱而有NHNH3 3氣化，氣化，氨氣向上流動，與液體逆流氨氣向上流動，與液體逆流接觸，作為氣提氣將液相中接觸，作為氣提氣將液相中的的COCO2 2和和NHNH3 3帶出。帶出。l臥式廢熱鍋爐，臥式廢熱鍋爐，氣提氣在此冷凝并被來自中壓氣提氣在此冷凝并被來自中壓循環(huán)的甲銨液吸收，放出的冷凝熱和吸收熱用循環(huán)的甲銨液吸收，放出的冷凝熱和吸收熱用以以產(chǎn)生中壓蒸汽產(chǎn)生中壓蒸汽供后續(xù)工序之用。供后續(xù)工序之用。l流出高壓甲銨冷凝器的物料進氣液分離器流出高壓甲銨冷凝器的物料進氣液分離器3 3，液體回合成塔。液體回合成

47、塔。主要設(shè)備主要設(shè)備甲銨冷凝器甲銨冷凝器l中壓循環(huán)：在中壓分解塔中壓循環(huán)：在中壓分解塔6 6內(nèi)進行甲銨的分解和氨內(nèi)進行甲銨的分解和氨的氣化和精餾；出口氣經(jīng)冷卻進入中壓吸收塔的氣化和精餾；出口氣經(jīng)冷卻進入中壓吸收塔8 8，通過精餾將氨和甲銨液分離，通過精餾將氨和甲銨液分離，塔頂?shù)玫郊兯數(shù)玫郊僋HNH3 3，塔，塔底得到甲銨液。底得到甲銨液。l純純NHNH3 3在氨冷凝器在氨冷凝器9 9冷凝并流入液氨貯槽冷凝并流入液氨貯槽1010，一部一部分作為回流，其余用高壓泵分作為回流，其余用高壓泵2222送往高壓系統(tǒng)送往高壓系統(tǒng)。l甲銨液用高壓甲銨泵甲銨液用高壓甲銨泵2323送回高壓循環(huán)。送回高壓循環(huán)。中

48、壓循環(huán)過程中壓循環(huán)過程l低壓循環(huán)：中壓分解出口液送入低壓分解塔低壓循環(huán)：中壓分解出口液送入低壓分解塔1212，進一步分解甲銨和將進一步分解甲銨和將NHNH3 3和和COCO2 2排入氣相。排入氣相。l出口氣出口氣體經(jīng)冷凝和吸收后體經(jīng)冷凝和吸收后用低壓甲銨泵用低壓甲銨泵2626送到中送到中壓系統(tǒng)壓系統(tǒng)。l出塔液出塔液體再體再進入真空預(yù)濃縮器進入真空預(yù)濃縮器1616，在，在0.03MPa0.03MPa的真的真空下分離，得到更為純凈的尿素溶液，送去蒸發(fā)?？障路蛛x，得到更為純凈的尿素溶液，送去蒸發(fā)。低壓循環(huán)過程低壓循環(huán)過程優(yōu)點：優(yōu)點：提高了合成氨碳比及提高了合成氨碳比及COCO2 2的轉(zhuǎn)化率，有利于提

49、高氣提效率。的轉(zhuǎn)化率，有利于提高氣提效率。通過熱氣提方式，使未轉(zhuǎn)化物直接返回。通過熱氣提方式，使未轉(zhuǎn)化物直接返回。高壓冷凝器副產(chǎn)蒸汽，有利于利用能量。高壓冷凝器副產(chǎn)蒸汽，有利于利用能量。采用高氨碳比，減輕設(shè)備腐蝕。采用高氨碳比，減輕設(shè)備腐蝕。缺點：缺點： 氣提效率較氣提效率較COCO2 2氣提法差，氣提法差，需中壓分解循環(huán)，流程長。需中壓分解循環(huán)，流程長。 因氣提、分解系統(tǒng)因氣提、分解系統(tǒng)含量高，故所需操作溫度較高。含量高，故所需操作溫度較高。因中、低、真空分解系統(tǒng)皆有氨冷系統(tǒng)，故放空惰氣中因中、低、真空分解系統(tǒng)皆有氨冷系統(tǒng)，故放空惰氣中增多。增多。 因氨碳比較高，氣提合成液需設(shè)中壓因氨碳比較

50、高，氣提合成液需設(shè)中壓1.8MPa1.8MPa分解系統(tǒng)回收，分解系統(tǒng)回收，否則氨無法平衡。否則氨無法平衡。NHNH3 3氣提法的特點氣提法的特點三、三、ACES法法l七十年代汽提法尿素迅速發(fā)展，尤以七十年代汽提法尿素迅速發(fā)展，尤以COCO2 2汽提法建汽提法建廠最多。七十年代世界性能源危機后，能源費用廠最多。七十年代世界性能源危機后，能源費用急劇上漲，世界上一些公司致力開發(fā)新型的節(jié)能急劇上漲，世界上一些公司致力開發(fā)新型的節(jié)能尿素技術(shù)，如八十年代初開發(fā)成功并且工業(yè)化的尿素技術(shù)，如八十年代初開發(fā)成功并且工業(yè)化的日本三井日本三井/ /東亞東亞- -東洋工程公司的節(jié)資節(jié)能先進工東洋工程公司的節(jié)資節(jié)能先

51、進工藝（藝（ACESACES法），并在此基礎(chǔ)上進一步改進，形成法），并在此基礎(chǔ)上進一步改進，形成改良型的改良型的ACESACES工藝。工藝。l該方法是在原來的全循環(huán)改良該方法是在原來的全循環(huán)改良C C法的基礎(chǔ)上引入法的基礎(chǔ)上引入COCO2 2氣提技術(shù)。氣提技術(shù)。高壓回路高壓回路高壓甲銨噴射器提供了合成系統(tǒng)物料循環(huán)的動力。高壓甲銨噴射器提供了合成系統(tǒng)物料循環(huán)的動力。u進入合成塔的三股料：進入合成塔的三股料：液氨、一小部分的液氨、一小部分的CO2CO2和甲銨液和甲銨液。u氣提過程氣提過程：大部分：大部分COCO2 2氣進入汽提塔作為汽氣進入汽提塔作為汽提介質(zhì)。塔出液進入汽提塔，未反應(yīng)的甲銨提介質(zhì)。

52、塔出液進入汽提塔，未反應(yīng)的甲銨液受熱分解成液受熱分解成NHNH3 3和和COCO2 2。u循環(huán)過程：循環(huán)過程：經(jīng)汽提后的尿液則進入中壓分解經(jīng)汽提后的尿液則進入中壓分解系統(tǒng)，而汽提塔頂部出來的氣體則在甲銨冷系統(tǒng)，而汽提塔頂部出來的氣體則在甲銨冷凝器中冷凝成甲銨液并副產(chǎn)低壓蒸汽。凝器中冷凝成甲銨液并副產(chǎn)低壓蒸汽。工藝流程簡述工藝流程簡述 操作工藝條件：操作工藝條件：壓力：壓力：17.5MPa17.5MPa，溫度：，溫度：190190，氨碳比：氨碳比：4 4，水碳比：，水碳比：0.60.6，COCO2 2轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率：68-70%68-70%。 ACESACES工藝將尿素合成塔布置在地面，從而減少

53、了工藝將尿素合成塔布置在地面，從而減少了土建和安裝投資。土建和安裝投資。上部塔盤，下部降膜加熱器兩部分上部塔盤，下部降膜加熱器兩部分 降膜加熱器：降膜加熱器：COCO2 2氣提，氣提，將大量未反應(yīng)的將大量未反應(yīng)的NHNH3 3和和COCO2 2轉(zhuǎn)入氣相。轉(zhuǎn)入氣相。主要設(shè)備主要設(shè)備 氣提塔氣提塔塔盤：預(yù)氣提。塔盤：預(yù)氣提。即來自合成塔的料液與從下即來自合成塔的料液與從下部上來的氣體逆流接觸，過剩的氨一部分被部上來的氣體逆流接觸，過剩的氨一部分被氣體帶出去，有助于塔的下部的氣體帶出去，有助于塔的下部的COCO2 2氣提。氣提。甲銨冷凝器為立式浸沒式，其具有以下特點：甲銨冷凝器為立式浸沒式，其具有以

54、下特點： 1 1）氣速高，汽液接觸好，有利于傳質(zhì)和傳熱。）氣速高，汽液接觸好，有利于傳質(zhì)和傳熱。 2 2）設(shè)置適當?shù)恼哿靼逡员ＷC汽泡的分布，壓降低。）設(shè)置適當?shù)恼哿靼逡员ＷC汽泡的分布，壓降低。 3 3）采用立式布置以節(jié)省空間。）采用立式布置以節(jié)省空間。兩臺并列的高壓冷凝器作用兩臺并列的高壓冷凝器作用: : 1 1）一臺利用甲銨的生成和氨的冷凝放出的熱量副）一臺利用甲銨的生成和氨的冷凝放出的熱量副產(chǎn)產(chǎn)0.5MPa0.5MPa的低壓蒸汽；的低壓蒸汽； 2 2）另一臺用于加熱氣提塔出液減壓閃蒸后的物料。）另一臺用于加熱氣提塔出液減壓閃蒸后的物料。主要設(shè)備主要設(shè)備-甲銨冷凝器甲銨冷凝器u 改進的改進的

55、ACESACES工藝所采用的工藝所采用的N/CN/C（NHNH3 3/CO/CO2 2）進）進行了優(yōu)化，甲銨冷凝器和合成塔采用不同的行了優(yōu)化，甲銨冷凝器和合成塔采用不同的N/CN/C，甲銨冷凝器中甲銨冷凝器中N/CN/C經(jīng)優(yōu)化，可降低壓力；合成塔經(jīng)優(yōu)化，可降低壓力；合成塔中中N/CN/C較高，可提高較高，可提高COCO2 2轉(zhuǎn)化率，減少汽提塔負轉(zhuǎn)化率，減少汽提塔負荷。合成系統(tǒng)中，甲銨冷凝器荷。合成系統(tǒng)中，甲銨冷凝器N/CN/C范圍在范圍在2.8-2.8-3.33.3之間，合成塔的之間，合成塔的N/CN/C在在3.7-3.83.7-3.8。u 在合成系統(tǒng)未反應(yīng)的物料則在回收系統(tǒng)吸收在合成系統(tǒng)未反

56、應(yīng)的物料則在回收系統(tǒng)吸收/ /冷凝后返回合成系統(tǒng)，可回收其熱量以降低能冷凝后返回合成系統(tǒng)，可回收其熱量以降低能耗、節(jié)省蒸汽。耗、節(jié)省蒸汽。 主要設(shè)備主要設(shè)備-甲銨冷凝器甲銨冷凝器 u繼承了原改良繼承了原改良C C法高溫高壓高氨碳比的合成條件，法高溫高壓高氨碳比的合成條件，轉(zhuǎn)化率較高轉(zhuǎn)化率較高u在塔盤設(shè)置預(yù)氣提，先將游離氨逐出，有助于提在塔盤設(shè)置預(yù)氣提，先將游離氨逐出，有助于提高氣提效果高氣提效果u設(shè)置中壓分解工序設(shè)置中壓分解工序u高壓冷凝器直接用于加熱氣提塔出液，減少了傳高壓冷凝器直接用于加熱氣提塔出液，減少了傳熱的不可逆損失熱的不可逆損失ACESACES的優(yōu)點的優(yōu)點 u高壓圈的布置高度與傳統(tǒng)

57、工藝相比降低，可使高壓管線和高壓圈的布置高度與傳統(tǒng)工藝相比降低，可使高壓管線和材料減少；設(shè)備、管路的安裝更容易；操作維修更方便。材料減少；設(shè)備、管路的安裝更容易；操作維修更方便。u高壓甲銨冷凝器中完成甲銨冷凝、熱量回收、尿素合成及高壓甲銨冷凝器中完成甲銨冷凝、熱量回收、尿素合成及惰氣洗滌等多種功能，使高壓圈設(shè)備減少，熱量回收的換惰氣洗滌等多種功能，使高壓圈設(shè)備減少，熱量回收的換熱面積減少，同時也減少了高壓管線及材料。熱面積減少，同時也減少了高壓管線及材料。u合成系統(tǒng)的操作條件溫和，減少高壓設(shè)備的腐蝕，安全性合成系統(tǒng)的操作條件溫和，減少高壓設(shè)備的腐蝕，安全性更好。更好。u 但采用該工藝的投產(chǎn)的裝

58、置比較少，現(xiàn)僅有四川化工總廠但采用該工藝的投產(chǎn)的裝置比較少，現(xiàn)僅有四川化工總廠的二化尿素裝置改造采用了此技術(shù)，并已投入運行。的二化尿素裝置改造采用了此技術(shù)，并已投入運行。 ACESACES的優(yōu)點的優(yōu)點特點：特點：將合成塔出口溶液串聯(lián)經(jīng)過兩次氣提。將合成塔出口溶液串聯(lián)經(jīng)過兩次氣提。四、四、 等壓雙氣提法（等壓雙氣提法（IDRIDR）（意大利）（意大利）第一次氣提：第一次氣提：用預(yù)熱的氨氣氣提，將大量的用預(yù)熱的氨氣氣提，將大量的游離氨逐出并直接返回合成塔游離氨逐出并直接返回合成塔第二次氣提：第二次氣提：用壓縮二氧化碳氣氣提，進一用壓縮二氧化碳氣氣提，進一步分解甲銨和蒸出游離氨，此時氣提塔出口步分解

59、甲銨和蒸出游離氨，此時氣提塔出口溶液含溶液含NH3 313.5%，CO2 214%用預(yù)熱的氨氣用預(yù)熱的氨氣等壓雙氣提法工藝流程圖等壓雙氣提法工藝流程圖用壓縮用壓縮CO2l高壓圈：兩段合成，兩段氣提和高壓甲銨冷凝高壓圈：兩段合成，兩段氣提和高壓甲銨冷凝A點：合成塔上段進料點：合成塔上段進料B點：合成塔上段出料點：合成塔上段出料C點：合成塔下段進料點：合成塔下段進料D點：合成塔下段出料點：合成塔下段出料E點：第一氣提塔進料點：第一氣提塔進料F點：第二氣提塔出料點：第二氣提塔出料l高壓圈：兩段合成，兩段氣提和高壓甲銨冷凝高壓圈：兩段合成，兩段氣提和高壓甲銨冷凝兩段合成：合成塔分為上兩段合成：合成塔分

60、為上下兩段，用隔板隔開，各下兩段，用隔板隔開，各有有9 9塊和塊和4 4塊塔板。塊塔板。原料從上段的底部進入，原料從上段的底部進入，上升到頂部后，再由降液上升到頂部后，再由降液管流到塔下段的底部，與管流到塔下段的底部，與更多的液氨混合，進行反更多的液氨混合，進行反應(yīng)，最后從塔下段的頂部應(yīng)，最后從塔下段的頂部流出，入第一氣提塔流出，入第一氣提塔 臥式，具有列管與管段間不存在應(yīng)力裂蝕臥式，具有列管與管段間不存在應(yīng)力裂蝕腐蝕的優(yōu)點，高壓甲銨冷凝器為腐蝕的優(yōu)點，高壓甲銨冷凝器為2 2臺，副臺，副產(chǎn)蒸汽壓力較高，可提高各加壓設(shè)備的傳產(chǎn)蒸汽壓力較高，可提高各加壓設(shè)備的傳熱溫差，從而減少各加熱設(shè)備的傳熱面積