煤制尿素工藝技術(shù)方案

1、 10煤制尿素工藝技術(shù)Stamicarbon司的CO2SnamprogettiNH3汽提工藝和日本東洋公司的ACESCO211519802汽提工藝有很大的進(jìn)展，StamicarbonSandvik推出了一種耐腐蝕性能更優(yōu)異的特地雙相鋼材料 SafurexStamicarbon A4-18005型BE.0，該材料可以在無氧狀況下，能耐高CO2NH350%。一國外尿素技術(shù)工藝概況1、CO2汽提工藝該工藝由荷蘭Stamicarbon1964成第一套工業(yè)裝置。該工藝在7020050Mt/a，占世界尿素總力量的45703250t/d182700t/d。該工藝包括原料壓縮、尿素合成及未反響物的高壓分解和回

2、收、未反響物的低壓分解和回收、尿液濃縮與造粒、工藝?yán)淠禾幚淼裙ば?。該工藝用CO2CO2NH3蒸出，分解及汽化所需2.45MPa液，冷凝反響所放出的熱量副產(chǎn)低壓蒸汽，供低壓分解、尿液蒸發(fā)使用，汽提塔出液減壓后進(jìn)入精餾塔，將剩余甲銨和氨進(jìn)一步加熱分解并蒸出，99.796%尿液去生產(chǎn)大顆粒尿素。2、NH3NH3Snamprogetti19671970570%承受Snamprogetti80產(chǎn)裝置。該工藝根本與二氧化碳汽提法一樣。只是提高了合成塔的NH3/CO2效果。該工藝包括原料壓縮、尿素合成及未反響物的高壓分解和回收、過 剩氨經(jīng)冷凝成液氨返回系統(tǒng)、尿液濃縮與造粒、工藝?yán)淠禾幚淼裙ば颉Ｔ摴に囋谂c

3、合成等壓條件下將合成塔出料在汽提塔內(nèi)加熱自汽提，使未轉(zhuǎn)化的大局部甲銨分解成 CO2和 NH3蒸出，分解及汽化所需的熱量由2.45MPa所放出的熱量副產(chǎn)低壓蒸汽，供低壓分解、尿液蒸發(fā)使用，汽提塔出液減壓后進(jìn)入中、低壓分解系統(tǒng)，將剩余甲銨和氨進(jìn)一步加熱分解并蒸99.7%的尿液送造粒塔造粒，96吸取，將過剩氨分別出來返回合成系統(tǒng)。3、ACESACESTEC開發(fā)的節(jié)能節(jié)資型尿素生產(chǎn)CO2汽提工藝的高汽提效率與全循環(huán)工藝的高單程轉(zhuǎn)化率/4.0，可根本上無視19017.1 MPa68%，大大削減了汽提塔用于分解和分別未反響物所需的中壓蒸汽量，使其成為當(dāng)今工業(yè)化尿素工藝中能耗最低的工藝。其設(shè)備選材也有獨(dú)到之

4、處，主要高、中壓設(shè)備都承受TEC的雙相不銹鋼DP3，能很好的解決設(shè)備的腐蝕問題。其缺點(diǎn)是高壓圈內(nèi)設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，操作、把握比較簡(jiǎn)單，高壓圈內(nèi)物料循環(huán)靠設(shè)備的位差來實(shí)現(xiàn)，工藝框架較高，增加了一次性土建費(fèi)用，設(shè)備的操作、修理也不便利。902ACES該工藝包括原料壓縮、尿素合成及未反響物的高壓分解和回收、未反響物的中、低壓分解和回收、尿液濃縮與造粒、工藝?yán)淠禾幚淼裙ば颉Ｔ摴に囉肅O2CO2NH3蒸出，分解及汽化2.45MPa冷凝液，冷凝反響所放出的熱量一局部副產(chǎn)低壓蒸汽，供低壓分解、尿 液蒸發(fā)使用，一局部用于加熱汽提后的尿液，汽提塔出液減壓后進(jìn)入中、低壓分解系統(tǒng)，將剩余甲銨和氨進(jìn)一步加熱分解并蒸出，

5、然后經(jīng)真空閃 99.796%尿液去生產(chǎn)大顆粒尿素。該工藝無過剩氨回收系統(tǒng)。除上述三種尿素工藝外，世界上典型的尿素工藝還有意大利蒙特愛迪生公司的等壓雙汽提工藝簡(jiǎn)稱IDRUTI瑞士卡薩利CasaleHEC裝置的技術(shù)改造。二國內(nèi)尿素工藝技術(shù)概況1957以下簡(jiǎn)稱上海院氮肥室進(jìn)展尿素生產(chǎn)的理論爭(zhēng)辯和試驗(yàn)工作。1958年產(chǎn)30001t尿kg196521t176 kg12海院在日產(chǎn) 2t 的試驗(yàn)裝置上完成了水溶液全循環(huán)的工藝爭(zhēng)辯和試驗(yàn)工作，為我國自行設(shè)計(jì)水溶液全循環(huán)工藝尿素裝置供給了具體充實(shí)的技術(shù)數(shù)據(jù)。1967 年上海院在試驗(yàn)裝置上承受變換汽汽提制取尿素工藝取得成功，開創(chuàng)了我國中壓聯(lián)尿的工藝，并由國內(nèi)設(shè)計(jì)院

6、完成工程設(shè)計(jì)及施工圖。197419751t19601t肥廠投入生產(chǎn)。196224t化工廠相繼投產(chǎn)。1966Stamicarbon28t/a環(huán)工藝裝置在滬州自然汽化工廠投產(chǎn)。利用上海院水溶液全循環(huán)工藝技11t196611個(gè)的階段。7080811t/a35套。Stamicarbon70CO213C25052801740tCO219849月在浙江鎮(zhèn)海石化總廠投產(chǎn)成功，其次套裝置于1986石油化工廠投產(chǎn)，第三套裝置于19887國己具有自行設(shè)計(jì)、制造大型尿素裝置的力量，并趕上國外先進(jìn)技術(shù)水8052/NH3汽提引進(jìn)裝置在河南中原大化建成投513t河北宣化、北京化工試驗(yàn)廠、河南洛陽、山西原平、陜西寶雞建成投

7、產(chǎn)。90Snamprogetti公司的十幾套大中型氨汽提工藝裝置和一套日本TECACES大利IDR21986改產(chǎn)尿素的技術(shù)改造，使小氮肥廠的技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)革發(fā)生了質(zhì)的變10060和工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)展過程中均以該工藝為主，因此積存了工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、操作技術(shù)和生產(chǎn)治理的豐富閱歷，為小氮肥廠改產(chǎn)尿素供給了豐富技術(shù)，使小尿素裝置投產(chǎn)以后即能穩(wěn)定運(yùn)行。小尿素裝置進(jìn)展快速，是適合我國國情的，充分發(fā)揮了原小氮肥廠的優(yōu)勢(shì)。159151610t/a1320t/a裝置進(jìn)展。48395套，CO22，IDR217298CO218良“C2ACES140%。192227%13.52.5%。三工藝技術(shù)方案比較從國內(nèi)外尿素技術(shù)

8、進(jìn)展來看，適合大型尿素裝置建設(shè)的技術(shù)只有荷StamicarbonCO2SnamprogettiNH3汽提工藝和日本東洋公司的ACES工藝，代表當(dāng)今尿素技術(shù)的進(jìn)展方向。下面就上述三種工藝技術(shù)作一比較。1-16900工程CO2NH3ACES合成壓力MPa13-1415-1617-18合成溫度180-185185-190185-190轉(zhuǎn)化率 %576568噸尿素氨耗 kg0.5660.5680.568CO 耗 kg20.7400.7350.7502.5MPa t0.9960.890.7210m390.089.075噸尿素電耗 kWh102.0115.0134.0從上表可以看出，三種工藝的噸尿素消耗指

9、標(biāo)根本一樣。三種尿素的工藝特點(diǎn)如下：1、CO2汽提工藝流程簡(jiǎn)潔。由于合成工段汽提效率很高，減小了下游工序的復(fù)雜程度。StamicarbonCO2汽提工藝是目前唯一工業(yè)化的只有單一低壓回收工序的尿素生產(chǎn)工藝。由于流程簡(jiǎn)潔，所以帶來很多好處，如操作便利，投資省，牢靠性強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，修理費(fèi)用低等。高壓圈工藝在優(yōu)化理論指導(dǎo)下運(yùn)行。合成壓力承受最低平衡壓2.913.6MP180183、冷凝溫度為167、汽提溫度約190、汽提效率為80316L25-22-2CrNiMo即可到達(dá)材質(zhì)耐強(qiáng)腐蝕性的要求，設(shè)備制造和修理都比較便利。CO2汽提工藝操作壓力比其他汽提工藝都低，因而高壓氨泵、高壓甲銨泵的功耗也低。另外

10、，由于汽提效率高且沒有中壓回收工段，沒有單獨(dú)的液氨需要循環(huán)回收，甲銨液的循環(huán)量也少，因而進(jìn)一步降低了循環(huán)氨、甲銨所必需的功耗。承受池式冷凝器。承受池式高壓甲銨冷凝器是Stamicarbon其尿素工藝的最改進(jìn)。池式冷凝器作為初級(jí)反響器使合成塔的體積削減5020 m。承受脫氫技術(shù)。在脫氫轉(zhuǎn)化器中，通過催化燃燒除去原料 CO2、CO2工藝裝置安全性高。工藝?yán)淠核?。工藝?yán)淠航?jīng)水解解吸后，其尿素和氨的含5ppm，不僅降低了氨損失，也消退了對(duì)環(huán)境的污染。CO290Stamicarbon推廣，主要是增加了原料汽脫氫裝置，提高了裝置的安全性能；合成塔構(gòu)造改進(jìn)、承受高效塔板提高了轉(zhuǎn)化率，降低了合成塔高度及

11、體積；將原立式降膜式甲銨冷凝器改為池式冷凝器，并將其用作初級(jí)反響器，削減了合成塔的體積，降低了工藝框架的高度。在此根底上，斯塔米卡邦199652022+TM了CO2汽提工藝的競(jìng)爭(zhēng)力量。2022+TM投資本錢顯著降低。其中主要的改進(jìn)包括:優(yōu)異的合成塔塔板設(shè)計(jì)、池式冷凝器以及Safurex2022+TMa43b52 m26 m；c、 因設(shè)備集成，昂貴的高壓連接收線及噴嘴大大削減，相應(yīng)地削減了泄漏和堵塞的幾率；d、在立式合成塔頂部，由于大量氣體滯留，在合成塔的液面上存在著逆效應(yīng)，但這種現(xiàn)象在該水平裝置中則完全避開，從而為合成局部簡(jiǎn)便的全自動(dòng)把握鋪平了道路。該逆效應(yīng)在高框架布置中很嚴(yán)峻，在中度框架布置

12、中仍有肯定程度的存在。迄今為止，除非承受先進(jìn)把握，合成段壓力以及合成塔的液位都是手動(dòng)把握的；e、由于反響器水平布置假設(shè)需要連續(xù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)換的困難。該工廠用水啟動(dòng)后，漸漸穩(wěn)定過渡到使用正常原料全面運(yùn)行；NH/CO波動(dòng)的敏感程度大大降32低；g50%；h、由于框架降低，并且檢查水平池式反響器較檢查立式合成塔更加便捷，因而反響裝置的安全性能提高；j、大顆粒造粒技術(shù)自從斯塔米卡邦汽提尿素工藝開發(fā)之始，始終就以削減設(shè)備數(shù)目、23050%，50%，工廠的操作難度至少降低了50%。原料的消耗值幾乎等于氨和二氧化碳的化學(xué)計(jì)算值，己無進(jìn)一步削減的余地。公用工程的消耗也降至相當(dāng)?shù)偷乃?，假設(shè)要進(jìn)一步降低蒸汽消耗，需要

13、開發(fā)的熱交換方法，從而使工藝更簡(jiǎn)單，投資更昂貴。該工藝的廢物及廢汽的排放量極低，接近于零，再?zèng)]有重大改進(jìn)的余地。2、NH3汽提工藝/CO3摩爾比較高，CO2轉(zhuǎn)化率較高，從而可削減高壓回路以后的循環(huán)回收負(fù)荷；NH/CO3.3-3.6和設(shè)備選材恰當(dāng)32如汽提塔承受襯鋯材料不苛刻，開車無需特地鈍化高壓系統(tǒng)設(shè)備。另外，即使事故停車，可以封塔幾天而無需排放國內(nèi)企業(yè)反映，封塔時(shí)間不宜太長(zhǎng)3NH3及CO2的損失，并可快速開車，大大提高了裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)率；中、低壓分解加壓器均為降膜式，操作過程積液量少，即使停車排放，NH3CO2的損失量也少；由于承受了甲銨噴射泵，全部高壓設(shè)備均可布置在地面上，無需高層框架，可節(jié)約

14、投資，大大加快建設(shè)進(jìn)度，施工安裝操作修理均安全便利；由于有中壓分解段，增加了操作的機(jī)敏性和彈性，還可以通過轉(zhuǎn)變汽提效率和高壓甲銨冷凝器的副產(chǎn)蒸汽量來調(diào)整整個(gè)裝置的蒸汽平衡，使之在最正確的條件下操作。但由于有中壓分解系統(tǒng)，也增加了約 10臺(tái)設(shè)備；5ppm，不但徹底消退了污染，削減了氨和尿素的損失，而且處理后的冷凝液還可作為鍋爐給水；造粒改用轉(zhuǎn)鼓造粒技術(shù)，抑制了原用噴淋造粒尿素硬度小、粒徑小、易結(jié)塊且從塔頂排放的氨和尿素粉塵污染環(huán)境的缺點(diǎn)。該工藝的最進(jìn)展為:a、低壓放空氨回收。增加吸取塔來回收低壓系統(tǒng)放空的氨，可降低300500 t，b、汽提塔換熱管由襯鋯雙金屬不銹鋼材質(zhì)代替鈦材。這種材料可有效地防止沖刷腐