CO2汽提尿素自控授课.pptVIP

尿素工艺介绍 尿素是通过液氨和气体二氧化碳在约170～185℃ 13.5～14.5MPa 下按下列反应合成的: 2NH3 + CO2 = NH2COONH4 NH2COONH4 = NH2CONH2 + H2O 反应首先生成氨基甲酸铵（简称甲铵），该反应迅速，为放热反应；第二个反应很慢，为吸热反应，甲铵脱水生成尿素。二氧化碳在整个合成反应中的转化率为80～81%。 从尿素合成塔排出的未反应的甲铵通过气提、加热分解，以水溶液的形式被回收。 1、原料氨和二氧化碳的压缩、输送 来自界区的原料液氨经氨过滤器送到高压液氨泵（P4121A/B/C）加压到约16.2MPa（A）。为防止泵堵塞，液氨中的杂质在氨过滤器中除掉，高压液氨泵入口处的温度必须高于15℃，同时要比操作压力下的沸点低至少10℃以免产生汽蚀。液氨经高压喷射器进入高压甲铵冷凝器。从二氧化碳压缩机来的二氧化碳约为125℃，15.0MPa（A）进入气提塔。 2、高压合成及回收 摩尔比为2:1的液氨和二氧化碳进入合成工段。尿素合成塔（T4131）的液体混合物通过降液管流至CO2气提塔（E4131），温度为180～183℃。在塔内混合液与二氧化碳逆流接触，同时被加热。由于CO2的气提作用，降低气相中的NH3 的分压，从而使NH3从溶液中大量析出，而溶液中的NH3含量降低，甲铵分解所需的热量由高压蒸汽饱和器（V4172）产生的约2.0MPa（A）的蒸汽提供。气提塔顶气体送入高压甲铵冷凝器（E4132）顶部，液氨和从高压洗涤器（E4133）排出的甲铵液经高压喷射器（J4131）也送到高压甲铵冷凝器顶部，在此进行甲铵生成反应，并副产低压蒸汽。此处液氨的加入时为了调节尿素合成塔顶的出口气相NH3/CO2的摩尔比为3.0～3.5，这是尿素生成所需的最适宜的比例。高压甲铵冷凝器底部出来的甲铵液、冷凝及未冷凝的氨和二氧化碳混合物进入尿素合成塔底部，进行尿素的生成反应。合成塔出口气体送入高压洗涤器进行冷凝吸收，气体中大部分氨和二氧化碳在高压洗涤器中被冷凝下来，甲铵液流入高压喷射器，通过液氨输送到高压甲铵冷凝器，高压洗涤器未冷凝的气体送往低压吸收塔（T4132） 3、精制 离开气提塔底的尿素溶液中，几乎所有未反应的氨和二氧化碳都被回收。气提塔底排出的尿液溶液首先减到约0.4MPa（A）,结果一部分甲铵分解蒸发，所需热量由溶液本身提供，溶液温度降低。待汽液混合物在精馏塔（T4141）中得到分离，精馏塔（T4141）上部的气相经低压甲铵冷凝器（E4141）冷凝后进低压甲铵冷凝器液位槽为高压甲铵泵提供甲铵液。尿素溶液经精馏塔（T4141）下部的换热器加热，使溶液中的甲铵液分解，同时NH3、CO2 和水蒸发掉。在精馏塔（T4141）下部，气相与液相分离。气相进入填料床层，与从顶部进入的冷尿素溶液接触，从而使气相中的部分水蒸汽冷凝。从精馏塔底出来的尿素溶液经阀门减压进入闪蒸槽（V4141），压力降到约0.044MPa（A）。从闪蒸槽出来的气体在真空系统冷凝，尿素溶液进入尿液贮槽（V4142）。通过尿液泵（P4142A/B）把尿素溶液从尿液贮槽（V4142）中送到一段蒸发器（E4151），使尿液浓度达到95%（wt）,操作压力为0.033MPa（A），操作温度为130℃。在一段蒸发分离器（V4151）中，气液分离。气相进入真空系统进行冷凝。排出的尿素溶液进入二段蒸发器（E4152），正常操作压力约为0.0033MPa（A）。在二段蒸发分离中，尿素浓度达到99.7%（wt）,温度达到约140℃，气液混合物在二段蒸发分离器（V4152）中分离，气相液进入真空系统进行冷凝。从二段蒸发分离器（V4152）中出来的熔融尿素通过熔融尿素泵（P4151A/B）被送往造粒塔喷头进行造粒，喷头喷出的尿素在造粒塔（T-4171）内一液滴下降，同时与冷空气接触而被冷却固化为尿素颗粒。 4、低压回收 精馏塔（T4141）上部的气相出气经低压甲铵冷凝器（E4141）冷凝出来的气液混合物进入低压甲铵冷凝器液位槽（V4143），在约0.32MPa（A）下分离，气体进入常压吸收塔（T4142），其中的NH3和CO2被工艺冷凝液吸收。低压甲铵冷凝器液位槽出液甲铵溶液被高压甲铵泵（P4141A/B）加压到约14.5MPa（A）送到高压洗涤塔（E4133）。高压洗涤器未冷凝的气体送往低压吸收塔，低压吸收塔出液送到常用吸收塔进一步回收，常用吸收塔出液输送到氨水槽。 闪蒸槽、一段蒸发分离器、二段蒸发分离器气相进入真空系统进行冷凝，冷凝液排放到氨水槽，真空系统放空气直接排入大气，其中仅含有微量氨。 造粒塔顶的气体进入顶部的粉尘回收装置，经洗涤后回收到氨水槽。 5、解吸水解系统 来自常压吸收塔