尿素黃慶祥培訓(xùn)

1、尿素黃慶祥培訓(xùn)課件第1頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 中海石油天野設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)30萬噸合成氨52萬噸尿素,日產(chǎn)1760噸尿素。 1996年建成并于12月17日投產(chǎn)。裝置運(yùn)行最好水平： 最高日產(chǎn)量：2006T ； 最高年產(chǎn)量：610260T；長(zhǎng)周期最長(zhǎng)為：103.2天 ；長(zhǎng)周期A級(jí)最長(zhǎng)為：88天 ；年平均氨耗最好為：572Kg/T本裝置采用意大利斯納姆公司氨氣提工藝技術(shù)，主要工序有二氧化碳?jí)嚎s工序、尿素合成和高壓回收工序、中低壓甲銨分解和回收工序、尿素濃縮及造粒工序、工藝?yán)淠禾幚砉ば颉Ｄ蛩匮b置涉及的化工物料有液氨、CO2氣體、甲銨、尿液等，具有易燃易爆、高溫高壓的

2、生產(chǎn)特性 。一、中海石油天野尿素裝置簡(jiǎn)介第2頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 尿素，英文Urea，化學(xué)分子式為CO(NH2)化學(xué)名稱是碳酰二胺，結(jié)構(gòu)式是： 由于最初得自哺乳動(dòng)物的尿液中，故俗稱尿素。二、尿素的性質(zhì)及作用第3頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三1.尿素的物理性質(zhì)序號(hào)指標(biāo)名稱單位常數(shù)值備注1比重g/cm31.33520-40常壓下2比熱J/g.1.34atm3熔點(diǎn)132.7atm4結(jié)晶熱J/g.241.65溶解性易溶于水和液氨6外觀純尿素為無色,無味,無臭的針狀或棱柱狀結(jié)晶第4頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，

3、星期三 二、尿素的性質(zhì)及作用 尿素的分子式為CO(NH2)2。分子量60.06。純尿素為無色、無味、無嗅的針狀和棱柱狀晶體。尿素易溶于水、無水液氨、甲醇、乙醇和甘油中。溶解度隨溫度升高而增加。 尿素在水中能水解，但在60以下水解速度極緩慢隨溫度升高，水解速度加快。80l小時(shí)水解率為0.5，110每小時(shí)水解率上升為3。水解反應(yīng)如下：CO(NH2)2H2O = NH4COONH2 =2NH3CO2這正是尿素合成的逆反應(yīng)。第5頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 二、尿素的性質(zhì)及作用2、尿素化學(xué)性質(zhì)序號(hào)性質(zhì)1尿素呈堿性,可以和酸反應(yīng)生成鹽,但不能使指示計(jì)變色2尿素有水解反應(yīng),

4、生成氨、二氧化碳、水。3縮合反應(yīng)，在高溫下可進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成縮二脲、縮三脲、三聚氰酸。4與甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成尿甲醛縮合物。5與一氧化碳反應(yīng)生成氫氰酸6與氯化鈣生成氨和物第6頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 尿素在高溫下可以縮合，生成縮二脲，縮三脲和三聚氰酸等。反應(yīng)式是2 CO(NH2)2 （縮二脲）NH3NH2CONHCONH2CO(NH2)2= NH2CONHCONH2 =NH2CONHCONHCONH2（縮三脲）NH3NH2CONHCONHCONH2 = (HCNO)3（三聚氰酸）NH3 縮二脲是針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)193。尿素作為肥料施用時(shí)，縮二脲含量要嚴(yán)格限

5、制，否則將傷害種子幼芽。但尿素作為尿醛樹脂原料時(shí)，對(duì)縮二腺含量無嚴(yán)格要求。二、尿素的性質(zhì)及作用第7頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 3.尿素的用途:1). 尿素主要用途是作化學(xué)肥料。純尿素含氮量為46.65，遠(yuǎn)高于硝銨、硫銨和碳銨。其物理性能，如比較地不易結(jié)塊，施肥較方便等也優(yōu)于其它化學(xué)肥料。尿素為中性速效肥料，不含對(duì)土壤有害的酸根，長(zhǎng)久施用也不會(huì)使土壤板結(jié)和酸化。除氮素外，尿素中CO2亦可供作物吸收利用（其它化肥只有碳銨如此）。尿素還可和磷肥，鉀肥等組合，成為復(fù)合肥料，俗稱復(fù)肥。是目前極受農(nóng)民歡迎的搶手的肥料。 二、尿素的性質(zhì)及作用第8頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，

6、5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 3.尿素的用途: 2).尿素中氮雖不是蛋白質(zhì)形態(tài)，但可作為牛羊等反芻動(dòng)物的輔助飼料、尿素和青飼料的碳水化物一起，經(jīng)胃液作用，可以轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。對(duì)牛羊催長(zhǎng)、催肥。 3).尿素在工業(yè)上亦有廣泛用途。尿素甲醛樹脂用于生產(chǎn)塑料、漆料、膠合劑等。此外，木材加工，醫(yī)藥（巴比妥、利尿劑、潔齒劑），涂料（三聚氰胺），炸藥（穩(wěn)定劑），煉油（脫臘劑）染料等生產(chǎn)中也用到尿素。二、尿素的性質(zhì)及作用第9頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三尿素的制備有其歷史的發(fā)展過程：（一）.實(shí)驗(yàn)室發(fā)展史：1 8世紀(jì)70年代，首次用酒精萃取動(dòng)物尿液的蒸干殘?jiān)?，得到了白色固體物，即

7、尿素。19世紀(jì)20年代，測(cè)定了尿素的組成；1828年，佛勒在實(shí)驗(yàn)室里用氨和氰酸合成制得尿素，反應(yīng)式為： NH3+HNCO = (NH2)2CO 1868年巴比札羅夫在密封管中加熱氨基甲酸銨制得了尿素；NH4COONH2 = (NH2)2CO+H2O該反應(yīng)即為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尿素的第二步反應(yīng)，即氨基甲酸銨脫水轉(zhuǎn)化為尿素；三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第10頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三尿素的制備有其歷史的發(fā)展過程：（二）.工業(yè)發(fā)展史： 20世紀(jì)20年代在德國(guó)首次出現(xiàn)了以NH3和CO2為原料的現(xiàn)代的尿素工業(yè)合成方法。其反應(yīng)分為兩步，第一步NH3與CO2生成氨基甲酸銨；第二步，氨

8、基甲酸銨脫水轉(zhuǎn)化為尿素，即 NH4COONH2 =(NH2)2COH2O由于設(shè)備及嚴(yán)重的腐蝕問題，未能擴(kuò)大生產(chǎn)。 三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第11頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三1不循環(huán)法 這是20世紀(jì)30年代成功的最早的尿素的連續(xù)的生產(chǎn)方法該法將合成的尿液，采用一次減壓分離，解吸出的NH3和CO2進(jìn)去副產(chǎn)硫銨或碳化氨水這一流程，每生產(chǎn)1噸尿素，副產(chǎn)約4噸硫銨。因而大大限制了尿素的生產(chǎn)規(guī)模。 三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第12頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 2半循環(huán)法： 這是20世紀(jì)50年代開發(fā)出的尿素連續(xù)的生產(chǎn)方法。該法將NH3、CO2合成

9、反應(yīng)生成的尿液，在兩個(gè)壓力等級(jí)下進(jìn)行兩次解吸分離?；厥盏谝淮屋^高壓力下分離出來的NH3和CO2返回合成系統(tǒng)循環(huán)利用，而將較低壓力下第二次分離出的NH3和CO2送去制造硫銨或碳化氨水。這種流程每生產(chǎn)1噸尿素副產(chǎn)約2噸硫銨。半循環(huán)法優(yōu)于不循環(huán)法，但仍未能使全部原料NH3和CO2均轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩亍Ｈ?、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第13頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三3全循環(huán)法： 20世紀(jì)60年代水溶液全循環(huán)法取得了成功。 全循環(huán)法是將未轉(zhuǎn)化為尿素的NH3和CO2從合成的尿液中降壓（加熱）分離，再加以回收，且全部返回尿素合成系統(tǒng)循環(huán)利用。全循環(huán)工藝由于構(gòu)成封閉循環(huán)，不但原料充分利用，而

10、且生產(chǎn)能力也大大提高。 據(jù)未反應(yīng)物的分離及回收方法的不同，全循環(huán)法又可分為如下各種工藝；三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第14頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三1）氣體全循環(huán)法： （1）熱氣體循環(huán)法：將未轉(zhuǎn)化為尿素的NH3和CO2經(jīng)降壓，加熱從尿液中分離，并在熱狀態(tài)下直接加壓，返回合成系統(tǒng)循環(huán)利用。熱壓縮的目的是為防止生成碳銨結(jié)晶堵塞管道和設(shè)備，但由于操作溫度較高既增大了功耗又加劇了腐蝕。三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第15頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 （2）氣體分離全循環(huán)法：將未轉(zhuǎn)化為尿索的NH3和CO2經(jīng)降壓，加熱從尿液分離出來，并用選擇性吸收劑

11、吸收NH3或CO2，再行解吸，并分別壓縮解吸氣和未被吸收之氣體，返回合成系統(tǒng)中去。可以推斷，由于多出了選擇性吸收、解吸，且又分別壓縮，流程變得復(fù)雜，動(dòng)力消耗亦較大。三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第16頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三2）水溶液全循環(huán)法：將從尿液中分離出來的NH3和CO2混合氣，用一定量水吸收為水溶液用泵輸返尿素合成塔。如所周知該條件下的泵的功耗會(huì)比壓返氣體的壓縮機(jī)功耗小的多該法根據(jù)如水量的不同又分為兩種；一是加水量較多，H2OCO2 （摩爾比）近于l的碳酸銨鹽水溶液全循環(huán)法；二是加水量較少，吸收后基本呈甲銨溶液，故而稱之為氨基甲酸銨溶液全循環(huán)法。考慮到系統(tǒng)

12、的水平衡和能耗，加水量較少的氨基甲酸鉸溶液全循環(huán)法更為優(yōu)越。 三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第17頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三我國(guó)的中型尿素廠均屬此類。另外，荷蘭的斯太米卡邦（Stamicarbon）水溶液全循環(huán)法及日本三井東壓溶液全循環(huán)改良C法等亦屬此類。 上述之水溶液全循環(huán)法，仍是將未轉(zhuǎn)化為尿索的NH3和CO2分等級(jí)的降壓、升溫加以分離再吸收為水溶液，繼之加壓泵回合成系統(tǒng)，各法功耗不同，但總要耗功，能否將未反應(yīng)的NH3和CO2的大部分在合成壓力下“等壓”分離返回合成系統(tǒng)呢?倘能如此，無疑將會(huì)大大降低尿素生產(chǎn)的能耗，這正是汽提全循環(huán)法的出發(fā)點(diǎn)。三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷

13、史第18頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 3）汽提全循環(huán)法：該法是用合成尿素的原料CO2氣或NH3氣（或聯(lián)尿生產(chǎn)中的變換氣）在與合成“等壓”（由于系統(tǒng)阻力稍低于合成壓力）條件下將未反應(yīng)的NH3和CO2逐出尿液，并在高壓下冷凝為甲銨溶液返回合成系統(tǒng)。由于冷凝液的壓力只稍低于尿素合成塔的壓力，則返回合成的動(dòng)力可以是稍高一些的液位差，或者是以高壓原料液氨為動(dòng)力的機(jī)械噴射裝置將其增壓。因此大大節(jié)省了循環(huán)的動(dòng)力。 三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第19頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 汽提全循環(huán)法還因其冷凝壓力高，冷凝溫度亦高。冷凝熱可以用來生產(chǎn)低壓蒸汽，

14、且數(shù)置相當(dāng)可觀；供應(yīng)尿液的濃縮有余。而在低壓分離時(shí)，冷凝熱不但不能生產(chǎn)蒸汽，還需消耗大量冷卻水移走熱量，高壓汽提全循環(huán)工藝的節(jié)能意義是顯而易見的。三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第20頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 在合成等壓下，用CO2汽提的全循環(huán)法以荷蘭的斯塔米卡邦CO2汽提工藝為代表，70年代前引進(jìn)的裝置.用NH3汽提的全循環(huán)法，以意大利的斯納姆普羅吉提NH3汽提工藝為先趨，中國(guó)的濮陽(yáng)，錦西、天野化工、天華、建峰、九江、蘭化、海南富島一期均選用了斯納姆氨汽提工藝，后面我們將做全面深入分析。三、尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史第21頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)1

15、7分，星期三與傳統(tǒng)的CO2 汽提工藝流程的比較如圖3 、4所示。四、池式甲銨冷凝器流程34第22頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三其主要特點(diǎn)是將傳統(tǒng)的立式降膜式甲銨冷凝器改為臥式鼓泡式甲銨冷凝器,稱之為池式冷凝器,其結(jié)構(gòu)如圖5。四、池式甲銨冷凝器流程圖5 池式冷凝器第23頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三工藝介質(zhì)由原來走管程改為走殼程,管程改走蒸汽和蒸汽冷凝液,冷凝液用泵強(qiáng)制循環(huán)。殼側(cè)為高壓筒體,內(nèi)襯316L (UG) 不銹鋼(可松襯或帶極堆焊)。U 形管束焊接在堆焊Cr25Ni22Mo2耐腐蝕層的碳鋼管板上,采用內(nèi)孔焊方法。殼側(cè)內(nèi)有橫向擋板

16、、縱向?qū)Я靼搴推釟夥植计?材質(zhì)均為Cr25Ni22Mo2。此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使氣液接觸界面大大增加,且進(jìn)入的氣體在連續(xù)的液相中起劇烈的攪動(dòng)作用,大大提高了傳質(zhì)和傳熱的速率。四、池式甲銨冷凝器流程第24頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 由于池式冷凝器殼側(cè)有一定的容積,使得在此設(shè)備內(nèi)已有達(dá)平衡轉(zhuǎn)化率60 %的尿素生成,由于溶液中有了尿素(含量25 %) 而使溶液的沸點(diǎn)升高,即冷凝溫度升高,比傳統(tǒng)CO2 汽提工藝的冷凝溫度可提高約5 ,更有利于傳熱。四、池式甲銨冷凝器流程第25頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三五、池式反應(yīng)器流程6第26頁(yè)，共113

17、頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 在池式冷凝器流程成功運(yùn)行的基礎(chǔ)上,將池式冷凝器適當(dāng)加大容積,即相當(dāng)于把原來立式的尿素合成塔躺倒接在池式冷凝器上,同時(shí)高壓洗滌器也與此設(shè)備聯(lián)成一體,這樣,甲銨冷凝器、尿素合成塔和高壓洗滌器3臺(tái)設(shè)備合而為一,稱之為池式反應(yīng)器,其結(jié)構(gòu)如圖7所示。整個(gè)高壓合成系統(tǒng)僅有2臺(tái)高壓設(shè)備,大大簡(jiǎn)化了流程、控制和配管,可降低投資。五、池式反應(yīng)器流程第27頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三五、池式反應(yīng)器流程7第28頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三五、池式反應(yīng)器流程 池式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式和材料與池式冷凝器完全一樣,

18、只是高壓筒體加長(zhǎng),以增加容積滿足尿素反應(yīng)所需停留時(shí)間。高壓洗滌為了安全的原因,取消了鼓泡的列管冷卻段,只設(shè)填料清洗段,使設(shè)備進(jìn)一步簡(jiǎn)化。此設(shè)備分為氨和二氧化碳生成甲銨的冷凝段和甲銨脫水生成尿素的反應(yīng)段。汽提氣、循環(huán)甲銨液和原料液氨分別導(dǎo)入,殼側(cè)內(nèi)的液體在導(dǎo)入的汽提氣強(qiáng)烈攪動(dòng)下形成內(nèi)循環(huán),其流動(dòng)模型如圖8。8第29頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三池式反應(yīng)器流程的實(shí)現(xiàn)除具有池式冷凝器流程所具有的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)外,還具有如下特點(diǎn):(1) 由于甲銨冷凝器、合成塔和高壓洗滌器3臺(tái)設(shè)備合而為一,此設(shè)備水平布置在尿素工藝框架19m 樓面上。因此,框架高度進(jìn)一步降低至僅約28m ,大大降

19、低了土建和管道的投資。(2) 反應(yīng)器內(nèi)的徑向擋板,可防止溶液的返混。因此,反應(yīng)更趨近于平衡轉(zhuǎn)化率,正常操作條件下,CO2 單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)60 %61 %。(3) 合成回路物料的流動(dòng)完全靠位差,取消了液氨噴射泵這一專利設(shè)備,同時(shí)氨泵出口壓力也由16MPa 降至與合成系統(tǒng)壓力一樣,可節(jié)省部分電耗。六、流程對(duì)比及特點(diǎn)第30頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三六、流程對(duì)比及特點(diǎn)(4) 高壓系統(tǒng)簡(jiǎn)化后,開車升溫鈍化和停車封塔更簡(jiǎn)單易行和平穩(wěn)。開車升壓曲線如圖8 所示,不再出現(xiàn)合成塔出料時(shí),各操作參數(shù)出現(xiàn)突變的過程。第31頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三

20、七、Avancore尿素工藝概念 Avancore尿素工藝是基于完全采用Safurex材料并在Urea 2000+ 工藝基礎(chǔ)上開發(fā)的。Urea 2000+工藝的基礎(chǔ)是采用池式冷凝器和池式反應(yīng)器，大大降低了裝置框架的設(shè)計(jì)高度。采用池式反應(yīng)器的裝置框架高度已經(jīng)降低到離地面只有22 m，裝置生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3700 td。 由于生產(chǎn)規(guī)模增大后，池式反應(yīng)器的設(shè)備體積和質(zhì)量都較大，受運(yùn)輸條件限制，斯塔米卡邦的工藝概念設(shè)計(jì)為當(dāng)裝置生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到2300 td以上時(shí)，仍保留垂直安裝的尿素合成塔，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模低于2300td時(shí)則用1臺(tái)池式反應(yīng)器替代2臺(tái)高壓設(shè)備(池式冷凝器和尿素合成塔)。第32頁(yè)，共113頁(yè)，2022

21、年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 斯塔米卡邦開發(fā)了Avancore尿素工藝，以期達(dá)到如下目的：最少的工廠建設(shè)投資；最少的工廠操作費(fèi)用；保持高的產(chǎn)品質(zhì)量、低放空損失、裝置連續(xù)運(yùn)行周期長(zhǎng)；工廠維護(hù)簡(jiǎn)單。 Avancore尿素工藝裝置是基于完全采用Safurex材料。Safurex材料具有非常好的抗腐蝕性能，在183無氧的尿素合成反應(yīng)物料環(huán)境中，75d的腐蝕試驗(yàn)表明，Safurex材料的年腐蝕速率僅為005mm，而Bc05材料的年腐蝕速率超過30mm。由于采用Safurex材料，設(shè)備可以在無氧條件下運(yùn)行，因此新設(shè)計(jì)的尿素裝置已經(jīng)沒有了空氣鼓風(fēng)機(jī)、脫氫反應(yīng)器、高壓洗滌器及其調(diào)溫水系統(tǒng)、高壓氨噴射器

22、等設(shè)備。七、Avancore尿素工藝概念第33頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三高壓洗滌器取消后，在流程設(shè)計(jì)上采用了中壓洗滌替代高壓洗滌，這一概念來源于科威特石化工業(yè)公司(PIC)的尿素裝置改造，該技術(shù)還將應(yīng)用到在建的內(nèi)蒙古鄂爾多斯化肥項(xiàng)目。七、Avancore尿素工藝概念第34頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三圖4為PIC尿素裝置改造后的高壓系統(tǒng)流程，裝置能力從1050td提高到1750td。改造前為傳統(tǒng)的斯塔米卡邦尿素工藝，高壓圈沒有汽提塔，后面帶中壓分解循環(huán)系統(tǒng)。改造中，增加了二氧化碳汽提塔，將甲銨冷凝器改為池式冷凝器，保留液氨噴射器。

23、因增加了二氧化碳汽提塔，汽提效率得到提高，中壓分解循環(huán)系統(tǒng)可以取消；又因設(shè)備材料全部采Safurex ，故取消了高壓洗滌器，并利舊中壓分解循環(huán)系統(tǒng)作為高壓尾氣的洗滌系統(tǒng)以降低改造費(fèi)用。由于原合成塔安裝在地面上，為了保證高壓圈內(nèi)液體靠重力流動(dòng)，將池式冷凝器的安裝位置改到合成塔的上部(以前通常的設(shè)計(jì)是冷凝器和合成塔底部處在相同的安裝平面)。將少量CO2直接送人合成塔，目的是維持合成塔的自熱平衡，因大部分尿素反應(yīng)已在池式冷凝器中完成。 七、Avancore尿素工藝概念第35頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三七、Avancore尿素工藝概念圖4 . PIC尿素裝置改造后的高壓

24、系統(tǒng)流程 第36頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三八、Avancore尿素工藝流程描述斯塔米卡邦從科威特PIC尿素裝置的改造中形成了Avancore尿素工藝概念，其流程如圖5。 圖5 Avancore尿素工藝流程第37頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 因采用無氧操作，池式冷凝器冷凝反應(yīng)比較完全，部分CO2直接送入合成塔，所以出池式冷凝器的氣體量比較少，這部分氣體通過壓力控制閥減壓到18MPa進(jìn)人中壓洗滌系統(tǒng)；出汽提塔的含尿素溶液仍進(jìn)入低壓分解循環(huán)系統(tǒng)。九、Avancore尿素工藝流程描述第38頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)1

25、7分，星期三高壓設(shè)備全部采用Safurex 材料(Sandvik工廠材料交貨期為48個(gè)月)，設(shè)備腐蝕顯著減輕；很多項(xiàng)目不需要做檢測(cè)，只需要目測(cè)即可，設(shè)備檢測(cè)周期建議6a檢測(cè)1次。高壓系統(tǒng)開車實(shí)現(xiàn)氨和CO2同步投入；升溫速率可以提高，因Safurex材料有與碳鋼相同的膨脹系數(shù)。取消了空氣鼓風(fēng)機(jī)和脫氫反應(yīng)器，高壓系統(tǒng)做到無氧操作，反應(yīng)系統(tǒng)惰性氣少，操作安全性提高。取消了高壓洗滌器，用中壓洗滌系統(tǒng)替代高壓洗滌系統(tǒng)。高壓圈物料仍采用重力流動(dòng)，且取消了液氨噴射器。尿素合成塔和汽提塔均安裝在地面，而池式冷凝器安裝在合成塔頂部。采用Avancore工藝概念的尿素裝置框架高度仍可以保持在22m以內(nèi)十、Avan

26、core尿素工藝特點(diǎn)第39頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 1、配有與合成塔等壓的氨氣提塔，氨氣提分離出的NH3和CO2，在合成壓力下冷凝返回合成塔，其冷凝熱可以產(chǎn)生低壓蒸汽。 2、尿素合成采用較高NH3/CO2，高NH3/CO2減輕了設(shè)備腐蝕，鈍化空氣量得以減少，從而減少了放空氣中的氨損失和爆炸危險(xiǎn)。 3、在合成回路中采用液氨為動(dòng)力的噴射器來循環(huán)甲銨，節(jié)省投資，運(yùn)行穩(wěn)定。 4、氣提塔使用鈦材，允許在200度條件下操作，提供了高壓回路分解效率。 5 、設(shè)立中低壓兩段未反應(yīng)物回收，操作彈性大。十一、斯納姆氨汽提工藝特點(diǎn)第40頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19

27、點(diǎn)17分，星期三 認(rèn)識(shí)和掌握尿素生產(chǎn)工藝抓住兩條主線，其一是合成的尿液、分離凈化、蒸發(fā)濃縮、造粒、直到產(chǎn)出尿素產(chǎn)品，其二是回收：高壓（等壓）汽提氣的回收，中壓分解氣的回收，低壓分解氣的回收。這中間還有能量方面的合理的搭配和科學(xué)利用的問題，簡(jiǎn)化圖如下： 十二、氨汽提法生產(chǎn)的原則流程圖第41頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三合成、分離凈化、濃縮、造粒十二、氨汽提法生產(chǎn)的原則流程圖第42頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三回收：高壓汽提氣回收，中壓分離氣回收，低壓分離氣回收十二、氨汽提法生產(chǎn)的原則流程圖第43頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，1

28、9點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理6.1尿素合成原理尿素合成的化學(xué)反應(yīng)主要是兩個(gè)：2NH3（l）+CO2（g）= NH4COONH2（l）+32560Kcal/kmol(在1atm，25) (1)NH4COONH2（l） = CO(NH2)2(l)+H2O-4200kcal/kmol (2)一般認(rèn)為尿素合成分兩步完成，第一步是反應(yīng)（1），液氨和氣體CO2在液相中反應(yīng)生成氨基甲酸銨（以下簡(jiǎn)稱甲銨），是強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)速度很快。瞬間即可達(dá)到平衡，而且在平衡條件下CO2轉(zhuǎn)化成甲銨的程度很高。第二步是反應(yīng)（2）,在液相中甲銨脫水生成尿素，是微吸熱反應(yīng),反應(yīng)速度較慢,要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡,第44

29、頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理也不能使全部甲銨脫水轉(zhuǎn)化成尿素，且必須在液相中進(jìn)行。它是合成尿素過程的控制反應(yīng)。由于反應(yīng)（1）是體積縮小的反應(yīng)，壓力對(duì)甲銨生成速度有很大影響。如其他條件相同，生成速度幾乎與壓力的平方成正比，在一定范圍內(nèi)，提高溫度也能提高甲銨的生成速度，純甲銨在153才熔化，但當(dāng)液相中有水存在時(shí)，其熔點(diǎn)降低。118以下時(shí)，甲銨幾乎不溶于液氨，只有當(dāng)118.5以上甲銨才能生成并大量溶解于液氨中.這些條件決定了操作中的工藝選擇和合成塔升溫和封塔時(shí)最低溫度的要求.尿素的生成從生成尿素的反應(yīng)式可知，液態(tài)甲銨在一定溫度、壓力條件下脫水生成尿

30、素。第45頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理此反應(yīng)是一個(gè)吸熱可逆反應(yīng)，是整個(gè)反應(yīng)的控制步驟，由甲銨脫水反應(yīng)速度曲線圖（圖1）看出，反應(yīng)剛開始時(shí)，甲銨脫水的速度緩慢，當(dāng)有尿素及水生成時(shí)，反應(yīng)速度逐漸加快，其原因是尿素和水出現(xiàn)后降低了甲銨的熔點(diǎn),起自催化的作用，使反應(yīng)速度逐步加快。溫度低于150時(shí)，甲銨脫水反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所需時(shí)間較長(zhǎng)，其原因是溫度低于甲銨熔點(diǎn)，反應(yīng)在固相中進(jìn)行，速度很慢。反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快,溫度每增高10，反應(yīng)速度約加快一倍。第46頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理尿素合成反應(yīng)轉(zhuǎn)

31、化率的影響因素：在尿素工業(yè)中普遍采用CO2轉(zhuǎn)化率來表示反應(yīng)的完全程度，CO2轉(zhuǎn)化率的定義是總共加入的CO2有多少轉(zhuǎn)化為尿素的百分?jǐn)?shù)。溫度對(duì)CO2轉(zhuǎn)化率的影響 液相甲銨脫水反應(yīng)是吸熱較少，速度較慢的反應(yīng)。隨著溫度的升高，甲銨脫水反應(yīng)平衡常數(shù)將增大，反應(yīng)速度也增加，因此，提高溫度有利于尿素的生成。但溫度不能隨意升高，溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系（如圖2）表明，在某一溫度下轉(zhuǎn)化率有極大值，當(dāng)超過此溫度后，平衡轉(zhuǎn)化率反而下降，這一現(xiàn)象可作如下解釋：第47頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理尿素合成的總平衡常數(shù)K決定于甲銨離解平衡常數(shù)K1，當(dāng)溫度在一定范圍以下時(shí)（19

32、0-200）甲銨脫水平衡常數(shù)K2隨著溫度的升高而增大，占總反應(yīng)的主導(dǎo)作用，當(dāng)溫度在190-200以上時(shí)，隨著溫度的升高K1上升，占總反應(yīng)的主導(dǎo)作用，即甲銨的平衡濃度下降，此時(shí)部分甲銨在液相中分解成為游離CO2和NH3，從而降低了CO2轉(zhuǎn)化率。另外，受R-101材質(zhì)防腐能力限制，溫度不能超過190，否則，腐蝕加劇。過剩NH3對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響 過剩氨是以CO2為基準(zhǔn)，超過化學(xué)反應(yīng)計(jì)量的氨量，用NH3/ CO2(分子比)表示。第48頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十二、尿素裝置工藝原理根據(jù)質(zhì)量作用定律，增加反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)向有利于生成物方向進(jìn)行，所以過剩NH3的存在能夠提

33、高CO2轉(zhuǎn)化率.但隨過剩NH3的進(jìn)一步增加，轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)幅度漸趨平緩。此外，過剩NH3可以與水反應(yīng)成NH4OH降低水的活度，使平衡向生成尿素的方向進(jìn)行。過剩NH3可以控制合成塔的自熱平衡，維持最適合的反應(yīng)溫度；過剩NH3對(duì)防止物料對(duì)合成塔的腐蝕起到一定的限制作用；過剩NH3的存在還可以抑制副反應(yīng)的發(fā)生，如減少縮二脲的生成，尿素水解等。其反應(yīng)式為：2CO(NH2)2 = NH2 NH2CONHCONH2+NH3縮二脲CO(NH2)2+H2O = 2NH3+CO2第49頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理在通常工藝條件下，氨碳比每增加0.1，轉(zhuǎn)化率提高個(gè)

34、百分點(diǎn).隨氨碳比的繼續(xù)增高或溫度的升高或水碳比的下降，其效果將降低。氨碳比的提高也有其不利的一面：第一，其它條件相同，物系的飽和蒸汽壓隨氨碳比升高而升高，因此需要提高合成的操作壓力才能保持物系處于液態(tài)，這使得機(jī)泵負(fù)荷加重；第二，增加了未反應(yīng)氨的循環(huán)量，增大了回收工序的負(fù)荷和能耗。H2O/CO2對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響水碳比是指進(jìn)入合成塔的物料中水和CO2的分子比.由質(zhì)量作用定律知.增加水即增加了生成物的濃度，所以水量增加會(huì)使CO2轉(zhuǎn)化率下降。但在不同溫度下，的影響也不一樣。第50頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理資料表明H2O/CO2每增加0.1轉(zhuǎn)化率要下

35、降1.5-2.0%.但是，水的存在是不可避免的，一是甲銨脫水本身有水生成，二是返回高壓系統(tǒng)的甲銨帶有水，關(guān)鍵是控制合理水量。水碳比增加，可降低平衡壓力，即可在較低壓力下操作。在壓力一定時(shí)，水的存在提高了液相物系的沸點(diǎn)，也提高了氣相物系的冷凝溫度，故在一定程度上提高了回收熱能的品位，高壓甲銨冷凝器可副產(chǎn)較高壓力的蒸汽。合成塔壓力對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響在生產(chǎn)中，合成塔的操作壓力要大于平衡壓力，否則氨就會(huì)從液相中逸出。液相中過剩NH3減少，可使甲銨分解，轉(zhuǎn)化率下降。而平衡壓力值是隨物料組份、溫度不同，以及操作條件的變化而變化的。第51頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置

36、工藝原理圖3說明壓力與溫度的關(guān)系。圖4說明壓力與組份NH3/CO2的關(guān)系。 第52頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理第53頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理第54頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理第55頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理原料CO2中惰性氣體含量對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響惰性氣體量增加，其分壓增加，降低了NH3和CO2分壓，改變了塔內(nèi)氣液平衡.從而造成轉(zhuǎn)化率下降。有關(guān)資料顯示：惰性氣體增加1%，轉(zhuǎn)化率下

37、降0.3-0.6%。另外，惰性氣體增加對(duì)中、低壓回收不利，增加氨損失；惰性氣體增加易使尾氣組份進(jìn)入爆炸區(qū)；惰性氣體增加CO2壓縮機(jī)打氣量增加，多耗蒸汽。所以必須提高CO2純度，減少惰性氣體含量。反應(yīng)時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響對(duì)不能進(jìn)行到底的反應(yīng)，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間有利于反應(yīng)趨向平衡，并以平衡為極限。但反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，反應(yīng)速率將下降。因此，確定反應(yīng)時(shí)間應(yīng)兼顧兩方面。反應(yīng)時(shí)間在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)已確定，在生產(chǎn)過程中不能人為改變。第56頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理6.2汽提原理合成塔出來的尿液混合物中,過剩的氨在汽提塔受熱釋放出來,使氣相中的氨分壓增加,氣相中的二氧化碳

38、分壓降低,原來的氣液平衡被打破,使液相中的二氧化碳不斷析出到氣相,從而使甲銨分解,如此連續(xù)進(jìn)行一個(gè)過程,達(dá)到了氨自身汽提的目的。6.3分解原理對(duì)于汽提后的溶液中仍有少量未轉(zhuǎn)化生成尿素的甲銨和過剩氨，由于甲銨的生成反應(yīng)是放熱和體積縮小的過程，所以甲銨分解是體積增大，吸熱的反應(yīng)，因此，減壓加熱有利于甲銨分解，同時(shí)升高溫度使氨和二氧化碳在溶液中的溶解度大大降低，使氨和二氧化碳從尿素溶液中分離出來。第57頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理6.4吸收原理氨和二氧化碳吸收過程是一個(gè)氣體溶解在液體中的物理過程，同時(shí)又是伴有化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)吸收過程，其反應(yīng)式為：2

39、NH3+CO2 NH2COONH4+Q氨與二氧化碳不但有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，而且吸收過程是體積減小的過程，所以增加壓力有利于氨與二氧化碳生成甲銨，同時(shí)能加快吸收速率。由于NH3和CO2在吸收過程中溶解和生成甲銨是一個(gè)放熱的過程，所以降低溫度有利于吸收的進(jìn)行。6.5解吸原理解吸是吸收的逆過程。氨和二氧化碳在水中的溶解度隨溫度升高而降低，隨壓力降低而降低，利用蒸汽直接加熱使得氨和二氧化碳從水中析出，所以解吸采用提高溫度，降第58頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理低壓力的方法進(jìn)行。6.6水解原理尿素的水解就是氨和二氧化碳生成尿素的逆反應(yīng)，其反應(yīng)式為：CO(N

40、H2)2+H2O 2NH3+CO2-Q這是一個(gè)吸熱的反應(yīng)，升高溫度有利于水解反應(yīng)的進(jìn)行；減少生成物氨的濃度有利于水解反應(yīng)的進(jìn)行；停留時(shí)間長(zhǎng)，水解反應(yīng)進(jìn)行的更完全，所以裝置采用3.8MPa(A)的過熱蒸汽做為水解器的熱源，同時(shí)采用先將工藝?yán)淠褐械陌苯馕龀鰜碓龠M(jìn)行水解的方式和設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的停留時(shí)間來實(shí)現(xiàn)工藝?yán)淠褐械哪蛩貜氐姿狻?.7蒸發(fā)原理液體被加熱到沸騰而氣化的過程叫蒸發(fā)。尿素溶液蒸發(fā)是第59頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理將尿液加熱到沸騰，使其中的水汽化而與尿素分離的過程。由于尿素在高溫下縮合的特性及濃縮過程中工藝條件限制，采用較高的溫度將使

41、尿素中的縮二脲含量增加，所以采用真空，以降低水的沸點(diǎn)，這樣可使能量的利用率提高，又減少發(fā)生不良的副反應(yīng)?？s二脲生成反應(yīng)：2CO(NH2)2NH2CONHCONH2+NH36.8 二氧化碳?jí)嚎s機(jī)機(jī)組工作原理該機(jī)組是將合成氨裝置送來的純度為97.5%以上，壓力0.14MPa(A)的二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)四段壓縮至15.7MPa(G)后送至尿素合成塔。第60頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置工藝原理尿素裝置防腐用的鈍化空氣由壓縮機(jī)二段入口加入，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后一并進(jìn)入尿素合成塔。第61頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素

42、裝置簡(jiǎn)單工藝流程7.1二氧化碳?jí)嚎s工序?qū)⒔鐓^(qū)外來的壓力為0.14Mpa(A)，溫度為35的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮機(jī)K101四段壓縮后,壓力為15.7Mpa(G),溫度為113送入尿素合成塔。在K101一段出口加入鈍化空氣，使混合氣體中的氧含量為0.250.35%(V),用以在鈍化反應(yīng)器內(nèi)不銹鋼襯里表面,防止腐蝕。 在二氧化碳?jí)嚎s機(jī)二段出口設(shè)有甲醇洗滌塔,用水洗去二氧化碳?xì)怏w所夾帶的甲醇,使二氧化碳?xì)庵械募状己啃∮?50ppm。從二氧化碳?jí)嚎s機(jī)透平中抽出2.35Mpa(g),323的蒸汽,供汽提塔使用。透平蒸汽冷凝液送到界區(qū)外。第62頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三

43、、尿素裝置簡(jiǎn)單工藝流程7.2 尿素合成和高壓回收工序液氨、二氧化碳和返回的氨基甲酸銨在壓力為15.3Mpa(G),溫度為188,NH3/CO2=3.23.8；H2O/CO2=0.50.7的條件下,合成反應(yīng)生成尿素.反應(yīng)方程式如下:2NH3+CO2NH4COONH2+Q1NH4COONH2CO(NH2)2+H2O-Q2總的反應(yīng)是放熱反應(yīng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率大于62%。未生成尿素的氨和二氧化碳，一部分以氨基甲酸銨的形態(tài)存在，一部分以游離氨的形態(tài)存在。在合成等壓的條件下，在氣提塔內(nèi)被2.17MPa 的飽和蒸汽加熱分解和析出。第63頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置

44、簡(jiǎn)單工藝流程分解和析出的氨和二氧化碳和從中壓返回的甲銨在甲銨冷凝器內(nèi)冷凝，經(jīng)甲銨噴射器抽送返回合成塔。甲銨冷凝器殼側(cè)副產(chǎn)0.34Mpa(G)的低壓蒸汽供尿素裝置使用。7.3 中低壓甲銨分解和回收工序在1.7Mpa(G)壓力下的中壓分解及回收工序:在中壓分解器內(nèi),用0.49Mpa(G)增壓蒸汽和2.17Mpa(G)的蒸汽冷凝液加熱到158,使溶液中的氨和二氧化碳析出,尿素溶液濃度從45.23%(W)增濃到62.64%(W)。析出的氨和二氧化碳混合氣經(jīng)真空預(yù)濃縮器熱利用，在中壓吸收塔內(nèi)被吸收后，以甲銨形式返回高壓合成工序。未被吸收的氨在氨冷凝器內(nèi)冷凝后，再返回系統(tǒng)使用。第64頁(yè)，共113頁(yè)，202

45、2年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置簡(jiǎn)單工藝流程在0.34Mpa(G)壓力下的低壓分解及回收工序:在低壓分解器內(nèi),用0.34Mpa(G)的低壓蒸汽加熱到138,使殘余的氨和二氧化碳析出。尿素溶液增濃到69.93%(W)。析出的氨和二氧化碳與工藝?yán)淠禾幚砉ば虺鰜淼陌焙投趸祭淠商间@液，由P-103泵，一部分送往中壓回收工序，另一部分送往低壓回收工序和解析工序。7.4 尿素濃縮及造粒工序分為真空預(yù)濃器、一二段濃縮及造粒。在0.034Mpa(A)的壓力下,在真空預(yù)濃縮器閃蒸后殘余的氨和二氧化碳析出。閃蒸汽進(jìn)入真空冷凝系統(tǒng)。所需熱量由一段分解氣和碳銨液供給。經(jīng)0.034Mpa(A

46、),128下的一段濃縮和0.003Mpa(A)138二段濃縮,尿液濃度增濃到99.75%(W)以上。第65頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十三、尿素裝置簡(jiǎn)單工藝流程用熔融尿液泵將99.75%(W)以上的尿液送上造粒塔,經(jīng)噴頭噴灑在造粒塔內(nèi)制成粒狀尿素。真空冷凝系統(tǒng)的工藝?yán)淠核屯に嚴(yán)淠禾幚砉ば颉?.5工藝?yán)淠禾幚砉ば蛟谡麴s塔的上部，將冷凝液中的氨和二氧化碳解析出來。在水解器中，在壓力為3.7Mpa(G)236的條件下,尿素水解。反應(yīng)方程式如下：CO(NH2)2+H2ONH3+C02在蒸餾塔的下部，用增壓蒸汽將水解器出液中的氨和二氧化碳析出，使處理后的工藝?yán)淠?/p>

47、中的NH3含量為13ppm,送往界區(qū)外。析出的氨和二氧化碳進(jìn)入蒸餾塔上部，一起返回低壓精制及回收工序。第66頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三 工 藝 流 程 框 圖高壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)水解解析系統(tǒng)CO2 NH3尿液尿液尿液工藝?yán)淠撼善纺蛩豊H3CO2H2OH2O碳胺液甲銨液第67頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明8.1尿素合成和高壓回收由合成氨裝置來的壓力2.0MPa，溫度28的液氨經(jīng)S-103過濾后通過氨回收塔C-105進(jìn)入到氨接收槽V-105中，再經(jīng)P-105增壓后送往P-l01升壓至22.4

48、MPa(G)。液氨在進(jìn)入R-101之前，先在E-107預(yù)熱至94，熱量來自V-103的氣相和C-102的解吸氣，然后在PIC-1022的控制下用作L-101的驅(qū)動(dòng)液體，在此，將來自V-101的甲銨加壓到大于合成壓力，從R-101底部進(jìn)入，在R-101里和CO2反應(yīng)。來自K-101的15.7MPa、12O的CO2,經(jīng)HV-1005控制進(jìn)入R-101,在K-101一段出口加入少量(02:0.25-0.35%)空氣，使設(shè)備及管道的不銹鋼表面鈍化，從而保護(hù)其不被反應(yīng)物和產(chǎn)物腐蝕。第68頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明尿液經(jīng)R-101頂部溢流管出

49、來，進(jìn)入中壓蒸汽(2.17MPa)加熱的降膜式汽提塔E-101，混和物呈降膜流下而被加熱，溶液中的CO2量由于從溶液中沸騰逸出的氨汽提作用而減少，尿液送往中壓系統(tǒng)。E-101出氣和P-102來的高壓甲銨一同進(jìn)入E-105，并在此冷凝，冷凝熱在E-105殼側(cè)產(chǎn)生0.34MPa蒸汽，E-105出口氣液混和物進(jìn)入V-101分離，分離的液相經(jīng)L-101循環(huán)回R-101，分離的氣相(不凝性氣體，少量的NH3、CO2)在壓力調(diào)節(jié)閥PIC-1021A/B控制下送往L-102進(jìn)一步回收或放空。 第69頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明第70頁(yè)，共113頁(yè)

50、，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明8.2 中壓、低壓尿素的提純和回收離開E-101底部的尿液，通過LV-1011減壓至1.7MPa(G)進(jìn)入V-102，此設(shè)備分三層，上層是分離器，中部為分解器，下部為儲(chǔ)槽。進(jìn)入V-102減壓閃蒸后的氣相去中壓吸收塔C101。離開V-102的氣體(富含NH3，CO2)被P-103來的碳銨液吸收后進(jìn)入E-113殼側(cè)，加熱其管側(cè)尿液，冷凝后的氣液混和物進(jìn)入E-106，進(jìn)行再次冷凝，其出口溫度被調(diào)節(jié)閥TIC-1026控制在80。來自E-106的混和物進(jìn)入C-101進(jìn)行吸收、精餾。C-101是泡罩型塔盤，塔上部有來自P-107的

51、氨水，用來吸收CO2。同時(shí)，來自P-105的純液氨，以消除被氨飽和的殘余在惰氣中的CO2和H2O，其流量由FIC-1010控制，C-101的第71頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明底部溶液用P-102送往E-104，被C-102來的工藝?yán)淠侯A(yù)熱后，返回到合成回收系統(tǒng)。從C-101頂部出來的氨氣，連同惰氣經(jīng)E-109被循環(huán)水部分冷凝后，液相和氣相均送往V-105，被氨飽和的情氣離開V-105進(jìn)入C-105，含有殘余氨的惰氣，送入E-111冷凝，并與來自E-110的水逆流接觸，吸收氣氨，吸收熱由E-111的冷卻水帶走，E-111底的氨水由P

52、-107送C-101作吸收頂部CO2用，出C-103的惰氣在PIC-1026控制下，送排氣系統(tǒng)進(jìn)行排放。L-102的尿液經(jīng)液位閥LV-l014減壓至0.34MPa送低壓系統(tǒng)V-103,此設(shè)備分為三部分，上部為分離器V-103，中部為換熱器E-103，下部為儲(chǔ)槽。溶液進(jìn)V-103后閃蒸，閃蒸汽與C-102出第72頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明 來的工藝汽混合，首先進(jìn)入E-107被部分吸收和冷凝后，再送E-108進(jìn)行冷凝，冷凝熱被E-108的冷卻水帶走。含有殘余惰氣的液體送V-106并經(jīng)P-103送出回收，一部分與V-l02氣相匯合去E-

53、113，另一部分作C-l02頂部回流。含有NH3、CO2的惰氣進(jìn)入E-l12與來自C-104的蒸汽冷凝液接觸，吸收殘余的NH3和CO2，液相返回V-106，氣相經(jīng)PIC-1033控制放空。第73頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明第74頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明第75頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明8.3尿素濃縮為了得到顆粒尿素，必須將尿液濃縮至99.75%，因此設(shè)有一段，二段真空濃縮系統(tǒng)。L-103的尿液經(jīng)液位閥LV-

54、1022減壓后，在0.034MPa(A)壓力下膨脹進(jìn)入真空預(yù)濃縮系統(tǒng)V-104，閃蒸后氣相送往真空冷凝液系統(tǒng)，液相經(jīng)E-113加熱分解甲銨后，收集在下部L-104內(nèi)，經(jīng)P-106送蒸發(fā)系統(tǒng)。來自P-106的尿液經(jīng)LIC-1023控制送往E-114，由E-114出來的氣液混和物再進(jìn)入V-107氣液分離后，氣體被L-105真空系統(tǒng)抽走。一同抽走的還有V-104氣相。分離后的液相進(jìn)入二段真空蒸發(fā)系統(tǒng)的E-115，操作壓力為0.003MPa(A)，氣液混和物進(jìn)入V-108分離，分離后的氣體被L-106真空系統(tǒng)抽走，液相收集在L-107，經(jīng)P-108送造粒系統(tǒng)，一、二段蒸發(fā)所需熱量由0.34MPa(G)

55、蒸汽提供。第76頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明第77頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明8.4尿素造粒 來自P-108的熔融尿素經(jīng)LV-1025控制送往造粒噴頭 L-109，L-109的轉(zhuǎn)速控制在180-290rpm，離開L-109的顆粒尿素與冷空氣逆向接觸，使之固化，落在造粒塔底部的尿素經(jīng)刮料機(jī)送往皮帶系統(tǒng)最后去成品包裝。第78頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明第79頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期

56、三 尿素包裝工 藝 流 程 框 圖成品尿素散 庫(kù)包裝系統(tǒng)站臺(tái)汽車外運(yùn)火車外運(yùn)第80頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明8.5工藝?yán)淠禾幚韥碜哉舭l(fā)真空系統(tǒng)的含有NH3、CO2、H2O、ur的工藝?yán)淠菏占赥-102，以及來自整個(gè)工藝系統(tǒng)的密閉排放收集在T-104中后經(jīng)P-116泵送往 T-102，T-102中的工藝?yán)淠航?jīng)P-114送往C-102，在送入C-102之前經(jīng)C102下塔出來的152的解吸水在E-116、E-117進(jìn)行了預(yù)熱，由于工藝?yán)淠褐泻心蛩?，因此?jīng)C-102塔初步將工藝?yán)淠褐械陌苯馕?，由P-115送往R-102進(jìn)行

57、水解，R-102、C-102出來氣體與V-103的氣體混和在一起，經(jīng)E-107、E-108冷凝后回收進(jìn)入V-106，由R-102出來的水解液經(jīng)E-118冷卻后，在液位調(diào)節(jié)閥的控制下進(jìn)入C-102下塔進(jìn)一步氣提脫除殘余NH3、CO2。第81頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明C-102的氣提蒸汽為0.49MPa(G)的增壓蒸汽，其流量由FV-1015控制，在R-102中尿素的水解，所需的熱量由3.7MPa(G)的蒸汽提供，其流量由FV-1016控制。已凈化的工藝?yán)淠簭腃-102底出來作為E-116、E-117的熱源，再經(jīng)P-117送往界區(qū)外

58、供水車間。第82頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明第83頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明8.6蒸汽系統(tǒng)從界區(qū)來的蒸汽一路作為DSTK-101的驅(qū)動(dòng)蒸汽，一路作為R-102中尿素水解用蒸汽，此蒸汽等級(jí)為3.7MPa(G)，370來自DSTK-101的抽汽壓力為2.35MPa(G)溫度為323的過熱蒸汽，去V-109飽和，產(chǎn)生2.17MPa(G)的飽和蒸汽，此蒸汽用作E-101加熱和產(chǎn)生0.49MPa(G),158增壓蒸汽。在E-105產(chǎn)汽不夠用時(shí)，可通過PV-1047補(bǔ)汽，等級(jí)為0.

59、34MPa(G),147，此蒸汽廣泛用于加熱，抽一、二段真空，伴熱，保溫，吹掃，以及蒸汽富余時(shí)，給透平注汽作功等。8.7沖洗管網(wǎng)來自界區(qū)的脫鹽水進(jìn)入V-110，液位由LV-1035A/B控制，從V-110來的脫鹽水經(jīng)P-110升壓后，分別由PV-1042，第84頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明PV-1045控制，產(chǎn)生0.9MPa(G)，2.25MPa(G)的低壓及中壓沖洗水，另外從P-110出口再經(jīng)P-111升壓，由PV-1044控制產(chǎn)生17.5MPa(G)的高壓沖洗水。8.8二氧化碳?jí)嚎s流程8.8.1 二氧化碳?xì)怏w流程從界區(qū)送來的壓力

60、大于0.14MPa(A)溫度為35的CO2氣體經(jīng)切斷閥進(jìn)入一段入口分離器V111，分離掉氣體中的水份后，進(jìn)入壓縮機(jī)一段壓縮至0.59MPa、180，然后進(jìn)入一段冷卻器E119，在進(jìn)冷卻器之前，向氣體中加入一部分鈍化空氣，使含氧量為CO2總量的.250.35%（V），在E119中，氣體被冷卻到42后，經(jīng)一段分離器V124分離水份后進(jìn)入壓縮機(jī)二段進(jìn)行壓縮到2.425MPa、194后，進(jìn)入二段冷卻器E120，氣體冷卻到42，進(jìn)入到二段分離器第85頁(yè)，共113頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)17分，星期三十四、尿素裝置詳細(xì)工藝流程說明V125，分離出氣體中水份后，進(jìn)入高壓缸三段繼續(xù)壓縮。在三段入口之