二氧化碳汽提

一）.液氨與二氧化碳的壓縮和凈化:1.液氨升壓液氨來自合成氨裝置，經(jīng)液氨過濾器和液氨緩沖槽進(jìn)入高壓液氨泵的入口。高壓液氨泵是電動往復(fù)柱塞泵，并帶變頻調(diào)速，可以在一定負(fù)荷范圍內(nèi)變化，并設(shè)有副線以備開停車及倒泵用。高壓液氨送到高壓噴射器作為噴射物料，將高洗滌來的甲銨液帶入高壓冷凝器高壓液氨泵以及高壓液氨泵出口以后管線均有安全閥，以保證裝置備安全。2、二氧化碳的壓縮和凈化從合成氨裝置來的二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)過C02液滴分離器進(jìn)入脫硫脫氫裝置，脫去二氧化碳?xì)怏w中的硫等雜質(zhì)后，進(jìn)入中壓二氧化碳加熱器，開車時有中壓蒸汽在開工加熱器中將CO2溫度提高到150°C,以利于脫氫反應(yīng)器中脫氫反應(yīng)的進(jìn)行。脫氫反應(yīng)器內(nèi)裝鉑系催化劑。脫氫后氣體經(jīng)冷卻、分離返回二氧化碳壓縮機(jī)四段入口。脫氫的目的是防止高洗滌器排出氣發(fā)生爆炸。在脫氫反應(yīng)中H2被氧化為H20。脫氫后二氧化碳含氫及其它可燃?xì)怏w小于50PPM,脫硫脫氫后的二氧化碳?xì)怏w在進(jìn)入二氧化碳壓縮機(jī)經(jīng)一段壓縮冷卻，二段壓縮后，直接長距離送尿素。（二）合成和氣提合成塔內(nèi)設(shè)有十一塊篩板，形成類似幾個串聯(lián)的反應(yīng)器，塔板的作用是防止物料在塔內(nèi)返混。物料從塔底至塔頂，設(shè)計停留時間約一小時。二氧化碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)58%以上。尿素合成反應(yīng)液從塔內(nèi)上升到正常液位，經(jīng)過溢流管從塔下出口排出，經(jīng)過液位控制閥進(jìn)入汽提塔上部，再經(jīng)塔內(nèi)液體分配器均勻地分配到每一根汽提管中。沿管壁成液膜下降。由塔下部導(dǎo)入的二氧化碳?xì)怏w，在管內(nèi)與合成反應(yīng)液逆流相遇。管間以蒸汽加熱，合成反應(yīng)液中過剩氨及未轉(zhuǎn)化甲銨液將被汽提蒸出和分解，從塔頂排出。尿液及少量未分解的甲銨從塔底排出。塔底液位控制在220mm左右，以防止二氧化碳?xì)怏w隨著液體流入低壓分解工段造成低壓設(shè)備超壓。從汽提塔頂排出的氣體，與新鮮氨及高壓洗滌器來的甲銨液一起進(jìn)入高壓甲銨冷凝器頂部高壓冷凝器是一個管殼式換熱器。物料走管內(nèi)，管間走水用以副產(chǎn)蒸汽，根據(jù)副產(chǎn)壓力高低，可以調(diào)節(jié)氨和二氧化碳的冷凝程度。但要保留一部分氣體在合成塔內(nèi)冷凝，以便補(bǔ)償在合成塔內(nèi)甲銨轉(zhuǎn)化為尿素所需熱量，而達(dá)到自熱平衡。所以把控制副產(chǎn)蒸汽壓力作為控制合成塔溫度壓力的條件之一。從合成塔頂排出的氣體，進(jìn)入高壓洗滌器。在這里將氣體中的氨和二氧化碳用加壓后的低壓吸收段的甲氨冷凝吸收，然后經(jīng)高壓冷凝器再返回合成塔。不冷凝的惰性氣體和一定數(shù)量的氨氣，自高壓洗滌器排出高壓系統(tǒng)，經(jīng)低壓吸收塔后放空至大氣。從合成塔至高壓洗滌器的管道，除設(shè)備有安全閥外，還裝有分析取樣閥。通過對氣相的分析，測得氣相中氨、二氧化碳和惰性氣體含量，從而可以判斷合成塔的操作是否正常。在高壓洗滌器中，NH3和C02進(jìn)一步冷凝回收。在高壓洗滌器下部設(shè)有換熱段。采用調(diào)溫水來冷卻，調(diào)溫水在密閉循環(huán)系統(tǒng)中取走高壓洗滌器甲銨的生成熱與冷凝熱，此熱量在調(diào)溫水循環(huán)冷卻器中用冷水移去。未冷凝的氣體進(jìn)入上部填料段，被高壓甲銨泵從循環(huán)工序送來的甲銨液進(jìn)行洗滌回收NH3和CO2。洗滌后的氣體經(jīng)冷凝液吸收凈化后放空。所生成的甲氨液從高壓洗滌器溢流入高壓噴射器，再經(jīng)高壓冷凝器返回合成塔。（三）、循環(huán)來自汽提塔底部的尿素—甲銨溶液，經(jīng)過氣提塔的液位控制閥減壓,氣—液混合物噴到精餾塔頂，精餾塔上部為填料塔，下部為分離器。經(jīng)過填料段下落的尿素—甲銨液流入循環(huán)加熱器，甲銨進(jìn)一步分解，而后進(jìn)入精餾塔下部的分離器分離。液體經(jīng)液位控制閥流入閃蒸槽，氣體上升到精餾塔填料段，精餾后的氣體導(dǎo)出精餾塔，送到浸沒式低壓甲銨冷凝器進(jìn)行吸收，吸收時產(chǎn)生的熱量，被冷凝器中冷卻水帶走。此冷卻水被低壓甲銨冷凝器循環(huán)水泵送低壓甲銨冷凝器循環(huán)冷卻水冷卻。氣液混合物從浸沒式低壓甲銨冷凝器上部溢流到低壓甲銨冷凝液位槽，另一部分液體從液位槽底導(dǎo)出。經(jīng)高壓甲銨泵升壓，送入高壓洗滌器頂部。未能被吸收的惰性氣體，經(jīng)常壓吸收塔進(jìn)行尾氣常壓吸收。四）、尿液蒸發(fā)尿液進(jìn)到閃蒸槽，離開閃蒸槽的尿液濃度約為73%（質(zhì)量）流入尿液貯槽。尿液經(jīng)尿液貯槽由尿素溶液泵送到一段蒸發(fā)器，尿素溶液濃度從深縮到重量，閃蒸和一段蒸發(fā)真空度，由一段蒸發(fā)噴射器獲得。一段蒸發(fā)器的氣液混合物流入一段蒸發(fā)分離，分離后氣相進(jìn)入一段蒸發(fā)冷凝器冷凝，一段蒸發(fā)冷凝排出的冷凝液流至氨水槽。（五）、解吸和水解蒸發(fā)冷凝液含有一定量的氨、少量二氧化碳和少量尿素。經(jīng)真空大氣腿流入氨水槽。氨水槽內(nèi)用隔板分為三個間隔（二小一大）。各間隔之間在下部有孔連通。因此，液位相同但不完全相混。大間隔用來儲存工廠排放液或沖洗的工藝液體。一段蒸發(fā)冷凝液流入第一小間隔后，一路用低壓吸收塔給料泵送往低壓吸收塔；另一路由解吸給料泵經(jīng)過解吸塔換熱器，送到第一解吸塔上部，解吸出氨和二氧化碳。解吸塔的操作壓力為出第一解吸塔的液體，經(jīng)水解塔給料泵加壓經(jīng)水解塔換熱器換熱后，進(jìn)入水解塔的上部。使液體中所含的少量尿素水解成氨和二氧化碳。氣相進(jìn)入第一解吸塔上部，進(jìn)入第二解吸塔上部，從液相中解吸出來的氨和二氧化碳及水蒸汽，直接導(dǎo)入第一解吸塔的下部，與第一解吸塔進(jìn)行質(zhì)熱交換。冷凝液一部分作為回流液回流到第一解吸塔頂部，進(jìn)行質(zhì)熱交換。以減少出塔氣相的水含量，另一部分冷凝液，送到低壓甲銨冷凝器。未被冷凝的氣體進(jìn)入常壓吸收塔,進(jìn)一步回收氨和二氧化碳后放空。在第二解吸塔解吸后液體含氨小于5ppm,尿素小于5ppm。經(jīng)解吸塔換熱器換熱和廢水冷卻器冷卻后送出界區(qū)排放生產(chǎn)原理尿素是通過液氨和氣體二氧化碳的合成來完成的，在合成塔D201中，氨和二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨脫水生成尿素和水，這個過程分兩步進(jìn)行。-w8A-?5j;n.}第一步：2NH3+C02=NH2C00NH4+Q第二步：NH4COONH2=CO（NH2）2＋H2O－Q第一步是放熱的快速反應(yīng)，第二步是微吸熱反應(yīng)，反應(yīng)速度較慢，它是合成尿素過程中的控制反應(yīng)。工藝流程：尿素裝置工藝主要包括：CO2壓縮和脫氫、液氨升壓、合成和氣提、循環(huán)、蒸發(fā)、解吸和水解以及大顆粒造粒等工序。+d0S/n'}）{6\-S#Z二氧化碳壓縮和脫氫2~）L2W+\#t從合成氨裝置來的CO2氣體，經(jīng)過CO2液滴分離器與來自空壓站的工藝空氣混合（空氣量為二氧化碳體積4%），進(jìn)入二氧化碳壓縮機(jī)。二氧化碳出壓縮機(jī)三段進(jìn)脫硫、脫氫反應(yīng)器，脫氫反應(yīng)器內(nèi)裝鉑系催化劑，操作溫度：入口±150°C，出口W200°C。脫氫的目的是防止高壓洗滌器可燃?xì)怏w積聚發(fā)生爆炸。在脫氫反應(yīng)器中H2被氧化為H2O,脫氫后二氧化碳含氫及其它可燃?xì)怏w小于50ppm,經(jīng)脫硫、脫氫后，進(jìn)入壓縮機(jī)四段、五段壓縮，最終壓縮到14.7MPa（絕）進(jìn)入汽提塔。4a%D'c3?0x*O-vZ二氧化碳壓縮機(jī)設(shè)有中間冷凝器和分離器，二氧化碳壓縮機(jī)壓縮氣體設(shè)有三個回路，以適應(yīng)尿素生產(chǎn)負(fù)荷的變化，多余的二氧化碳由放空管放空。c'l*l液氨升壓液氨來自合成氨裝置氨庫，壓力為2.3MPa（絕），溫度為20C，進(jìn)入液氨過濾器，經(jīng)過濾后進(jìn)入高壓氨泵的入口,液氨流量在一定的范圍內(nèi)可以自調(diào),并設(shè)有副線以備開停車及倒泵用.主管上裝有流量計?液氨經(jīng)高壓氨泵加壓到18.34MPa（絕），高壓液氨泵是電動往復(fù)式柱塞泵，并帶變頻調(diào)速器，可在20—110%的范圍內(nèi)變化，在總控室有流量記錄，從這個記錄來判斷進(jìn)入系統(tǒng)的氨量，以維持正常生產(chǎn)時的原料N/C（摩爾比）為2.05:1。高壓液氨送到高壓噴射器，作為噴射物料，將高壓洗滌器來的甲銨帶入高壓冷凝器，高壓液氨泵前后管線均設(shè)有安全閥，以保證裝置設(shè)備安全。*ZE'n!H!p;h"B合成和汽提生產(chǎn)原理：合成塔、氣提塔、高壓甲銨冷凝器和高壓洗滌器四個設(shè)備組成高壓圈，這是本工藝的核心部分，這四個設(shè)備的操作條件是統(tǒng)一考慮的，以期達(dá)到尿素的最大產(chǎn)率和最大限度的熱量回收。*Q*Q:_:N$W;M7w從高壓冷凝器底部導(dǎo)出的液體甲銨和少量的未冷凝的氨和二氧化碳，分別用兩條管線送入合成塔底，液相加氣相物料N/C（摩爾比）為2.9—3.2，溫度為165—172°C。合成塔內(nèi)設(shè)有11塊塔板，形成類似幾個串聯(lián)的反應(yīng)器，塔板的作用是防止物料在塔內(nèi)返混。物料從塔底至塔頂，設(shè)計停留時間1小時，二氧化碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)58%，相當(dāng)于平衡轉(zhuǎn)化率90%以上。尿素合成反應(yīng)液從塔內(nèi)上升到正常液位，溫度上升到180—185°C,經(jīng)過溢流管從塔下出口排出，經(jīng)過合成塔出液閥（HPV2201）汽提塔上部，再經(jīng)塔內(nèi)液體分配器均勻地分配到每根氣提管中，沿管壁成液膜下降，分配器液位高低，起著自動調(diào)節(jié)各管內(nèi)流量的作用，尿液在氣提管均勻分配并在內(nèi)壁形成液膜下降，內(nèi)壁液膜是非常重要的，否則氣提管將遭到腐蝕，由塔下部導(dǎo)入的二氧化碳?xì)怏w，在管內(nèi)與合成反應(yīng)液逆流相遇，氣提管外以蒸汽加熱，合成反應(yīng)液中過剩氨及未轉(zhuǎn)化的甲銨將被氣提氣蒸出和分解，從塔頂排出，尿液及少量未分解的甲銨從塔底排出，氣提塔出液溫度控制在165--174C之間。塔底液位控制在40--80%左右，以防止二氧化碳?xì)怏w隨著液體流至低壓分解工段造成低壓設(shè)備超壓。從氣提塔頂排出185—189C的氣體，與新鮮氨及高壓洗滌器來的甲銨液在14.22MPa（絕）下混合一起進(jìn)入高壓冷凝器頂部。高壓冷凝器是一個管殼式換熱器，物料走管內(nèi)，管間走水用以副產(chǎn)蒸汽，根據(jù)副產(chǎn)蒸汽壓力高低，可以調(diào)節(jié)氨和二氧化碳的冷凝程度。但要保留一部分氣體在合成塔內(nèi)冷凝以便補(bǔ)償在合成塔內(nèi)甲銨轉(zhuǎn)化為尿素所需熱量，而達(dá)到自熱平衡。所以把控制副產(chǎn)蒸汽壓力作為控制合成塔溫度、壓力的條件之一。生成的甲銨，已冷凝的和未冷凝的氨和二氧化碳被導(dǎo)入到合成塔的底部，在這里，發(fā)生了甲銨轉(zhuǎn)化為尿素、氨和二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨兩個最主要的反應(yīng)，轉(zhuǎn)化和加熱合成塔中的溶液所需的熱量由附加的氨和二氧化碳的冷凝熱來提供。e3u"p"G$L,_#r從合成塔頂排出的氣體，溫度約為180—185C，進(jìn)入高壓洗滌器，在這里將氣體中的氨和二氧化碳用加壓后的低壓吸收段的甲銨液冷凝吸收，然后