CN102267754A - 低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置 - Google Patents
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Abstract
低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置，属于尿素生产技术领域，用于对现有尿素水解装置的改造或新建，本发明工艺流程由碳铵液槽、水解泵、高效换热器、水解塔、二段分解塔、二循一冷凝器、二循二冷凝器、回流液泵、二甲泵、氨水泵以及连接以上设备的管线、控制流量、液位、压力、温度的调节阀和相关阀门及仪表系统组成。本发明将含氨、尿素的工艺冷凝液在蒸汽加热条件下，尿素彻底分解，氨和CO2彻底蒸出，水解废液中含氨≤5ppm、尿素≤3ppm，水解压力控制0.7-1.5MPa。本发明解决了现有尿素蒸汽不能满足深度水解需要、水解废液中尿素水解不彻底、不达标问题，既完全达到了环保排放标准，又减少了尿素、氨的排放，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及尿素生产，采用0.9-1.5MPa低压蒸汽对尿素含氨、尿素工艺冷凝液及合成氨装置含氨废水进行深度水解并与尿素低压设备进行联合操作的工艺技术方法和生产装置，属于尿素生产技术领域。
背景技术
目前，我国小尿素工艺冷凝液原设计经解吸塔解吸后，废液中氨含量≤0.07％，尿素含量1.2-1.5％，然后进行排放。自尿素运行30多年来，随着生产能力的提高以及设备没有系统考虑进行改造，造成一段蒸发分离器、二段蒸发分离器分离效果不好，造成部分企业碳铵液中尿素含量高达3％以上，因此给解吸带来较大难度，造成解吸结果很难达到设计要求，更达不到排放指标，最终排出系统，造成环境污染，同时造成氨和尿素白白的排掉，消耗增加、成本升高。特别是现在和未来，在原料价格高涨、尿素价格较低的形势下，造成企业市场竞争能力下降，亏损或倒闭。
目前，国内尿素装置工艺冷凝液的处理，主要采用中压深度水解和低压气提水解工艺，均为较早引进的技术。中压水解采用2.2Mpa-3.8Mpa蒸汽，低压水解采用1.3Mpa蒸汽，其目的都是回收废液中的氨和尿素，使排放液中的氨和尿素含量降到10ppm以下，以降低消耗和达到国家污水排放标准。但是，这两种技术存在不少缺点，如：与现有尿素系统所需蒸汽压力不相同，造成不同压力等级的外供蒸汽系统，使尿素装置和操作复杂化，且部分企业又不具备高压蒸汽；技术没有完全吸收掌握，达不到设计效果；投资高；蒸汽消耗高、冷量消耗高等。
因此，本发明为了克服以上缺点，发明了使用现有尿素系统0.9-1.5MPa蒸汽且与现有尿素低压设备进行联合操作的低压深度水解工艺技术方法和生产装置。
发明内容
本发明的目的就是为解决现有水解技术装置的缺点，发明了低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置，用于改造现有尿素水解装置或新建，以简化操作，提高水解效果，回收水解气热量，降低尿塔返水量，提高转化率，降低消耗。同时，杜绝废水对环境的影响。
为使现上述目的，低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置，其特征在于包括以下步骤：
1、由碳铵液槽来的含氨、二氧化碳、尿素的碳铵液，通过水解泵加压，送往高效换热器，与水解塔底部排出的170-200℃的高温水解废液进行换热，温度升到150-185℃进入水解塔顶部加料塔盘，经过水解塔由上到下的塔盘与塔底来的混合热气体充分接触，最后流入塔底，通过塔底加入的蒸汽进一步加热，温度升到170-200℃，使尿素彻底分解，然后高温水解废液经高效换热器回收热量后温度降至60℃左右排出本装置，碳铵液量由调节阀控制；
2、水解塔解吸出的氨、二氧化碳连同水蒸汽通过塔盘由下到上，在水解塔顶部经塔顶加入的回流液冷却，气体温度降至130-155℃，经水解压力调节阀控制进入二段分解塔的填料段，与110℃左右的尿液进行传热传质，使出二段分解塔的水解气温度降至115℃左右，再进入二循一冷进行冷凝，水解塔压力由调节阀控制在0.7-1.5MPa；
3、水解塔顶的回流液可来自二循一冷凝器或二循二冷凝器或外界浓度较高的氨水，通过回流液泵或二甲泵或氨水泵加压至2.0Mpa左右，由回流液调节阀或回流液泵变频器控制，调节出气温度130-155℃，稳定水解气的组成；
4、加入水解塔的蒸汽量由蒸汽调节阀进行控制，以保障水解废液中的氨≤5ppm、尿素≤3ppm；
5、水解塔的液位由液位调节阀进行控制；
6、水解气体在二循一冷凝器、二循二冷凝器冷凝吸收后，未冷凝气体由低压压力调节阀控制去尾吸塔；
7、水解气体在二循一冷凝器、二循二冷凝器冷凝吸收后，由二甲泵、氨水泵回收到中压吸收系统；
8、本技术方法生产装置的运行由仪表系统进行控制；
9、在上述的工艺方法中，低压深度水解设备与尿素低压设备进行联合工艺生产的操作；
10、在上述的工艺方法中，所述步骤6未冷凝的气体为氨、二氧化碳、空气、水蒸气。
为实现上述目的，本发明所采用的生产装置技术方案的特征为：
低压深度水解尿素联合工艺技术方法所采用的生产装置，包括碳铵液槽、水解泵、高效换热器、水解塔、二段分解塔、二循一冷凝器、二循二冷凝器、回流液泵、二甲泵、氨水泵、以及连接以上设备的管线、控制流量、液位、压力、温度的调节阀及相关阀门和仪表系统组成，低压深度水解设备与尿素低压设备联合为一个整体装置，且由仪表系统控制本技术方法生产装置的运行。
附图说明
附图1为本发明的实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图1说明本发明的工艺流程和具体实施方式：
1、由碳铵液槽(1)来的含氨、二氧化碳、尿素的碳铵液，通过水解泵(2)加压，送往高效换热器(3)，与水解塔(4)底部排出的170-200℃的高温水解废液进行换热，温度升到150-185℃进入水解塔(4)顶部加料塔盘，经过水解塔(4)由上到下的塔盘与塔底来的混合热气体充分接触，最后流入塔底，通过塔底加入的蒸汽进一步加热，温度升到170-200℃，使尿素被彻底分解，然后高温水解废液经高效换热器(3)回收热量后温度降至60℃左右排出本装置，碳铵液量由调节阀(T1)控制；
2、水解塔(4)解吸出的氨、二氧化碳连同水蒸汽通过塔盘由下到上，在水解塔(4)顶部经塔顶加入的回流液冷却，气体温度降至130-155℃，经水解压力调节阀(T4)控制进入二段分解塔(5)的填料段，与110℃左右的尿液进行传热传质，使出二段分解塔(5)的水解气温度降至115℃左右，再进入二循一冷进行冷凝，水解塔(4)压力由调节阀(T4)控制在0.7-1.3MPa；
3、水解塔(4)顶的回流液可来自二循一冷凝器(6)或二循二冷凝器(7)或外界浓度较高的氨水，通过回流液泵(8)或二甲泵(9)或氨水泵(10)加压至2.0Mpa左右，由回流液调节阀(T3)或回流液泵变频器控制加入，来控制水解塔出气温度130-155℃，稳定水解气的组成；
4、加入水解塔(4)的蒸汽量由蒸汽调节阀(T2)进行控制，以保障水解废液中的氨≤5ppm、尿素≤3ppm；
5、水解塔(4)的液位由液位调节阀(T5)进行控制；
6、水解气体在二循一冷凝器(6)、二循二冷凝器(7)冷凝吸收后，未冷凝气体由低压压力调节阀(T6)控制去尾吸塔；
7、水解气体在二循一冷凝器(6)、二循二冷凝器(7)冷凝吸收后，由二甲泵(9)、氨水泵(10)回收到中压吸收系统；
8、本技术方法生产装置的运行由仪表系统(11)进行控制；
9、在上述的工艺方法中，低压深度水解设备与尿素低压设备进行联合工艺生产的操作。
为实现上述目的，本发明所采用的生产装置技术方案的特征为：
低压水解尿素联合工艺技术方法所采用的生产装置，包括碳铵液槽(1)、水解泵(2)、高效换热器(3)、水解塔(4)、二段分解塔(5)、二循一冷凝器(6)、二循二冷凝器(7)、回流液泵(8)、二甲泵(9)、氨水泵(10)以及连接以上设备的管线、控制碳铵液量调节阀(T1)、蒸汽调节阀(T2)、回流液调节阀(T3)、水解压力调节阀(T4)、水解塔液位液位调节阀(T5)、低压压力调节阀(T6)及相关阀门和仪表系统(11)组成，且由仪表系统(11)控制本技术方法生产装置的运行。
Claims (4)
1.低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置，其特征在于：所述的低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置包括以下步骤：
1)、由碳铵液槽来的含氨、二氧化碳、尿素的碳铵液，通过水解泵加压，送往高效换热器，与水解塔底部排出的170-200℃的高温水解废液进行换热，温度升到150-185℃进入水解塔顶部加料塔盘，经过水解塔由上到下的塔盘与塔底来的混合热气体充分接触，最后流入塔底，通过塔底加入的蒸汽进一步加热，温度升到170-200℃，使尿素彻底分解，然后高温水解废液经高效换热器回收热量后温度降至60℃左右排出本装置，碳铵液量由调节阀控制；
2)、水解塔解吸出的氨、二氧化碳连同水蒸汽通过塔盘由下到上，在水解塔顶部经塔顶加入的回流液冷却，气体温度降至130-155℃，经水解压力调节阀控制进入二段分解塔的填料段，与110℃左右的尿液进行传热传质，使出二段分解塔的水解气温度降至115℃左右，再进入二循一冷进行冷凝，水解塔压力由调节阀控制在0.7-1.5MPa；
3)、水解塔顶的回流液可来自二循一冷凝器或二循二冷凝器或外界浓度较高的氨水，通过回流液泵或二甲泵或氨水泵加压至2.0Mpa左右，由回流液调节阀或回流液泵变频器控制，调节出气温度130-155℃，稳定水解气的组成；
4)、加入水解塔的蒸汽量由蒸汽调节阀进行控制，以保障水解废液中的氨≤5ppm、尿素≤3ppm；
5)、水解塔的液位由液位调节阀进行控制；
6)、水解气体在二循一冷凝器、二循二冷凝器冷凝吸收后，未冷凝气体由低压压力调节阀控制去尾吸塔；
7)、水解气体在二循一冷凝器、二循二冷凝器冷凝吸收后，由二甲泵、氨水泵回收到中压吸收系统；
8)、本技术方法生产装置的运行由仪表系统进行控制。
2.根据权利要求1所述的低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置，其特征在于：低压深度水解尿素联合工艺生产装置包括碳铵液槽、水解泵、高效换热器、水解塔、二段分解塔、二循一冷凝器、二循二冷凝器、回流液泵、二甲泵、氨水泵、以及连接以上设备的管线、控制流量、液位、压力、温度的调节阀及相关阀门和仪表系统组成，低压深度水解设备与尿素低压设备联合为一个整体装置，且由仪表系统控制本技术方法生产装置的运行。
3.根据权利要求1所述的低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置，其特征在于：所述步骤6中未冷凝的气体为氨、二氧化碳、空气、水蒸气。
4.根据权利要求1或2所述的低压深度水解尿素联合工艺技术方法及生产装置，其特征在于：低压深度水解设备与尿素低压设备联合为一个整体装置。
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