CN103145635B - 三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺及系统，解决了现有三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺尿素合成转化率降低，产能下降，消耗增加，甚至导致尿素系统水平衡紊乱，无法正常运行的问题。技术方案包括，由三聚氰胺生产装置的尾气出口引出的含NH3及CO2的低压尾气送入喷射器，经喷射器加压至0.3MPa(A)~7 MPa(A)后喷出送入中压吸系统。本发明系统包括三聚氰胺生产装置，所述三聚氰胺生产装置的尾气出口经喷射器与尿素装置中的中压回收系统连接。本发明工艺具有流程短、投资省、能耗低、运行成本低的优点；本发明系统结构简单、易于操作、节能降耗、安全可靠、对环境友好。

Description

三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺及系统
技术领域
本发明涉及一种以三聚氰胺生产工艺及系统，具体的说是三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺及系统。
背景技术
目前世界上主流的三聚氰胺生产工艺都是以尿素（颗粒或熔融尿素）为原料，其化学反应方程式为:
6CO(NH2)2＝C3N6H6+3CO2+6NH3
通过反应方程式可以计算出每生产1kmol三聚氰胺消耗6kmol的尿素，同时放出6kmol的NH3和3kmol的CO2，因此如何有效的回收放出的NH3和CO2就成为降低三聚氰胺成本的重要途径，也是环境保护的需要。用尿素聚合反应生产三聚氰胺的工艺，因氨和二氧化碳正好是合成尿素的原料，因此将聚合过程脱出一部分氨和二氧化碳再返回尿素生产装置，实现三聚氰胺、尿素联产是既可行且经济的方法。
对于三聚氰胺装置产生的尾气由于压力较低（约0.3MPa(A)），一般是在0.3MPa(A)压力下，先在吸收塔里用水洗涤吸收生成稀甲铵液，然后送入尿素装置的中压或低压回收系统而进行回收，或直接将尾气送至低压（0.3MPa(A)）回收系统回收。
由于尾气压力低，无论采用何种方式送入尿素装置进行回收，其带入系统的水量都很高，将导致尿素合成转化率降低，产能下降，消耗增加，甚至导致尿素系统水平衡紊乱，无法正常运行。
另一方面，用于生产尿素的尿素装置无论是采用CO2汽提法工艺、氨气提法工艺、ACES工艺、水溶液全循环法或热循环法等各种尿素生产工艺，其合成系统压力通常较高，如氨气提法工艺中汽提塔出口的含甲铵的尿素溶液其压力约为14.6MPa(G)，在进入后续中压回收系统时，需要进行降压（通常利用调节阀进行降压）以满足中压回收系统的压力要求，但是这种降压过程实际上也是对系统能量的损耗，不利于节能降耗。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种流程短、投资省、易于操作、能耗低、运行成本低的三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺。
本发明还提供一种用于上述工艺的系统简单、节能降耗、安全可靠的三聚氰胺生产装置的尾气回收系统。
本发明系统包括三聚氰胺生产装置及尿素装置，所述三聚氰胺生产装置的尾气出口经喷射器与尿素装置中的中压回收系统连接。
所述喷射器的驱动介质进口与尿素装置中的高压合成系统连接。
所述高压合成系统与中压回收系统之间还连接有调节阀，所述调节阀与喷射器并联。
所述三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺包括：由三聚氰胺生产装置的尾气出口引出的含NH3及CO2的低压尾气送入喷射器，经喷射器加压至0.3MPa(A)～7MPa(A)后喷出送入尿素装置的中压回收系统。
所述喷射器的驱动介质为尿素装置中的高压合成系统中生产或副产的工艺物料，所述驱动介质的压力为13MPa(A)～25MPa(A)。
所述工艺物料为高压合成系统中生产或副产的工艺气体或尿素溶液。
本发明利用喷射器将来自三聚氰胺装置的低压尾气升压并带入中压回收系统而联产尿素，从而彻底解决直接将低压尾气带入尿素生产装置中导致水量高、尿素合成转化率降低，产能下降，消耗增加，甚至导致尿素系统水平衡紊乱，无法正常运行的问题。
为了降低带入尿素系统的水量，首先必须提高尾气（即低压尾气）的吸收压力。如何提高进入中压吸系统的尾气压力，发明人进行了大量研究，若采用压缩机对三聚氰胺尾气压缩升压，然后再送入中压吸系统，则尾气中的氨和二氧化碳在压缩或冷却过程中容易生成甲铵或碳铵结晶，存在堵塞管道、危及压缩机的安全运行的问题，而且使用压缩机的投资大，能耗高，不适用于实际的工业应用。而采喷射器对低压尾气进行升压则不存在生成生铵或碳铵结晶的问题，是更为可靠、安全的办法。
进一步的，尿素生产装置的高压合成系统为高压，其生成的工艺物料（如尿素溶液或工艺气体）具有相应的静压能，以该具有高压的工艺物料作为驱动介质送入喷射器中为尾气升压，具有以下多个优点：（1）有效利用了尿素装置的高压合成系统中工艺物料的自身压力（是原本准备经调节阀释放的压力），不另外耗能，有效低了生产成本，达到系统能源循环利用的目的；（2）替代传统的用压缩机来使尾气增压的方法，投资省、消耗低、系统安全性高、操作维护简单；（3）高压合成系统中生成的尿素溶液或工艺气体（主要成份为含CO2、NH3、H2O及惰性气体的混合气体），本来的流向就是中压回收系统，现在以此为驱动介质，利用其自身的压力将尾气升压并带入中压回收系统，不会对系统造成任何不利的影响。
进一步的，通过设置与喷射器并联的调节阀，在非正常情况下（如没有三聚氰胺尾气进入时或尿素生产装置开车、停车阶段等）工艺物料仍可经原调节阀去中压回收系统，保证系统稳定性和安全性。
尿素生产工艺可以为CO2汽提法工艺、氨气提法工艺、ACES工艺、水溶液全循环法或热循环法等，所述尿素生产装置为用于现有尿素生产的常规装置，通常包括高压合成系统、和中压和/或低压吸收系统。这里，本发明所述的尿素生产装置至少包括高压合成系统和中压回收系统。
有益效果：
本发明工艺具有流程短、投资省、能耗低、运行成本低的优点。本发明系统结构简单、易于操作、节能降耗、安全可靠、对环境友好。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图暨系统图。
图2为本发明实施例2的工艺流程图暨系统图。
其中，1-汽提塔、2-喷射器、2.1-尾气进口、2.2-驱动介质进口、2.3-喷射口、3-中压分解塔、4-调节阀、5-尿素合成塔、6-三聚氰胺生产装置。
具体实施方式
参见图1，本发明系统包括依次连接的尿素装置的高压合成系统、调节阀4和中压回收系统，三聚氰胺生产装置6的尾气出口经喷射器2与尿素生产装置中的中压回收系统连接。所述喷射器2与调节阀4并联，包括尾气进口2.1、驱动介质进口2.2、喷射口2.3，所述尾气进口2.1与三聚氰胺生产装置6的尾气出口连接，所述驱动介质进口2.2与高压合成系统的物料出口或工艺气体出口连接，所述喷射口2.3与中压回收系统3连接。参见图1，氨汽提法工艺和CO2汽提法工艺中，所述高压合成系统至少包括汽提塔1，所述中压回收系统至少包括中压分解塔3或精馏塔、以及吸收塔（图中未示出）；参见图2，所述水溶液全循环法工艺中高压合成系统至少包括尿素合成塔5，所述中压回收系统至少包括中压分解塔3及吸收塔（图中未示出）。
工艺实施例1：
以采用氨汽提法工艺生产尿素为例，正常工况下，从汽提塔1出来的压力约14.6MPa(G)，温度为204℃的尿素溶液（也可为工艺气体）作为驱动介质进入喷射器2的驱动介质进口2.2，同时来自三聚氰胺生产装置6的含NH3和CO2的低压尾气进入喷射器2的尾气进口2.2，经喷射器2减压到1.8MPa(G)的尿素溶液和经喷射器2减压到1.8MPa(G)的低压尾气同时由喷射口2.3混合后喷出一起进入中压分解塔3进行中压分解，由中压分解塔3塔顶得到的中压分解气进入中压回收系统的其它工序，最终返回尿素合成系统而联产尿素；塔底流出的尿素溶液去下一工序。
采用本发明工艺与压缩机增压的方法比较，以年产5万吨三聚氰胺为例，每小时可节电约1800kWh，每年（按8000h计）可节省用电14400000kWh，按每kWh电0.5元计算，每年可节省运行费用约720万元，经济效益非常明显，而且一次性投资也低。
在非正常工况下（如没有低压尾气进入，或者是尿素生产装置开车、停车阶段）时，从汽提塔1出来的压力为14.6MPa(G)，温度为204℃的尿素溶液仍可经原有的调节阀4进入中压分解塔3。
实施例2
与实施例1不同的是：在水溶液全循环法尿素生产工艺中，高压合成系统中采用尿素合成塔5替代汽提塔1。
本发明方法可适用于多种尿素生产工艺，所述喷射器2的驱动介质的压力为13MPa(A)～25MPa(A)，要求驱动介质的压力必须高于来自三聚氰胺生产装置6的含NH3和CO2的低压尾气的压力，喷射器2输出的压力可根据具体尿素装置的中压回收系统的操作压力进行合理调节，优选经喷射器加压至1.7MPa(A)～2.0MPa(A)。其它工艺条件参见具体的尿素生产工艺。

Claims (2)

1.一种三聚氰胺生产装置的尾气回收系统，包括三聚氰胺生产装置及尿素装置，其特征在于，所述三聚氰胺生产装置的尾气出口经喷射器与尿素装置中的中压回收系统连接，所述喷射器的驱动介质进口与尿素装置中的高压合成系统连接，所述高压合成系统与中压回收系统之间还连接有调节阀，所述调节阀与喷射器并联。
2.一种三聚氰胺生产装置的尾气回收工艺，其特征在于，由三聚氰胺生产装置的尾气出口引出的含NH3及CO2的低压尾气送入喷射器，经喷射器加压至0.3MPa(A)～7MPa(A)后喷出送入尿素装置的中压回收系统，所述喷射器的驱动介质为尿素装置中的高压合成系统中生产或副产的工艺物料，所述驱动介质的压力为13MPa(A)～25MPa(A)，所述工艺物料为高压合成系统中生产或副产的工艺气体或尿素溶液。
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