CN104477939B - 一种低压水解工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低压水解工艺，其包括以下步骤：A.碳铵液物料由解析泵加压后送到碳铵液预热器(1)，被加热后进入水解系统；B.出中压水解汽提塔(3)的废液在尿液预加热器(4)换热，再进入气体预热器(2)换热回收热量，最后到碳铵液预热器(1)进行换热，温度降低以后送出界区，被加热的碳铵液物料送到中压水解汽提塔(3)的给料塔板；C.进塔碳铵液物料在塔内向下流动，经过塔板被向上流动的气流加热，尿素被水解成甲铵，甲铵又被分解成氨气和二氧化碳，进塔物料中的游离氨也被蒸发；D.NH3、CO2、H2O、空气和惰性气体从中压水解汽提塔(3)顶部出来作为汽提气返回低压系统。本发明可减少蒸汽压力设备投资、降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及尿素生产，具体涉及一种低压水解工艺，属于水解技术领域。
背景技术
在尿素生产过程中，来自尿素系统的碳铵液被收集到碳铵液储槽以后，传统的老的解析工艺是在通过解析塔底部通过蒸汽加热以后氨和二氧化碳被蒸出以后在塔顶出口气相加一冷凝器和系统一吸冷却器的脱盐水换热以后温度控制在120-125℃,压力控制在0.3-0.35MPa送到二段吸收系统与来自二分塔的二分气相混合以后进入二循一冷和二冷进行吸收后循环到系统得到回收。随着技术的发展及环保形势的日益严峻，逐步诞生了低压解析与中压水解串联的技术，但需要的蒸汽压力设备投资及能耗较高。
发明内容
本发明的目的是解决现有尿素生产工艺中水解技术存在的上述缺点和不足，可以减少蒸汽压力设备投资、降低能耗。
为实现上述目的，本发明提供一种低压水解工艺，其特征在于包含以下步骤：
A.来自尿素系统的碳铵液物料，被收集到碳铵液储槽以后，由解析泵加压后送到碳铵液预热器，被加热后进入水解系统；
B.出中压水解汽提塔的废液首先与来自尿素合成塔出口中压预分离器的尿液在尿液预加热器换热，然后再进入气体预热器与来自界区外二氧化碳压缩机三段进口的二氧化碳气体及来自中压分解回收系统的的防腐空气混合气体进行换热回收热量，最后到碳铵液预热器与中压汽提塔进料碳铵液物料进行换热，温度降低以后送出界区，被加热的碳铵液物料送到中压水解汽提塔的给料塔板；
C.进塔碳铵液物料在塔内向下流动，经过中压水解汽提塔汽提段的每一块泡罩塔塔板被向上流动的气流加热，当溶液被加热后，尿素被水解成甲铵，甲铵又被分解成氨气和二氧化碳，进塔物料中的游离氨也被蒸发，在泡罩塔塔板上，物料与来自塔板下的二氧化碳、蒸汽和氨气直接接触，由液相汽提成气相；
D.NH3、CO2、H2O、空气和惰性气体从中压水解汽提塔顶部出来通过自调阀减压后进入低压汽提塔底部，作为汽提气返回低压系统。
步骤A中，所述碳铵液在所述碳铵液预热器中被加热到100-125℃。
步骤B中，出中压水解汽提塔的废液温度在185℃。
步骤B中，所述二氧化碳气体温度为40℃、压力为13Kg/Cm2所述防腐空气温度为40℃，压力为18Kg/Cm2。
步骤B中，被加热的碳铵液物料送到中压水解汽提塔的给料塔板自下而上计数的第41层塔板。
步骤C中，表压12kg/cm2的中压蒸汽提供热量将甲铵分解成氨气和二氧化碳，所述蒸汽在足够的压力下加入到水解器，维持水解器的温度在185-188℃之间。
步骤D中，塔顶出气温度靠碳铵液换热器出口的部分碳铵液控制，顶部出口气相温度在140－145℃。
本申请与现有技术相比具有的有益效果是：
减少蒸汽压力设备投资、降低能耗。本装置每小时处理量30m3/h，每吨碳铵液的蒸汽消耗230Kg/Tc液较中压水解装置(289Kg/Tc液左右)每吨碳铵液节约50kg左右的蒸汽，年创经济效益162万元左右。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的低压水解工艺流程图。
图中，各部分附图标记分别为：1碳氨液预热器、2气体预热器、3中压水解汽提塔、4尿液预加热器。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出一种新的低压水解工艺。其具体工艺流程如下：
来自尿素系统的碳铵液，被收集到碳铵液储槽(未示出)以后，由解析泵加压后送到碳铵液预热器1，被加热到100-125℃进入水解系统。
出中压水解汽提塔3的废液(底部物料)温度在185℃左右，首先与来自尿素合成塔出口中压预分离器的尿液在尿液预加热器4换热，然后再进入气体预热器2与来自界区外二氧化碳压缩机三段进口的二氧化碳气体(温度40℃,压力13Kg/Cm2)及来自中压分解回收系统的的防腐空气(温度40℃，压力18Kg/Cm2)混合气体进行换热回收热量，最后到碳铵液预热器1与中压汽提塔进料碳铵液进行换热，温度被降至50-70℃以后送出界区(可作为蒸发冷及循环水补水用)。通过热交换，热量的回收大大降低了蒸汽消耗。被加热的物料送到中压水解汽提塔3的给料塔板第41层(自下而上计数)塔板。
中压水解汽提塔3里同时发生尿素的水解及解析(即汽提)，特别是尿素水解后生成甲铵，进一步分解成氨气和二氧化碳气体。反应化学方程式为：
CO(NH2)2(aq)+H2O(l)→H2N-CO-ONH4+2NH4(V)+CO2(g)
水解反应在液相发生，此时液相温度为182℃，对应的操作压力为10.5kg/cm2(表压).甲铵生成后被溶解于液相中。12kg/cm2(表压)的中压蒸汽提供热量将甲铵分解成氨气和二氧化碳。蒸汽在足够的压力下加入到水解器，维持水解器的温度在185-188℃之间。水解汽提塔加入CO2的目的是促进塔内残余的氨除去。在水解塔里注入空气，以确保有足够的氧气使中压水解汽提塔3内钝化及防腐。
进塔物料在塔内向下流动，经过中压水解汽提塔3汽提段的每一块泡罩塔塔板被向上流动的气流加热。当溶液被加热后，尿素被水解成甲铵，甲铵又被分解成氨气和二氧化碳，进塔物料中的游离氨也被蒸发。在泡罩塔塔板上，物料与来自塔板下的二氧化碳、蒸汽和氨气直接接触，由液相汽提成气相。
NH3、CO2、H2O、空气和惰性气体从中压水解汽提塔3顶部出来通过自调阀减压后进入低压水解汽提塔底部，作为汽提气返回低压系统。塔顶出气温度靠碳铵液换热器出口的部分碳铵液控制，顶部出口气相温度在140－145℃左右。
采用本工艺后，每小时处理量30m3/h，每吨碳铵液的蒸汽消耗230Kg/Tc液较中压水解装置(289Kg/Tc液左右)每吨碳铵液节约50kg左右的蒸汽，年创经济效益162万元左右。
上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或更改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均包含在本发明的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种低压水解工艺，其特征在于包含以下步骤：
A.来自尿素系统的碳铵液物料，被收集到碳铵液储槽以后，由解析泵加压后送到碳铵液预热器(1)，被加热后进入水解系统,所述碳铵液在所述碳铵液预热器(1)中被加热到100-125℃；
B.出中压水解汽提塔(3)的废液首先与来自尿素合成塔出口中压预分离器的尿液在尿液预加热器(4)换热，然后再进入气体预热器(2)与来自界区外二氧化碳压缩机三段进口的二氧化碳气体及来自中压分解回收系统的的防腐空气混合气体进行换热回收热量，最后到碳铵液预热器(1)与由解析泵加压后送到碳铵液预热器(1)的碳铵液物料进行换热，温度降低以后送出界区，被加热的碳铵液物料送到中压水解汽提塔(3)的给料塔板，其中，出中压水解汽提塔(3)的废液温度在185℃，所述二氧化碳气体温度为40℃、压力为13kg/cm2，所述防腐空气温度为40℃，压力为18kg/cm2；
C.进塔碳铵液物料在塔内向下流动，经过中压水解汽提塔(3)汽提段的每一块泡罩塔塔板被向上流动的气流加热，当溶液被加热后，尿素被水解成甲铵，甲铵又被分解成氨气和二氧化碳，进塔物料中的游离氨也被蒸发，在泡罩塔塔板上，物料与来自塔板下的二氧化碳、蒸汽和氨气直接接触，由液相汽提成气相，其中，表压12kg/cm2的中压蒸汽提供热量将甲铵分解成氨气和二氧化碳，所述蒸汽在足够的压力下加入到水解器，维持水解器的温度在185-188℃之间；
D.NH3、CO2、H2O、空气和惰性气体从中压水解汽提塔(3)顶部出来通过自调阀减压后进入低压汽提塔底部，作为汽提气返回低压系统。
2.根据权利要求1所述的低压水解工艺，其特征在于：步骤B中，被加热的碳铵液物料送到中压水解汽提塔(3)的给料塔板自下而上计数的第41层塔板。
3.根据权利要求1所述的低压水解工艺，其特征在于：步骤D中，塔顶出气温度靠碳铵液换热器出口的部分碳铵液控制，顶部出口气相温度在140－145℃。
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Date of cancellation: 20200522 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Zhumadian Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENAN JUNHUA DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2019980000247 |
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Effective date of registration: 20220507 Granted publication date: 20170118 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
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Date of cancellation: 20220613 Granted publication date: 20170118 |