CN111635338A - 二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置和生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尿素装置与三聚氰胺装置联产技术领域，是一种二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置和生产方法，前者包括尿素装置汽提塔、闪蒸槽、预浓缩器、中压精馏塔、中压甲铵冷凝器、精馏塔和尿液槽。本发明相比于现有二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产工艺而言，增加了闪蒸槽、中压精馏塔、预浓缩器和中压甲铵冷凝器，通过工艺改进，不仅将含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液中的尿素含量由62%至65%提升至77%至80%，使后续工序蒸发造粒系统负荷明显减轻，蒸汽用量减少，达到节能作用，而且能使尿素高压系统的转化率、气提效率未受影响。
Description
技术领域
本发明涉及尿素装置与三聚氰胺装置联产技术领域，是一种二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置和生产方法。
背景技术
目前CO2气提工艺尿素装置是以CO2气体和液氨为原料，经过高压合成、低压分解回收以及真空浓缩、造粒等工序加工成固体尿素产品。
三聚氰胺工艺路线主要分为高压法和低压法两种。低压法工艺由于运行周期短、产品质量差等缺点，产能已经逐渐被高压法取代。高压法三聚氰胺生产中利用尿素为原料，生产三聚氰胺的同时副产含NH3和CO2的中压尾气（2.5MPa，160℃），而NH3和CO2又是尿素生产的原料，因此将高压法三聚氰胺装置与尿素装置联产是企业效益最大化的必然选择。
三聚氰胺装置副产尾气（三胺尾气）中含有约40%NH3、50%CO2和10%H2O（体积百分比）。虽然NH3和CO2是尿素生产原料，但是如果直接进入尿素装置低压系统，会造成现有低压系统因负荷过高和冷凝吸收不完全而超压和放空量大；如直接进入高压系统，由于现有装置中的高压甲铵冷凝器已满负荷运行，因而会导致高压系统超压或尿素装置减负荷运行。尿素生产中需要严格控制水碳比指标，三聚氰胺尾气中含有约10%的水进入尿素装置后，将直接影响尿素装置（尿素高压系统）的物料平衡，转化率、气提效率都会相应下降。
发明内容
本发明提供了一种二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置和生产方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产技术存在三聚氰胺尾气中的水进入尿素装置后，造成尿素高压系统的转化率、气提效率下降的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置，包括尿素装置汽提塔、闪蒸槽、预浓缩器、中压精馏塔、中压甲铵冷凝器、精馏塔和尿液槽，尿素装置汽提塔的出液端与闪蒸槽的进液端连通，在预浓缩器内设置有高温加热通道，闪蒸槽的出气端与预浓缩器的高温加热通道第一进气端连通，在预浓缩器的高温加热通道第二进气端连通有三胺尾气管线，闪蒸槽的出液端与中压精馏塔的进液端连通，中压精馏塔的出液端与精馏塔的进液端连通，精馏塔的出液端与预浓缩器的进液端连通，预浓缩器的出液端与尿液槽进液端连通，预浓缩器的高温加热通道出气端与中压甲铵冷凝器的进气端连通，在靠近预浓缩器的高温加热通道出气端的高温加热通道处连通有第一甲铵液管线，中压甲铵冷凝器的出液端连通有甲铵液出液管线，在中压甲铵冷凝器上连通有第二甲铵液管线。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置的生产方法，按下述方法进行：含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液经尿素装置汽提塔气提后进入闪蒸槽闪蒸，经闪蒸槽闪蒸后，尿素溶液中50%以上的氨气和二氧化碳被闪蒸出来，闪蒸出来的气相与三胺尾气一起进入预浓缩器，闪蒸后得到的含甲铵尿素溶液依序进入中压精馏塔和精馏塔内精馏得到精馏尿素溶液，精馏尿素溶液进入预浓缩器，利用闪蒸槽出的气相和三胺尾气的热量对精馏尿素溶液蒸发浓缩后得到浓缩尿素溶液；同时，通过第一甲铵液管线输送的低压甲铵液吸收闪蒸槽闪蒸出的气相和三胺尾气，然后在中压甲铵冷凝器内继续通过第二甲铵液管线输送的低压甲铵液冷凝吸收闪蒸槽闪蒸出的气相和三胺尾气后生成中压甲铵溶液，中压甲铵溶液经甲铵液出液管线送入尿素高压装置。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述中压精馏塔内尿素溶液中的甲铵分解所需的热量由三聚氰胺装置副产的蒸汽提供。
上述精馏塔内尿素溶液中的甲铵分解所需的热量由尿素装置副产的蒸汽提供。
本发明相比于现有二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产工艺而言，增加了闪蒸槽、中压精馏塔、预浓缩器和中压甲铵冷凝器，通过工艺改进，不仅将含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液中的尿素含量由62%至65%提升至77%至80%，使后续工序蒸发造粒系统负荷明显减轻，蒸汽用量减少，达到节能作用，而且能使尿素高压系统的转化率、气提效率未受影响。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
附图中的编码分别为：1为闪蒸槽，2为预浓缩器，3为中压精馏塔，4为中压甲铵冷凝器，5为精馏塔，6为尿液槽，7为三胺尾气管线，8为第一甲铵液管线，9为甲铵液出液管线，10为第二甲铵液管线，11为尿素高压装置，12为尿素装置汽提塔，13为三胺尾气。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为体积百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1所示，二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置，包括尿素装置汽提塔12、闪蒸槽1、预浓缩器2、中压精馏塔3、中压甲铵冷凝器4、精馏塔5和尿液槽6，尿素装置汽提塔12的出液端与闪蒸槽1的进液端连通，在预浓缩器2内设置有高温加热通道，闪蒸槽1的出气端与预浓缩器2的高温加热通道第一进气端连通，在预浓缩器2的高温加热通道第二进气端连通有三胺尾气管线7，闪蒸槽1的出液端与中压精馏塔3的进液端连通，中压精馏塔3的出液端与精馏塔5的进液端连通，精馏塔5的出液端与预浓缩器2的进液端连通，预浓缩器2的出液端与尿液槽6进液端连通，预浓缩器2的高温加热通道出气端与中压甲铵冷凝器4的进气端连通，在靠近预浓缩器2的高温加热通道出气端的高温加热通道处连通有第一甲铵液管线8，中压甲铵冷凝器4的出液端连通有甲铵液出液管线9，在中压甲铵冷凝器4上连通有第二甲铵液管线10。
本装置相比于现有二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产工艺而言，增加了闪蒸槽1、中压精馏塔3、预浓缩器2和中压甲铵冷凝器4，通过工艺改进，不仅将含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液中的尿素含量（质量百分比）由62%至65%提升至77%至80%，使后续工序蒸发造粒系统负荷明显减轻，蒸汽用量减少，达到节能作用，而且能使尿素高压系统的转化率、气提效率未受影响。
现有工艺中，三胺尾气13如直接并入二氧化碳气提尿素装置，气量较大时极易造成吸收不完全而超压和放空量大，超压时造成尿素装置被迫减负荷运行，放空量大给环保运行带来影响，三胺尾气13中10%的含水量对尿素装置水碳比影响较大，转化率和气提效率相应降低。通过本装置工艺流程，三胺尾气13被完全吸收利用，保证尿素装置产能不变，环保指标不受影响。
三胺尾气13经三胺尾气管线7进入浓缩器2的高温加热通道。
闪蒸槽1：将由尿素装置汽提塔12汽提出来的含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液中的氨气和二氧化碳闪蒸至预浓缩器2。
中压精馏塔3：将经闪蒸槽1闪蒸后得到的含甲铵尿素溶液中的甲铵分解为氨气和二氧化碳，送至中压甲铵冷凝器4被甲铵溶液冷凝吸收。
预浓缩器2：利用闪蒸槽1闪蒸出来的气相和三胺尾气热量将来自精馏塔5的精馏尿素溶液（稀尿素溶液）蒸发提浓。
中压甲铵冷凝器4：以低压甲铵液作为吸收液，将闪蒸槽1闪蒸出来的气相和三胺尾气冷凝吸收生成中压甲铵溶液，返回尿素高压系统参与尿素生产。
实施例2：上述二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置的生产方法，按下述方法进行：含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液经尿素装置汽提塔12气提后进入闪蒸槽1闪蒸，经闪蒸槽1闪蒸后，尿素溶液中50%以上的氨气和二氧化碳被闪蒸出来，闪蒸出来的气相与三胺尾气（40%氨气、50%二氧化碳和10%水）一起进入预浓缩器2，闪蒸后得到的含甲铵尿素溶液依序进入中压精馏塔3和精馏塔5内精馏得到精馏尿素溶液，精馏尿素溶液进入预浓缩器2，利用闪蒸槽1出的气相（含氨气和二氧化碳）和三胺尾气的热量对精馏尿素溶液蒸发浓缩后得到浓缩尿素溶液；同时，通过第一甲铵液管线8输送的低压甲铵液吸收闪蒸槽1闪蒸出的气相和三胺尾气，然后在中压甲铵冷凝器4内继续通过第二甲铵液管线10输送的低压甲铵液冷凝吸收闪蒸槽1闪蒸出的气相和三胺尾气后生成中压甲铵溶液，中压甲铵溶液经甲铵液出液管线9送入尿素高压装置11。
采用本实施例2所述生产方法，能将含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液中的尿素含量（质量百分比）由62%至65%提升至77%至80%。
实施例3：上述二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置的生产方法，按下述方法进行：含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液（14MPa，170℃）经尿素装置汽提塔12气提后进入闪蒸槽1闪蒸，经闪蒸槽1闪蒸后，尿素溶液中50%以上的氨气和二氧化碳被闪蒸出来，闪蒸出来的气相（氨气和二氧化碳，2.5MPa，160℃）与三胺尾气13（40%氨气、50%二氧化碳和10%水，2.5MPa，160℃）一起进入预浓缩器2，闪蒸后得到的含甲铵尿素溶液依序进入中压精馏塔3和精馏塔5内精馏得到精馏尿素溶液，精馏尿素溶液进入预浓缩器2，利用闪蒸槽1出的气相（氨气和二氧化碳）和三胺尾气的热量对精馏尿素溶液蒸发浓缩后得到浓缩尿素溶液；同时，通过第一甲铵液管线8输送的低压甲铵液吸收闪蒸槽1闪蒸出的气相和三胺尾气，然后在中压甲铵冷凝器4内继续通过第二甲铵液管线10输送的低压甲铵液冷凝吸收闪蒸槽1闪蒸出的气相和三胺尾气后生成中压甲铵溶液，中压甲铵溶液经甲铵液出液管线9送入尿素高压系统。
采用本实施例3所述生产方法，能将含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液中的尿素含量（质量百分比）由62%提升至79%。
本领域技术人员公知，尿素生产中的副产品为缩二脲，生成缩二脲的主要因素有温度、氨分压和停留时间，在温度指标不变的情况下，本装置及生产方法虽然增加了流程，延长了停留时间，但在此流程和生产方法中，尿素的蒸发浓缩都是在氨分压较高的环境中进行，因此后续生产的得到尿素产品质量不受影响或略有提升。
尿素高压装置11为现有二氧化碳气提尿素装置中的尿素高压系统。中压精馏塔3内尿素溶液中的甲铵分解所需的热量由三聚氰胺装置副产的蒸汽提供。精馏塔5内尿素溶液中的甲铵分解所需的热量由尿素装置副产的蒸汽提供。
低压：P<1．57MPa；中压：1．57MPa≤P<9．81MPa。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (4)
1.一种二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置，其特征在于包括尿素装置汽提塔、闪蒸槽、预浓缩器、中压精馏塔、中压甲铵冷凝器、精馏塔和尿液槽，尿素装置汽提塔的出液端与闪蒸槽的进液端连通，在预浓缩器内设置有高温加热通道，闪蒸槽的出气端与预浓缩器的高温加热通道第一进气端连通，在预浓缩器的高温加热通道第二进气端连通有三胺尾气管线，闪蒸槽的出液端与中压精馏塔的进液端连通，中压精馏塔的出液端与精馏塔的进液端连通，精馏塔的出液端与预浓缩器的进液端连通，预浓缩器的出液端与尿液槽进液端连通，预浓缩器的高温加热通道出气端与中压甲铵冷凝器的进气端连通，在靠近预浓缩器的高温加热通道出气端的高温加热通道处连通有第一甲铵液管线，中压甲铵冷凝器的出液端连通有甲铵液出液管线，在中压甲铵冷凝器上连通有第二甲铵液管线。
2.一种根据权利要求1所述的二氧化碳气提尿素装置与高压法三聚氰胺装置联产的装置的生产方法，其特征在于按下述方法进行：含氨气、二氧化碳、甲铵和水的尿素溶液经尿素装置汽提塔气提后进入闪蒸槽闪蒸，经闪蒸槽闪蒸后，尿素溶液中50%以上的氨气和二氧化碳被闪蒸出来，闪蒸出来的气相与三胺尾气一起进入预浓缩器，闪蒸后得到的含甲铵尿素溶液依序进入中压精馏塔和精馏塔内精馏得到精馏尿素溶液，精馏尿素溶液进入预浓缩器，利用闪蒸槽出的气相和三胺尾气的热量对精馏尿素溶液蒸发浓缩后得到浓缩尿素溶液；同时，通过第一甲铵液管线输送的低压甲铵液吸收闪蒸槽闪蒸出的气相和三胺尾气，然后在中压甲铵冷凝器内继续通过第二甲铵液管线输送的低压甲铵液冷凝吸收闪蒸槽闪蒸出的气相和三胺尾气后生成中压甲铵溶液，中压甲铵溶液经甲铵液出液管线送入尿素高压装置。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于中压精馏塔内尿素溶液中的甲铵分解所需的热量由三聚氰胺装置副产的蒸汽提供。
4.根据权利要求2或3所述的生产方法，其特征在于精馏塔内尿素溶液中的甲铵分解所需的热量由尿素装置副产的蒸汽提供。
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2020
- 2020-06-09 CN CN202010518201.6A patent/CN111635338A/zh active Pending
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