CN203373296U - 一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及的一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，包括有高压系统和低压系统，还包括有中压分解吸收装置，中压分解吸收装置中设置有中压汽提分解塔，在精馏段的塔体侧壁上设置有尿素溶液进口，在加热段的壳侧设置蒸汽进口和冷凝液出口，加热段的底部设置有CO2气体进口，塔体顶部和塔体底部分别设置有分解塔气相出口和尿素溶液出口；尿素溶液进口分别与高压系统中的合成塔下液和高压汽提塔的出液相连通；通过本技术方案，克服了二氧化碳汽提工艺增产技术的瓶颈，增设了中压系统，生产效率大幅提高，使尿素产能也得到大幅提升，各项能耗指标相应下降，较好的解决氮肥企业因合成氨扩产后尿素产能不足的矛盾，可使尿素产能提高50%以上。

Description

一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置
技术领域
本实用新型涉及一种尿素中压分解吸收和真空预浓缩技术，特别是涉及一种一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置。
背景技术
尿素是用液氨和二氧化碳气体在170～185℃和13.5～14.5MPa条件下按下列反应式生成。
        2NH3（气）+CO2 （气）NH2COONH4 （液）                 （1）。
           NH2COONH4 （液） CO（NH2）2（液）+H2O（液）        （2）。
在第一个反应式中，二氧化碳和氨生成甲铵，反应快且放热；在第二个反应式中，甲铵脱水生成尿素和水，反应慢且吸热。
在现有技术中，二氧化碳汽提尿素装置受高压系统的限制，特别是高压汽提塔的约束，其设计负荷为正常值的70%-115%，当超过设计最大值时，汽提效率会大幅下降，汽提塔液位会剧烈波动，高压系统超压，气相带液；当低于设计最小值时，汽提塔会发生偏流，甲铵液不能在汽提管均匀分布成膜，设备腐蚀加剧，引发危险。
在现有技术中，二氧化碳汽提工艺只设置了高压合成系统和低压循环系统，虽然总体流程相对较短，但是操作弹性小，增产扩能潜力十分有限。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，通过本技术方案，克服了二氧化碳汽提工艺增产技术的瓶颈，提供一种设备投资较低，收效明显的尿素生产中压分解吸收技术与利用甲铵反应热的真空浓缩技术，使尿素产能得到大幅提升，各项能耗相应下降。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，包括有高压系统和低压系统，还包括有中压分解吸收装置，所述中压分解吸收装置中设置有中压汽提分解塔，所述中压汽提分解塔的塔体上部是精馏段，塔体下部为加热段，在精馏段的塔体侧壁上设置有尿素溶液进口，在加热段的壳侧设置蒸汽进口和冷凝液出口，所述加热段的底部设置有CO2 气体进口，塔体顶部和塔体底部分别设置有分解塔气相出口和尿素溶液出口；所述尿素溶液进口分别与高压系统中的合成塔下液和高压汽提塔的出液相连通；所述CO2 气体进口与CO2  压缩机相连，所述尿素溶液出口与低压系统中尿素精馏塔相连。
所述中压分解吸收装置中设置有立式中压甲铵冷凝器和中压甲铵冷凝器液位槽，所述立式中压甲铵冷凝器的进口与中压汽提分解塔上的分解塔气相出口相连，所述中压甲铵冷凝器液位槽的进口与立式中压甲铵冷凝器的出口相连，中压甲铵冷凝器液位槽的液相出口和气相出口分别与高压系统中高压甲铵泵和低压系统中的低压甲铵冷凝器相连。
所述中压分解吸收装置中设置有中压洗涤塔和两个卧式中压甲铵冷凝器，两个卧式中压甲铵冷凝器相串接，所述中压洗涤塔的液相出口和气相出口分别与卧式中压甲铵冷凝器和低压系统中的低压吸收塔相连，所述中压汽提分解塔的分解塔气相出口与两个相串连连接的卧式中压甲铵冷凝器相连，所述卧式中压甲铵冷凝器的液相出口与高压系统中高压甲铵泵相连接。
所述中压分解吸收装置中设置有中压调温水冷却器和中压调温水泵，所述中压调温水冷却器和中压调温水泵相串接，串接后的两端分别与立式中压甲铵冷凝器的两个热交换端或卧式中压甲铵冷凝器的热交换端相连接。
所述中压分解吸收装置中设置有真空预浓缩换热器、真空预浓缩分离器和真空预浓缩冷凝器，所述真空预浓缩换热器的管程进口和管程出口分别与低压系统中的精馏塔和真空预浓缩分离器相连，所述真空预浓缩分离器的气相出口与真空预浓缩冷凝器相连，所述真空预浓缩分离器的液相出口与一段蒸发系统相连，所述真空预浓缩换热器的壳侧入口与中压汽提分解塔的分解塔气相出口相连，所述真空预浓缩换热器壳侧出口与立式中压甲铵冷凝器的气相入口或中压甲铵冷凝器的气相入口相连。
采用上述技术方案后的有益效果是：一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，通过本技术方案，克服了当前二氧化碳汽提工艺增产技术的瓶颈，增设了中压设备，生产效率大幅提高，使尿素产能也得到大幅提升，各项能耗指标相应下降，较好的解决氮肥企业因合成氨扩产后尿素产能不足的矛盾，可使尿素产能提高50%以上。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的整体结构示意图。
图2为本实用新型实施例二的整体结构示意图。
图中，1中压汽提分解塔、2塔体、3精馏段、4加热段、5尿素溶液进口、6 CO2 气体进口、7分解塔气相出口、8尿素溶液出口、9合成塔、10高压汽提塔、11 CO2  压缩机、12尿素精馏塔、13中压甲铵冷凝器、14中压甲铵冷凝器液位槽、15高压甲铵泵、16低压吸收塔、17中压洗涤塔、19中压洗涤塔给料泵、20卧式中压甲铵冷凝器、21中压调温水冷却器、22中压调温水泵、23真空预浓缩换热器、24真空预浓缩分离器、25真空预浓缩冷凝器。26蒸汽进口、27冷凝液出口、28一段蒸发系统。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型中具体实施例作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型涉及的一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，包括有高压系统和低压系统，还包括有中压分解吸收装置，所述中压分解吸收装置中设置有中压汽提分解塔1，所述中压汽提分解塔1的塔体2上部是精馏段3，塔体2下部为加热段4，在精馏段3的塔体2侧壁上设置有尿素溶液进口5，在加热段4的壳侧设置蒸汽进口26和冷凝液出口27，所述加热段4的底部设置有CO2 气体进口6，塔体2顶部和塔体2底部分别设置有分解塔气相出口7和尿素溶液出口8；所述尿素溶液进口5分别与高压系统中的合成塔9下液和高压汽提塔10的出液相连通；所述CO2 气体进口6与CO2 压缩机11相连，所述尿素溶液出口8与低压系统中尿素精馏塔12相连。
所述中压分解吸收装置中设置有立式中压甲铵冷凝器13和中压甲铵冷凝器液位槽14，所述立式中压甲铵冷凝器的进口与中压汽提分解塔上的分解塔气相出口7相连，所述中压甲铵冷凝器液位槽的进口与立式中压甲铵冷凝器的出口相连，中压甲铵冷凝器液位槽的液相出口和气相出口分别与高压系统中高压甲铵泵和低压系统中的低压甲铵冷凝器相连。
所述中压分解吸收装置中设置有中压洗涤塔17和两个卧式中压甲铵冷凝器20，两个卧式中压甲铵冷凝器20相串接，所述中压洗涤塔17的液相出口和气相出口分别与卧式中压甲铵冷凝器20和低压系统中的低压吸收塔16相连，所述中压汽提分解塔1的分解塔气相出口7与两个相串连连接的卧式中压甲铵冷凝器20相连，所述卧式中压甲铵冷凝器20的液相出口与高压系统中高压甲铵泵15相连接。
所述中压分解吸收装置中设置有中压调温水冷却器21和中压调温水泵22，所述中压调温水冷却器21和中压调温水泵22相串接，串接后的两端分别与立式中压甲铵冷凝器13的两个热交换端或卧式中压甲铵冷凝器20的热交换端相连接。
所述中压分解吸收装置中设置有真空预浓缩换热器25、真空预浓缩分离器24和真空预浓缩冷凝器25，所述真空预浓缩换热器25的管程进口和管程出口分别与低压系统中的尿素精馏塔12和真空预浓缩分离器24相连，所述真空预浓缩分离器24的气相出口与真空预浓缩冷凝器25相连，所述真空预浓缩分离器24的液相出口与一段蒸发系统相连28，所述真空预浓缩换热器23的壳侧入口与中压汽提分解塔1的分解塔气相出口7相连，所述真空预浓缩换热器壳23侧出口与立式中压甲铵冷凝器13的气相入口或卧式中压甲铵冷凝器20的气相入口相连。
本实用新型中，增加了 1.7~2.0MPa的中压分解吸收系统，在蒸发系统前增加一个0.07~0.03MPa（A）真空预浓缩工艺，取代了现有技术中的闪蒸槽。

Claims (5)

1.一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，包括有高压系统和低压系统，其特征在于，还包括有中压分解吸收装置，所述中压分解吸收装置中设置有中压汽提分解塔，所述中压汽提分解塔的塔体上部是精馏段，塔体下部为加热段，在精馏段的塔体侧壁上设置有尿素溶液进口，在加热段的壳侧设置蒸汽进口和冷凝液出口，所述加热段的底部设置有CO2 气体进口，塔体顶部和塔体底部分别设置有分解塔气相出口和尿素溶液出口；所述尿素溶液进口分别与高压系统中的合成塔下液和高压汽提塔的出液相连通；所述CO2 气体进口与高压系统中的CO2 压缩机相连，所述尿素溶液出口与低压系统中尿素精馏塔相连。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，其特征在于，所述中压分解吸收装置中设置有立式中压甲铵冷凝器和中压甲铵冷凝器液位槽，所述立式中压甲铵冷凝器的进口与中压汽提分解塔上的分解塔气相出口相连，所述中压甲铵冷凝器液位槽的进口与立式中压甲铵冷凝器的出口相连，中压甲铵冷凝器液位槽的液相出口和气相出口分别与高压系统中高压甲铵泵和低压系统中的低压甲铵冷凝器相连。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，其特征在于，所述中压分解吸收装置中设置有中压洗涤塔和两个卧式中压甲铵冷凝器，两个卧式中压甲铵冷凝器相串接，所述中压洗涤塔的液相出口和气相出口分别与卧式中压甲铵冷凝器和低压系统中的低压吸收塔相连，所述中压汽提分解塔的分解塔气相出口与两个相串连连接的卧式中压甲铵冷凝器相连，所述卧式中压甲铵冷凝器的液相出口与高压系统中高压甲铵泵相连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，其特征在于，所述中压分解吸收装置中设置有中压调温水冷却器和中压调温水泵，所述中压调温水冷却器和中压调温水泵相串接，串接后的两端分别与立式中压甲铵冷凝器的两个热交换端或卧式中压甲铵冷凝器的热交换端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳汽提尿素的增产节能装置，其特征在于，所述中压分解吸收装置中设置有真空预浓缩换热器、真空预浓缩分离器和真空预浓缩冷凝器，所述真空预浓缩换热器的管程进口和管程出口分别与低压系统中的精馏塔和真空预浓缩分离器相连，所述真空预浓缩分离器的气相出口与真空预浓缩冷凝器相连，所述真空预浓缩分离器的液相出口与一段蒸发系统相连，所述真空预浓缩换热器的壳侧入口与中压汽提分解塔的分解塔气相出口相连，所述真空预浓缩换热器壳侧出口与立式中压甲铵冷凝器的气相入口或中压甲铵冷凝器的气相入口相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114409573A (zh) * 2022-01-05 2022-04-29 中国五环工程有限公司 改进的低能耗co2汽提法尿素工艺

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