[發(fā)明專利]水溶液全循環(huán)尿素雙節(jié)能增產(chǎn)新工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210069212.6
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN103304448A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慶鋒;張魯君
• 申請（專利權(quán)）人: 王慶鋒;張魯君
• 主分類號: C07C273/04
• 分類號: C07C273/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高水溶液全循環(huán)尿素生產(chǎn)能力和降低蒸汽消耗的工藝方法，具體說，是對水溶液全循環(huán)尿素裝置的高壓系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能增產(chǎn)改造的新工藝。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)中小型尿素裝置大部分采用斯塔米卡邦公司上世紀(jì)五十年代的水溶液全循環(huán)工藝技術(shù)。該技術(shù)存在能耗高、工藝操作可控性差和工藝事故發(fā)生幾率高等問題。傳統(tǒng)的水溶液全循環(huán)尿素生產(chǎn)工藝，合成壓力20MPa、合成溫度188℃、合成進(jìn)料NH₃/CO₂為3.8～4.2、H₂0/CO₂比為0.65～0.7，合成塔CO₂單程轉(zhuǎn)化率62～66％，每噸尿素蒸汽消耗為1.2～1.6噸，裝置單產(chǎn)尿素產(chǎn)量低。本發(fā)明人克服了傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)尿素生產(chǎn)工藝的缺點，開發(fā)了工藝流程簡單、操作控制方便、尿素蒸汽消耗降低、單套裝置產(chǎn)量大的水溶液全循環(huán)尿素雙節(jié)能增產(chǎn)新工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種水溶液全循環(huán)尿素裝置高壓系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能增產(chǎn)改造的新工藝，它是在現(xiàn)有水溶液全循環(huán)尿素裝置的高壓系統(tǒng)增加高壓設(shè)備，設(shè)備地面布置，占地面積小，安裝簡單。采用本發(fā)明的新工藝可使原水溶液全循環(huán)尿素裝置生產(chǎn)能力提高50～100％，蒸汽消耗大幅度下降，而改造費用僅相當(dāng)于新建裝置的30～35％。

本發(fā)明包含有第一節(jié)能反應(yīng)器1、尿素合成塔2(原尿素合成塔)、汽提塔3、第二節(jié)能反應(yīng)器4的水溶液全循環(huán)尿素裝置雙節(jié)能增產(chǎn)新工藝(見圖1)，其特征在于，在現(xiàn)有水溶液全循環(huán)尿素裝置高壓系統(tǒng)內(nèi)：

(1)增加一臺第一節(jié)能反應(yīng)器1，此設(shè)備分為物料混合區(qū)12、熱能利用區(qū)13和合成反應(yīng)區(qū)14三部分。在物料混合區(qū)12，來自管口5的二氧化碳經(jīng)高效混合器11和來自管口6的液氨、管口7的甲銨液充分混合，熱能利用區(qū)13利用甲銨反應(yīng)熱副產(chǎn)0.7～0.9MPaG低壓蒸氣，物料進(jìn)入合成反應(yīng)區(qū)14生成尿素混合物，第一節(jié)能反應(yīng)器1的出料含有尿素、甲銨、水、過剩氨及少量惰性氣體的氣液混合物送入尿素合成塔2底部；尿素合成塔2操作壓力20～21MPaG，操作溫度188～190℃，進(jìn)料NH₃/CO₂分子比3.4～3.6，H₂O/CO₂分子比為0.1～0.4％，CO₂單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)70％以上；尿素合成塔2的操作溫度通過調(diào)節(jié)第一節(jié)能反應(yīng)器1副產(chǎn)低壓蒸汽壓力實現(xiàn)。

(2)增加一臺汽提塔3，尿素合成塔2頂部出料分兩路，一路富含氧的惰性氣體通過限流孔板減壓至13.5～14.5MPaG經(jīng)管9送至汽提塔3底部，作為汽提塔3鈍化防腐的氧源；一路含有尿素、甲銨、水、過剩氨的氣液混合物減壓至13.5～14.5MPaG送至汽提塔3的頂部，經(jīng)槽盤式液體分布器31使液體均布分配并沿列管內(nèi)壁自上而下呈膜狀流動，殼側(cè)以2.2～2.4MPaG的蒸汽加熱，高壓分解分離出大部分未轉(zhuǎn)化尿素的甲銨和過剩氨，汽提塔3底部出液減壓至1.7～1.8MPaG經(jīng)管口8送中壓分解系統(tǒng)，汽提塔3頂部出氣含有氨、二氧化碳、水和富含氧的惰性氣體送入第二節(jié)能反應(yīng)器4底部；汽提塔列管材質(zhì)為OOCr₂₅Ni₂₂Mo₂，管內(nèi)壁有0.7mm的襯里，襯里材質(zhì)為Zr。

(3)增加一臺第二節(jié)能反應(yīng)器4，設(shè)備內(nèi)部分為物料混合區(qū)42、熱能利用區(qū)43和合成反應(yīng)區(qū)44三部分，物料混合區(qū)42設(shè)有高效混合器41，合成反應(yīng)區(qū)44設(shè)有水平流混合板45，汽提塔3頂部出氣經(jīng)高效混合器41和來自管口7的甲銨液在物料混合區(qū)42充分混合，物料經(jīng)過熱能利用區(qū)43利用甲銨反應(yīng)熱副產(chǎn)0.7～0.9MPaG低壓蒸氣再進(jìn)入合成反應(yīng)區(qū)44，第二節(jié)能反應(yīng)器4出液減壓至1.7～1.8MPaG經(jīng)管口8送中壓分解系統(tǒng)。第二節(jié)能反應(yīng)器4的操作壓力為13.5～14.5MPaG，操作溫度175～185℃，進(jìn)料NH₃/CO₂分子比4.8～5.2，H₂0/CO₂分子比為1.48～1.52，CO₂單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)55-65％以上；第二節(jié)能反應(yīng)器4的操作溫度通過調(diào)節(jié)副產(chǎn)低壓蒸汽壓力實現(xiàn)。