[發明專利]一種生產尿素及純堿的裝置

有效

• 申請號: 201510949114.5
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105601541B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 賈會平
• 申請（專利權）人: 石家莊新華能源環保科技股份有限公司
• 主分類號: C07C273/04
• 分類號: C07C273/04;C07C273/16;C01D7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于化工生產設備技術領域，涉及一種生產尿素及純堿的裝置。

背景技術

尿素是由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物，通常用作植物的氮肥。尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用于生產多種復合肥料。尿素的主要原料是氫氣、氮氣和二氧化碳。現有技術的尿素生產由造氣爐產生的半水煤氣脫碳后，其中大部分的二氧化碳由脫碳液吸收、解吸后，經油水分離器，除去二氧化碳氣體中攜帶的脫碳液，進入二氧化碳壓縮機系統，由壓縮機出來的二氧化碳氣體壓力達到16 Kg后進入尿素合成塔。從合成氨車間氨庫來的液氨進入氨儲罐，經過氨升壓泵加壓進入高壓液氨泵，加壓至20Kg左右，經過預熱后進入甲胺噴射器作為推動液，將來自甲胺分離器的甲胺溶液增壓后混合一起進入尿素合成塔合成尿素。純堿的主要原料是氫氣、氮氣、二氧化碳和氯化鈉飽和溶液。

煤的干餾是煤在隔絕空氣條件下加熱、分解，生成焦炭、煤焦油、粗苯和煤氣等產物的過程。煤氣的主要成分是氫氣、甲烷、一氧化碳和乙烯。煤氣經過變壓吸附和凈化分離得到純凈的氫氣，可以作為合成氨、尿素及純堿的原料。

發明內容

本發明提供一種生產尿素及純堿的裝置，利用煤干餾氣體為原料生產尿素，擴大尿素原料來源，綜合利用煤干餾氣資源，提高尿素生產的靈活性。

本發明生產尿素及純堿的裝置，包括間壁回轉窯，間壁回轉窯設有煤料倉、焦炭冷卻器、進料環、出料環及燒嘴，進料環上設有干餾氣體出口，煤料倉與進料環連接，出料環與焦炭冷卻器連接，其特征是：干餾氣體出口與油氣分離凈化器連接，油氣分離凈化器包括液體出口及氣體出口，液體出口連接到煤焦油儲罐，氣體出口連接到變壓吸附器，變壓吸附器的氫氣出口連接到氨合成反應器；裝置還包括空分器，空分器的氮氣出口連接到氨合成反應器。

裝置設有二氧化碳管網、尿素合成反應器及尿素精制單元，氨合成反應器和二氧化碳管網分別與尿素合成反應器連接，尿素合成反應器出口與尿素精制單元連接。

裝置設有氯化鈉溶液罐、制堿反應器和煅燒爐，制堿反應器設有氨氣入口、鹽液入口、二氧化碳入口、碳酸氫鈉出口和氯化銨出口；氨氣入口與氨合成反應器連接，鹽液入口與氯化鈉溶液罐連接，二氧化碳入口與二氧化碳管網連接，碳酸氫鈉出口與煅燒爐連接，氯化銨出口與氯化銨儲罐連接，煅燒器與純堿罐連接。

間壁回轉窯的窯體由同軸安裝的內環和外環構成，內環的中心為窯膛，內環和外環之間為環形物料通道，所述環形物料通道設有支撐耐材。裝置設有換熱器和鼓風機，窯膛通過窯尾罩與換熱器連接，換熱器與廢氣排放系統連接。鼓風機和空分器的氧氣出口.通過換熱器連接到燒嘴的助燃氣體入口。燒嘴為氣體燃料燒嘴、液體燃料燒嘴或固體燃料燒嘴。變壓吸附器的可燃性氣體出口連接到燒嘴的燃氣入口。

原煤在間壁回轉窯內隔絕空氣加熱（400-1000℃），經過油氣分離凈化器得到的凈煤氣進入變壓吸附單元，將其中的氫氣提出，與空分器得到的氮氣混合通入氨合成反應器得到氨，得到的氨再與二氧化碳管網提供的二氧化碳混合進入尿素合成反應器得到尿素，或者得到的氨與二氧化碳管網提供的二氧化碳及氯化鈉飽和溶液混合進入制堿反應器得到氯化銨及碳酸氫鈉，碳酸氫鈉出口與煅燒爐連接，反應得到純堿。空分器得到的氧氣可以用來助燃間壁回轉窯，實現高溫。該工藝過程可以有效利用二氧化碳，從而實現碳減排。

本發明生產尿素及純堿的裝置以間壁窯煤干餾煤氣為原料，經過變壓吸附制備分離出高純度的氫氣，與空分器分出的氮氣一同進入氨合成反應器制備合成氨，然后與二氧化碳反應合成尿素；或與二氧化碳及氯化鈉飽和溶液混合，得到氯化銨及碳酸氫鈉，碳酸氫鈉出口與煅燒爐連接，反應得到純堿，充分利用了焦化煤氣和二氧化碳資源，開創了氨合成與尿素生產新的途徑，有利于節能減排，提高經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明生產尿素及純堿的裝置的流程示意圖；

圖2為圖1的A-A圖；

其中：

1—鼓風機、2—換熱器、3—廢氣排放系統、4—煤焦油儲罐、5—油氣分離凈化器、6—煤料倉、7—二氧化碳管網、8—變壓吸附器、9—尿素合成反應器、10—氨合成反應器、11—尿素精制單元、12—空分器、13—窯尾罩、14—間壁回轉窯、15—進料環、16—出料環、17—窯頭罩、18—焦炭冷卻器、19—燒嘴、20—干餾氣體出口、21—外環、22—內環、23—環形物料通道、24—支撐耐材、25—窯膛、26—氯化鈉溶液罐、27—制堿反應器、28—煅燒爐。

具體實施方式