[發明專利]尿素合成未反應物循環回收方法及裝置

有效

• 申請號: 202110874598.7
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113416154B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 李公偉;姚元亭;王皓;蔣春華;王迎雅;田云斌;李光
• 申請（專利權）人: 新疆心連心能源化工有限公司
• 主分類號: C07C273/08
• 分類號: C07C273/08;C07C273/16;C07C209/00;C07C209/86;C07C211/04
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

本發明涉及尿素生產技術領域，是一種尿素合成未反應物循環回收方法及裝置，后者包括尿素合成塔、閃蒸槽、預分離器、中壓分解塔、中壓吸收系統、低壓分解塔、中壓噴射器和氨儲存槽；尿素合成塔下部設有二氧化碳氣體進料管，尿素合成塔上部出氣端與閃蒸槽進液端連通有合成液管線；閃蒸槽下部出液端與預分離器進料端連通有一段液相管線。本發明利用閃蒸槽將尿素合成塔未反應物部分閃蒸后氣相物料為驅動介質，通過中壓噴射器將低壓分解塔出氣抽引升壓，進入中壓吸收系統進行吸收，提高吸收反應熱的品位并加以利用，同時取消低壓吸收系統裝備、減少投資，同時達到減少循環冷卻水及電能消耗。

技術領域

本發明涉及尿素生產技術領域，是一種尿素合成未反應物循環回收方法及裝置。

背景技術

我國尿素生產采用水溶液全循環法的較多，該技術在近年來有較大改進，特別是在與三聚氰胺裝置進行聯產等場合擁有其它工藝技術所不具備的優勢。該技術的未反應物回收方法是將尿素合成塔出口物料中未反應的氨和二氧化碳通過減壓加熱從尿素溶液中分解分離出來，然后通過一定量的水吸收成為甲銨液，再用泵加壓返回尿素合成塔。

傳統水溶液全循環法工藝流程如下（以目前最為先進的水溶液全循環工藝——JX節能型尿素工藝為例，該技術已列入國家節能技術推廣目錄）：

出尿素合成塔的混合物料（壓力22MPa）中含有尿素、氨基甲酸銨、游離二氧化碳、過剩氨和水，通過減壓閥減壓到1.8MPa進入預分離器，合成液在此閃蒸，閃蒸出部分氨和二氧化碳的液相進入中壓分解塔，進行加熱分解、分離未反應物，分離出部分未反應物氨、二氧化碳后的液相經調節閥再次減壓至0.35MPa進入低壓分解塔，進行未反應物分離，分離出氨、二氧化碳后，液相尿素溶液（主要成分為67%尿素和水）去尿素溶液蒸發系統，經真空蒸發將尿素溶液濃縮至99%以上，然后熔融尿素去造粒系統形成產品。中壓分解塔分離出的氣相氨、二氧化碳用精洗器的濃氨水和頂部回流氨在中壓吸收系統吸收、反應，形成中壓甲銨液，經高壓甲銨泵加壓后送往尿素合成塔。低壓分解塔分離出的氣相氨、二氧化碳用吸收劑（真空蒸發系統分離出的工藝水）在低壓吸收系統吸收、反應（吸收反應為放熱過程），形成低壓甲銨液，經低壓甲銨泵加壓后與預分離器氣相和中壓分解塔氣相經了甲銨液冷凝器冷卻后混合，進入中壓吸收系統進行吸收、反應（吸收反應為放熱過程），出中壓吸收系統的中壓甲銨液經高壓甲銨泵加壓送往尿素合成塔。

該生產工藝采用多段減壓加熱的方法分離未反應物氨和二氧化碳，氣相氨和二氧化碳逐段用真空系統工藝水吸收成氨基甲酸銨水溶液加以回收，過剩氨則在中壓吸收系統用冷卻水間接冷凝為液氨，通過高壓氨泵送回尿素合成塔。未反應物加熱分解系統壓力越低，對應的吸收系統反應溫度越低，其反應熱品位越低。低壓吸收系統的吸收反應溫度約70℃，反應熱不僅不具備利用價值，相反要消耗大量冷卻水將其熱量移走，造成熱能浪費和水、電等公用工程消耗增加；低壓吸收增加了未反應物返回合成塔的水含量，不利于合成反應的正向進行，造成合成轉化率低，轉化率低合成塔未反應物量增加，導致用于提供未反應物分解、分離過程反應熱的高品位加熱蒸汽消耗量增加。

尿素合成塔出料壓力22MPa經過減壓閥減至1.8MPa，壓力較大，不僅造成壓力能浪費，而且因減壓閥前后壓差較大，閃蒸量大，造成減壓閥沖刷嚴重。

發明內容

本發明提供了一種尿素合成未反應物循環回收方法及裝置，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有低壓吸收系統存在的熱能、水、電浪費，增加了未反應物返回合成塔的水含量，不利于合成反應的正向進行，合成轉化率低的問題，以及減壓閥前后壓差較大，閃蒸量大，造成減壓閥沖刷嚴重的問題。