范文一:尿素的生产工艺
一、生原理
产素尿子式(分NH)2z0C,由液是和二氨氧碳化,在素尿合塔反成应生成铵基甲酸铵甲铵(,其中)部一分脱水生成尿,其素应式为:反
2NH十C023N=HCOON42
H2CN00N4H =HNCO2N2十H20
根据此反应H机理采用,不的压同力温度、氨、碳,比成形种生各产艺。工二
、二化氧汽提碳艺工
二化氧汽碳提艺工荷为斯兰塔米邦卡S(amictboan)司公专技利术,二氧化汽碳提艺特点是合成压力工低氨,比低碳,应反高率不而设压回中收系,流统程短缺。是由于氨碳点低比,反应物料酸性为质介蚀性腐强,较防腐蚀为二在化碳气中添加氧氧较多到0.55%~达.7%0如操,作不在合当成塔顶排气中会产过生氧量与氢爆的性气炸,体故高压在洗涤设有器防爆。在板进型改二氧碳汽提化艺工中为,止防成塔合气排形成炸爆性气,而采取了体将氧化二碳气氢中除的方脱法即氧二化碳缩机压口出体先经过气体气热加将器体气热加,入脱进氢反应(装有器把催剂化,)后然将气体冷却再这,增加了三样高压个备,设加了增资投。在7年0一代些氧二碳化气尿提老厂素进技行改术,采用加双氧造技水进行防术蚀腐,减少了向二化碳气中加氧氧量气使其,达到氧不混氢合炸爆范,该围项技术己到得推广应。用将兹典型二的氧化汽碳提素的尿生流产程绍介如下 :
1.料原液氨和体二氧化气碳的压缩
由外界给供的液,用高压氨泵氨将压提高到力6.1兆帕,经氨加0热进一器加热到7步0,℃入送高喷射器压将,压高涤器洗出来的甲铵液压增一并送,人高冷凝器压的部顶。界由送外来二化碳气氧体经,氧二碳压缩化压机至缩3179兆帕进入其.提塔底部。在压缩机一段汽口,由工入空气鼓风机艺人一定送量气空二到趸 髦计校苟 趸 计髦 泻跻苑醒 栏础?s/pa>
2.n成合和汽提
在高甲压铵凝器上冷送人新部的鲜液氨含,氨有二和化氧碳气的提以气及环循回返系的统铵甲也液1在兆4帕下送,出口入温度为18~160℃,氨7二/氧化为2碳.8~.92换。器用热力0.4兆压温度帕41℃的3沸冷水,物料却的气体中被凝,并冷反生应成甲,放铵冷凝热和生出热,成产0生.4兆帕的汽蒸用,后于工序续。
高压在凝冷器中,氨与使氧二化全碳部生成甲,铵大有78%的氨和约07%二化碳冷氧凝液体成生成,甲的液铵与冷凝的末气体从底部各的管离开高压自铵冷凝甲,器入合进成底塔。部应反在物成合塔内自下上而通过,温度180~在85℃1、力压31.~514.兆0下帕,甲将铵化为转素尿二,化碳氧转率化为5%7~85%,从部溢内管离开流送人提塔。气
在合 塔顶成出气中部氨、除氧二化外碳,有氧还氮、、氢、惰
性气体等送人高压洗涤,。高压洗涤器器下是直部管立壳浸没冷凝器式,器充满内液体气,体泡鼓上通过,向上为部泡鼓。段体出液泡段,鼓部一从分内溢管流返浸没冷凝回段底,一部分外流出去进部喷入射的吸入泵口。出甲铵口液温的保度在持61℃0,为了防止却过冷度管外用热,水却冷热水在,个封闭一加压系统中的用环循水泵循环。从压高洗涤器顶部来出还含氨、二氧化气碳的性气惰进吸入塔,被冷收液凝吸收放后空。送吸收入的冷凝塔是液从水贮氨分别用槽吸塔解给泵及升压料泵经过部加顶料却器送冷人吸塔收的段上料层填,用蒸闪槽凝冷泵将液闪蒸冷凝液送槽下段填人料,在层底塔得的所甲稀铵,部液分回返段下料层填环循吸,收部分送人低洗压涤器中吸收低从甲铵压凝器冷出的来和二氧化氨。碳最甲终铵从低液压洗涤器或收吸液器槽底位进入高部压铵泵,甲压升后高经洗压器返涤回铵甲冷器凝。
高因甲压冷凝器铵的压中要力比压洗高器涤约高.3兆帕,0因此铵甲必须液在高压射器中喷用61.兆0液氨喷射才能返帕回反应系到统中。去 气提塔,亦称高
压热换器交,合从塔成底部出来应反合物混从上部入进下流入管向并以束膜液状态管壁沿向下,流然在16后~175℃5下从底离开。部二从氧化碳缩机来二氧压化碳体气从底进入,部溶将中氨和二氧化液碳出赶实际上,约8有5的氨%及5%7氧二化从碳应混合反物被中提出来气同,也有一时水些发出来蒸,出液体口氨6含%~8。从气提塔顶%出部气来体入高送冷压器凝顶的部。提塔用2气.0帕饱和兆蒸汽进加热行与,工艺体液接相触的子管的温不度高于能20℃,0否则发会生重腐蚀。
3严循.环
离开气提的塔尿素减到压.025~.053帕,兆入送馏精塔。尿液的一部中分铵甲分,解所的热由溶液需本身给,供从而使液的温度溶下降105~11到℃。0液溶精从馏塔底进入循环加器,在此溶液的热温升度到135℃,结果高使铵再甲一次解分。在精馏塔底的分部器中进离液行分离气,气通体过料填升上,下流的被冷液尿所冷却
。出精而塔馏气体的与吸塔解来气体的并进人低压甲一冷铵凝的底部器为了取。走甲生铵热与成凝冷热用温调冷水却而,温调水在又环循水冷却器中冷却这样,可免避却冷水温度低而引起固体过铵生甲成
低压。甲铵凝冷器部顶气液的混物进人液合位,进行槽液气离分大。部甲分液铵循环回低压甲铵冷器凝而一,部从底部抽出分,高用甲铵压泵送高压人涤器的洗顶部。
液从槽位液体中的离分出来的体随气进即低入吸收器被压铵甲液涤,除洗性惰体外全部气体气
被吸下收来,末冷凝的体气离开吸收器部顶放空
。从 馏塔底精出部来的溶减液后进入压闪蒸,槽在液减溶压少量的氨时较同大量蒸从汽溶液逸中,使出液溶温度在从135℃到降9~950,℃得到素尿液浓溶度约为37%,过经大气腿入流液贮尿。槽
.尿液4发蒸与粒造
在蒸发系统中将 素尿溶中的水液蒸发,缩成浓浓度99为7%的.尿液,发蒸用两采段真空蒸发。二段蒸器用发.9兆帕蒸0供汽热此时,液浓溶缩99到.7%。开离段二发蒸底部的尿器素熔,体熔融尿由素送泵造粒塔顶的造粒人喷,喷淋头造粒。颗状尿素从造粒塔粒出来被送底贮往包装。产品尿素含氮≥46.3%存质量(,)二脲≤缩0.%9(质)。量
5.解
在闪蒸吸槽及蒸系统中蒸发发来的出蒸水气冷凝器在中凝后冷含有,量的少尿、氨素二氧化碳和,过大经腿流气人水贮槽。氨蒸发从凝冷来器含有少量的尿和氨素的冷凝流入氨水液槽另一小室,被送到解贮吸塔顶部的
。 解塔吸是浮阀塔进,的液体经入各过塔层板上溢的管流层逐流,从塔底出去下。蒸汽塔底进从入由于液,体与汽蒸逆的流触,接体中的液和二氨氧碳愈化来愈少而,开离顶塔的蒸中含汽有部全吸出来的解和二氧氨碳化及以水气。混蒸气通合调节引人过压冷凝器低将,解吸的和二氨化碳氧循环到回应系反统中。去解塔底部吸来出液的通过体热换与入器溶塔换热后液再,过通底塔液自位控动减压制后送人下水道水,中有尿素0含.2,%氨0.含50%温度,70℃。约尿吨素氨580耗克千。
8年代0进引的素尿装置将吸塔解出水排再经高压水器用高压解汽将蒸水中尿含素和分氨回收,使排水中含解尿和素氢到5×1达—60以下,以用作锅可炉水,用再排不人下道水。三、
新一代进二改氧化碳气工提艺
斯米塔邦公卡司新代改进一二化碳氧气工提艺高对圈压备有些设改变将,来原式立高冷凝器压改为式池卧冷式器凝,布将高压置备的框架降低了。特点是设采用式冷凝池器,原将来式立膜降甲铵式凝冷改为器式卧构结工,介质走艺侧壳低,蒸压走管侧汽壳侧为,高简压内衬31体6,L体筒内U型管束设材质为25-2,-2,2型管U管与板的接焊用内采焊孔即管子不,穿管板过,对管端只头与管板上25-2的22衬-相焊里,施工接度难大。较管内通蒸汽冷入液用凝泵制强循,环用甲铵冷凝反利应热产副低压汽。汽蒸气提卧式在壳侧甲铵的中鼓液泡动冷凝湍收吸大,提大高了铵甲在液甲冷凝器铵的停留中间时,大约有36%的素尿甲在铵冷凝器中生成,可而将尿合成素塔容减积,少低合降塔成的度。高原来由布置高设备高压架由框6米降到358.
5米,随工艺之架也框低降。改了二进氧化碳气尿素合提成塔采了用新高效塔型板,防止塔反内溶应液的返混现,合成塔象容积一较般的二氧碳化体合气成塔少20减%~25。池式%冷凝器为高压设,材备要质求高,设造价也备高,日产0001吨尿装素置设备费,超过1000人万民币是其缺,。点工该艺消指标较先耗进。( 完待未续.......)
、四汽提氨艺工
工该艺是意利大斯那吉姆堤(nSmaP ogettr)i司专利技术。公工其特艺点是:(1
氨/)二氧化碳较比高,防为蚀在腐氧化碳气二加氧量中少,氧二化转化率较碳。高(2)在高压合
后,设有成中压低解循环分回系收,操作弹统大性在,05%负荷下正能运转常。(3
气提)的塔操温作度压力较高、,用钦材采衬铬的或双属金材,防管腐止。蚀
(4尿)合素塔、甲成冷铵器均凝置布在地,面有高框没架,修维装安方便均
。5)(回热完善,蒸收汽消量较耗少。
工流艺程说如下明
尿。素成合与压高回收
自来界区的液氨外,经升压泵升压,氨经再压高泵送入氨预氨器热,压高氨液用氨基作酸甲铵喷泵射驱的动流,体来使甲铵分自离的器基氨酸铵甲液溶至合成压力。升氨与甲的混铵液进合合成塔与入人的塔氧二化进碳行应反生,成氨基甲铵和酸素尿
。 界由区送外二来氧碳化压经缩机压至15缩.96帕兆,在二化氧压碳机缩人前加口少量入气用空以纯不化钢锈面表,止由于反应物所防造的腐蚀成
。 离开 合成的塔Σ 从锛跹购髦罅疗 崴 僮餮洳沽Ρ群铣伤僮餮沽 ?Φsp/an>0.89帕。混兆物在合膜降加式热器向流下动的同被蒸时加汽。溶热中液的二氧碳由化氨于的气提作而从用溶中液沸腾出逸从而使,溶中的液氧化二含量碳得到降低
。来自 气塔顶部提的体气和压中收吸塔经高压碳铵泵增压并的收液,回往送高压甲铵凝器冷,部全合混物在冷凝并经喷此射泵返回合塔成。
2.中分解压回与收 从气提塔底部
出的来有含残低留量二氧化的溶液碳减至1压.76兆5帕进人中,分压解分器离顶,减部压放出的释气体溶和液在进此行离。分溶液中残留的甲在铵部分底解器分离。含氨
和氧二化碳中的分压气解离开体离分顶部器进入空预真缩器,,浓来被低压自解分收回的一部分铵溶碳吸收液,所产的热生量尿素供蒸发用使压分解气最终中中压在凝器中冷凝,冷冷热量由冷却凝水走移在。冷器凝二氧化中碳乎几全被吸收。部从凝冷器的来混合流物人压中收塔吸下部的未,吸和收末凝冷的体进入气上部馏段精,二氧化在过程中碳被吸,收氨则精馏被出。来
回流送入氨部塔板,除去顶出塔体气中的微量氧化二碳和。水
回 液
流氨经升氨泵从液氨贮压抽槽送出往压中收吸塔顶部。压中吸收塔出塔溶液的高压经碳液泵铵经再压高铵预碳器热预后,热回返到合回成收。
有含性惰体的氨气气开中压离吸收塔顶在氨部冷器凝中冷凝冷凝,的氨和液含氨有惰气的进人氨液槽贮,氨由回收出来塔氨和的惰气体性送往则压氨洗涤吸收中,塔逆流冷凝与液进接触行洗,涤将氨气收。从中回氨压洗吸涤塔收底部来出的氨水溶液离经心返回到中压吸泵塔。收 低压分
与解收:离开回压分中解器收集罐部底溶液减压到的.04兆4帕后进低入压解分顶部分离器器,压减释出的放闪蒸气体此分在离,残留甲铵的底部在解加分段热分解离。低压分开解器分离器顶部气的体来自解吸与的塔气汇合,首体进入氨预先器进热吸收和冷凝行然,后进入低压凝冷器,冷用水却行再进收和吸冷将凝热走。带性气惰体在涤塔洗被清中洗排后人气大
。 有混残留情气体性液的被体到碳铵液送槽贮再经,心泵离将碳液铵送至真预浓空缩器分离器。
真预空缩浓:由低压分器解集器底收出来的溶液部减到0压.34兆帕0进,降膜入式真空浓预器缩顶。部压释减放离闪分气蒸,体留的残铵在甲部分解加底热段解。从顶分部出的气体来人进空系统。真真预空浓缩器部底液罐位尿的溶素经尿液泵液到真送浓缩系统。空3.尿素浓
缩造及粒
自尿来溶素液的浓泵度约85为的%尿素溶送液往真空缩浓,器蒸发液被真空汽统系抽。走由二段真空离器分分离下来的熔融尿经素熔尿融素泵送往粒塔造部喷头顶淋喷粒,造造经粒形塔成粒状颗品成素尿
。4废.处理
水来真空自统系的艺冷凝液含有工、二氧化碳和氨尿素收,集工艺冷于液凝槽中贮然后由。凝液冷泵先经热预器热预送后入解吸塔。过经塔部上的步初提汽后以由水,槽解给料泵入送解槽预水器中热换热,后然进尿素水解入槽由尿。水解素出槽来气的体解吸与顶部出塔的气来体汇合并低与压分器解离分来的出气体混合在起,然后送一入预氨热器。 由
解塔吸底出部的来净化水废含和尿素小氨5于10-6,×热冷却后送出尿素界换,再经离子区交树换脂理处后可作锅炉用水。给
五、洋工程公司东TEC)(AEC工艺S
该 法将水溶液是循环与法二氧碳化提气术相技结合其。点是较特氨/二高氧碳比化转,化较高率气;提上部设塔置板,塔下部为液换膜器,热提效率高气;高压甲冷铵器凝的量用于热回副产蒸汽,热利用收较率高其。工流艺说明程下。
1如.成合
由外界送液氨来经高压氨泵加后经氨压预器热入送素尿成合。塔
由界送来外氧二化碳经
二氧化碳压机压缩缩至8.21帕,兆入送气提,塔二氧化在压缩机的碳中段加防腐入用空气。的
来自收回段工循的环甲溶铵液高压由铵泵送甲2号到铵甲冷凝和高压洗涤器。器
合成塔操压作力18.04兆帕操作温度,91℃,0与二氨氧碳分化子为比4二氧,化碳化转率邱%为合,成应生反成从物心中管流从溢塔底入气提塔。排气提塔上在,部来自成塔的合成合尿溶液素与自来下部的氧化二气碳体接触,进行有效二的氧化碳提。在气提塔气部下,成尿素溶合液中含所的基甲氨铵和过酸量氨通过的二氧化气提碳和在膜降换热器式的蒸汽中进行解和分离分来。出气塔的提操压作力为81.40帕兆温度,为71℃7塔,顶气送体到号和21甲号冷凝器铵中
。在甲铵凝器冷,中气塔提的塔顶气体被凝下来冷,被来并自收回段的工环甲循铵液吸收溶在此,凝冷和吸收热用热1于甲铵冷凝器中号生产0.59帕兆蒸汽的在和号2甲冷铵器中凝加热气塔提出尿口溶液。素铵甲凝冷器部底气体和的液溶送都到成塔合。中
从成合顶部出来气塔含有少体氨、二氧化碳量送,高到洗涤压器进回行收在洗。涤器,利用循环甲铵溶液中回收氨二氧化碳和然,送入后l号铵甲凝器冷作收吸。剂从洗器顶部涤出气体送人来高分解器压以,一步回收氨和二氧进化。碳2
.化净 从
气提塔底出来素尿液先溶2经号铵冷甲器凝热预至51℃5,后然送高往压解器,分内部由热交器换的中汽蒸冷凝进液一加步热,氨基将酸甲分铵解成氨和二氧化碳气然后将气,送体高压到收吸中。塔当大分部基氨甲酸铵高压分解器中分在离出来,尿后素液在溶压到0降.3兆5情帕况被下送低入分解器压溶,进液步提纯一到余残氨和氧化二含量碳别为分.5%和00.%。4
低 压解分分器出来离的体气到送压低收塔吸,尿素溶液送被闪蒸到分离进器行后阶最段提纯通,过真闪空将蒸余的残氨和氧化二进碳步一分出来离。
在素溶液尿槽出口的尿处溶素液中含大有7约%0的素尿和约0大.4的%,此氨素溶液被尿液泵送尿到缩浓工。序
3浓.,造缩粒
素尿液首溶送到先空浓缩器,浓缩真至大约84%素尿。
尿素溶在0.液0兆2真空下,由低压蒸汽加帕热至132,℃出使真空浓缩的器尿浓度素95.5达%。经过浓的尿素缩液被送到最溶浓缩终器,由低压汽加蒸至热18℃,在3终最离分器,在.肋0兆3帕空真下溶,浓液缩至尿含99.8素,由%融尿素泵送熔造粒往顶部塔。通
造过粒喷向塔头喷洒造内,粒落塔在底素尿皮带送往经仓贮存或进库包装行。
4回.收
来 自压低分解器塔的气顶被体到送低吸压塔收在。压高
吸收塔中形成的铵甲溶液经,铵泵输送,其甲中一部分环循至2号铵冷甲凝,器一另分经部合成过段的洗工涤塔循环1至号铵甲凝器冷。
.工艺5凝冷的液处
理 来自 终最浓缩表面冷器器凝的冷液凝在艺工冷凝中槽收后集吸收泵经送入洗涤塔用,于洗来涤高自吸压塔的收空放体。来自第一气和二表面第冷器凝工艺冷凝液在的艺冷凝液贮槽工贮,然后经工艺存凝冷液泵至送工冷凝液艺气塔,提过蒸汽通气从冷凝液提将氨和中二氧碳汽化提出,来顶塔气送体低压至分器解行进收回来自工。艺凝冷提塔气中间段气提冷的液凝用泵到送素尿解器水在该,解水中尿素器全水部解为氨和氧二化碳。来尿自素解水的工器冷凝液再艺次到送工艺冷液凝提气下塔部其,中氨的和二化氧碳气出提。处来后的理工艺冷凝液中素尿氨和含均小量于×110—6,送出区界用作锅炉可给。水
、六东工洋程公司TE(C全)环循良改法C工艺
特点是其液尿先晶结再熔,造融粒以低缩降二服。
其 艺工流简述如程:下
1.尿合素成
来 界自的液外氨经高压氨液泵压至加62兆送帕人成塔。合
自来界的二外氧化气碳二氧经化碳压缩机压加26兆至帕,送入合成。塔
氨 和氧化二在碳内反塔应,成塔操合作压25力帕兆顶部,度2温00℃氨/,二氧碳为化,水4二/化碳为0氧3.7二,氧碳化化转为7率.7%。12
.液的分解和尿晶分离结
(1高压)分解:从合成顶塔出来反的物应减压阀经压至减.71兆进帕入高压分塔,由高压分解塔再沸解器提供来攘?/s俊an>p(
2)压低分解高:分解塔压底部来的出溶经液液过位调节阀压减至.20兆5进入帕压低分解上塔,部在低压分解上塔,利部显用热使分氨部和氧化碳气二,然化后分路同两进时换入器热和再沸,器再回到压分解塔下低填料部段,与上的二升氧碳气逆流化触接,行气提进使,铵进一甲分解步成和氨氧二碳化。 (
)3体分气离从:压分低塔解底部来含出少有量氨二和化碳氧尿的溶素液继续压减至0.3兆0,帕进入气体离塔分部上利。用热显进氨行二氧和碳分离。化闪后蒸流到溢塔下部,塔;下部填设段和U型料加管器热尿,液经填料与尾由循环鼓风机送气来的气逆流接空进行触提气使,和氨氧化二分碳,再离U经型力管口器热将尿液加热这,时尿浓度达液4%。7(4)
尿结液晶:气从分体塔离底部来出的度浓为4%7尿素溶,液尿由液送到结泵器晶结。晶上部器采真用空晶,结过上部经空真蒸发尿,浓度达液8到%2~68%在结,晶下器部结晶有尿形成/含结素晶尿的素浓尿,液料由浆送泵至心机分离离,经心机离分离出后的结来晶素尿含2水.4
%以,缩下二0脲.%,缩二1脲的降下是靠加的入二脲洗涤缩将水二脲洗人缩母中液。离心从机来出母液伪集在收液贮槽,—母由液泵送出一部分母进人压低吸收,塔最终返回合成并塔其,大余分返回结晶部器续继缩浓结晶
。3.燥干和粒造
从离 心出机来的状粉素尿进入气流燥器于,送经机风及造粒顶塔的气干燥流器风引抽吸机将尿,经气流素输送管至送顶塔进,入风旋离器分,尿素分将下离来,送熔融入器,尿素熔将融送至后造粒喷头塔造。粒状粒尿落至沸腾床素冷器,却尿素冷却后从沸将床腾溢经皮出输带机送将产品素输尿仓库往或进包装行。4
.回收
将各 分段解塔分解来出氨的和二氧化分碳回收别,返回合成再。
七塔卡萨;利(aCals)eEH尿C工艺素 HEC
素尿艺工是萨卡利司公专利术技,特其是点:(1
)有设两个素尿成塔合。第一塔主为成塔合操作压,力2~242帕兆温,度95℃1,/氨氧化碳二3.6=,/二氧化水碳=0二氧化,碳转化率7为5%。二塔为第辅助合成亦塔副塔,操作压力16兆帕称,度1温0℃,氨/9氧化碳=二.4,5/二氧水化=碳13,二氧.碳化化转率61.%。两0平塔均化转达率1%较其他尿7素工均艺。
高()2中压、低压收系回统设备。小
(3物)料、力动消耗少较。采用法该对循全环法尿装置进素行技术改可造降氨低耗、耗汽经,效益较好。蒸发话济系统与他工其大致相艺同,兹将高部压及分收回分部工艺程流介如下绍:
来自界外氧化碳二二氧化经压缩机碳压加至52帕与高兆压液氨加压后泵液的混合后氨进入先甲冷凝铵器氨,和二化碳反应氧生热成用副来产压低汽,出甲铵蒸冷器反应混凝合进物第一入合塔,从塔顶成部出来入进压高解分上部分器离器高,分压器是解2用.54兆蒸帕汽热加生产提气用作从分。离上部出来溶器进入液二第合成塔从,压吸中塔回收收铵甲经液压高甲铵送入第二泵成合塔从,二第合塔出来成素溶液也尿人送高分压解器上部分器,一离、二塔的塔素溶尿在高压分液器底部出来进解入中分压解器,从压分中器出来解入低压进分器解,底压从解器出来分尿溶液送往蒸发素,在器真下空蒸发水分尿素浓度达四%,然,后用融熔素泵送往造粒塔尿粒造从。压低离器上分部离器分来出体气人低送压凝冷,从器低冷压器凝来碳铵出溶液经液分离器出气来用压低铵泵送碳中压人吸收底部塔。
从 第二成合顶塔出部气体送来人中压解器上部分离器,从分上分部器出离来体气先一经段蒸发器加热下器收回量热然后送,中压吸收塔与往塔上喷部淋来液氨下触被接吸收成甲铵液生/经高压铵甲送入泵
第二成塔。从中压合收吸顶部塔出气来送入氨冷凝氨器冷凝,成液
流氨人氨贮槽液循环,使用。八、
大粒颗素尿制造的
大粒颗尿素效好,肥适宜更械机肥,可施与磷铵渗制成混复肥混,不用但作作农物肥施,可还飞用撒播对森林机进施行肥。且而大粒颗尿素产装生置排空气中含尿素粉尘少,放于小5毫克/米2(标)3,更有环保。利颗大粒尿素在世尿素年界总产量例由比2世纪007年的代.63%提到高前目的0.25左%右。
产大颗粒尿生有素鼓转造和流粒床造粒化技,我术现国采都用了流化造床粒,引进挪威是海德(Hy鲁dr)o司专公利技和东洋术工程司(公ET)专利技术C两。流种化床粒造术生产流程技体相同,在流大床化设计和产生标略指有不同兹将生,流产介绍程下如:
用流化采生床产颗大可粒去二省段蒸器,从熔融尿素发泵来浓送为度9%尿6,温液128~135度人℃尿甲醛液混合器。醛甲溶贮槽液内溶的通过液两计量台泵,台送人尿液甲一混醛器合,另台一的醛甲液溶加混合后水送造粒入器至造粒洗涤器的器相气管。内出液尿醛混合甲的溶器进人液粒器的雾化造喷,在嘴化空雾的作用下气喷洒在被悬浮造粒在流化床上器的素尿粒上子。化空气由雾气空风鼓机提供,人送造粒器下,通部多孔板人过流化层床。出粒器造部的气顶体含有尿粉素,尘在进入粒器洗涤器造前喷人以醛与水混甲后合的液溶可,使促气中相的氨被吸收。 在造
器粒涤洗内器气相中,尿素粉尘被的部上喷洒尿液吸收。增的后的浓液尿从环泵出口抽出循入排循槽,同时从环冷器却涤洗循环器泵抽出部分稀尿人液造洗涤器粒作为充水补,涤后气体通过抽洗机排出,风冷却器洗与涤器抽风来机的体混合后,气通排过气筒人排大气,体气尿素含粉尘小2于毫克5米3(/标。)
造器内的粒尿粒素子通取过器出取出经安全筛入第一,流化床却冷器,经全筛安分出结的块尿素入循槽。环在内槽部溶解,尿液浓.约为度45%,通过循环送泵真回浓缩器空进浓行缩成69尿素%液。溶 在
一第流化冷床却器内,尿素粒子95℃降从60℃,至却用空气由第一冷却冷流器化机提供。风却冷器尿的素子粒经斗式提机,给升料器人动筛。振振动筛有两层筛网上,不合层的格尺寸粒子入破碎机料斗,大破经机破碎碎的粒后与下子来层不的格的小尺合寸粒子起一溜管人造粒器经从。动筛上下两层振筛网间来之的合格子人粒最终冷却。器
最终 却器是为冷在了季气夏高的地区仍能将温产品粒温度子降5到0。最终℃却冷器流化空在空气冷却器气中氨用到6冷℃分,凝结水后离,将空气再预到1热3℃
用风机人最送冷终器却出最。终冷却尿器产素可品往仓库送或包装厂房进行包装。
出第一化流床却冷及器终最却器冷的体,被气抽送出至冷却器涤器,在此用冷洗却器洗涤器循环泵的稀尿来进液行涤洗以回收,气休的尿素粉少中。
外尿素国主要产技术生进概述
目前,全球具有展竞争的尿力素产技生主术要:荷有斯塔米兰卡邦司公的CO气2工艺提意大,斯利纳姆司的N公3气提H工艺日本东洋公司,的CAE工艺S,意 大利特蒙迪爱生司公等压的双提工艺气简称(DRI)和美国U法TI公司的EMC循热工艺。
环CO2气一工提 艺1.
要技主特点:术①流程简
:由单于合工成气段效率很高,提减小了游工序的复下杂度,是目前惟程一业化、只工单有低一压收回工序尿素的产生工艺,操方作、投资小便、靠性强可、运率转、维修高用低;费
② 压高圈艺工优组合化操作:力压为l.36MaP氨/碳、为比∶1.925、成合温18度018~℃3、 冷温凝度16为7、气℃提温190度℃气、效率提为80%以上,这参些数都较比和温,采用2-2252- CriNM材料即o达到可质材腐蚀耐的性要,设求备制和造修费维低;用
电③低:耗为操作因力压低因,高压氨而泵、压甲高铵的功泵也低。由于耗气提效高且率没有压中回工段,没有单独的液收氨循环需回,收铵甲液的环量循也,少而因进步降低了循环一氨甲、铵必须的所耗功;
④采用池冷凝式器池:式冷凝器为初作级反器应合成塔的使积体减少约5了0%、素尿框的高度为架7m6左;右
安⑤系全数:高在脱氢转化中,通过钝器化烧除去原燃CO料2中H的2C、等可O燃性气体使高压和,压低放气均空处爆于范炸之围,工艺装置安外全性;高⑥污染小
:工冷凝艺经水液解解析,后仅不低降了损氨,失也消了对除境环的染。污
.2术技进展
2000TM+超优工:艺
斯米卡塔邦公为降司低资投成本,行进术技改进最,有表代性的是尿200素0+TM优超工,其主要优点:艺
采用①了型新高效塔盘,新的塔上盘设气有分体系统布的液体升管上,使以塔上盘相气和相混液合均匀,消除可规塔盘常上存沟流在返混的现和象;
卧式②池式凝器取冷原代式池式冷凝立,并且具器浸有U没管束型;③进一
步降了尿低素框主架高的度:通采过新用高效型盘、塔卧式池式冷器凝、少合成减塔容积和的低降塔高度、的增设借液氨动为力的压高氨喷射器等方法主框架,高的度原76m由降3到85.m;
④增设CO2H2脱装置,CO使气2H2体积分数由中.05降到0.00%5%下。大以颗尿素粒化流床工:艺 威海德鲁公挪司大颗粒尿素流床化造粒技主术特点要:①
用采度为浓5%~99%的6尿液素作原,尿素料只液一需段蒸发缩浓,简
化了素系统流尿;程
②于省由了二去段蒸发统系,节了二段蒸发加热和抽省真空消所的耗汽,蒸少减了工冷艺液凝,应相也降了水低解荷,同负时也低了降却冷水量用
;③造机采粒空用雾化和气化相结流合造粒的术,技效率高生,能产大力,成质品好量、强度高;④操作
简单开,车间短,时投后1h内料可出产品;即操作性弹,负大荷变化围为30范~%11%;0
⑤与其他机造械粒装置比,返相料比低从,而化强了设备能并降力低了造粒程过中能耗;
⑥采用添加剂的流使化生床的粉尘少,且含尘尾气成采用湿式涤洗吸,效收率高,放尾空气中素粉尘含尿量达环保到求;要⑦装
可靠性置高,造机粒、粉洗涤尘器等无磨损部因件寿命,达2可年5以上。二
H3气N提工艺
.1主技术要特点
①合成塔:进料HN/3OC2尔摩为3.3比3.~,C6O2转化率高,较减少了压回高路以的后环循收回负荷;
由于②合系统成H3NCO2/摩尔较比和设高选材备当,恰大大减轻了设备的腐蚀题问无需专,门钝高压系化统备没,另外即,事故停车,可使以塔封几天而无需排放封,塔天3再开后车尿素品产为仍色白;
③中低、压分加解压均为器降膜,式操作过程液积量,少即停使车放排NH,3和C2的损失量也少;
④由O于采了用甲喷射泵,铵有所压高设备均可置布地面上,在无需高层架框,可节投约,资大大加建设进快;度⑤
由有中于压分解段,增加操作的灵了性和弹活性可,过改通变提效率和高气压甲铵冷凝的副产器汽量来调蒸整节装置个的蒸平汽衡使之在,佳的条最下件作操;⑥
艺冷凝工经水液解析处理后解,但彻不底消了污染,减除少氨了尿素和损的失,而处理后且的冷液凝可还为锅炉作给;水
⑦粒改造转鼓造用技术,克服粒了来原淋造粒喷素硬尿小、粒度小柱易、块结从塔且顶排的放和尿素粉氨染污环境缺点的
2。.技术进:展
目前该工艺技的最新进展术为:增吸加塔来回收低收系统压放的氨,空降低可尿装置氨耗,预计每年可回素氨收30~500t0气提塔;热管换由衬锆金属双不锈材质钢替钛材代,种材这可有效地防料冲止腐刷蚀B;D放空管线及空烟放筒由不钢材质代替碳钢锈材;柱式料高氨压以脱盐水来泵代替封油密,年每节2油k0;采L用转造粒鼓术技可,强成增的硬品,使颗粒增大度,不易结块。三A
CES工艺
1主要.技术点特:①合
成的操塔条件优作、化气塔内提结特构殊设计以分解及、离分需所热量不需的部外供应,耗降低;
②能该法NH3CO/2尔比高摩4达0.相,转化率也高达应68%;
③在腐性蚀强的部位用双采相不锈钢减,小蚀腐装,可置连以运续;
④转采获得用利的特专
殊气塔,具有提高的C效O2提气施设
2。.技术展进
ACS2E1艺工:
了为降低投费用,资东工洋公司程对其现的有CAS尿素E生工产进行艺改了:进
①高容器压平面呈分布安,装便简;
②个工艺整氨基将酸盐甲成、生回收热尿素、成等合程全部过整到竖式埋合入式基甲氨盐冷凝酸器,高压容中器的数量和传热递积面少减;
③低反降器和应气提塔的体积质量和,二装配者简;化
④在成合压力低的较件条下不同的氨对甲酸盐冷基凝器应反尔摩和反应器反应比尔比摩行进化优,降低高了压器和容动设转备的造设构计压力并降低了源能消耗。
大颗尿素粒射喷流化床粒造工艺术技
日:东洋本工程司公大颗的粒素喷尿射化床造粒技术特流主要包点括
:工①流程及艺设备比简单:较工该艺粒机分流化造粒和成却两冷部分造,粒嘴喷用一般采压力式嘴,喷结简单构、台能力大单粉,洗尘塔与涤粒造顶机部相接,简连流程和减少设备;化②造粒时间
、短粒造效高:该率工艺化床内流返料晶种依在串联的次小内室被射尿液液喷滴裹包而大长,流且床化层较,薄有于利粒的子成形;
③造粒流化床床机高层较低:在度50%~001负荷%范围内床层高仅04mm,0流化阻力床小流,空气的风机化头低压耗电省,;
④产操生灵活方便:作调可返节料比,其生产控方案可靠,制负变荷时,化调节喷简单;嘴⑤采用
9%左5的尿液作原右:料简化尿液可工工序加节省尿液,缩的浓能;耗⑥粉
尘回收统系取采中收集和尘效的高式洗涤吸收,放湿尾空气中素粉尘含尿小;量⑦
设置添加M剂U自M备系统M:UM溶液由甲和醛尿液制,备过程单,灵简活便方,需外购不U8F5可,克甲醛尿液混合不服匀均影而响产质品量弊的。端
I四R工艺D
合①成系统力压温较度,N高H3C/O2尔比摩较高,CO2的也化转率达高7%0上以②气提塔为;台,21气第提塔氨以为提剂,部分气转未化为尿的甲素铵被分解并,气相形式以返合成回,塔2第提气以CO塔2气提剂,使为大分部过剩氨出;③蒸高甲铵压冷器为卧式,具有凝列与管段间管不在存应裂力腐蚀蚀优点的高,甲铵冷凝压器2为台,副产蒸压汽较高力,可高提各加设压备的热温差,传从而少各加热减设备的传热面积,省节投;④为资达到设的防腐,备在管上线入少加量体钝化液,剂较地解决好设备的了防问腐。题
MEC五热循环工
①艺用采特殊设计“的温等合塔成”,该装有一塔个贯合穿塔且内成开部口原料的管盘②;全系统的热平衡出从发将占总量4,0%的CO直2加接到中压吸系统,收然与尿后素液溶接间热换,使溶液中所含的该氨基酸甲铵解分,将并尿溶液素缩浓8到
8%③;冷凝液的理处采用一单的解水气提,塔解水气提塔操作力0.为MPa,9低操作最度温l80;④尿素℃品产缩中脲二含低,提高了量素质尿;量⑤粒塔造径变直、小高度低,降空气从底吹入,从塔顶塔中心出抽,尿造粒喷头素安装在空气初抽塔壁和之间这,“种流设计”使错粒塔造内的冷效却提率高倍以2;⑥上设造价低,由于备CO2转率化高相应,的合成塔备和循设环系统备设投降低资。
尿素
产流生程
生原理产
尿素分子式NH()2Cz0是由,氨和二液化氧,在尿素碳合塔反应成成生基铵酸铵甲甲(铵,)其一中分部水脱成尿素,生反其式应:为
2NH3十C0=2N2COOH4NN
H200CNH =4N 2HCOHN十2H2
0据此根反应理机,采用同的不力压、温、度碳比氨,成形各种产工生。
艺二氧化
汽提工碳艺二
化氧碳汽工艺提荷兰斯为米塔卡邦(Staimacbon公司专)技利,术二化氧汽提碳工特点是艺合压成力低,碳比氨,低反率高而应设不压中收系回统流,短程。点缺是于氨由比低碳反,应料为酸性物质介蚀性较腐,为强防腐蚀二在氧化碳中添加气较多达到氧.055~0.%%7,操如不当作在合成塔排气中顶会产过生量与氧的爆炸氢气体性故在,高压洗器设有涤防爆板。改在进二氧型化碳提汽工中艺,为止防合成排塔形气成爆性炸体,而采气取了将二化氧碳中气氢脱的方法除即氧化二压碳缩机口气体先经出气过加体器热将体气热加进,脱氢反入器应(有装催把剂)化,后再将气然体却,冷样增加这三个高压了设备,加了增投资。7在0年一代二氧化些碳气尿提老素进行厂技改术,造用采双氧水加技术行防进蚀腐,减了少向二化碳氧气中加氧量,使气其达不氧到混氢爆合范围,炸项技该己得到推广术用。 应
.原1液料和气体二氨化碳的氧缩压
由 界供给的外氨液,高用压泵将压氨提高力到6.1兆0,经帕氨加热器一步进加热到70℃送,高入压喷器射,将高压洗器涤出的甲铵液增来压,一送并高压冷凝人器顶部。由界外的来二送氧碳气体化,经二氧化压碳缩机缩至1压.379帕进入其汽兆提底部。塔压在缩一机入段口,由艺工气鼓风机空送人一定空量到二氧化气碳缩压。
2.机成合和汽提在
高甲压冷凝器上部铵送新鲜人液的,含有氨和二氨化碳氧的提气气及以环返回循统的系甲液铵也在1兆帕下送4入,出温度为1口8~6107,氨/℃二化碳为2.氧82.~9。热换器用压力.0兆帕温度4134的℃沸冷水却,料物的中气被体冷,并反应生成甲凝,铵出冷凝热放生成热,和生0.产4帕的兆蒸汽用,于续工后。序
高压在冷器中,凝使氨与二化碳全部氧成甲铵生大约有7,8%的和氨70二氧%化碳凝成
冷液体生成,的甲铵液末与凝的冷气从底部体各自的管离高压开甲铵冷凝,器入合进成底塔。反应部在物合成内塔下而自上通,在温度过108~81℃5、力1压35.14.~兆帕下0,甲铵转将化为素,尿氧化二转化碳率57为~%8%5,从部内流管溢开离人送提气。
塔在合 成顶部塔出中气氨除、二氧碳化外还,有氧、氮、氢、性气体惰,等人高送压涤洗。器压高涤洗下部器直立管壳式浸是没凝冷器器,充满液内体气体,泡向上通过,鼓上部为泡段。液体鼓鼓出泡段,一部分内溢从流返回管没浸冷段凝部,底一分部外出流去入喷进射泵吸的入。出口口铵液甲的温保持在1度60℃,了防止冷却过度,管外用为水热冷却热水在一,封闭的加个压统中用循系环泵水环循从高。压洗涤器部顶出还来含氨二、化氧气碳惰性气进入的收吸塔被冷凝液吸,后放空。收入送吸收的冷塔液凝是氨从贮槽分水别解吸用塔给料及泵升泵经压顶过加料冷部器却送人收吸塔上的段料层填,用闪蒸冷凝槽泵液将蒸闪冷凝槽送液人下填料段,在塔底层得所稀甲的液铵部,返分回段下料层循填吸环,收分部人送压洗涤低中吸收器从压甲铵冷低器出凝来氨和的氧二化碳最。终甲铵液低压从洗涤或吸器收液器槽位底部入进压甲高铵,泵压升后经高压洗涤器回返甲铵凝冷器
。 因 压甲铵冷凝高中器的压力要高比洗涤器约高压.30兆,帕此因铵液必须甲在压高射喷器用16中.0帕兆液氨射喷才能返回反到应系统去。中
提塔,亦称高压气交换热器,合从成塔部出来底反应混物从合部进上入下流向入束并以液膜状管沿管态壁向下,流然后在15~175℃下6从部底离。从二氧开化压碳缩来机二化氧碳气体从底进部,将入溶中液氨二和氧化碳赶,实际上约有8出5的%及75%二氨氧碳化从应混反合物被气提出中,来时也同一有些水蒸出来,发口液体含出6%氨~%8从气。塔提顶出来部气送体高入压凝器的顶部冷。气塔用提.02帕兆饱和蒸汽行加热进与工,液体艺相接的触管的子温度不能高于20℃0否则会,发严重腐生。蚀
.3环循离
气开提塔尿素的压减0到.5~20.5兆帕,3送入精馏塔尿液中的一。部甲分分铵,解所的需由溶热液本身给供,从而使液溶的温度下降105~110℃。溶到从精液馏底进塔循环入加器,在热溶此液的温度高升135℃到,结使果甲再铵次一解。分精馏塔底在的分部离中进行液气分离,器体通过填料上升气,被流的下冷液所冷却。尿
出而精馏的气体与塔解吸塔的气来体一进人并低甲压铵凝器的底冷部。为了取甲铵走生成热与凝热冷调用温冷水却而,温水又调循环在水却冷器冷却
中,这可样免冷避却温度过低水引而固起甲体铵成生
。压甲铵低凝器顶部的气液混冷物进人合位液,进行气液分槽。离大分部铵甲循环回液压甲铵冷凝器,而低部分一底从抽出部用,压高甲泵铵送高人压涤洗的顶部器。
液位槽的从液体分离中来的气出体即随入进压低吸收被器铵甲洗涤液,除性惰体外气全部气体被吸收下来末冷,的气体凝开吸离收顶器部空放。
精馏塔从底出部来的溶液减后进入压闪蒸,在溶液减压槽少时的量氨同大量蒸汽从溶液较中逸出,溶使液在温从度31℃降5到90~95℃,得到素尿液浓溶度约73%,经为过大气流入尿腿贮槽。
液4.尿蒸液与造发粒
在 发系统中将蒸素溶尿中的水液发,蒸缩浓浓度为99.成%7尿的液蒸发采,两段真用空发蒸。段二发器用蒸.09帕兆蒸汽热,此供时液浓缩到溶9.79。离%二开蒸发器段部底尿的素熔体,熔由融尿素泵人送粒塔顶造造粒的喷头喷,造粒淋。粒颗状素尿从造塔粒底来出被送往贮包装存。品尿产含氮素46.3%(≥量质,)缩脲≤0.二%(9质)量。
5.解吸
在 蒸闪及蒸槽系发中统发出来的水蒸蒸在气冷凝中器凝冷,后有含少量尿素、的和氨氧化二碳,过经大气流人腿水贮槽。氨从蒸冷凝器发的来有少含尿量素氨的和冷凝液流入氨水槽另贮小室,一被到送吸塔解的顶。部
吸塔是浮阀塔解进,入液体的过各经塔板层的上流溢管逐流层下,从底塔去出蒸。汽塔从底进,入由液体与于蒸的汽流逆接,触液体的氨中和氧二碳化愈愈来少而,离开顶的蒸塔汽中含全部解有出来吸氨和二的氧碳化及以蒸水气混。气合通调过节引人低压冷凝,器解吸的氨将二氧和化碳循环到回应系统中去反。吸解底塔出来部液体通的过换器与入塔热液溶热换,后通再塔过底位自液动控制压减送人后下道水水中,含尿素有.0%,含20氨0.5,%度温约70。吨℃尿耗氨58素0千克。 8
0代引年的尿素装置将进吸解塔出排水经再高压解水用高压蒸器将水汽含中尿素和氨解回收,分使水排中含素和尿氢达5到×10—以下,6以可用锅作炉用水不再,排人水道。
下
范文二:尿素的生产工艺
尿素的生产工艺
1性质:尿素:学名为碳酰二胺,分子式为CO(NH),相对分子量为60.06。22
因最早由人类及哺乳动物的尿液中发现,故称为尿素。
纯净的尿素为无色、无味 、无臭的针状或棱柱状的晶体,含氮量46.6%,工业尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色。
?,超过熔点则分解。尿素较易吸湿,其吸湿尿素的熔点在常压下为132.6
性次于硝酸铵而大于硫酸铵,故包装、贮存要注意防潮。尿素易容于水和液氨,其溶解度随温度升高而增大,尿素还能容于一些有机溶剂,如甲醇、苯等。
2 用途:尿素的用途非常的广泛,它不仅可以用作肥料,而且还可以用作工业原料以及哺乳动物的饲料。
2.1尿素是目前使用的固体氮肥含氮量最高的化肥;
2.2在有机合成工业中,尿素可用来制取高聚物合成材料,尿素甲醛树脂可用于生产塑料漆料和胶合剂等;在医药工业中 ,尿素可作为生产利尿剂、 镇静剂、 止痛剂等的原料。此外,在石油、纺织、纤维素、造纸、炸药、制革、染料和选矿等生产中也要尿素;
2.3尿素可用作牛、羊等动物的辅助饲料,哺乳动物胃中的微生物将尿素的胺态氮转变为蛋白质,使肉、 奶增产。但作为饲料的尿素规格和用法有特殊的要求,不能乱用。
3 原料来源:生产尿素的原料主要是液氨和二氧化碳气体,液氨是合成氨厂的主要产品,二氧化碳气体是合成氨原料气净化的的副产品。合成尿素用的液氨要求纯度高于99.5%,油含量小于10PPm,水和惰性气体小于0.5%并不含催化剂粉、铁锈等固体杂质。要求二氧化碳的纯度大于98.5%,硫化物含量低于15mg/Nm3。
4 生产方法:水溶液全循环法.
5 生产原理:
5.1化学及热、动力学原理:液氨和二氧化碳直接合成尿素的总反应式
为:
2NH(l)+CO =CO(NH)+HO 32 222
这是一个放热 体积减小的反应,其反应机理目前有很多的解释,但一般认为,反应在液相中是分两步进行的.首先液氨和二氧化碳反应生成甲铵,故称其为甲铵生成反应:
2NH(l)+CO(g) =NHCOONH(l) 3 242
该反应是一个体积缩小的强放热反应.在一定的条件下,此反应速率很快,容
易达到平衡.且此反应二氧化碳的转化率很高.
然后是液态甲铵脱水生成尿素,称为甲铵脱水反应:
NHCOONH(l) =CO(NH)(l)+HO 42222
该反应是微吸热反应,平衡转化率不是很高,一般为50%-70%.此步反应的速率很慢是尿素合成中的控制反应.
5.2工艺条件选择:根据前述尿素合成的基本原理可知,影响尿素合成的主要因素有温度、 原料的配方 压力、 反映时间等.
5.2.1 温度
尿素合成的控制反应是甲铵脱水,它是一个微吸热反应,故提高温度 、甲铵脱水速度加快.温度每升10?,反应速度约增加一倍,因此,从反应速率角度考虑,高温是有利的.
目前应选择略高于最高平衡转化率时的温度,故尿素合成塔上部大致为185,200?;在合成塔的下部,气液两相间的平衡对温度起者决定性的作用.操作温度要低于物系平衡的温度.
5.2.2 氨碳比
工业生产上,通过综合考虑,一般水溶液全循环法氨碳比应选择在4左右,若利用合成塔副产蒸汽,则氨碳比取3.5以下.
5.2.3 水碳比
水溶液全循环法中,水碳比一般控制在0.6,0.7;
(1) 操作压力
一般情况下,生产的操作压力要高于合成塔顶物料和该温度下的平衡压力1,3Mpa.对于水溶液全循环法,当温度为190?和NH/CO等于4时,相应的平衡32
压力是18Mpa左右,故其操作压力是一般为20Mpa左右.
(2) 反应时间
对于反应温度为180,190?的装置,一般反应时间是40,60min,其转化率可达平衡转化率的90,95%.对于反应温度为200?个装置,反应时间一般为30min左右,其转化率也接近于平衡转化率.
6 工艺流程: 由于目前普遍采用水溶液全循环法生产尿素下面就简述水溶液循环法生产尿素的流程.
图3-19是目前在我国得到广泛应用的中压、低压两段分解水溶液全循环法直接造粒尿素工艺流程图。现将流程叙述如下:
二氧化碳经压缩机1加压至20MPa左右,温度约为125?,进入尿素合成塔5底部。经高压泵3加压,与经液氨预热器4预热到温度约90?的液氨,配成氨碳比为4左右进入合成塔底部。从一段吸收塔10来的甲铵溶液,由一段甲铵泵11加压后亦同样送入合成塔底部。上述三股物料在合成塔内充分混合并反应生成甲铵。二氧化碳约有62%左右转化为尿素。
含有尿素、未转化的甲铵、过剩氨和水的混合溶液,通过减压阀减压至1.72,1.82MPa,进入顶分离器6,在此进行气液分离。由顶分离器出来的溶液,因膨胀气化,温度有所下降,进入一段分解塔7进行加热分解。
把一段分解塔分出的气体也引入预分离器后,将气体一并引入一段蒸发加热器19下部(在蒸发加热器中,部分气体冷凝,因而放出热量使尿液蒸发。自蒸发器下部出来的气体,导入一段吸收塔底部鼓泡吸收。在此约有95%气态CO和2全部水蒸气被吸收生成甲铵溶液。未被吸收的气体在塔内上升,与由液氨缓冲槽
2来的回流液氨逆流接触,未吸收的CO完全从气相中除去,而纯的气态氨离开2
吸收塔进入氨冷凝器12,借冷却水将氨冷凝,被冷凝的液氨流入氨缓冲槽。
在氨冷器中未冷凝的惰性气体进入洗涤器13,气体中的氢用二段蒸发冷凝液来吸收。氨水在洗涤器中增浓,然后流入吸收塔顶。
来自二段吸收塔14的甲铵液经二段甲铵泵15送入一段吸收塔下部。浓的甲铵液由一段吸收塔底部出来经一段甲铵泵进入合成塔底部。
由一段分解塔出来的溶液减压至0.3,O.4MPa,进入二段分解塔8进行加热分解。分离出来的液体送入闪蒸槽18,气体则进入二段吸收塔底部,由加入塔顶的二段蒸发冷凝液来吸收。由二段吸收塔顶出来的气体与惰性气体洗涤器出来的气体混合进入尾气吸收塔16,由蒸发冷凝液进行循环回收。回收后,气体由尾气吸收塔顶放空,溶液在浓度达到一定程度时,进入解吸塔17进行解吸,解吸后的气体引入二段吸收塔底部。
由二段分解塔底出来的溶液,减压后进入闪蒸槽中,在41kPa真空下气化,除去部分水和溶解的氨等,使尿液不含溶解的氨和二氧化碳并得到浓缩。
经闪蒸后的尿液由尿液泵26送入蒸发系统。一段蒸发器将尿液蒸浓到 96%,并经分离器20进行气液分离。从分离器出来的蒸汽与闪蒸槽的蒸汽一并进入一段蒸发表面冷凝器27内冷凝。一段蒸发在58kPa真空下操作。尿液自一段蒸发分离器进入二段蒸发加热器21,尿液在其中蒸浓至99.7%(重量),温度约140?。气液混合物自蒸发器进入蒸发分离器22,分离出来的99.7%的浓缩尿素溶液,经熔融尿素泵23送至造粒塔顶旋转式造粒喷头24喷洒造粒。粒状尿素再经皮带运输、包装即成为产品。
生产方法优缺点:
优点:全循环法是将未转化成尿素氨和二氧化碳经多段蒸馏和分离后,全部返回合成系统循环利用,原料氨利用率达到97%以上. 水溶液循环法是将未反应的氨和二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液在循环返回合成系统. 在简化流程、 热能回收 、延长运转周期和减少生产费用等方面也都优于其他溶液全循环法。
缺点:水溶液全循环尿素生产工艺装置的工艺流程较长,在操作方面不如二氧化碳气提法工艺操作简单、方便。
范文三:尿素的生产工艺
尿素的生产工艺 1.尿素的物理性质:化学名称叫碳酰二胺,分子式为CO(NH2)2,分子量为60.06.含氮量为46.65%,是含氮量最高的固体氮肥.因为人类及哺乳动物的尿液中含有这种物质,并且由鲁爱耳在1773年蒸发人尿是发现了它,故称为尿素.尿素为无色,无味,无臭的针状或棱状结晶.在20-40度温度下,晶体的比重为1.335克/cm3.尿素易溶于水和氨,也溶于醇,包装和贮存要注意防潮.
2.尿素的用途和产品标准.主要用作肥料,饲料和工业原料.在工业上尿素作为高聚物的合成原料,用来制成甲醛树脂,用于生产塑料,涂料和黏合剂.尿素也用于医药,制革,颜料等部门.国家指标GB2440--91尿素技术指标.
3.生产尿素的原料主要是液氨和二氧化碳气体,液氨是合成氨厂的主要产品,二氧化碳气体是合成氨原料气净化的副产品.合成尿素用的液氨要求纯度高于99.5%,油含量小于10PPm,水和惰性物小于0.5%并不含催化剂粉,铁锈等固体杂质.要求二氧化碳的纯度大于98.5%,硫化物含量低于15mg/Nm3.
4.尿素的生产办法和过程 尿素的合成分两步进行,主要化学反应
为:NH3(液)+CO2(气)==NH4COONH3=Q
NH4COONH2==CO(NH2)+H2O-Q工业过程为1.液氨与二氧化碳的净化与提压输送2.液氨与二氧化碳合成
尿素3.尿素熔融物与未反应物的分离与回收4.尿素溶液的蒸发,造粒.
老系统选用的是水溶液全循环法.该法是利用碳酸稀溶液吸收未反应的氨与二氧化碳生成甲胺或碳酸氨溶液,再利用循环泵送回合成塔,由于未反应的氨和二氧化碳呈水溶液形态进行循环,故动力消耗较小,流程也较简单,投资也省.
2005年国内尿素产量为4336.7万t,消费量为4000万t。国内尿素生产技术是在小装置能力的基础上形成的,最大的生产能力只能达到20万t/a,因其投资低、基建快、潜力大等优势,得以在近年迅速蓬勃地发展起来。主要的工艺技术有SHS技术、高压圈尿素优化组合技术和"节能增产新工艺"技术。
1. SHS技术
该技术由上海海懋工程公司和上海化工研究院进行开发设计,已在山东鲁西、江苏新沂、河南偃师、陕西城固等地实施。该工艺的核心是: 提高尿素合成塔的η(CO2);充分挖掘现有装置的潜力;合理利用甲铵生成热等3项技术。改造后,吨尿素的主要单耗预期值为:液氨595kg、CO2 760kg、蒸汽l200kg、冷却水130t。
2.高压圈尿素优化组合技术
该技术由中国五环化学工程公司开发设计并组织实施,技术核心主要是在高压圈增加第二尿素合成塔;气提塔及高压甲铵冷凝器;采用CO2气提技术。该技术目前正在河南辉县化肥厂试点运行,由于种种原因一直未能开车。该技术实施后预计吨尿素单耗为:液氨585kg、CO2 700kg 、蒸汽1000kg、冷却水100t。
3.节能增产新工艺
该技术由北京晨华设计所和山东邹城氮肥厂联合开发,特点为:采用2个合成塔,采用不同压力下四段分解,对甲铵冷凝器和气提塔均采用独特设计,副产0.8MPa的蒸汽。该工艺吨尿素的单耗为:液氨590kg、CO2 760kg 、蒸汽900kg、冷却水130t。由于该工艺刚刚实施,还需进一步完善和摸索。
国内目前尿素生产新技术开发主要有:
1. 深度水解装置
随着社会对环保问题的关注,小尿素厂对深度水解问题逐渐提到了议事日程上。目前国内有设计单位提出采用高效水解器改造原有解吸系统,或新建装置采
用优化的水解-解吸系统,使尿素装置排放水全部返回生产装置做工艺水或锅炉补充水,实现零排放。该工艺采用1.3~3.9MPa蒸汽,主要设备投资为80万~100万元。
2. 造粒装置
一般可通过下面几种途径解决尿素粒径问题:
选用大颗粒造粒喷头,使80%的尿素颗粒直径大于2mm;
采用流化床冷却装置,降低入袋温度,解决超产后易结块问题,将颗粒与粉尘分开;
采用北京达立科公司开发的双转鼓流化床大颗粒尿素技术,尿素颗粒直径可达4~6mm,国内已有2家采用此技术;
原有的造粒系统不动,将增产的尿素在造粒之前取出,用尿素熔融液来生产氮磷钾复合肥,目前上海化工研究院正在几家小尿素厂中实施该技术。
尿素有多种生产方法,但目前国内外广泛使用的是氨和二氧化碳合成法。氨的合成方法没有区别,二氧化碳的产生国内大多采用以天然气和煤炭为原料。从尿素的生产工艺上讲,无论二氧化碳的纯度高低影响尿素的产出率。
为了检验以不同原料生产的尿素在作物叶面上的喷施效果,今年,我们从市场上购买了以煤炭为原料生产的“丰喜”牌尿素和以天然气为原料生产的“天池”牌尿素,于4月中旬至5月下旬在小麦、苹果树上进行了不同浓度尿素溶液叶面喷施试验。试验设在运城市王范乡王范村,共设8个试验点,其中:小麦4个、苹果4个。喷施浓度分别是:1.0% 、1.5%和2.0%,于小麦拔节期和苹果幼果期进行喷施。喷施后分四次调查了小麦的株高、叶色变化和叶片灼伤率,以及苹果的叶色变化和叶片灼伤率。调查结果为:在叶面喷施1.0%尿素溶液时,两个品牌的尿素对小麦株高影响不大,小麦和苹果叶片基本无灼伤现象;在叶面喷施1.5%和2.0%尿素溶液时,水地小麦叶片平均灼伤率分别为13.5%和28.3%,平川地苹果叶片灼伤率分别为7.7%和27.0%,两个品牌尿素在同一喷施浓度时对叶片灼伤情况无明显差异。这就说明两点:一、在本试验条件下,小麦和苹果树适宜的喷施尿素浓度为1.0%,两个品牌尿素在相同喷施浓度时,对作物叶片灼伤基本相同;二、说明了合成尿素的二氧化碳产生方法不同,不影响尿素质量。
固体复合氨基酸肥的生产方法
本技术涉及一种固体复合氨基酸肥的生产方法,它由豆饼、菜籽饼为原料,经粉碎、过筛、水解、搅拌、调pH值,出料、烘干、粉碎、过筛、造粒、包装等生产而成,本技术与现有技术相比,它生产简单,设备投资少,生产周期短,产品养分含量高,增产效果显著,经在蔬菜、果树上试验较施等量饼肥增产6.1-14.1%,并可提高土壤保肥供肥能力、提高作物品质产量。编号30503145 生产尿基复合肥的喷淋尿液长距离输送方法和系统
本技术公开了一种生产尿基复合肥的喷淋尿液长距离输送方法和系统,这种系统由尿液保温输送管路系统和尿液浓度控制系统构成,尿液浓度控制系统由电动调节阀、流量传感器、调节器、稀释液注入泵构成,尿液保温输送管路系统为逆向夹套保温结构,尿液在尿液保温输送管路系统和尿液浓度控制系统控制下,以浓度92%-99.7%,温度125℃-132℃的状态被输送。编号30503146 非均质尿基复合肥流化造粒工艺
本技术为一种非均质尿基复合肥流化造粒工艺。在造粒器中雾化的溶融的尿
素溶液对流化床层中的粒状晶种进行涂覆造粒,以生成磷、钾肥或其它物质为内核,尿素为外壳的粒状复合肥。尿素溶液的浓度≥95%,复合肥的总养分(N+P↓〔2〕O↓〔5〕+K↓〔2〕O)浓度为30-57%。晶种为磷源或钾源肥料中的至少一种。尿素溶液中加入微量元素或除草剂或保水剂或农药中的一种或多种。流化床可为喷动一流化床或振动一流化床。工艺流程短,产品质量好,生产效率高。编号30503147
强力尿素及其制备方法
本技术涉及一种尿素肥料。其特征为在普通尿素中加入了氰胺化钙。在尿素生产工艺中,将氰胺化钙按一定配比加入到浓缩尿液或熔融尿素中,经过充分均匀混合后制得产品。本技术强力尿素具有肥效期长、尿素氮肥效利用率高的优点。加之氰胺化钙成本低廉,使该产品更具有广泛推广价值。编号30503148 一种麦饭石包膜尿素及其制备方法
一种麦饭石包膜尿素,它主要由尿素、麦饭石、骨胶和淀粉组成,其优点是通过麦饭石包膜后减少尿素流失及挥发,起到缓释,释放期延长,减少了硝酸盐,对环境污染起到一定作用,施用尿素包膜后的肥料不板结土地,对农作物有助长作用,抗倒扶、壮根、促早熟。编号30503149
美国发明名的改进的聚合物-硫-聚合物涂覆的肥料
本技术公开了一种聚合物涂覆,随后用硫层涂覆,之后再用聚合物层涂覆的肥料如尿素。优选聚合物涂层是通过聚合物成分在肥料和硫涂层上直接原位共聚反应形成的。该组合物能提供积极的控释特性,是耐磨的和耐冲击的,并且其生产比聚合物涂覆的肥料更经济。编号30503150
一种防尿素结块的方法
一种防尿素结块的方法,其特征在于在尿素进行造粒之前,将甲醛加入尿液中,让尿素与甲醛发生充分反应,生成脲醛溶液(UFD溶液)作为尿素造粒添加剂,生产颗粒尿素产品,尿素与甲醛反应停留时间为1~10小时,脲醛溶液的pH值控制在6~8,甲醛/尿素的摩尔比为4~6,所生成的脲醛溶液不需经过浓缩或蒸发过程,利用熔融尿液泵进出口压差将生成的脲醛溶液直接加入泵入口,作尿素造粒添加剂。编号30503151
可调控高效有机、无机复合肥
一种可调控高效有机无机复合肥及制备工艺。可调控高效有机无机复合肥的原料组份,具有改良土壤、提高化肥利用率的优点。与一般化肥相比,其氮利用率提高8-15个百分点,磷利用率可提高5-10个百分点,钾利用率可提高3-5个百分点。使尿素等氮素平缓释放,延长肥效期,增加肥效,该复合肥易溶于水,可随着灌溉水冲施方法施入,也可以做基肥一次施用实现免追肥,使用方便。编号30503152
一种脲酸结晶态肥料及其制备方法
本技术涉及农用脲酸结晶态肥料及制备方法。其结晶粉末的X-衍射图谱、硫酸溶液及苹果酸混合搅拌均匀后加热至70-100℃,再冷却至结晶态。本产品具有肥效好,用量少等优点,并能改良土壤的理化生物学性能,特别适用于烟田施用。编号30503153
日本技术的稻科植物防枯死及速效营养补充剂
提供一种防止草坪草等稻物植物枯死或速效营养补充剂以及该制剂的使用方法,其中该制剂非化学肥料、对环境及人畜无影响。这种防止枯死或速效营养补充剂的特征在于含有一种有效成分脯氨酸或两种有效成分脯氨酸和肌苷。编号
一种多功能氮肥长效剂
本技术涉及添加剂,具体地说是一种多功能氮肥长效剂。制备方法是通过机械混拌而成,与氮肥混合或加入复合肥中使用。它具有抑制效果好,成本低,易推广并能清洁土壤、防止病虫害和杂草生长等多功能。编号30503155
颗粒物料冷却装置
本实用新型公开一种颗粒物料冷却装置,它包括壳体、进料口和出料口,其特征在于:进料口内下方有一散料锥,锥体上开有螺旋状分布的孔,在冷却装置底部设有由多个扁管组成的流量控制机构,其上方设有由多个异形截面槽板组成的调节栅,冷空气从冷却装置扁管下方的侧面经扁管和槽板上的孔进入调节栅上面的物料层被抽风机吸出。该装置特别适合于冷却尿素颗粒,占地面积小,能耗低,破碎率小。编号30503156
生产尿基复合肥的喷淋尿液长距离输送管路装置
本实用新型公开了一种生产尿基复合肥的喷淋尿液长距离输送管路装置,这种装置由尿液保温输送管路和尿液浓度控制装置构成,尿液浓度控制装置由电动调节阀、流量传感器、调节器、稀释液注入泵构成,电动调节阀和流量传感器前后串装在尿液保温输送管路的首段,稀释液注入泵的注入管口接在流量传感器后的尿液保温输送管路的尿液管路上,调节器通过接入流量传感器的输出信号控制电动调节阀的开关度和稀释液注入泵的电机转速。编号30503157
美国加利福尼亚州发明的受控释放的尿素基产品
反刍动物的受控释放的尿素基饲料添加物和受控释放的尿素基植物营养素,由全部或主要部分是由尿素组成或在其外表面有尿素的颗粒,以及颗粒上抗湿的互穿聚合物网络涂层组成,涂层包括:尿素和多异氰酸酯的反应产物,多异氰酸酯、重复单元均至少有一个双键的醇酸树脂和有至少一个双键的油的反应产物。涂布的植物营养素在控制的时间如30-120天内在土壤中有基本线性的释放速率。涂布的反刍动物饲料添加物在控制的时间如12-24小时内在瘤胃中有基本线性的NPN释放速率。编号30503144
化肥造粒旋转喷头
化肥造粒旋转喷头,有一个喷头体,喷头体壁上制有喷孔,喷头体有底板和上盖,在喷头上有进料口,其喷头体内安装液料分配器体,分配器体上部安装诱导盘,分配器体由连接板与上盖相固定,诱导盘位于进料口下方。本实用新型主要用于尿素、硝酸铵等化肥生产的造粒设备部件,液料在喷头体内流动有序,各喷孔压头稳定,喷出造粒路程、时间短,减少缩二脲的生成,并可避免冷却空气走短路,提高热交换效率。编号30503158 印度新德里发明的用作硝酸化和尿素酶抑制剂的新型制剂及其制备方法
本技术涉及一种用作硝酸化和尿素酶抑制剂的新型制剂,所述的制剂含有有效数量的氮肥、蓖麻油和黄花蒿油,后者的数量足以使该制剂的硝酸化抑制活性增加,涉及一种生产该制剂的方法以及将该制剂施加到土壤中的方法。编号30503159
美国特拉华州发明的颗粒复合肥组合物的制备工艺及其产品
本技术涉及一种颗粒复合肥组合物的制备,它是通过把尿素和甲醛的液体混合物施加到干燥的底物例如磷源、钾源、辅助营养源、微量营养源或其混合物上,使液体混合物就地反应形成的亚甲基脲反应产物,从而促进底物与颗粒复合物的粘合,而底物在液体混合物反应的同时造粒,以形成颗粒复合肥组合物。编号
美国明尼苏达发明的包含乳酸衍生物的调控肥料及其制造和使用方法
本技术提供了一种调控肥料产品。该调控肥料产品包括含尿素的肥料和乳酸衍生调控剂。该调控剂的优选为约0.1-5%重量的浓度。该调控剂优选为乳酸、丙交酯和/或聚丙交酯。本技术提供了一种用于调控肥料的方法,包括在约135-145℃的温度下混合含尿素的肥料和调控剂。本技术提供了一种使用调控肥料的方法。编号30503161
芬兰赫尔辛基发明的处理肥料工艺溶液的方法
一种制备含氮和磷的固体产品、优选固体磷酸铵和/或尿素磷酸铵产品的方法,在该方法中加热含尿素和磷酸的溶液。然后水从溶液蒸发出来且溶液中的尿素分解为氨和二氧化碳。二氧化碳与水蒸气一起排出反应器;生成的氨中和磷酸。获得含磷酸铵和/或尿素磷酸铵的悬浮液,将其固化、干燥、粉碎、研磨和/或造粒。最终产品本身可作为肥料或可用作混合肥料的一部分。编号30503162 日本东京发明的含硫代硫酸铵的肥料
本技术的目的是提供含有ATS的环保型肥料。即向碱交换量大的材料和/或多孔质材料(以下记作ATS保持材料)中,添加混合1~50w%的硫代硫酸铵(以下记作ATS)水溶液,向该混合物中添加酸或酸性材料,调整pH为5.5~7.6,在这样得到的粉末状的含硫代硫酸铵肥料和含氮、磷、钾成分中的一种以上的肥料粉末或该肥料粉末中添加ATS保持材料得到的混合物中,添加混合1~15w% ATS水溶液,形成粉末状或粒状的含硫代硫酸铵肥料。编号30503163 美国俄勒冈州发明的稳定的增效缓释氰氨化钙组合物
本技术公开了氰氨化钙组合物及其施用方法。这些组合物和方法使包含氰氨化钙活性离子的组合物稳定化,并单独增加氰氨化钙的效力,或与含氮材料例如尿素和有机物如厩肥结合协同增效。这些组合物和方法还便于稳定化组合物的内容物直接输送可控部位。这些组合物和方法对进行施肥、土壤改良、金属稳定化及抑制气味和生物有效。这些组合物是稳定、易于标定的,而且喷施输送到目标部位时不堵塞。编号30503164
荷兰海牙发明的生产含氮钾肥的方法
本技术涉及基于尿素和氯化钾的含氮钾肥的生产方法。该方法由以下组成:在掺和机中混合氯化钾与尿素,加热该混合物并成粒。选择1.66-9.9%(质量)的氯化钾用于混合,且将尿素以熔块的形式输入掺和机中。通过在造粒塔内在气流中造粒而进行成粒。以这一方式生产的含氮钾肥包含........(质量)。编号30503165
一种叶类蔬菜控释肥的制造及使用方法
本技术是一种叶类蔬菜控释肥的制造和使用方法,按配方比秤重计量好搅拌混合均匀,再包装即成本产品;其使用方法是全部作基肥、然后在播种或移栽前1~2天全层撒施后起畦平地;用量为40~50公斤/亩。本技术制备工艺较简单、成本低、产品价格低、产品养分释放速率较符合叶类蔬菜对养分吸收需求规律,肥效长、肥料养分利用率高、使用方便省工。编号30503166 硝酸钾复合肥
本技术属肥料领域,涉及一种新型氮磷钾复合肥及生产该复合肥的方法。利用硝酸钾、碳酸氢铵、尿素及磷酸铵等为原料,经造粒、干燥、分筛而制造的硝酸钾复合肥,由于含有硝基氮肥而成为一种新型肥料。广泛适用于不同地域、不同季节、不同作物,且具有增加作物产量,改善土壤结构等特点。编号30503167
包裹型腐植酸尿素及其制备方法
一种包裹型腐植酸尿素及其制备方法,采用煤炭腐植酸经活化后与尿素颗粒反应交包涂的方法,其腐植酸尿素重量百分比组成为:水分3-5%,灰分2-12%,腐植酸含量,3-18%,尿素含量70-95%。本方法工艺简单,生产条件温和且成本低廉,反应所形成的包裹层有效地抑制了尿素在土壤中的分解速度和亚硝酸盐的生成,使作物平均增产10%以上,氮利用率提高5-10个百分点,比尿素成本降低5%,并且减缓了施用尿素造成的环境污染。编号30503168 富硒氨基酸及其生产方法
本技术属于一种增加农产品中硒含量,促进作物生长,提高作物产量的物质及其生产方法。以植物饼粕或其它富含植物蛋白质的物质为原料,在高温和酸性条件下进行水解,并添加硒化物、微量元素等制成富硒氨基酸。在粮食、水果、蔬菜、瓜类、茶叶及经济作物上使用,可起到促进作物生长,增强作物抗性,改善产品品质的作用。使农产品中硒含量显著提高,农作物产量提高5%~30%。编号30503169
一种高液位报警方法
本技术涉及一种高液位报警方法,特别涉及一种尿素装置旋转造粒喷头造粒的高液位报警方法。其特征在于:在尿素装置旋转造粒喷头的上部,装一热电偶。本技术由于采用热电偶测温报警,解决了尿液结晶堵塞问题,因此具有可靠性高,准确度好的特点,每年可减少五万元的损失。编号30503170
一种提高尿素颗粒强度的方法
本技术涉及一种提高尿素颗粒强度的方法。本技术的特点是:将甲醛溶液由贮槽,通过泵送入尿素蒸发工序第二蒸发器,在第二蒸发器中将水分蒸发去,甲醛与尿液在第二蒸发器及其后继工序中反应,生成亚甲基二脲及其缩聚物。采用本技术,尿素粒度更均匀,粉尘很少,粒子干燥,光滑、不粘手,色泽无变化。编号30503171
氨基酸生物肥及其制备方法
一种氨基酸生物肥,它包括5-15wt%的含钾氨基酸溶液,40-60wt%的由动物粪、啤酒糟和植物种子粕,如菜籽粕、桐籽粕、棉籽粕、蓖麻粕、豆粕等为原料制成的动物粪发酵料,35-45wt%的含微量元素的无机肥。氨基酸生物肥具有肥料利用率高、肥效速缓兼备、改良和熟化土壤、改善作物品质等优点。编号30503172
瑞士卢加诺-比索发明的尿素的造粒方法
在造粒塔〔1〕中进行尿素造粒的方法,包括如下步骤:使大量的熔融尿素液滴从尿素熔体分配装置〔4〕落入造粒塔的尿素颗粒收集底部〔6〕,还包括冷却收集底部〔6〕的步骤。编号30503173
复方长效尿素生产工艺及专用设备
本技术涉及尿素的工业生产,具体地说是一种复方长效尿素生产工艺及专用设备。其生产工艺流程采用全循环方式,在尿素造粒工序前添加复合抑制剂,至水、尿液或熔尿素中,复合抑制剂加入量是造粒塔工序后尿素重量的0.5~5%,将其进行混拌均匀后制成复方长效尿素;在所述尿素的生产流程基础上、在闪蒸槽工序后、进入液贮槽前以水或尿液为溶剂增加添加液体复合抑制剂溶液的工序,或在二段蒸发分离后、进入造粒塔前以熔融态尿素为溶剂添加熔融态尿素-复合抑制剂溶液的工序,制成复方长效尿素。它能进一步延长肥效,提高氮利用率。
范文四:尿素的生产工艺报告
实
学 院:
系 别: 班 级: 姓 名: 学 号: 实习地点:
日 期: 习 报 告
目录
1 前言..........................................................................................................................4
2 实习内容说明..........................................................................................................4
3 实习单位简介..........................................................................................................4
4 实习准备..................................................................................................................4
5 尿素片区岗位安全生产技能..................................................................................5
6 实习内容..................................................................................................................5
(一)尿素的合成...................................................................................................23
1尿素的基本性质.......................................................................................23
2尿素合成的基本原理...............................................................................23
3尿素合成的工艺条件的选择...................................................................23
4未反应成尿素物质的分离和回收...........................................................25
5尿素的加工...............................................................................................25
6工艺流程介绍...........................................................................................25
7尿素合成工艺流程图...............................................................................25
8尿素合成基本流程.....................................................................................26
9尿素生产工艺条件.....................................................................................27
10主要设备的说明.......................................................................................29
11主要设备的说明.......................................................................................29
7.6主要设备特点......................................................................................20
九 实习心得体会.....................................................................................................30
1 前言
我们化学工程与工艺专业的学生的毕业实习是理论联系实际、培养高级工程技术人才、更好的去学习专业理论知识的非常重要的实践环节。在工厂的“身临其境”让我们褪去了书本的束缚,真正的把理论联系到实际,在机械的轰鸣声中,在空气中弥漫的尿素味道里,在看到工厂的工人师傅认真生产,一丝不苟的表情时,我们对化学工程与工艺有了更多的理解和体会,对化工行业有了自己更进一步的认识。对于我们这些即将走出校门踏进生产车间的学生来说,这样一个实习能够让我们提前认识我们即将工作的环境,提前去适应它,这样让我们更好的去面对以后的工作。这次实习我选择的是家乡的晋开化工集团的尿素生产车间,虽然只有短暂的两周时间,但在企业导师的细心介绍和耐心指导下,我感觉受益匪浅。
2 实习内容说明
这次实习,主要是在开封晋开化工集团。在转化,脱碳,碳化,合成氨,尿素合成等五个车间共进行认知实习,主要在尿素合成车间进行详细的学习和实践,在车间师傅和导师的详细讲解和悉心指导下,我了解了各个工段的设备和操控系统,初步了解了工厂各个工段的工艺指标,对工厂的管理制度也进行了简单的了解。了解化工生产的方法和工艺流程,弄清主要工艺参数确定的理论依据,了解生产中的技术革新措施,并注意新技术发展趋势,接受安全与劳动纪律教育,增强安全生产集体观念;学习工人和工程技术人员对生产的高度责任感以及理论联系实际、解决实际问题的经验。重点了解主要机器和设备的类型、结构、作用原理,以及它们在生产流程的作用地位。
4.2 尿素-简介
别名:碳酰二胺、碳酰胺、脲
分子式:CO(NH2)2,因为在人尿中含有这种物质,所以取名尿素。尿素含氮
(N)46%,是固体氮肥中含氮量最高的。
尿素在人的蛋白质分解最终产物中占有相当大的比例。在普通膳食的情况下,每日尿中可排出25—30克,接近尿中总氮量的87%。一般来说,两栖类的成体、软骨鱼类和哺乳类具有相同的倾向。因在这些生物体中,尿素是在鸟氨酸循环中形成的,所以排出尿素的动物具有所必需的整个酶系统,在动物中欠缺其中任何一种酶就会排出尿酸(鸟类)或氨(硬骨鱼类)。尿素外观为白色晶体或粉末。是动物蛋白质代谢后的产物,通常用作植物的氮肥。尿素是哺乳类动物排出体内含氮代谢物的形式。它在肝合成,其过程被称为尿素循环。刀豆和大豆植物的种子中存在很多的脲酶,它可使尿素水解为二氧化碳和氨。尿素也是很重要的肥料。
4.3 尿素-物化性质
分子式:CO(NH2)2,分子量60.06 ,无色或白色针状或棒状结晶体,工业或
农业品为白色略带微红色固体颗粒无臭无味。密度1.335g/cm3。熔点132.7℃。溶于水、醇,不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性。可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应,生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160℃分解,产生氨气同时变为氰酸。
尿素在酸、碱、酶作用下(酸、碱需加热)能水解生成氨和二氧化碳。对热不稳定,加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。(机理:先脱氨生成异氰酸(HN=C=O),再三聚。)与乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲与二乙酰脲。在乙醇钠作用下与丙二酸二乙酯反应生成丙二酰脲(又称巴比妥酸,因其有一定酸性)。 在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应,缩聚成脲醛树脂。
尿素易溶于水,在20℃时100毫升水中可溶解105克,水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形,吸湿性强。粒状尿素为粒径1~2毫米的半透明粒子,外观光洁,吸湿性有明显改善。20℃时临界吸湿点为相对湿度80%,但30℃时,临界吸湿点降至72.5%,故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质,其吸湿性大大下降。
尿素是生理中性肥料,在土壤中不残留任何有害物质,长期施用没有不良影响。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲,又称双缩脲,对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。缩二脲含量超过1%时,不能做种肥,苗肥和叶面肥,其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。 尿素是有机态氮肥,经过土壤中的脲酶作用,水解成碳酸铵或碳酸氢铵后,才能被作物吸收利用。因此,尿素要在作物的需肥期前4~8天施用。 尿素在施用方面,适用于作基肥和追肥,有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的,不能被土壤吸附,应防止随水流失;转化后形成的氨也易挥发,所以尿素也要深施覆土。
尿素是人工合成的第一个有机物,广泛存在于自然界中,如新鲜人粪中含尿素0.4%。尿素产量约占我国目前氮肥总产量的40%,是仅次于碳铵的主要氮肥
品种之一。尿素作为氮肥始于20世纪初。20世纪50年代以后,由于尿素含氮量高(45%~46%),用途广泛和工业流程的不断改进,世界各国发展很快。我国从20世纪60年代开始建立中型尿素厂。1986~1992年,我国尿素产量均在900万吨以上。目前占氮肥总产量的40%。 工业上用液氨和二氧化碳为原料,在高温高压条件下直接合成尿素,化学反应如下:
2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O
4.4 尿素-生理
尿素在肝脏产生后融入血液(人体内的浓度在每升2.5至7.5微摩尔之间),最后通过肾脏由尿排出,少量尿素由汗排出。生物以二氧化碳、水、天冬氨酸和氨等化学物质合成尿素。促使尿素合成的代谢途径是一种合成代谢,叫做尿素循环。此过程耗费能量,却很必要。因为氨有毒,且是常见的新陈代谢产物,必须被消除。肝脏在合成尿素时,需要N-乙酰谷氨酸作为调节。
含氮废物具有毒性,产生自蛋白质和氨基酸的分解代谢过程。大多数生物必须再处理之。海生生物通常直接以氨的形式排入海水。陆地生物则转化氨为尿素或尿酸再排出。鸟和爬行动物通常排泄尿酸,其它动物(如哺乳动物)则是尿素。例外如,水生的蝌蚪排泄氨,但在其蜕变过程转为排泄尿素;大麦町狗主要排泄尿酸,不是尿素,因为其尿素循环中的一个转换酶的基因坏了。 尿素分子
哺乳动物以肝脏中的一个循环反应产生尿素。这循环最早在1932年被提出,其反应起点是氨的分解。1940年代澄清瓜氨酸和精氨基琥珀酸的作用后,它已完全被理解。在这循环中,来自氨和 L-天冬氨酸的氨基被转换为尿素,起中介作用的是L-鸟氨酸、瓜氨酸、L-精氨酸-琥珀酸和 L-精氨酸。
尿素循环是哺乳动物和两栖动物排泄含氮代谢废物的主要途径。但别种生物亦然,如鸟类、无脊椎动物、昆虫、植物、酵母、真菌和微生物。尿素对生物基本是废物,但仍有正面价值。比如,肾小管里的尿素被引入肾皮质以提高其渗透浓度,促使水份从肾小管渗透回身体再利用。
4.5 尿素-生产
全世界每年工业的尿素产量约为十亿吨。中国目前尿素产能在6400万吨,年产量约5700万吨。商业尿素是通过氨与二氧化碳的反应生产的,成品尿素可以为药片状、颗粒状、片状、晶体或者溶液。90%以上的生产的尿素被用作肥料。在所有的一般使用的估计氮肥料中尿素的含氮量最高(46.4%),因此相对而言其每氮营养的运输费最低。尿素在水中的可溶性非常高,因此非常适合被加在可溶的肥料中。尿素一般以药片或者颗粒的形式上市。
商用尿素的原料是氨与二氧化碳。后者在以焦炭或烃(如天然气和石油)为原料生产氨的过程中,会大量产生。尿素因此直接从这些原料中就产生了。尿素生产是一个平衡的化学反应,其反应物不完全成为反应结果。生产过程、设定的反应条件、如何处理未转化的反应物,皆可能不同。未反应的反应物可用以生产其它产品,(如硝酸铵或硫酸铵),也可回收再投入反应。
工业生产尿素的生产原料:天然气、煤炭、石油是生产化肥的三大原料,通常被称为气头、煤头、油头三类,近年来,由于石油和煤炭价格的升幅远大于天然气,故按成本优势排列为气头、煤头、油头。
尿素生产有两个主要反应。前者放热,后者吸热。但整个过程仍是放热的。 2NH3+CO2→NH2COONH4
NH2COONH4 → CO(NH2)2+ H2O
4.6 尿素-用途
4.6.1 农业用途
①尿素可以部分代替蛋白质饲料,例如把尿素加入到奶牛青饲料中能代替一部分蛋白质饲料,但尿素的加入量有能超过青饲料的3%和总饲料量的1%,否则牲畜肾脏负担过重,容易引起疾病,大豆饼中含脲酶,不要与尿素混合供给。
1897,Waesk 等人提出反刍动物能转化非蛋白质氮为菌体蛋白质的想法。1949,C. J. Watson 等人喂食绵羊含有N15标记的尿素胶囊,4天后在绵羊血液、肝脏、肾脏中检验出含有N15的蛋白质。这证实了反刍动物可以利用非蛋白质氮。同年 J. K. Looli 等人以尿素当作唯一氮源喂食绵羊,发现绵羊能够正氮平衡,表明绵羊瘤胃里的微生物能利用尿素合成其生长所需的10种必需氨基酸。自此,尿素及尿素化合物成为反刍动物的饲料添加剂了。
②尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料,理化性质较稳定,施后对土壤性质没有影响,可施用于任何土壤和作物,可做根外施肥使用。同时尿素也是树脂、塑料、炸药、医药、食品等工业的重要原料。施入土壤中一小部分以分子态溶于土壤溶液中,通过氢键作用被土壤吸附,其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸铵,进而生成炭酸氢和氢氧化铵。然后NH4+能被植物吸收和土壤胶体吸附,NCO3-也能被植物吸收,因此尿素施入土壤后不残留任何有害成分。另外尿素中含有的缩二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸,尿素在土壤中转化受土壤PH值、温度和水分的影响,在土壤呈中性反应,水分适当时土壤温度越高,转化越快;当土壤温度10℃时尿素完全转化成铵态氮需7——10天,当20℃需4——5天,当30℃需2——3天即可。尿素水解后生成铵态氮,表施会引起氨的挥发,尤其是碱性或碱性土壤上更为严重,因此在施用尿素时应深施覆土,水田要深施到还原层。
③尿素不仅是一种常用的速效氮肥,除作追肥以外,还有其它多种用途。 a、调节花量 为了克服苹果地大小年,遇小年时,于花后5-6周(苹果花芽分化的临界期,新梢生长缓慢或停止,叶片含氮量呈下降趋势)叶面喷施0.5%尿素水溶液,连喷2次,可以提高叶片含氮量,加快新梢生长抑制花芽分化,使大年的花量适宜。
b、疏花疏果 桃树的花器对尿素较为敏感但嘎面反应较迟钝,因此,国外用尿素对桃和油桃进行了疏花疏果试验,结果表明,桃和油桃的疏花疏果,需要较大浓度(7.4%)才能显示出良好效果,最适合浓度为8%-12%,喷后1—2周内,即能达到疏花疏果的目的。但是,在不同的土地条件下,不同时期及不同品种的反应尚需进一步试验。
c、水稻制种 在杂交稻制种技术中,为了提高父母本的异交率,以增加杂交稻制种量或不育系繁种量,一般都采用赤毒素喷施母本以减轻母本包颈程度或使之完全抽出;或喷施父母本,调节二者的生长,使其花期同步。由于赤霉素价格较贵,用其制种成本高。人们用尿素代替赤霉素进行实验,在孕穗盛期、始穗期(20%抽穗)使用1.5%-2%尿素,其繁种效果与赤霉素类似,且不会增加株高。
d、防治虫害 用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份,搅拌混匀后,可防止果树、蔬菜、棉花上的蚜虫、红蜘蛛、菜青虫等害虫,杀虫效果达90%以上。
e、尿素铁肥 尿素以络合物的形式,与Fe2+形成螯合铁。这种有机铁肥造价低,防治缺铁失绿效果很好。此外叶面喷0.3%硫酸亚铁时加入0.3%尿素,
防治失绿效果比单喷0.3%硫酸亚铁好。
4.6.2商业应用
尿素在商业上,有着及其广泛的应用,比如可作为特殊塑料的原料,尤其尿素甲醛树脂,某些胶类的原料;它还是肥料和饲料的主要成分;可以取代防冻的盐撒在街道,比撒盐的优点是不使金属腐蚀; 加强香烟的气味 赋予工业生产的椒盐卷饼棕色;尿素是某些洗发剂、清洁剂的成分;某些急救用制冷包中的主要成分也是尿素,因为尿素与水的反应会吸热;同时尿素在工业上还可以用来处理柴油机、发动机、热力发电厂的废气,尤其可降低其氧化氮 催雨剂的成分〈配合盐〉; 过去尿素可以用来分离石蜡,因为尿素能形成包合物; 另外尿素还是耐火材料、环保引擎燃料的成分、美白牙齿产品的成分 ,尿素是纺织工业在染色和印刷时的重要辅助剂,能提高颜料可溶性,并使纺织品染色后保持一定的湿度。可以说尿素在生活的方方面面都有着广泛的应用。
4.6.3实验室和医学应用
尿素能非常有效的使蛋白质变性,尤其能非常有效地破坏非共价键结合的蛋白质。这特点可以提高某些蛋白质的可溶性,其浓度可达10摩尔体积。尿素也可用来制造硝酸尿素。
皮肤科以含有尿素的某些药剂来提高皮肤的湿度。非手术摘除的指甲使用的封闭敷料中,含有40%的尿素。测试幽门螺杆菌存在的碳-14-呼气试验,使用了含有碳14或碳13标记的尿素。因为幽门螺杆菌的尿素酶使用尿素来制造氨,以提高其周边胃里的pH值。同样原理也可测试生活在动物胃中的类似细菌。
4.6.4药品应用
药物名称: 尿素
功能主治: 作用与山梨醇同。但本品经肾小球滤过后,约50%从肾小管中再吸收,其高渗液用于脑水肿、脑疝、青光眼等。脱水作用快而强(15~30分钟),但维持时间短(约3~4小时)。用药后常继发脑体积增大和颅内压反跳性回升,故在本药注射后3~4小时,须加用其他脱水药物。 外用其软膏或乳膏可使皮肤软化,防止手足皲裂。
用法用量: 静注或快速静滴:每次0.5~1g/kg,于20~30分钟内滴注完毕。12小时后可重复给药。一般可连用1~3天。
注意事项: (1)本品性质不稳定,注射液须在临用前以10%葡萄糖液溶解,并须在24小时以内用完,以防分解而释出氨,产生毒性,超过24小时不能再用。(2)如药物贮存太久或药液温度过低,注入后引起面色潮红、精神兴奋、燥躁不安等症状。(3)药液漏出血管外,可引起局部红肿起泡,应以0.25%普鲁卡因局部封闭并加热敷。或用如意金黄散或50%硫酸镁湿敷治疗。(4)可增加血中非蛋白氮,故肾功能不全、严重休克及明显脱水者、有活动性颅内出血者、血内氮质积留过多者忌用.
5 尿素片区岗位安全生产技能
5.1 尿素生产特点
5.1.1高压高温
尿素合成反应是在高压、高温下进行的,高温、高压对氨的合成反应有利,但也给本工段的安全生产带来了许多不利因素:
·在高温高压下,甲铵液对钢材的腐蚀作用加剧,使钢材脱碳而变脆;从而
减弱其机械性能;材料在高温高压下也会发生持续的塑性变形积累,改变其金相组织从而引起材质强度、延伸率等机械性能下降,使材料产生拉伸,致泡、变形和裂纹而破坏;高温高压使可燃气体的爆炸极限扩大,高压更对上限影响较大,由于爆炸界限加宽使其危险性增加;高压高温时设备维护不利,会增加设备管道泄漏。
5.1.2高压、中压、低压并存
本工段有五种操作压力,一种是高压20MPa的压力系统尿素合成塔操作部分;另一种是中压1.7MPa的中压分解吸收操作部分;还有一种是低压0.15MPa的低压分解吸收操作部分等五种操作压力,压力不同而又相差甚大的压力系统同时存在又彼此紧密相连。如果操作失误或其它设备方面原因,分离器的液位控制过低,就易造成高压气串入低压系统引起超压操作,其结果是大量物料泄漏,危害极大。
5.1.3 易燃易爆易腐蚀
从设备上来看,高低压设备由于所承受介质属于易燃易爆物质,一旦发生事故伤亡损坏严重,破坏力大。同时尿素对系统设备腐蚀较强,合成塔内外部腐蚀而产生裂纹,发生爆炸,尾吸气中的惰性气体不参加系统反应的H2、N2、O2,若浓度积累越来越高,其组份进入爆炸区内,在某种引爆因素下(如明火、撞击、焊接、摩擦)就会发生爆炸。资料表明1吨液氨可使28万立方米的空间受到致命污染,因而一旦系统爆炸,则厂毁人亡。
5.1.4低温有毒
在常温常压下,氨是有刺激性臭味的无色气体,有毒能使人窒息。液氨极易挥发成气氨,因其温度低(在零度以下),溅落在皮肤上会造成化学烧伤。车间允许浓度30mg/m3。
5.2 尿素岗位重点危险化学物质
氨(氨气、液氨):NH3
5.2.1 理化特性
本品属有毒气体,是一种无色、有刺激性恶臭的气体。熔点:-77.7℃,沸点:-33.5℃,相对密度(水=1):0.82(-79℃),相对密度(空气=1):0.60,饱和蒸汽压:506.62kPa(4.7℃),临界温度:132.5℃,临界压力:11.40MPa,本品易燃,闪点:无意义,爆炸下限:15.7%,爆炸上限:27.4%,引燃温度:651℃,最大爆炸压力:0.58MPa。
本品与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。若遇高热、容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。本品易溶于水、乙醇、乙醚。本品主要用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。
5.2.2对人体的危害
本品侵入人体的途径主要是吸入。低浓度氨对粘膜有刺激作用,高浓度可造成组织溶解坏死。
急性中毒:轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等;眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿;胸部X线征象符合支气管炎或支气管周围炎。中度中毒上述症状加剧,出现呼吸困难、紫绀;胸部X线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者可发生中毒性肺水肿,或有呼吸窘迫综合症,患者剧烈咳嗽,咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。高浓度氨可引起反射性呼吸停止。液氨或高浓度氨可致眼灼伤;液氨可
致皮肤灼伤。
5.2.3急救措施
皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,应用2%硼酸液或大量清水彻底冲洗,就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟,就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处,保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧,如呼吸停止,立即进行人工呼吸,就医。
5.2.4.预防措施
本品车间最高允许浓度为30mg/m3。
工程控制:严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风,提供安全淋浴和洗眼设备。
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,建议佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,必须佩戴空气呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴橡胶手套。
其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。
5.2.5.消防措施
灭火方法:消防人员必须穿戴全身防火防毒服,切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。 灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。
5.2.6.泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即隔离150m,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。高浓度泄漏区,喷含盐酸的雾状水中和、稀释、溶解。构成围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。储罐区最好设稀酸喷洒设施。漏气容器要妥善处理,修复,检验后再用。
5.3.1.尿素合成塔泄漏应急处理预案
尿素合成塔在正常生产中工作压力为19.8MPa,1#与 2#系统合成塔容积43.6m3。合成塔内充满尿液、甲铵液、液氨、CO2混合液。合成塔大盖垫子、进出物料管法兰、仪表测温套管及塔体均有可能发生泄漏,应急处理方案如下:
·发现泄漏后,车间及公司领导到现场前由班长或总控主操负责组织处理,迅速报告当班调度和事业部领导,并通知附近无关人员疏散,由调度报告安全、生产、设备等部门负责人和公司主管领导,相关负责人到场后组成抢险指挥组,指挥抢险工作,并视情况需要向消防部门求援(电话:5276119);
·在领导到现场前,合成塔先降压生产,并按系统长停车作好准备;
·若有人被困泄漏区,班长和总控辅操(泵房副操)或现场其他人员迅速开启总控室(或泵房操作室)事故柜,戴好个人防护用品,进入现场抢救,并按救护措施作相应处理;
·泄漏不能消除时,系统长停泄压处理;
·蒸发可提前停车进水;
·本系统事故柜内防护器具不够时,可调用另一总控室、泵房操作室事故柜内防护用具;
·泄漏太大时,有权急停泄压处理,抢险人员尽快撤离氨高浓度区。
5.3.2.尿素液氨缓冲槽泄漏应急处理预案
尿素液氨缓冲槽在正常中生产压力1.67 MPa,1#与2#系统约盛装6m3液氨,一旦设备本体或相连法兰发生大的泄漏,将危及人员安全,应急处理方案如下:
发现泄漏后,事业部、职能部门领导到现场前由班长或总控主操负责组织处理,迅速报告当班调度和事业部领导,并通知附近无关人员疏散;
调度迅速通知氨库切断送尿素液氨,通知CO2压缩作停车准备,并报告安全、生产、设备部门负责人和公司主管领导,事业部、职能部门及公司主管领导到场后,组成抢险指挥组,负责组织指挥抢险救援工作,并视情况需要向消防部门求援;
若有人被困于氨泄漏区,班长和总控副操(或其他在场人员)应迅速开启总控室事故柜,戴好氧呼吸器进行抢救,并按救护措施作相应处理;
由班长(或总控主操)通知泵房作停车准备。待缓冲槽液位拉空后,按合成塔保压,中压泄压短停操作规程停车。合成塔出口截止阀不易关时,可先在操作室手动关调节阀,稍后再处理;
蒸发可提前停车进水;
本系统氧气呼吸器不够用时,可调用另一总控室、泵房操作室事故柜内氧呼吸器;
泄漏太大时,可紧急停车,将合成塔进出口阀关闭后迅速撤离,稍后再处理。
5.3.3尿素事业部尿素片区化学事故应急救援预案
(1)指导思想和目的:
本着“预防、自救为主、统一指导、分工负责”的原则。在公司救援领导小组的统一指导下、以我救援力量为主、搞好化学事故应急救援工作。确保企业、社会及职工生命财产安全,防止突发性重大火灾爆炸及液氨泄漏事故发生。在事故发生后能迅速、准确、有条不紊地处理和控制事故,把事故损失和危险减少到最低程度。
(2)化学事故处理:
一)火灾爆炸事故:火灾爆炸事故发生后应迅速查明着火的原因、火灾性质、地点并及时通知消防队,并采取施控制火势。
1) 抢救的安全技术要求:
①、现场发生中毒事故,发现者应立即向气防站报告,同时积极进行
抢救,检修作业中发生中毒事故,还应立即与生产现场人员联系,以及从工艺上采取措施并协同参加抢救。②、现场抢救:抢救的首要任务是迅速、安全地把中毒者从毒区救出,并同时做好现场处理,控制毒害源,消除危应及时、果断,正确地进行,抢救时要做好自我防护,切断毒物来源并注意保护中毒者。③、在进入事故现场进行抢救的同时、应首先与生产人员联系,立即切断气体来源,为抢救创造条件。④、如果发生液氨跑、漏时,应立即通知周边单位和居民做好预防工作。
2)分析中毒事故的原因:①、清洗置换不合格.②、阀门泄漏、未插盲板、③、分析没有代表性、④、没按时间要求进行动火分析、⑤、通风不良、⑥、置换时留有死角、⑦、塔内外联系不当、监护人未坚守岗位、⑧、防护器材使用不当、⑨、周围环境变法产生有毒性气体。
二)环境污染事故的处理:发现污染物超标时,由当班人员及时彻断污染源,同时向生产调度台汇报请求协助处理。说明污染的名称和性质,并在最短的时间内向公司安全环保部报告。根据势态发展情况通知周边岗位和居民离开有毒区。如果势态严重由安环部向公司领导汇报,由公司再当地政府领导报告,通知下游群众及时做好防范工作。
三)框架系统液氨泄漏事故:发现事故人在第一时间内通知班长和调度台及其他岗位操作人员作好防化准备工作。由调度台通知事业部所有领导和管理人员迅速赶赴现场组织处理,在紧急情况下可直接通知有关人员离开事故现场,同时请求调度台通知合成切氨,做紧急停车处理。班组长迅速组织人员寻找事故源点、在能保证人身安全有情况下迅速关闭该设备所有进出口阀门。避免事故进一步扩散,并通知消防队用高压水稀释泄漏的液氨。防止危急周边居民的人生安全和环境污染,事故源得到控制后班长迅速组织人员清点各岗位所有人数是否到齐。
四)泵房发生液氨泄漏事故时:发现泵房岗位发生液氨泄漏事故人,在第一时间内通知班长和调度台及其他岗位操作人员作好防化准备工作。由调度台通知事业部所有领导和管理人员迅速赶赴现场组织处理,在紧急情况下可直接通知有关人员离开事故现场。同时请求调度台通知合成切氨(新系统可自己切断四楼的氨泵进口总阀),电控部切断所有传动设备电源,做紧急停车处理。班组长迅速组织人员寻找事故源点、在能保证人身安全有情况下迅速关闭该设备所有进出口阀门。避免事故进一步扩散,并通知消防队用高压水稀释泄漏的液氨。防止危急周边居民的人生安全和环境污染,事故源得到控制后班长迅速组织人员清点各岗位所有人数是否到齐。
6尿素的生产工艺
6.1尿素的基本性质
尿素的化学命名为碳酸铵,分子式是CO?NH2?2.尿素是无色,无嗅,无味的针状或棱柱状结晶,工业产品为白色,含氮量为46.6%,分子量为60.04。
熔点:132.7℃
33g/cmg/cm重度:20℃-40℃,1,335(固体),1.4(粒状)。
比重变化量:每1℃ 0.000208
33g/cmg/cm假比重:0.52-0.64,0.7-0.75(粒状)
溶解度:易溶于水和液氨中,稍溶于甲醇、苯中,不溶于三氯甲烷、醚类中。 温度在30℃以上,尿素在液氨中溶解度较水中的溶解度大。
6.2尿素合成的基本原理
用氨和CO2合成尿素的反应,通常认为是按以下两个步骤,在合成塔内连续进行:
第一步:氨与CO2作用生成氨基甲酸铵
2NH3?CO2?NH4COONH2?Q1
第二步:氨基甲酸铵脱水生成尿素
NH4COONH2?CO?NH2?2?H2O?Q2
这两个反应都是可逆反应,反应(1)是放热反应,在常温下实际上可以进行到底,在100kg/cm、150℃时,反应进行的很快、很完全,为瞬时反应,而反应(2)是吸热反应,进行的比较缓慢,且不完全,这就使其成为合成尿素的控制反应。
实验证明,尿素不能在气相中直接形成,固体的氨基甲酸铵加热时尿素的生成速度比较慢,而在液相中反应才较快。所以,尿素的生产过程要求在液相中进行,即氨基甲酸铵必须呈液态存在。温度要高于熔点145-155℃,因此,决定了尿素的合成要在高温下进行。
氨基甲酸铵是个不稳定化合物,加热时很容易分解,在常温下60?C就可以完全分解,制取尿素时为了使氨基甲酸铵呈液态,采用了较高温度,所以必需采用高压。由上可知,合成尿素的反应的基本特点是高温、高压下的液相反应,并且是可逆放热反应。 3
6.3尿素合成工艺条件的选择
(1)过剩氨
过剩氨是比较NH4和CO2化学反应量所多的氨,常以百分率表示,或NH4/CO2表示。过剩氨可以使反应的平衡趋向生成尿素的一方,使产率提高。过剩氨也可以合成速度加快,提高尿素产率,过剩氨的存在,可与系统中的水结合,从而降低了水的浓度,抑制了副反应的发生。
?NH4?2CO?NH4HCO3?NH2NH4COONH2?H2O??NH4?2CO2
NH4HCO?NH4?CO2?H2O
过剩氨的存在,带走了一部分氨基甲酸铵的生成热,不仅有利于反应平衡趋向生成尿素的方向,提高尿素产率,而且有利于维持塔内反应的自热平衡,简化了合成塔的结构,过剩氨的存在,抑制了氢酸和氢酸氨的生成,降低了对合成塔的腐蚀。但过剩氨的存在也带来一些不利影响:
过剩氨的增加过大,二氧化碳转化率增加率也逐渐增加,并且提高了合成塔内反应系的平衡压力;过剩氨的增加,会破坏反应物的自然平衡,为维持合成塔内顶定温度,就必须提高浓氨预热温度;过剩氨的增加,会是反应混合物的比重下降,所需反应釜的容积加大,处理未生成尿素的反应物的设备也更大,动力消耗增加。
因此,在尿素水溶液全循环法中NH3/CO2比一般在3.5-4.1。
(2)水份
水是尿素合成过程中的产物,水存在可以降低氨基甲酸铵的熔点,有利于尿素的合成,氨基甲酸铵可以溶解在水中,故可以消除氨基甲酸铵的堵塞现象。
但是从化学反应平衡考虑,过量水的存在阻止合成反应向着生成尿素的方向移动,促进氨基甲酸铵水解等付反应的进行。造成CO2转化率的下降,甚至引起合成与分解的操作条件恶性循环,水的存在也使合成塔腐蚀加剧。因此在水溶液全循环中,正常生产时避免向合成塔内送水,在过剩氨回收和液相循环中,也应力求减少水分进入合成塔,在工业生产中进行合成塔物料H2O/CO2为1/0.65。
(3)CO2的纯度
CO2的纯度低,不仅会降低CO2的转化率,而且会造成合成塔的腐蚀,生产实践证明CO2%在86-100%时,纯度每下降1%CO2的转化率下降0.6%左右。因此生产中过顶二氧化碳的纯度要在98%以上。
(4)温度和压力
温度越高尿素达最大产率的时间越短,即反应速度越快,合成塔的生产强度也就提高,但温度越高,尿素产率的提高逐渐减慢,同时反应温度的提高也必须使合成系统的平衡压力提高,腐蚀速度增加,为保证尿素在液相中生成和一定的反应速度,对设备制造和防腐问题,合成塔的操作温度控制在185-190℃为宜。
合成塔的操作压力,必须大于操作条件下的平衡压力,否则会使氨基甲酸
铵离解,溶液中氨气化,转化率下降,但操作压力过高,会使动力消耗增加,设备制造强度加大。因此合成塔的操作压力高于其操作条件下平衡压力10-30气压较好。
6.4未反应成尿素物质的分离和回收
在合成塔中NH3/CO2比为4时,约有65%的CO2和33%的氨转变成尿素,其余的氨和二氧化碳则以氨基甲酸铵,游离二氧化碳和游离氨的形式存在于合成后尿素熔融物种,这部分物质必须同尿素分离,以便循环利用。
为了把未反应生成尿素的NH3和CO2从尿水熔融物分离出来,一般采用逐段降压和提温的方法,有利于NH3和CO2的溜出,但压力的选择,还必须考虑到,NH3和CO2的回收,为年度的控制还必须考虑到高温对设备的腐蚀,温度和压力的选择都不宜太高太低。为了把分离出来的NH3和CO2回收,通常是在不同温度,不同压力,是用水和氨水,把NH3和CO2吸收,生成甲胺和氨水,然后返回尿素合成塔。
6.5尿素的加工
尿素水溶液在加热过程中其热稳定性较差,在溶液加热达到一定温度以上就可能发生尿素水解反应和缩二脲的生成反应,其反应如下:
2NH2CONH2=NH2CONHCONH2+NH3
NH2CONH2+2H2O=(NH4)2CO3=2NH3+ CO2+H2O
两个副反应由于受温度、加热时间、溶液面上气氨分压等因素的影响。因此,尿液蒸发过程的操作压力越低,相应饱和尿液浓度就越高,如果达到相同浓度,蒸发压力高,相应所需温度也高。
为减少副产物的生成,避免出现结晶困难的问题,通常采用两段蒸发流程:一段蒸发的目的是在较低的压力下首先蒸发掉大量的水,然后在更低的压力下进行二段蒸发,已达到最后的浓度,两端蒸发的分界线是根据传热温差和冷却水温度而定的。
6.6 工艺流程介绍
其生产工艺流程特点是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸发、自然通风的造粒流程,设计中未考虑解析系统,碳化氨水送碳氨母液槽。本流程分为压缩、合成、分解系统、循环系统、蒸发造粒四个生产过程,整个生产为单系统生产。
6.7 尿素合成工艺流程图:
6.8尿素合成的工艺流程:
6.8.3晋开化工集团采用的就是改进型二氧化碳气提法
1、二氧化碳气提法简介
所谓气提法就是用气提剂如CO2、氨气、变换气或其他惰性气体,在一定压力下加热,促进未转化成尿素的甲铵的分解和液氨气化。气提分解效率受压力、温度、液气比及停留时间的影响,温度过高会加速氨的水解和缩二脲的增加,压力过低,分解物的冷凝吸收率下降。气提时间愈短愈好,可防止水解和缩合反应。故气提法是采用二段合成原理,即液氨和气体CO2在高压冷凝器内进行反应生成甲铵,而甲铵的脱水反应则在尿素合成塔中进行。实际上,为了维持合成尿素塔的反应温度,部分甲铵的生成留在合成塔中,而不是全部在高压冷凝器中完成。这是一个吸热、体积增大的可逆反应,只要有足够的热量,并能降低反应产物中任一组分的分压,甲铵的分解反应就能一直向右进行,气提法就是利用这一原理,
当通入CO2气时,CO2的分压为1,而氨的分压趋于0,致使反应不断进行。同样,用氨气提也有相同的结果。
二氧化碳汽提尿素装置由以下工序组成:高压圈包括尿素合成塔、汽提塔、甲铵冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器;后工序仅设置了低压分解吸收系统;真空蒸发系统包括了两段真空蒸发和冷凝系统,并设置了工艺冷凝液处理工序,真空蒸发后的尿液送入最终造粒工序。
它的主要工艺特点为在最佳氨碳比的条件下,使合成压力降到最低。同时,在合成压力下,用二氧化碳气对甲铵液进行汽提,分解的氨和二氧化碳在合成压力下冷凝,其冷凝热用来副产蒸汽供二段分解和一段蒸发作加热蒸汽用,并作为蒸汽喷射器的动力蒸汽以及提供系统保温用。由于采用二氧化碳汽提,该工艺与氨汽提尿素工艺相比,汽提压力较低,汽提效率较高,因而无需中压分解也能满足尿素装置生产的要求。该工艺技术改进后,采用了原料CO2气体的脱氢技术,从根本上杜绝了工艺过程中燃爆的危险性,在高压洗涤器后设4bar吸收塔吸收不凝气中的氨,减少了尿素装置的消耗。工艺流程短,设备少,生产稳定,消耗低。该法在我国建厂较多,积累了丰富的设计、设备制造和生产的经验。近年来,在我国新建的尿素装置和大型尿素装置的改造中,大都采用了新型的二氧化碳汽提法工艺技术。
2 尿素生产二氧化碳汽提工艺原理:
(1)二氧化碳压缩
由合成车间送来的CO2经冷却后进入二氧化碳压缩机,经四段压缩后送入汽提塔底部。在进入压缩机前,往二氧化碳气流中加入一定量的空气,使气流中含有氧,在设备上生成氧化膜以防设备腐蚀及除氢所需。所需空气约为二氧化碳气量的4.0%(体积)。
(2)合成与汽提
由合成车间送来的液氨经预热进入高压氨泵,为了避免高压氨泵的气塞,液氨的温度比上述压力下的沸点最少低10℃,通过高压氨泵将压力提高到16.0MPa .出高压氨泵的液氨经加热到约70℃,送入高压喷射器,将高压洗涤器出来的甲铵液增压,一并送入高压甲铵冷凝器的顶部。
高压甲铵冷凝器的作用,是将液氨和气体CO2大部分冷凝成为甲铵液体。高压甲铵冷凝器是立式管壳式热交换器,在上部管侧送入新鲜的液氨,含有NH3和CO2的汽提气以及循环返回系统的甲铵液,此物料是气液混合物,在约14.0MPa下送入,物料沿管子的内壁往下流,出口温度为168~170℃,NH3/CO2=2.8~
2.9。换热器的壳侧,用0.3MPa(143℃)的沸水冷却,甲铵的冷凝温度比水的沸点要高20℃,这样加料物中的蒸汽被冷凝,并反应生成甲铵,放出冷凝热和生成热,传给管外的沸水,产生0.3MPa的蒸汽,这种蒸汽在车间有许多用途。
蒸汽在四个汽包中与水分离。汽液混合物是通过上升管进入汽包的,而水由下降管回到高压冷凝器壳侧的底部。由于蒸汽的生成,在壳侧内水自然循环,蒸汽由汽包顶部离开,锅炉给水(蒸汽冷凝液)由泵送入下降管中。
高压冷凝器的操作要使进口的氨与二氧化碳不是全生成甲铵,大约有78%的NH3和70%的CO2冷凝成液体,而有一小部份仍然以气体存在,生成的甲铵液与未冷凝的气体,从底部各自的管子离开高压甲铵冷凝器,进入合成塔的底部。
甲铵生成的反应式: 2NH3+CO2 ===NH4COONH2 +119.2 GJ/kmol
(3)合成塔
合成塔是一个长的立式高压反应器,反应混合物自下而上通过。在温度为
180~186℃和13.5~14.5MPa压力下,将甲铵转化为尿素,转化率为61%左右,再从内部的溢流管离开。塔内的液面必须保持比溢流管口稍稍高一些,并用合成塔出口处的控制阀控制。反应混合物中的气体从塔的顶部离开。
尿素生成的反应式:NH4COONH2====CO(NH2)2+H2O-15.5kj/mol
合成塔的容积,需保证反应混合物有足够的停留时间,以达到所要求的转化率。停留时间约为l小时。合成塔顶部的出气中,除NH3和CO2外,还有O2、N2、H2等惰性气体,它们是与CO2气一起加到反应系统中来的(约占5.5%,其中4.0%是防腐用的空气,而1.5%是由C02气从氨厂带来的杂质,主要是氢)。在合成塔顶部出口气相管上设有放空阀以便升温钝化时、合成塔超压时作放空、卸压用。
(4)高压洗涤器
合成塔顶部出气中的NH3和C02必须加以回收,而惰气则需放空,以避免在系统中积累,此过程是分别在高压洗涤器和0.6MPa的吸收塔中进行的。
高压洗涤器下部是直立管壳式浸没冷凝器,器内充满着液体,气体鼓泡向上通过,上部为鼓泡段,液体出鼓泡段,—部分经内溢流管返回浸没冷凝段底部,一部分外溢出去进入喷射泵(3201-L)的吸入口。这保证了气体与其冷凝液的充分混合,从而避免了固体甲铵的生成。出口甲铵液的温度保持在160~165℃,为了防止冷却过度,管外用热水冷却。热水在一个封闭的加压系统中用循环水泵循环。
高压洗涤器出气由于其中含有少量H2和O2,当操作不正常时(浓度波动)有可能形成爆炸性混合物,为了避免爆炸,要求NH3和CO2在此不完全吸收,而将出气经减压阀送0.6MPa吸收塔进一步吸收NH3和CO2,最后惰气经PC3715由塔顶放空。因为高压甲铵冷凝器中的压力要比高压洗涤器约高0.3MPa,因此,甲铵液必须在高压喷射器中用16.0MPa的液NH3喷射才能返回到反应系统中去。
(5)汽提塔(高压热交换器)
汽提塔是一个直立管壳式加热器,反应混合物在180~186℃下进入,向下流入管束并以液膜状态沿管壁往下流,然后在165~175℃下从底部离开。CO2气从底部进入,将溶液中的NH3和CO2赶出,但不可能全部赶出,因为在汽提塔中所供应热量受下列条件的限制:
与工艺液体相接触的管子的温度不能高于200℃,否则会发生严重腐蚀,这就对蒸汽侧与工艺侧的温度提出了限制。 总的热交换面也有限制,因为过多的管子将造成液体分布不均匀而使汽提效率降低,而过长的管子使液体停留时间过长,会使缩二脲生成及尿素水解反应加剧。实际上约有85%的NH3及75%的CO2从反应混合物中被汽提出来,同时也有一些水蒸发出来。出口液体含有NH3 6.0~8.0%(Wt)。汽提塔顶部出气要送入高压甲铵冷凝器的顶部,所以汽提塔的压力应比高压甲铵冷凝器略高一些。汽提塔所用的饱和蒸汽压力为2.0MPa 。离开汽提塔底部的工艺液体,由一个用液面减压阀控制使汽提塔的底部保持一定的液位,以防CO2随同液体排出。
(6)循环系统
离开汽提塔的尿液经控制阀减压到0.15~0.25MPa,喷洒在精馏塔的填料床上,由于减压的结果,尿液中的一部分甲铵分解,所需的热由溶液本身供给,从而使溶液的温度下降到105~110℃。
溶液从精馏塔底进入循环加热器,在此溶液的温度升高到130℃左右,其结果是甲铵又一次分解。在精馏塔底部的分离器中进行液气分离,气体通过填料床
上升,被从上往下流的冷尿液所冷却。使气体中所含的水蒸汽被部分冷凝。离开精馏塔底部的尿液经过控制阀流入闪蒸槽;离开精馏塔的气体与3708-C来的液体一起送入低压甲铵冷凝器的底部。低压甲铵冷凝器为浸没式,为了取走甲铵生成热与冷凝热,用调温水冷却.低压甲铵冷凝器顶部的气液混合物流入液位槽进行气液分离,大部分甲铵液靠此重力差循环回低压甲铵冷凝器,而一部分从底部流出,用甲铵泵送入高压洗涤器的顶部。
在液位槽的底部,用一个漏斗形出口管与低压甲铵冷凝器相连。使甲铵溶液在低压甲铵冷凝器与液位槽之间构成自然循环使气液良好混合,从而使在冷却器表面上生成甲铵结晶的机会减小。从液位槽的液体中分离出来的气体及3708-C的气体进入低压洗涤器,
在低压洗涤器中,在填料床上用吸收塔来的甲铵液洗涤,除惰气外全部气体被吸收下来。在底部收集的甲铵液用循环泵经由循环冷却器循环回到低压洗涤器的填料床上,用这种增加喷淋密度的方法可以增强吸收效果,并可使在填料床中放出的冷凝热与甲铵生成热在冷却器中被冷却水移走。
低压洗涤器底部装有溢流管,以保持恒定的液面。生成的甲铵液经过溢流管流入液位槽中的漏斗管,循环回到低压甲铵冷凝器。未冷凝的气体离开低压洗涤器的顶部,经过控制阀进入3308-C进行吸收,吸收后的液体排入氨水贮槽,气体放空入大气。PC3304控制整个循环系统的压力,并经常通蒸汽保温,以防甲铵结晶堵塞。
精馏塔底出来的溶液减压后流入闪蒸槽,闪蒸槽中保持低度真空,约0.045MPa.在溶液减压时,少量的NH3同较大量的蒸汽从溶液中逸出,使溶液的温度从130℃左右降到90~95℃,得到的尿素溶液的浓度约为73%.流入尿液贮槽。
(7)蒸发与回收
蒸发系统是将尿素溶液中的水蒸发,浓缩成最终浓度为99.7%(重量)的尿液。在蒸发过程中温度不宜太高,以减少缩二脲的生成。然而在尿素溶液逐渐浓缩的过程中,温度也不能太低,以免结晶生成,整个蒸发过程是在两个不同的真空度下进行的,第一段的操作条件为:压力0.032MPa,最终温度为130℃,最终浓度95%,第二段的操作条件为:压力0.0034MPa,最终温度140℃,一段蒸发器的液、蒸汽混合物是在一段分离器(3401-F)中分离的,它位于蒸发器的顶上。浓缩后的尿素溶液经过一个U形管离开一段分离器进入二段蒸发器,最终使溶液浓缩到99.7%。
一段蒸发分离器分离出的水蒸汽进入一段洗涤器内,用尿素含量约35%(重量)的溶液洗涤。洗涤液来自循环泵。洗涤液和回收的尿素在一段洗涤器内从蒸汽中分离。以尿素含量约35%(重量)溶液形式回收的尿素,经流量控制阀送至尿液贮槽。而洗涤后的蒸汽,送往一段蒸发冷凝器(3702-CA)冷凝。真空度由一段蒸发喷射器(3701-L)产生,离开一段蒸发喷射器的蒸汽再进入一段蒸发尾气回收冷凝器(3702-CB)进一步冷凝,冷凝后的液相排入氨水贮槽,气相则进入烟囱放空。
二段蒸发分离器分离出的水蒸汽进入二段洗涤器内,用尿素含量约15%(重量)的循环液洗涤。循环液来自循环泵。洗涤液和回收的尿素在二段洗涤器内从蒸汽中分离。以尿素含量约15%(重量)溶液形式回收的尿素,经液位控制阀(LV3402)连续送入一段洗涤器。洗涤后的蒸汽通过升压喷射器升压至0.012MPa,与驱动蒸汽一起进入二段蒸发器的第一冷凝器。蒸发器的真空度由升
压器、两个喷射器及二个冷凝器产生。
二段蒸发的真空度不需要自动控制,因为压力愈低,蒸发愈好。回收系统的稀氨水,部分经LC3403连续不断地提供,部分在洗涤一段洗涤器和二段洗涤器除沫器的过程中经LV3402和LV3403周期性提供。
离开二段分离器底部的尿素熔体经过大气腿由尿素熔融泵送入造粒塔顶的喷头。当喷头以合适的速度旋转时,尿素熔体被洒成大小合适的小液滴分布在造粒塔的整个截面上,当它们下降时因冷却而固化。结晶热被上升的空气流带走,由于空气的温升使造粒塔在自然通风下有足够的空气流过。
(8)解吸
在闪蒸槽及蒸发系统中蒸发出来的水蒸汽在相应的冷凝器中冷凝后,含有少量的尿素、氨和二氧化碳,经过大气腿流入氨水贮槽,此贮槽在内部用隔板分成三室,一个大的和两个小的,隔板在接近槽的底部开了两个小孔,这样使各室的液面取齐,但各室的液体又不可能完全混合。
从闪蒸槽冷凝器来的冷凝液含的氨最多,被引入一个小室中,它与闪蒸槽冷凝液泵相连接。从蒸发冷凝器来的含有少量尿素和氨的冷凝液流入另一小室中,它被送到解吸塔的顶部。进入解吸塔的液体经过各层塔板上的溢流管逐层流下,从塔底出去。蒸汽直接从塔底加入,通过塔板上的浮阀向上流动。由于液体与蒸汽的逆流接触,液体中的NH3和C02愈来愈少,其结果是离开塔底的液体中几乎不含NH3和C02,而离开塔顶的蒸汽中含有全部解吸出来的NH3、C02及水蒸汽。循环回到反应系统中去。塔底部的出口液体后送至合成车间(或下水道),甲醛注入蒸发尿液中,其目的主要是提高成品尿素的颗粒强度,从而提高尿素产品质量。通常甲醛的注入量以成品分析甲醛含量为准,成品中甲醛含量控制在0.08~0.25% 。
6.8.5尿素的颗粒强度低原因
1、蒸发系统影响
蒸发系统工艺操作的好坏是保证粒度高、强度好、粉尘小的基础。
1)高压系统汽提效率低,中、低压系统分解效果差,造成分解负荷后移,蒸发系统的预浓缩器,一二段蒸发加热器、分解器负荷加重,不能保证两段真空都达到工艺指标,从而使尿液水含量和游离nh3含量增加。造粒后出现大量强度比较低的空心粒子和粉尘。
2)为了保证一二段真空度,每班必须对一段真空分离器(v107)、二段真空分离器(v108)及升压器喉管进行冲洗,如冲洗时继续造粒,就可能因为冲洗水进入尿液导致浓度降低,造成造粒拉稀,或粉尘及结块。
3)喷射器喉管磨损、有杂质堵塞或结垢或喷射蒸汽压力过低、能力不够都会导致真空达不到,
造粒后会出现粉尘或结块。
4)二段蒸发分离器满液时造粒,虽然看似真空达到工艺指标,但是实际尿液的浓度并不高,仍
然会造出粉尘及结块。
5)调节不当,过料不稳,而蒸发的二段真空分离器液位槽液位(lic1025)又投自控,送入喷头的尿液量波动较大,有时发生满液,有时断料,或由于二段蒸发温度低导致送入喷头的尿液温度低于132?6℃,也会造出结块及粉尘。
2造粒及收集系统影响
造粒及收集系统的控制是产品外观质量好坏的关键。造粒系统是粒子强度、粒度好坏的决定因素。
1)喷头的转速与生产负荷不对应,高负荷、低转速会造出粘连粒子及少量粉尘,严重时会出现拉稀粘在刮料机和塔底,而且出塔粒子温度会升高。低负荷、高转速会造成粒子过小,大量物料粘塔壁,沿壁流下的即形成结块。
2)造粒时,喷头预热不够,未达到132.6℃以上,尿液进入喷头即有部分凝结,堵塞部分喷孔,或焊渣、填料、铁削等杂质进入喷头,堵塞部分喷孔,都会造成粒子结块,及粉尘增多。
3)喷头变形、动平衡被破坏,尿液喷出时在造粒塔截面上分布不匀,密度大的地方冷却不够,强度降低,严重时还会出现粘连,以及大量粉尘。
4)喷头制造时喷孔有毛刺,或长期使用,喷孔冲刷变大、不规则,都会使造粒的小粒子和粉尘
量增大。
5)造粒塔顶部百叶窗被粉尘堵塞,影响出塔风量,下部百叶窗开度过小,影响进塔风量,使粒子在塔内固化的时间延长,液滴和空气摩擦以及液滴中的水扩散到空气中,都会使粒子破碎,形成粉尘和小粒子,使粒度降低。而且使1#皮带上粒子温度过高,大于50℃,使强度降低,也极不利于储存在散装库中。
6)造粒塔下部的百叶窗开度不匀,造成塔内空气偏流,会使没有凝结的液滴互相碰撞,产生小粒子和粉尘。由于偏流还会造成粒子冷却不够,出塔温度过高,强度下降。
7)造粒塔的锥形底部由于造粒不正常、或造粒前吹除预热时间过长凝结水落入塔底,导致粘结有大量尿素块,形成一层硬的尿素板结物,会与刮料机的底部刮板强烈摩擦,碾碎大量尿素粒子,使粉尘增加。严重时刮料机跳动无法运转,超流跳车。
4、 解决对策
1)加强尿素装置全系统的操作,切实稳定高压及中低压系统,使进入蒸发系统的物料流量稳定,浓度较高,游离nh3较低。便于蒸发系统稳定操作。
2)对蒸发系统冲洗严格要求尽量少在v107、v108顶部加水,每班一次、每次5~10分钟即可。冲洗时一定要停造粒,打循环,避免由于冲洗造成尿液浓度降低。两段的5个喷射泵要经常检查是否工作正常,及时检查喉管。对于表面冷凝器经常加一些工艺冷凝液进行冲洗,以确保两段真空度的维持。每次停造粒后再造粒时,必须作好喷头的预热工作,但不可长时间吹除预热,以免冷凝水过多落入塔底,形成粘结。在冬季,装置停车后的开车造粒前,必须通过193第3期吴 中等?提高尿素粒子强度的探讨塔底导淋对吹除蒸汽管线进行排水,以免管内冷
凝水大量进入造粒塔。
3)造粒时必须保证二段真空分离的液位槽(l107)的液面降至正常,切不可在高液面下造粒。尿素熔融泵的运转必须保持正常,而且l107液位调节阀(lv1025)阀的开度要维持稳定、缓慢加减,避免喷头满液或断料,造成喷头拉稀或堵塞。
4)造粒喷头做到定期更换、清洗,一般每周倒换一次喷头,进行清理杂质。并定期检查喷头是否完好。
5)造粒喷头的转速随负荷变动加强调节,避免转速不匹配造出粉尘或结块。根据经验,负荷
转速匹配。
6)改进造粒喷头,提高尿素颗粒质量。兰州石化公司化肥厂从1998年与航天
部十一所共同研制zh型55t/h和75t/h两种喷头,尿素颗粒较美国塔特尔喷头所造粒子明显改善,见表3。表3可知十一所喷头大颗粒多、粒子强度高。从表4可知,在试验中粒子温度偏高,较高的粒子温度制约了十一所喷头(75t/h)在装置上的使用,只能在气温较低季节使用。
7)遇有停车机会进入造粒塔内,对塔底的尿素粘结情况进行检查,如果粘结过多必须进行清理,避免与刮料机摩擦碾碎粒子。一般每6个月清理1次。
8)及时清理造粒塔顶部百叶窗,铲除叶片上的尿素粉尘,一般每12个月清理1次。及时调节造粒塔底部百叶窗的开度,随负荷及气温的变化进行调节,在实际操作中,应随时监测粒子温度,开大风窗,尽量使粒子的温度降低。1),2),3) 6种工况下实际运转中落到塔底粒子温度要高于50℃。2),3) 3种工况的排气温度比计算所取得温度要低。在冬季气温较低,即使全关风窗,仅靠叶片间的缝隙,也能满足高负荷的需要,落塔温度低于50℃。
9)散装库的布料小车必须来回移动,尽量在散装库中做到均匀布料,不要定点下料,防止堆积过高、散热不好。根据其他厂经验散装库堆积高度不要大于8m。进入散装库的尿素尽快耙出包装,不要堆积存放时间过长,防止尿素中的水分发生变化,从而发生粉化。
10)耙料时如果没有较坚硬的结块不要开启破碎机。以免增加不必要的摩擦,碾碎粒子。
11)包装好的袋装尿素应尽量减少倒库,且堆积不要太高,根据其它厂经验堆积高度不要大于4m。
12)如有可能在成品包装的8#皮带处增加振动筛,将粉尘脱除,送回尿素装置的尿液槽回收。
13)坚持在蒸发系统中添加甲醛,提高粒子强度、粒度。兰州石化公司化肥厂添加甲醛的中试结果。从目前已实施的措施来看,通过加强操作,做好各个环节的调节、控制,进行改造,利用新技术可以降低尿素粉尘含量,提高粒子强度。但是散库的温度、湿度的调节工作难度还较大,无法保证四季散库内的湿度恒定和减小散库温度与粒子存放的温差,需要以后加以解决。
6.8.5 尿素生产中的腐蚀及防护
在尿素生产过程中,原料CO2、NH3、甲铵和尿素的水溶液,原料带入的硫化物、氯化物及生产过程中形成的碳酸铵溶液、稀氨水和少量氰酸等都具有腐蚀性,特别是在温度130℃~200℃、压力150kg/cm2~250kg/cm2下的尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀更为严重,许多生产企业的尿塔等设备均因腐蚀问题进行过停车抢修。腐蚀问题因其成为尿素稳定生产的严重障碍而日益受到重视。
1、腐蚀机理
尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀,主要是由于溶液中的氨基甲酸根(COONH-2)为一种还原性酸根,能破坏不锈钢等金属表面的钝化膜,使其产生活化腐蚀。近年来,通过红外分光光度的测定,证明了原料NH3和CO2在高温下合成尿素过程中因异构化而生成氰酸铵,后者分解成游离氰酸:
CO(NH2)2 = NH4CNO = HCNO + NH3
氰酸根(CNO-)也是一种还原性酸根,对金属表面的钝化膜也能产生活化腐蚀。
还有学者认为,腐蚀是由溶液的电化学反应和游离的碳酸根(CO2-3)引起的。 2尿素设备腐蚀的主要形式及原因
2.1均匀腐蚀
均匀腐蚀的特征是金属表面失去光泽,变得非常粗糙。这种腐蚀通常发生在温度较高、缺氧和甲铵浓度较高的尿素—甲铵溶液中以及能生成甲铵冷凝液的气相中,如尿塔的中下部和保温不良的气相部分。
2.2晶间腐蚀
表面看不出腐蚀迹象,这种腐蚀能破坏晶粒之间的结合力,造成晶界断裂,使金属机械强度完全丧失,在应力作用下,金属会产生突然的脆性破坏。不锈钢产生晶间腐蚀的原因通常可用贫铬理论解释。不锈钢中最主要的耐蚀合金元素是铬,含铬量超过13%才有显著的耐蚀性能。铬可形成固溶体,也可形成碳化物, 碳化铬的含铬量一般超过70%,称为高铬相,高铬相的析出,会导致基体中含铬量的下降。在高温条件下钢中的碳都能溶解到基体中,当钢材在400℃~850℃敏化温度范围内停留时,由于碳的溶解度下降,碳便会从基体中晶界处析出,附近基体中的铬原子从基体中扩散出来,与晶体中析出的碳原子结合而成碳化铬。这样,周围形成了一层贫铬区和贫碳区。由于铬原子比碳原子直径大,故碳的扩散比铬容易进行,所以贫碳区较快地逐渐消除,贫铬区以外的铬却来不及向贫铬区及时补充,造成贫铬区含铬量低于13%,致使耐蚀性下降许多。 在强腐蚀介质中,晶粒与碳化铬成为阴极,贫铬区则成为阳极,由于贫铬区狭窄表面积小,形成大阴极和小阳极作用,贫铬区成为阳极而被腐蚀。这种晶间腐蚀,属电化学腐蚀,危害性最大。根据晶间原理,在尿素设备选材时应选择含铬量高、含碳量低的不锈钢。
2.3缝隙腐蚀
由于积存在缝隙中或滞流区中的尿素—甲铵溶液中所含的氧逐渐消耗,而新鲜的氧又不易通过或进行补充,造成缝隙中或滞流区的溶液严重缺氧,对不锈钢产生活化腐蚀。缝隙腐蚀一般发生在设备和管件的缝隙处,如设备内由螺栓连接的螺纹啮合部分,法兰的密封面未焊透的焊缝处。
2.4应力腐蚀
由于溶液中含有氯离子和蒸汽或冷却水中所含的氯离子,引起尿素设备产生应力腐蚀破裂。如某厂尿塔,由于检漏蒸汽中含有氯离子引起不锈钢衬里产生应力腐蚀破裂。其原因主要是由于氯离子在衬里外壁和外壳间的间隙中污垢下的浓缩以及不锈钢衬里承受由操作压力引起的拉伸应力。
3生产操作及设备选材的防护对策
3.1氨碳比
NH3和CO2合成反应的分子比为2,但尿素生产过程中,要加入过量NH3。 因过量NH3可抑制反应过程中氰酸根的生成,从而减缓对衬里的腐蚀。反应式如下:
NH3+H2O=NH+4+OH-
NH+4+CNO- = NH4OCN
实际操作中应控制氨碳比为3.5~4.0左右。
3.2水碳比
水促使氰酸铵的离解,提高氰酸根浓度。
NH4OCN = NH+4+CNO-
水碳比高则腐蚀性强,所以在操作中应严格控制合成系统物料中的水碳比,一般控制在0.5以下。
3.3硫化物
硫化物中的HS-以及硫氧化生成的硫酸根(SO2-4)能破坏不锈钢或钛表面的
钝化膜,使其活化被腐蚀。在一定H2S范围内,增加氧含量能补偿硫化物消耗的溶液中的氧,维持上述金属表面钝化膜的完整。但当H2S含量超过15mg/m3时,无论加多少氧也不能再恢复被H2S破坏的钝化膜,反而使腐蚀加剧。因此,尿素生产厂在变换后均增设湿法脱硫,CO2压缩工段增设活性炭脱硫,保证原料气CO2进入尿素界区时H2S含量达到工艺指标。
3.4氧
尿素—甲铵溶液是一种还原性介质,对不锈钢表面的氧化膜有腐蚀性。向介质中补充氧使溶液具有氧化性,使不锈钢表面生成致密的钝化膜,这层膜可以把溶液和金属隔开。对于不锈钢和钛材,溶液中的氧含量分别为10μg/g和0.4μg/g时就能保持钝化。 生产操作中,一般原料气CO2中氧含量为0.5%。刚开车时,CO2中氧含量应控制在0.8%,这时液相中约有氧90μg/g~300μg/g,氧已处于过饱和状态。在停车保压期间,氧被消耗得不到补充,故规定停车保压时间不得超过24h。
3.5氯离子
氯离子是引起尿素设备应力腐蚀破裂和点蚀的主要因素。一般在高温水中,含有微量的氯离子就可使常用的不锈钢产生应力腐蚀破裂。当介质中同时含有氧时,则加剧应力腐蚀破裂过程。所以操作中应严格控制尿素—甲铵溶液、冷却水和蒸汽中的氯离子含量,加强加脱盐水岗位、锅炉岗位的分析检测工作。
3.6设备选材
制造尿素设备所用的不锈钢的最重要的成分是铬和碳。铬的含量越高,不锈钢的耐腐蚀性越强,碳的存在对不锈钢耐蚀性是不利的。此外,加入适量的钼、镍、钛等元素能稳定不锈钢氧化膜,形成均匀的奥氏体组织,并改善其综合机械性能和加工工艺性能。尿素设备内件设计上应尽量减少螺栓联接,若必须采用螺栓联接,如尿素合成塔塔板采用M12不锈钢螺栓联接,建议应采用聚四氟乙烯密封垫保护隔离,并在联接处用灌呋喃树脂的方法将缝隙填满,减少间隙腐蚀。
10 实习感想
毕业实习是每一个大学生必须拥有的一段经历,是我们大学生活的一个重要部分,我们以前所学习的理论知识,对什么事情都想象的比较完美,但现实与理论是有较大的差距的,在实践中,有许多预料不到的突发的问题,可能在许多时候可以运用所学的理论知识解决,但是在许多时候是书本上所找不到的,就需要一种解决问题的能力。 通过实践,将我们所学的理论知识与实践相结合,找出差异,并积累一定的工作经验,使我们在实践中了解社会,了解所学的专业,让我们体会工作与学习的不同,也打开了视野,增长了见识,为我们以后进一步走向工作打下基础。通过实践,将使我们的知识更加牢固,同时使我们以后的学习更加有的放矢,有利于我们提高学习效率。
在晋开化工集团的两个星期的实习时间里,对我来讲是一个理论与实际相结合的过程,在导师的仔细讲解和演示下,我对工厂的工艺流程、生产设备、产品等各个方面有了深刻的理解和认识,并且巩固了书本上的知识。将理论运用到实际中去,从实际生产中丰富自己的理论知识,这是我从这次短暂的实习中所得到的收获!相信这必将对我以后的工作产生有益的影响!
两周的时间,很短暂,但是两周的时间里我收获了很多很多,这些是在学校里不能深刻的领会到的,这些收获将会是我以后的学习工作中的一笔极其宝贵的财富:
严谨的态度
“科学是来不得半点马虎的”,这句话一直以来都是科研人员心中的圣经。科学需要严谨的态度,无论是科学研究还是实际应用,这一点在这次实习过程中我深刻地体会到了。刚刚进入厂区的时候,严格的安全检查和安全教育一下子把我的神经给绷紧了,我接受了整整一天的安全教育培训工作,包括观看教育录像,学习安全生产条例,考察紧急事件应对策略等多方面内容,最后还进行了考核。本来很和蔼亲和的企业导师在这个时候变得异常的严肃,在他们的眼神之中明显的感觉到了对于安全教育的严谨态度,这让我对晋开化工集团产生了一种好感。在进入厂区之前,导师发给我一套特制的防静电服装、帽子和眼镜。进入厂区的实地学习的过程中,整个厂区之中的工作人员全部穿着统一的工作服装,各位操作人员和生产人员严格遵守操作规程,遵守厂区纪律,按部就班地进行着生产, 这一切都是晋开化工集团能够长期安全生产无事故的真正原因。
充足的知识
“书到用时方恨少”这句话来形容我实习的开始再贴切不过了,本来在学校的学习成绩还算不错,各门课程的知识 也掌握的挺牢固,平时在学习中也比较重视知识的积累,以前也参加过学校组织的金工实习和认知实习,但是这次刚刚进入工厂的时候,面对这样一个陌生的环境,对于一切都是陌生的,虽然之前我也自己查阅了很多的关于合成氨、合成尿素方面的资料进行自学,感觉基本了解了大致的工艺流程,但是当导师把工厂的生产图纸和资料给了我之后,我一下子就懵掉了,几十页的图纸加上几十页的资料,里面的大部分内容都是我以前没有接触过的,尤其是图纸里的生产流程中的那些仪表、管道、控制器,我完全的搞不懂,正当我在惴惴不安、懊恼自己以前没有更加努力地学习的时候,导师似乎
看出来我的想法了,他轻松地对我说:“学校和企业是完全不同的,学校是教会你怎么去学习新的知识,而企业则是让你去运用你学到的知识,在这里你要学到很多很多的新知识,接下来的几天里你将会看到这些理论知识怎样被应用到实际当中去,让你明白理论与实际相结合所产生的力量,促使你以后更加努力地去不断地学习,掌握更多的更全面的知识,这才是毕业实习的真正目的。”听了导师的一番话,我似乎明白了很多,在接下来的几天时间里,我一边进入到生产车间去实地认识生产过程,一边自己在私下的时间里努力学习这些理论知识,努力掌握它们,以不断地充实自己。
努力地工作学习
“活到老,学到老”,现在的社会,人才辈出,各行各业都进行着高速的发展,技术更替,知识交流也不断地加速,因此,如果我们不去努力地学习新的知识,就会逐渐被后起之秀所超越。这一点是企业中的老师傅告诉我的他们自己的经验。在晋开化工集团中,有很多在这里工作了几十年的老师傅,也有很多刚刚毕业的大学生,他们之间也形成了一种互助加竞争的关系,每个大学生都有自己的导师在帮助他们尽快的融入这个集体,更快的学习工作所需要的知识并运用到实践中去。而对于这些企业导师来说,这些刚刚毕业的大学生带给企业的是新鲜的血液,他们是企业的希望,他们代表的是更加新的生产力,他们代表的是新的理念,这是企业导师们所需要加强的,在这样的氛围下,导师们更加的严格要求自己,毫不松懈,努力地学习新的知识,接受新的理念,掌握新的技能,尽管有的已经年过半百,但是仍然不断地努力着。
总结这段时间的实习工作,对化工生产和化工安全意识有了全面的了解,对化工的工艺流程努力作到心中有数,了然于胸。在操作问题上,从理论上对化工的生产和流程进行了学习;能够对化工生产的一般操作进行学习和实际操作。在事故处理学习上,也仅从理论上做到知道和理解,但并不能很好的操作。
尽管有了一定的进步与成绩,但在一些方面还存在着不足,比如积极性不高,主动性不强。来到公司完全要靠自己的自学来增强自己的技能,学到的知识是自己的。在工作中也常犯一些错误,这是我工作的失职,同样也是一个很大的教训。在平时,一定要预想到可能发生的事故,居危思危,谨慎行事,本着对自己、别人、车间及工司负责的态度工作。
我们很快就要步入社会,参加工作,这次的实习工作对我个人的影响很大。自己的收获很多,为我将来正式参加工作奠定了一定的基础。以后我将不断的提高个人理论知识和应用技能,努力使自己的思想觉悟和学习效率进入一个新的水平,为自己将来的发展做出努力。
范文五:大颗粒尿素的生产工艺