(4)蒸發(fā)與造粒
尿素溶液經(jīng)加熱、真空蒸發(fā)去除水分后,成為熔融尿液。熔融尿液經(jīng)造粒,得到固體粒狀成品尿素。
(5)氨水系統(tǒng)
含尿素的氨水通過尿素水解,以及解析、冷凝,回收其中的C02、NH3并送回循環(huán)系統(tǒng)。
2.工藝流程
工藝流程說明:工藝原則流程見圖7—2。
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原料液氨經(jīng)高壓液氨泵加壓到16MPa(表)左右,并經(jīng)預(yù)熱器加熱后,進(jìn)入高壓噴射器,與來自高壓洗滌器中的甲銨液一起,由頂部進(jìn)入高壓甲銨冷凝器。原料二氧化碳加入空氣后,經(jīng)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)升壓到14MPa(表),進(jìn)入高壓汽提塔底部。
尿素合成塔中的反應(yīng)物經(jīng)溢流管流出,進(jìn)人汽提塔頂部,經(jīng)液體分布器均勻分配到汽提管中。反應(yīng)物與二氧化碳在汽提管中逆流接觸,使甲銨分解,所需熱量由汽提管管外的蒸汽提供。甲銨分解后產(chǎn)生的C02、NH3與過剩NH3及汽提用的C02一道從汽提塔頂部排出,進(jìn)入高壓甲銨冷凝器頂部。汽提塔底部含甲銨、尿素的溶液去精餾塔。
在高壓甲銨冷凝器中,由汽提塔排出的氣體與高壓噴射器來的液氨及回收的甲銨液在管內(nèi)反應(yīng)、冷凝生成甲銨。冷凝產(chǎn)生的熱量,由殼側(cè)水蒸發(fā),產(chǎn)生低壓蒸汽進(jìn)行回收。反應(yīng)生成物從高壓冷凝器底部排出,進(jìn)入合成塔。
甲銨在尿素合成塔內(nèi)轉(zhuǎn)化為尿素,反應(yīng)溫度180℃,反應(yīng)壓力14MPa(表),轉(zhuǎn)化率約58%。生成的尿素與未轉(zhuǎn)化的甲銨一起進(jìn)入汽提塔頂部。塔內(nèi)未反應(yīng)的氣體由頂部排出,進(jìn)入高壓洗滌器。
在高壓洗滌器中,C02、NH3被低壓循環(huán)系統(tǒng)來的甲銨液部分吸收、冷凝。吸收、冷凝液經(jīng)高壓噴射器進(jìn)入高壓甲銨冷凝器。高壓洗滌器產(chǎn)生的熱量由高壓調(diào)溫水帶走。未冷凝的C02、NH3,及惰性氣體從頂部排出,減壓到0.6MPa(表)進(jìn)人中壓吸收塔,在中壓吸收塔內(nèi)用氨水進(jìn)一步吸收,惰性氣體從頂部排出放空。
離開汽提塔底部的尿素一甲銨溶液,減壓到0.2MPa(表)進(jìn)入精餾塔。在精餾塔中通過減壓、加熱使甲銨分解,分解出來的氣體和水解來的甲銨液一起送到低壓甲銨冷凝器。低壓甲銨冷凝器操作壓力0.2MPa(表)、溫度70℃左右。在此,氨、二氧化碳冷凝生成甲銨,經(jīng)高壓甲銨泵升壓到14MPa(表),返回高壓洗滌器內(nèi)加以回收。未冷凝的氣體經(jīng)低壓吸收塔吸收后放空。低壓甲銨冷凝器產(chǎn)生的熱量由低壓調(diào)溫水帶走。
從精餾塔底部出來的含尿素75%左右的溶液進(jìn)一步減壓,經(jīng)閃蒸后,進(jìn)入真空蒸發(fā)系統(tǒng)。
尿素溶液在一、二段真空蒸發(fā)器內(nèi),分別用0.3MPa(表)和0.8MPa(表)蒸汽加熱、蒸發(fā)。尿素濃度達(dá)99.7%的尿液經(jīng)熔融尿液泵送人造粒塔頂部的旋轉(zhuǎn)噴頭中,均勻噴撒下,經(jīng)自然通風(fēng)冷卻成粒狀尿素成品。
系統(tǒng)產(chǎn)生的含氨冷凝液含少量尿素、氨、二氧化碳。氨水送人第一解吸塔、水解塔和第二解吸塔,將氨水中的尿素水解成氨和二氧化碳,并將氨、二氧化碳解析、冷凝。生成的含甲銨冷凝液送到低壓甲銨冷凝器回收,解吸后的廢水經(jīng)冷卻后排放。
濃度27.5%的雙氧水,稀釋到3%-5%后,經(jīng)注入泵加壓分別送到汽提塔、高壓甲銨冷凝器和高壓洗滌器。用于高壓設(shè)備鈍化防腐蝕。