尿素生产原理、工艺流程及工艺指标
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三宁化工合成氨及尿素生产工艺引言合成氨及尿素是化工行业中重要的基础化工原料,广泛应用于农业、化肥、医药等领域。
三宁化工是一家专业从事合成氨及尿素生产的企业,本文将对三宁化工的生产工艺进行全面、详细、完整的探讨。
三宁化工的生产工艺合成氨生产工艺合成氨是一种重要的化学原料,广泛用于制造氨水、硝酸、尿素等产品。
三宁化工采用催化剂法进行合成氨的生产。
原料准备1.氮气:三宁化工从空气中提取氮气,并经过精炼处理,以提高氮气的纯度。
2.氢气:三宁化工采购工业级氢气,并进行脱水处理,以去除水分。
反应装置1.合成反应器:三宁化工使用高压合成反应器进行合成氨反应。
反应器内部设置合适的催化剂床层,提供反应所需的催化剂。
反应过程1.氮气与氢气进入合成反应器,在催化剂的作用下发生反应。
2.反应生成的氨气通过冷凝器冷却,转化为液氨。
3.液氨经过分离器分离出未反应的氮气和氢气,未反应的氮气和氢气循环使用。
尿素生产工艺尿素是一种重要的氮肥,也是合成氨的重要衍生产品。
三宁化工采用碳酸铵法进行尿素的生产。
原料准备1.合成氨:三宁化工使用自身生产的合成氨作为尿素生产的原料。
2.二氧化碳:三宁化工购买工业级二氧化碳,并进行净化处理,以提高二氧化碳的纯度。
反应装置1.尿素合成反应器:三宁化工使用高压尿素合成反应器进行尿素的合成反应。
反应器内设置合适的催化剂床层,提供反应所需的催化剂。
反应过程1.合成氨与二氧化碳进入尿素合成反应器,在催化剂的作用下发生反应。
2.反应生成的尿素液体经过蒸发器进行蒸发,除去水分。
3.蒸发后的尿素液体通过结晶器进行结晶,形成尿素颗粒。
4.尿素颗粒经过干燥器进行干燥,去除余留的水分。
5.干燥后的尿素颗粒通过分级器进行分级,得到符合要求的尿素产品。
三宁化工的质量控制为了确保生产的合成氨和尿素符合质量标准,三宁化工采取了一系列的质量控制措施。
1.原料质量控制:三宁化工对采购的氮气、氢气、二氧化碳等原料进行严格的检验,确保原料的纯度和质量符合要求。
尿素国家标准最新标准尿素是一种重要的化肥原料,也是农业生产中必不可少的营养物质。
为了保障农业生产的质量和安全,国家对尿素的生产和使用制定了一系列的标准,以确保其质量符合国家标准,不会对环境和人体造成危害。
本文将对尿素国家标准的最新标准进行详细介绍。
首先,尿素的国家标准主要包括产品质量标准、生产工艺标准、包装和储存标准等内容。
产品质量标准是尿素国家标准中最为重要的部分,它涵盖了尿素的外观、化学成分、杂质含量、水分含量、颗粒度等多个方面的指标。
生产工艺标准则规定了尿素的生产工艺流程、设备要求、生产环境要求等内容,以确保尿素的生产过程符合国家的环保要求,生产出的产品质量稳定可靠。
此外,包装和储存标准则规定了尿素的包装方式、包装材料要求、储存条件等内容,以确保尿素在运输和储存过程中不会发生质量变化。
其次,尿素国家标准的最新标准在不断更新和完善中。
随着科技的进步和生产技术的提高,尿素的生产和使用也在不断发展和改进。
因此,国家标准化管理部门会根据市场需求和技术进步情况对尿素国家标准进行定期修订和更新,以适应新的生产技术和市场需求。
这也意味着尿素生产企业和使用单位需要及时关注和了解最新的国家标准,以确保自己的生产和使用行为符合最新的法律法规要求。
最后,尿素国家标准的实施对于保障农业生产的质量和安全具有重要意义。
尿素作为一种重要的氮肥,对于提高作物产量和改善土壤肥力具有重要作用。
然而,如果生产和使用过程中不符合国家标准,就会对农业生产和环境造成严重影响。
因此,尿素生产企业和使用单位应当严格按照国家标准进行生产和使用,同时国家标准化管理部门也应当加强对尿素产品的监督检查,确保尿素产品的质量符合国家标准,不会对农业生产和环境造成危害。
综上所述,尿素国家标准的最新标准对于保障农业生产的质量和安全具有重要意义。
生产企业和使用单位应当严格遵守国家标准,确保尿素产品的质量稳定可靠,不会对农业生产和环境造成危害。
同时,国家标准化管理部门也应当加强对尿素产品的监督检查,确保国家标准的实施效果。
云南玉溪银河化工有限责任公司银化发[2001]69号云南峨山银河化工有限责任公司关于颁发《合成氨及尿素生产工艺指标》的通知公司所属各部门:工艺指标是工艺操作的核心和灵魂,是工艺参数控制的科学依据,是实现稳产、高产、优质、低耗的要素,更是实现安全生产的有力保障。
现将公司总工办根据技改后的生产工艺及规模实际编制的《合成氨及尿素生产工艺指标》发至各生产车间及有关部门,请认真遵照执行。
本工艺指标自下发之日起执行。
附:《合成氨及尿素生产工艺指标》(此页无正文)云南峨山银河化工有限责任公司二○○一年七月二十七日主题词:工艺指标通知抄报:公司领导生产处各科室各生产车间峨山银河化工有阴责任公司总部办2001年7月27日印发银河化工有限责任公司合成氨及尿素生产工艺指标编制:总工办前言我公司6万吨尿素装置及配套的合成装置,在峨山化肥厂装置的基础上做了大量的技术改造。
采用了粘土煤球制气,碱法脱硫,中低低就换工艺等,无论从原料路线和工艺步骤都较原来有较大变动。
但总的运行还是平稳的,由于生产工艺及规模的改变,以前颁发的工艺指标已不能满足生产的要求。
这次由总工办编制的工艺指标,是根据我公司实际情况,参照原化工部颁发的工艺指标及兄弟厂的经验编制的。
现发到各生产车间及与生产有关的管理部门,要求认真贯彻执行,在运行中个性,以至完善。
工艺指标是工艺操作的核心和灵魂,是工艺参数控制的科学依据,是实现稳产高产优质低耗的要素,是实现安全生产的有力保障。
希望生产一线的操作工人和生产管理者严格执行工艺指标,与生产有关的管理人员要熟悉和掌握工艺指标,要做到生产操作与调度指挥以工艺指标为规范的协调和统一,要充分认识工艺指标的严肃性、科学性和灵活性。
要制定切实可行的考核办法,进行工艺指标的分类和分级管理考核,把哪此与安全生产、高产、优质、低耗、延长设备运行周期的重要指标列为厂控制指标。
工艺指标合格率由生产管理部门作为重要指标来考核,以期达到安全、高产、优质、低耗的目的。
终找到断层容量平面的分布图。
2.4井田构造复杂的程度,通常可以通过一般断层的分维值来反映,其复杂程度具有非常明显的不对称性,总体上也是比较复杂背景参数,从全部矿井构造复杂程度分析可以看出,井田边缘地区构造都是比较简单的,各个分布取值都不一样也和勘探揭露程度有一定关系。
构造中等发育期的分维值区间,也有着一定的范围,通常会在构造的复杂区与简单区的过滤处,一旦对其进行综合性评价,就会使得复杂程度更高。
突水点空间展布以及井西部高分维值的分布也基本上一致,断层附近构造发育和地下水的富集,使得突水点位于小断层的旁边,由突水点位于大的断层端部,在大的断层影响带范围内进行一定合理研究。
3构造分型定量评价机制和矿井突水耦合分析3.1通过突水点的坐标值把突水点投影到平面图上,就能够看到图水电的平面分布图,根据分析可以看住突水点可以采用影响多个分布方式对于煤层储藏比较多的地方进行合理区域性研究,但是构造分形复杂的程度以及矿井突水也有明显的耦合关系。
3.2突水点及分布和分维的耦合关系,统计可以表明不同的突水点都具有不同的分维值,构造简单的区域和构造复杂区域突水点分维值也比较复杂,同时突水点也相对比较密集,这就说明了耦合关系在地质构造中对于矿井具有非常明显的控制作用。
3.3突水点的空间展布范围,以及构造展布特征之间的耦合关系,两者之间的方向也可以相互吻合,这和断层的多数性有着一定的关系。
通过突水点位置和矿井构造耦合关系的分析会发现,突水点的位置和断层的联系也是非常紧密的,很大一部分都在小断层的附近。
断层附近构造裂隙发育是主要的原因,地下水的富集会破坏煤层顶底板的岩石强度,这也就大大降低了隔水层的隔水功能,所以极易在小的断层密集区发生突水现象。
4结论根据分型定量的评价和对于断层系分维值,基本上可以反映出对构造复杂程度的分析研究,在一定的范围内,井田内部分维值表明了总体结构层全部相对复杂。
矿井突水以及沟槽分形评价之间也存在着耦合的关系。
二氧化碳气提法生产尿素的工艺分析摘要:二氧化碳气提工艺生产尿素具有操作简单,压力便于控制,减少原料氨的损失,气提温度也很低,有利于防腐等特点。
文中从二氧化碳气提法尿素的生产过程与节能工艺、工艺特征、降低氨耗的途径等方面做了简要的分析。
关键词:二氧化碳气提法;生产过程;节能工艺;工艺特征;降低氨耗一、引言二氧化碳气提工艺生产尿素,主要是从压缩到气提原料,它主要包括四个系统即:高压系统、循环系统、蒸发系统、解析水解系统,二氧化碳气提法的工艺有着很多的特点。
二氧化碳溶解度小可以作为气提剂使用,氨回收比较容易,它在很多方面都优于传统的水溶解法。
尿素的合成首先氨和二氧化碳进行反应,反应的第二步尿素是在尿素合成塔内反应,这样不仅会减少物料量进入合成塔,更会提高利用率。
二、二氧化碳气提法尿素的生产过程与节能工艺2.1从压缩到气提原料二氧化碳气提首先是经过中低变工序后,CO和水蒸气生成CO2之后原料气进入脱碳工序,CO2在吸收塔被溶液吸收,溶液流到CO2再生塔后解析出CO2,解析出的CO2经过CO2冷凝器降温,再进入CO2分离器分离出气体里面的水分或者溶液,最后进入CO2压缩机入口分离器,从而进入CO2压缩机。
氨与二氧化碳在高压甲铵冷凝器中反应成甲铵,冷凝器底部分离出氨液和氨,然后,反应成水和尿素,这一过程中一定要防止物料的混合失误保持物料充足的混合时间。
尿素分配到气提管中在管壁慢慢下降,二氧化碳气体从气提塔下部进来,在管内接触尿素,最后加热汽提有些气体经高压仍未冷凝的会进入高压洗涤器回收后进入常压吸收塔再次回收。
2.2系统的循环尿素—甲铵溶液减压后进入精馏塔的顶部,氨和二氧化碳闪蒸之后温度下降,尿素—甲铵溶液下落进入循环加热器,加热之后温度上升,并且甲铵进一步分解。
然后溶液被分离,尿素经闪蒸槽。
气体在精馏之后被送到低压甲铵的冷凝器之中,并吸收冷凝器并流的液体。
热量被冷却水带走,然后,将冷却水进行循环使用。
液体从底部排出之后经过升压之后送到高压洗涤器的顶部。
乌鲁木齐石化公司化肥厂二尿素装置采用的是荷兰斯塔米卡邦的二氧化碳气提工艺,设计产量1740t/d。
该工艺流程先进,技术成熟,在国内外有着非常广泛的用户。
该工艺主要分为原料压缩,高压合成,低压循环,蒸发浓缩,成品造粒,解吸水解等工艺过程,具有高压、高温,流程短,能耗低等特点。
该装置由中国石化集团兰州设计院承担工程设计,七化建公司承建,于1997年5月投产。
自1997年成功试车以来,已累计生产尿素400万吨,广销全国各地。
2005年本装置创历史最高年产尿素64.8万吨,是设计年产量的124.6%,同年,各项技术指标也达到历史最好,其中吨尿素耗氨571.89千克,耗二氧化碳746.37千克,耗电15.54度,全部优于设计值,达到或接近国内外先进水平。
装置流程简述:由合成氨车间来的压力为2.0MPa液氨进入尿素装置经高压氨泵(103-J/JA)把液氨加压到15.5MPa,并经过高压氨加热器和高压喷射器送入到高压甲铵冷凝器(在高压系统中加入H2O2以起到防腐作用)。
二氧化碳来自二合成氨车间,经二氧化碳压缩机(102-J)加压到14.4MPa后,进入汽提塔,把合成塔来的反应混合物进行汽提后进入高压甲铵冷凝器(202-C),然后与液氨进行反应生成甲铵,甲铵再进入合成塔(201-D)反应生成尿素后进入汽提塔(201-C),在汽提塔壳侧用2.0MPa蒸汽进行加热,以提供甲铵分解所需热量。
从201-C 出来的物料经气提塔液位调节阀LV-203减压分解后进入精馏塔。
在精馏塔中进行加热,使反应混合物进行分解。
气相进入低压甲铵冷凝器(301-C)冷凝生成甲铵,通过301-J返送回203-C。
液相进入闪蒸槽,经过闪蒸槽闪蒸后进入尿液槽。
用尿液泵把尿液槽的尿液送到一段蒸发器,在一段蒸发器中,尿液将增浓到95%,到二段蒸发器增浓到99.7%,由尿素熔融泵把99.7%浓度的尿素送到造粒喷头,造粒喷头将溶融尿素的液滴均匀地分布在造粒塔的横面上。
二氧化碳气提法生产尿素工艺研究二氧化碳气提法生产尿素工艺研究二氧化碳气提法尿素生产工艺由荷兰斯塔米卡邦公司于1964年开始中试试验,1967年建成第一套工业装置,在20世纪70年代初期得到迅速开展,现在已成为世界上建厂最多、生产装备能力最大的尿素生产工艺。
一、二氧化碳气提法尿素生产工艺流程1、原料的压缩、合成与气提从低温甲醇洗工序来的CO2气体,经液滴别离器别离后,在一段入口与一定量的空气混合进入CO2压缩机,经过一~三段压缩进入脱硫槽,脱去CO2气体中硫等杂质后,进入四段气缸压缩;经四、五段压缩后,首先进入高压CO2加热器,将CO2温度提高到150℃。
进入脱氢反响器脱氢,H2被氧化为水,脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm。
脱氢后气体经二氧化碳冷却器冷却至120℃后进入二氧化碳气提塔底部,对由尿素合成塔来的尿液进行气提,使尿液中的甲铵分解成氨和二氧化碳,溶解在尿液中的氨和二氧化碳也解吸出来。
解吸出来的气体与二氧化碳气体一道从气提塔顶部排出,进人高压甲铵冷凝器。
液氨来自液氨球罐,经液氨升压泵进入高压液氨泵的入口。
液氨经高压液氨泵加压后,送往高压喷射器作为喷射物料,将由高压洗涤器来的浓甲铵液带人高压甲铵冷凝器。
在高压甲铵冷凝器中,氨与二氧化碳反响生成甲铵,甲铵液和少量未冷凝的氨和CO2从高压甲铵冷凝器底部出来,分成两条管线送入合成塔的底部,在合成塔内甲铵发生脱水反响生成尿素和水。
合成塔内设有筛板,目的是为了防止物料在合成塔内返混,保证物料在塔内的停留时间约1h。
尿液经合成塔上部的溢流管从塔底出口出来,经过液位调节阀,进入气提塔的上部。
尿液经气提塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中,沿管壁成液膜状下降。
由气提塔下部通入的来自二氧化碳压缩机的CO2气体,在管内与尿液逆流接触,气提管外用蒸汽加热。
尿液中未转化的甲铵发生分解生成氨和二氧化碳,与未转化的氨和二氧化碳一同被二氧化碳气提出来。
气提气从气提塔顶排出,去高压甲铵冷凝器,气提后的尿液从气提塔底部排出。
第三届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会尿素熔融喷浆造粒工艺生产NPK许洪兴沈建国(无锡市兴华复合肥研究所无锡214001)一、概述近年来,随着农业产业结构的不断调整,经济作物在农业生产中所占的比重越来越大,由此市场对化肥生产提出的要求也越来越高。
一方面因常期施用氯根复肥而导致土壤板结、作物产量、品质下降的问题也日显突出,特别是在果树、茶叶、烟草、水果、蔬菜等经济作物上迫切需要一种高效低氯的复肥产品;另一方面,近年来我国复肥行业得到了飞速发展,市场竞争日益激烈,能否生产出优质、高效的复肥产品,已是关系到企业生存和发展的关键因素。
从某种意义上讲,目前国内复肥行业的竞争就是品质和成本的竞争。
分析国内复肥生产的工艺状况,主要是由挤压式、团粒法、料浆法三种工艺组成。
挤压法工艺因受其产品外观和内在品质的限制,目前已不多见,料浆法工艺因其生产规模、投资规模等因素制约,主要用在少数大型国有企业,而团粒法因其工艺简单、投资少、操作便利等特点而被国内大多数厂家所采用。
其缺点是生产过程中经验性因素比较强,产品对原料局限性较大,特别是高氮高尿系列复肥的生产,甚至很困难。
我所推出的尿素熔融喷浆造粒生产NPK工艺,从原理上介于团粒法和料浆法之间,兼有两者之优点,它可以显著提高生产产量,而且产品颗粒圆润光滑、强度高、不易结块。
生产中对原材料、配方的适应性强,能以全部尿素为氮源,生产出的复合肥适用性广,对作物土壤副作用小。
二、工艺路线(见下页)三、主要工艺指标l、熔融槽内尿液温度:110----"135℃,自控上限设定为125℃,下限设定为115℃。
2、熔融槽内尿液浓度:95%3、熔融槽内液位自控上限设定为85%,下限设定为80%4、尿液管路保温蒸汽压力为0.25~0.28Mpa。
5、熔融槽内加温蒸汽压力为0.5~1.2Mpa。
6、造粒机内物料温度:60~65℃,造粒后物料含水量3%左右,造粒机出口处的粒径:2~3咖为好。
双转鼓流化床大颗粒尿素装置原则操作规程北京达立科科技有限公司2008年1月10日生产规模 运转周期 大颗粒尿素产品规格. 主要工艺指标1、 概述 ......................2. 生产工艺说明 ...............物料平衡 工艺原理 工艺流程叙述2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.73. 开车. 3.1建立系统冷态循环,造粒转鼓预热。
............. 3.2投料前预调整、DCS 系统的确认以及作好投料准备 3.3系统投料和调整 ............................4. 停车 .................................... 4.1短期停车 ............................... 4.2长期停车 ...............................5. 正常操作 .................................. 防止颗粒尿素缩二脲含量超高的控制要点 ......... 返料量的控制 ............................ 防止造粒转鼓内尿素粘壁控制要点............... 引风管道的清理 ............................ 5.1 5.2 5.3 5.4 6劳动保护与安全卫生 ............................. 6.1生产操作环境 ............................. 6.2安全卫生技术措施 ........................... 附件:工艺流程图 物料流程图 设备一览表 仪表条件一览表 专利设备总图1 专利设备总图210 11 12 12 13 13 13 14 14 15 15 15 16缩二脲含量< 0.9%(wt )(与装置界区外缩二脲含量有1、概述近年来,大颗粒尿素以其优良的性能价格比,在日异激烈的尿素市场竞争中越来越赢得更多的市场。
尿素车间操作规程1、本岗位操作人员的职责①对本岗位不正常的设备、不准确的外表电器或通讯设施,有权向当班班长提出修理、更换修理。
②有权禁止未经主管部门批准的外来人员进入本岗位,有权禁止经主管部门批准的实习人员擅自操作。
③对突发的重大事故苗头,班长不在或来不及请示时,有权自行处理到〝安全状态〞,事后应赶忙汇报班长。
④有权向上级提出技术操作上的不同意见,但对未经主管部门批准而改变或违抗技术操作规程的行为,有权禁止并举报。
⑤对扰乱本岗位的正常工作秩序及损坏本岗位设备、管道、阀门,阻碍清洁生产等行为,有权禁止或要求复原原状。
⑥因其它岗位条件变化而阻碍到本岗位正常操作时,有权要求复原正常条件。
各岗位之间要相互配合,和谐生产。
2、本岗位操作人员的责任①不经当班班长的许可,不得擅离职守。
经许可离开操作岗位时,应将生产情形及设备运转情形交接给责任人,交接清晰方可离开。
②操作工应认真、严肃地填写各项原始记录。
要求书写工整,数据真实,不得随意涂改。
③对实习人员和参观人员有技术指导和讲解的责任。
3、交接班制度①严格交接工艺指标的执行情形,设备运行状况和跑、冒、滴、漏情形,对重要操纵部位要一点一点交接,要紧指标参数要一个一个地交接,详细记录并履行签字手续。
②交班者应稳固操作,为接班者制造良好的生产条件,写清记录。
有责任向接班者介绍本班生产及事故情形,接好本岗位的环境卫生。
③接班者应提早半小时进入岗位,进行全面的检查,查看记录,了解情形,并提早15分钟参加班前会。
接班者有权询问上一班生产情形及事故情形。
④显现事故或不正常情形时,应认真记录、总结,详细交接,以便吸取体会教训,不得隐瞒。
⑤交班时遇到不正常情形,必须处理完毕后方可交班。
假设不正常情形短时刻内不能处理完毕,经交接双方协商后,写好交接记录方可交班。
⑥岗位工器具及防护用具等,应妥善保管,逐个盘查检点、认真交接,外借应有记录,丢失、损坏应做好交接记录,并按有关规定处理。
尿素合成氨生产原理一、生产原理尿素分子式(NH2)2C0,是由液氨和二氧化碳,在尿素合成塔反应生成铵基甲酸铵(甲铵),其中一部分脱水生成尿素,其反应式为:2NH3十C02=NH2COON4NH2C00NH4 = NH2CONH2十H20根据此反应机理,采用不同的压力、温度、氨碳比,形成各种生产工艺。
二、二氧化碳汽提工艺二氧化碳汽提工艺特点是合成压力低,氨碳比低,反应率高而不设中压回收系统,流程短。
缺点是由于氨碳比低,反应物料为酸性介质腐蚀性较强,为防腐蚀在二氧化碳气中添加氧较多达到0.55%~0.7%,如操作不当在合成塔顶排气中会产生过量氧与氢的爆炸性气体,故在高压洗涤器设有防爆板。
在改进型二氧化碳汽提工艺中,为防止合成塔排气形成爆炸性气体,而采取了将二氧化碳气中氢脱除的方法即二氧化碳压缩机出口气体先经过气体加热器将气体加热,进入脱氢反应器(装有把催化剂),然后再将气体冷却,这样增加了三个高压设备,增加了投资。
在70年代一些二氧化碳气提尿素老厂进行技术改造,采用加双氧水技术进行防腐蚀,减少了向二氧化碳气中加氧气量,使其达不到氧氢混合爆炸范围,该项技术己得到推广应用。
现将典型的二氧化碳汽提尿素的生产流程介绍如下:1.原料液氨和气体二氧化碳的压缩由界外供给的液氨,用高压氨泵将压力提高到16.0兆帕,经氨加热器进一步加热到70℃,送入高压喷射器,将高压洗涤器出来的甲铵液增压,一并送人高压冷凝器的顶部。
由界外送来二氧化碳气体,经二氧化碳压缩机压缩至13.79兆帕进入其汽提塔底部。
2.合成和汽提在高压甲铵冷凝器上部送人新鲜的液氨,含有氨和二氧化碳的气提气以及循环返回系统的甲铵液也在14兆帕下送入,出口温度为168~170℃,氨/二氧化碳为2.8~2.9。
换热器用压力0.4兆帕温度143℃的沸水冷却,物料中的气体被冷凝,并反应生成甲铵,放出冷凝热和生成热,产生0.4兆帕的蒸汽,用于后续工序。
在高压冷凝器中,使氨与二氧化碳全部生成甲铵,大约有78%的氨和70%二氧化碳冷凝成液体,生成的甲铵液与末冷凝的气体从底部各自的管离开高压甲铵冷凝器,进入合成塔底部。
尿素熔融喷浆造粒工艺生产复合肥我国复合肥行业快速发展,市场竞争日益激烈,能否生产出优质、高效的复合产品,已关系到企业的生存和发展。
国内复合肥生产,主要有挤压法、团粒法、料浆法3种工艺。
挤压法工艺目前产量较小;料浆法工艺因其生产规模、投资规模等因素制约,主要用在少数大型企业;而团粒法因具有工艺简单、投资少、操作便利等特点而被国内大多数厂家所采用,其缺点是生产中经验性因素比较多,产品对原料局限性比较大,特别是含氮、尿素高的复肥生产,甚是困难。
尿素熔融喷浆造粒生产NPK工艺,生产原理介于团粒法和料浆法之间,兼具两者优点,可显著提高产量,而且产品颗粒圆润光滑、强度高、不易结块。
生产中对原材料、配方的适应性强,能以全部尿素为氮源。
1尿素熔融喷浆造粒主要工艺指标(1)熔融槽内尿液温度110--135℃,自控上限设定125℃,下限设定115℃。
(2)熔融槽内尿液浓度w【(NH2)2CO】95%。
(3)熔融槽内液位自控上限设定85%,下限设定80%。
(4)熔融槽内加热蒸汽压力0.5--1.2Mpa。
(5)尿液管路保温蒸汽压力0.25--0.28Mpa。
(6)造粒机内物料温度60--65℃,造粒后物料中w(H2O)3%左右,造粒机出口粒径2--3mm。
(7)干燥机进口气温110--140℃(根据配方需要,灵活掌握)。
2 尿素熔融喷浆造粒工艺需解决的主要问题(1)防止尿液在管道、阀门、尿液泵、喷头中冷凝堵塞。
①尿液通过的部位采取全程蒸汽夹套保温,确保气温在-30℃也能正常工作。
②尿液通过的管道内,设计蒸汽吹扫,有效地防止停机后管道内的堵塞。
③原设计的卧式尿液泵改为立式泵,解决了尿液在泵体内的冷凝堵塞问题,并且延长了尿液泵的使用寿命。
④选用特殊型号的喷头,使喷头不保温部分尽量缩短,解决了喷头由于冷凝出现的堵塞问题。
⑤所有阀门采用蒸汽夹套保温阀。
(2)防止尿基复合肥缩二脲含量超标。
①尿素熔融槽内装2只温度表进行现场检测,把尿液的温度严格控制在130℃以下。
尿素生产安全技术尿素(H2NCONH2), 又称脲或碳酰胺, 白色晶体, 相对分子质量在60. 055。
尿素大量存在于人类和哺乳动物的尿液中。
尿素溶于水、乙醇和苯, 几乎不溶于乙醚和氯仿。
尿素含氮量居固体氮肥之首, 达46%以上为中性速效肥料, 施于土壤中不残留使土壤恶化的酸根, 而且分解出来的二氧化碳也可为植物所汲取。
尿素在工业上的用途亦很广泛, 可用于制造脲醛树脂、聚胺酯等高聚物的原料, (用作塑料、喷漆、粘合剂)。
还可作多种用途的添加剂(用作油墨材料、黏结油等), 尿素还可用于医药、林业、制革、动物饲料、石油产品精制等方面。
第一座以氨和二氧化碳为原料生产尿素的工业装置是德国法本(I•G•Farben)公司于1922年建成投产的, 采纳热混合气压缩循环。
1932年美国杜邦公司(Du pont)用直接合成法治取尿素氨水, 并在1935年开始生产固体尿素, 未反应物以氨基甲酸铵水溶液形式返回合成塔, 是现今水溶液全循环法的雏形。
中国的尿素工业发展始于1958年, 先由南京永利宁厂建成日产10吨尿素的半循环生产法装置, 其后又在上海吴泾化工厂建成年产1.5万吨的半循环法装置。
1975年中国第一套二氧化碳汽提法装置亦在上海吴泾化工厂建成投产。
20世纪70年代以来, 我国兴建年产30万吨合成氨、52~60万吨尿素联合生产装置的大型化肥生产厂。
至今已建成30余套大化肥生产装置, 成为我国主要生产尿素的基地。
这些尿素生产厂都以石油化工成品或半成品为原料, 因而大都隶属于石油化工行业。
由于合成氨一尿素生产的紧密相关性, 其生产工艺过程分别介绍如下。
1. 合成氨生产氮肥生产的主要过程主要环节是制取氢, 而合成氨所需要的氮则直接或间接地来源于空气。
目前世界上大多数的氮肥厂均采纳石化原料或其副产品来制取氢或一氧化碳, 只有少数厂家采纳电解水法治取氢, 由于此法受电力成本制约, 难以形成大规模的工业化生产。
用石化原料制取氢和一氧化碳的过程均为化学过程, 从其反应类型上来看, 大致可分为烃类一蒸汽催化转化法和烃类部分氧化法。
尿素生产原理、工艺流程及工艺指标 1.生产原理 尿素是通过液氨和气体二氧化碳的合成来完成的,在合成塔D201中,氨和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵,氨基甲酸铵脱水生成尿素和水,这个过程分两步进行。 第一步:2NH3+CO2 NH2COONH4+Q 第二步:NH4COONH2 CO(NH2)2+H2O-Q 第一步是放热的快速反应,第二步是微吸热反应,反应速度较慢,它是合成尿素过程中的控制反应。 1、2工艺流程: 尿素装置工艺主要包括:CO2压缩和脱氢、液氨升压、合成和气提、循环、蒸发、解吸和水解以及大颗粒造粒等工序。 1、2、1 二氧化碳压缩和脱氢 从合成氨装置来的CO2气体,经过CO2液滴分离器与来自空压站的工艺空气混合(空气量为二氧化碳体积4%),进入二氧化碳压缩机。二氧化碳出压缩机三段进脱硫、脱氢反应器,脱氢反应器内装铂系催化剂,操作温度:入口≥150℃,出口≤200℃。脱氢的目的是防止高压洗涤器可燃气体积聚发生爆炸。在脱氢反应器中H2被氧化为H2O,脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm,经脱硫、脱氢后,进入压缩机四段、五段压缩,最终压缩到14.7MPa(绝)进入汽提塔。 二氧化碳压缩机设有中间冷凝器和分离器,二氧化碳压缩机压缩气体设有三个回路,以适应尿素生产负荷的变化,多余的二氧化碳由放空管放空。 1、2、2 液氨升压 液氨来自合成氨装置氨库,压力为2.3 MPa(绝),温度为20℃,进入液氨过滤器,经过滤后进入高压氨泵的入口,液氨流量在一定的范围内可以自调,并设有副线以备开停车及倒泵用.主管上装有流量计.液氨经高压氨泵加压到18.34 MPa(绝),高压液氨泵是电动往复式柱塞泵,并带变频调速器,可在20—110%的范围内变化,在总控室有流量记录,从这个记录来判断进入系统的氨量,以维持正常生产时的原料N/C(摩尔比)为2.05:1。高压液氨送到高压喷射器,作为喷射物料,将高压洗涤器来的甲铵带入高压冷凝器,高压液氨泵前后管线均设有安全阀,以保证装置设备安全。 1、2、3 合成和汽提 生产原理:合成塔、气提塔、高压甲铵冷凝器和高压洗涤器四个设备组成高压圈,这是本工艺的核心部分,这四个设备的操作条件是统一考虑的,以期达到尿素的最大产率和最大限度的热量回收。 从高压冷凝器底部导出的液体甲铵和少量的未冷凝的氨和二氧化碳,分别用两条管线送入合成塔底,液相加气相物料N/C(摩尔比)为2.9—3.2,温度为165--172℃。 合成塔内设有11块塔板,形成类似几个串联的反应器,塔板的作用是防止物料在塔内返混。物料从塔底至塔顶,设计停留时间1小时,二氧化碳转化率可达58%,相当于平衡转化率90%以上。 尿素合成反应液从塔内上升到正常液位,温度上升到180--185℃,经过溢流管从塔下出口排出,经过合成塔出液阀(HPV2201)汽提塔上部,再经塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中,沿管壁成液膜下降,分配器液位高低,起着自动调节各管内流量的作用,尿液在气提管均匀分配并在内壁形成液膜下降,内壁液膜是非常重要的,否则气提管将遭到腐蚀,由塔下部导入的二氧化碳气体,在管内与合成反应液逆流相遇,气提管外以蒸汽加热,合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将被气提气蒸出和分解,从塔顶排出,尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出,气提塔出液温度控制在165--174℃之间。塔底液位控制在40--80%左右,以防止二氧化碳气体随着液体流至低压分解工段造成低压设备超压。 从气提塔顶排出185--189℃的气体,与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在14.22 MPa(绝)下混合一起进入高压冷凝器顶部。高压冷凝器是一个管壳式换热器,物料走管内,管间走水用以副产蒸汽,根据副产蒸汽压力高低,可以调节氨和二氧化碳的冷凝程度。但要保留一部分气体在合成塔内冷凝以便补偿在合成塔内甲铵转化为尿素所需热量,而达到自热平衡。所以把控制副产蒸汽压力作为控制合成塔温度、压力的条件之一。 生成的甲铵,已冷凝的和未冷凝的氨和二氧化碳被导入到合成塔的底部,在这里,发生了甲铵转化为尿素、氨和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵两个最主要的反应,转化和加热合成塔中的溶液所需的热量由附加的氨和二氧化碳的冷凝热来提供。 从合成塔顶排出的气体,温度约为180--185℃,进入高压洗涤器,在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲铵液冷凝吸收,然后经高压冷凝器再返回合成塔,不冷凝的惰性气体和一定数量的氨气,自高压洗涤器排出高压系统,进入低压吸收塔吸收后,直接放空。 甲铵吸收冷凝的热量被管间的调温冷却水带走,调温水从110℃升到125℃,并由高压洗涤器循环水冷却器调节到110--120℃,经高压洗涤器循环水泵循环使用。 从合成塔至高压洗涤器的管道,除设有安全阀外,还装有分析取样阀,通过对气相的分析,测得气相中氨、二氧化碳和惰性气体含量,从而可以判断合成塔的操作是否正常。 1、2、4 循环 来自气提塔底部的尿素—甲铵溶液,经过气提塔的液位控制阀LPv—2202,减压到0.25—0.35 MPa(绝),溶液中41.5%的二氧化碳和69%的氨得到闪蒸,并使溶液温度从175℃降到107℃,气液混和物喷到精馏塔顶,精馏塔上部为填料塔,起着气体精馏作用,,下部为分离器,经过填料段下落的尿素—甲铵液流入循环加热器。循环加热器用高压冷凝器副产的0.4 MPa(绝)蒸汽加热。温度升高到135--138℃,甲铵进一步分解,而后进入精馏塔下部的分离器分离。液体经液位控制阀LIC2301流入闪蒸槽,气体上升到精馏塔填料段,精馏后的气体导出精馏塔与部分回流液、解吸液和液氨混合送到浸没式低压甲铵冷凝器。在此,两相并流上升进行吸收,吸收时产生的热量,被冷凝器中冷却水带走,冷却水温从55℃升到65℃。此冷却水经低压甲铵冷凝器循环水泵送低压甲铵冷凝器循环冷却器冷却后循环使用。气液混合物从浸没式低压甲铵冷凝器上部溢流到低压甲铵冷凝器液位槽,液体从液位槽底导出,经高压甲铵泵升压到16.0 MPa(绝),送入高压洗涤器顶部,高压甲铵泵是往复泵,采用变频调节甲铵流量。液位槽分离出的气体,经低甲冷液位槽气相阀TPV2302阀进入常压吸收塔,经填料段,被来自低压吸收塔和常压吸收塔循环泵经循环冷却器冷却后的氨水喷淋吸收,未能被吸收的惰性气体,经吸收塔放空筒放空。 1、2、5 蒸发 出精馏塔底部的尿素溶液,经液位槽液位控制阀LIC2301减压后送到闪蒸槽,压力为0.056 MPa(绝),温度从135℃降到91℃,有相当一部分NH3、CO2和水闪蒸出来,闪蒸气与一段蒸发分离器气相一并进到一段蒸发冷凝器,冷凝液相进入氨水槽,不凝气体经一段蒸发喷射器抽出放至大气。 离开闪蒸槽的尿液,温度约为90--95℃,浓度约为72%进入尿液槽,通过尿液泵经流量控制阀FPV2401进入一段蒸发器加热段,用加蒸汽阀PPV2401控制低压蒸汽对其进行加热,使尿素进一步浓缩,气相进入一段蒸发冷凝器,液相约95%的尿液,通过熔融尿素泵送到大颗粒造粒系统。 1、2、6 解吸和水解 入氨水槽的蒸发闪蒸冷凝液,含有一定量的NH3,少量CO2和少量尿素,这部分氨水分别用两台泵打出循环利用,由低压吸收塔循环泵打出的氨水分成三路,一路进入低压吸收塔作吸收剂,一路作一段蒸发器气相管线的冲洗用水,一路进入一段蒸发器作冲洗用水。由解吸塔给料泵打出的氨水也分成三路:一路去精馏塔气相,一路与解吸塔气相混合冲洗回流冷凝器,一路经解吸塔换热器,加热到117℃送到第一解吸塔上部,解吸出氨和二氧化碳,解吸塔的操作压力为0.27--0.3 MPa(绝),出第一解吸塔的液体,经水解给料泵加压到2.0 MPa(绝)经水解塔换热器换热后,进入水解塔的上部,水解塔的下部通入2.4 MPa(绝)的蒸汽,使液体中所含的少量尿素水解成氨和二氧化碳。气相进入第一解吸塔上部,液相经水解塔换热器换热后温度为137℃,进入第二解吸塔上部,操作压力为0.3 MPa(绝),塔下部通入0.4 MPa(绝)的蒸汽进行解吸,塔底温度为145℃,从液相中解吸出来的氨和二氧化碳及水蒸汽,直接导入第一解吸塔的下部,与第一解吸塔的液体进行质热交换,出第一解吸塔的气体,含水小于40%。在回流冷凝器中冷凝,冷凝液一部分作为回流液回流到第一解吸塔的顶部,进行质热交换,以减少出塔气相的水含量,另一部分冷凝液,送到低压甲铵冷凝器,未被冷凝的气体进入常压吸收塔,进一步回收氨和二氧化碳后放空,在第二解吸塔解吸后的液体含氨小于50ppm,尿素小于50ppm,经解吸塔换热器换热和废水冷却器冷却后送出尿素界区。 1、2、7 大颗粒 置于19m处的甲醛贮槽利用静压送甲醛(37%)至熔融泵进口与135℃、浓度96%的尿素溶液混合,经PV211减压到0.15—0.25Mpa,进入造粒机喷嘴。 来自流化空气风机VV101压力为600mmH2O的流化空气,把晶种由流化床多孔板上吹起,由雾化风机CR101来的温度为135℃、压力为0.045 MPa左右的雾化空气,将由尿液喷嘴喷出的尿液雾化,形成约5μm的小液滴,小液滴在流化床温度为105--110℃情况下,凝结到流化状态的晶种上,随着小液滴的不断凝结,尿素颗粒不断增大,增大到要求粒度时,就会掉到多孔板上,由于多孔板开孔为斜向前开,在尿素颗粒流化状态的同时,它还慢慢向前运动,达到要求的尿素颗粒被流化空气吹到造粒机冷却室冷却到70℃,经液位调节阀LV2213出造粒机。 经造粒机出来的尿素颗粒,由振动给料机均匀振动输送到安全筛SV101上,又送到第一流化床冷却器冷却至70℃左右,由斗提机经分料阀将颗粒送往振动筛SV102A、SV102B,在此尿素分成三类:大颗粒送破碎机,破碎成小颗粒和从振动筛分料器筛下的小颗粒混合,回造粒机作晶种,合格品经换向器送往最终产品冷却器BFC102,在产品冷却器内由循环冷却水将尿素颗粒冷却至45℃以下,经皮带送往包装。 造粒机、第一流化床冷却器、斗提机、振动筛产生的粉尘经除尘风机VV105送入造粒冷却洗涤器,用界外来的脱盐水和洗涤器循环贮槽来的洗涤液进行洗涤。 来自三通阀冲洗、振动筛分料器、破碎机料斗、第一流化床冷却器、造粒机、安全筛、SR101和各种排放的尿液、尿素回收到循环槽SR103,由蒸汽喷射泵EJ101将喷射0.4MPA(绝)的低压蒸汽将回收尿素加以溶解和加热,浓度达到40%时,用尿液回收泵PC103返回到尿液槽,循环槽产生烟气由抽出风机VV109送到洗涤室加以洗涤回收。 洗涤室洗涤尾气经丝网除沫器除液后,经洗涤器抽风机VV102抽到放空筒S-751放空。、 1、2、8 蒸汽系统 主要由透平机抽出的2.5 MPa、285℃的过热蒸汽进入界区后通过高压蒸汽进汽阀PV2904直接进入高压蒸汽饱和器F213,在高压蒸汽饱和器F213中过热蒸汽将变成1.5—2.0MPa、219℃的饱和蒸汽,用于汽提塔E204的加热。 高压蒸汽饱和器的蒸汽冷凝液减压进入中压蒸汽饱和器产生0.8 MPa的饱和中压蒸汽,用于夹套伴管蒸汽和高压甲铵冷凝器安全阀保温蒸汽,部分2.2MPa的过热蒸汽对其进行补充。 0.4MPa低压蒸汽一部分产生于高压甲铵冷凝器侧低压汽包,压力低时可由2.5 MPa蒸汽和0.8 MPa蒸汽补充,压力高时,可由放空阀HPV2901放空,它用于精馏塔循环加热器,蒸汽喷射泵,解吸塔加热及伴管保温和安全阀吹扫蒸汽。