化工见习尿素生产

时间：2015-4-21上午地点：尿素生产1、 工厂概况川化是全国最大的合成氨生产企业。川化股份有限公司化肥厂现有两套尿素生产装置，其中一尿装置采用传统水溶液全循环法工艺，主要包括合成、两段分解、三段吸收、两段蒸发和自然通风造粒等工序，生产能力为160kt/a；二尿装置原采用日本东洋工程公司水溶液全循环改良C法工艺，2003年采用该公司的ACES21工艺进行增产、节能技术改造，改造后设计生产能力为720kt/a。根据工程师的介绍，川化的一尿车间在1970年建设，年产量达到11万吨，2000年至今年产量高达16万吨，生产尿素主要以天然气作为原料，成本较高。装置主要有水溶液全循环阀。主要分为：物料净化与输送；尿素的合成；未反应物的分解与回收；蒸发皂离。2、 见习过程生产原理：工业原理是用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。化学反应式为：2NH3+CO2—NH2CONH4+QNH2CONHlNH2CONH2+H2°+Q生产过程为：原料氨和二氧化碳的压缩合成与气提中低压分解和回收工序尿液的蒸发和皂离工艺流程：（主要工段作用）（1）原料氨和二氧化碳的压缩从一合车间输送CO2,除去水蒸气后冷却、减压再转到气液分离器。原料液氨由合成氨车间供给，进入尿素车间后，经过氨预热器后进入高压氨泵，为了避免液氨气化需控制液氨的温度比经过氨泵提压后的沸点低10°c。原料气CO2经过二氧化碳压缩机压缩后送入合成塔和气提塔底部。压缩机主要是通过润滑油（由泵加压，压力小于1.5左右，通过连锁装置自动停止，达到保护装置的目的）带走热量-五段钢合成压缩网-水冷器-回到油箱-升温到125C-降到14C以下-送入反应装置（循环水中输入的冷却水，经冷却后回到原储水装置中，抽风后高处喷洒，喷洒过程中达到温度降低的效果，并流下储存，循环使用。）使用的设备是往复式压缩机，由6000V电压带动，电机带动曲轴，储油器加入钢中起到润滑作用。分为五段逐级加压，每提高一个压力等级，压力增加20兆帕，压缩机的阀门地方最容易泄露气体，因此设置了保护装置，当水压＜11.5公斤时，压缩机停止，起到保护、连锁的作用。压力要适当高于合成塔才能输送到合成塔中去。注意压缩机只能加压气体，液体不被压缩，液体会损坏仪器，所以油水要排干净，要求准时排水。冷却过程中用到的是缓冲器、冷却器，经过一段油水分离器（2小时一次排油水），再进入分离器，三段缓冲器，水把CO2冷却，再进行四段五段冷却。（2） 合成与气提尿素合成塔净高30cm，容积为50m3，内径为1.5m，由钢板卷曲焊接，有多层塔板，塔板上有小孔来使物料层层输送。原料有甲铵液nh2conh4、二氧化碳、液氨。合成氨装置来的原料液氨经过升压和预热后进尿素合成塔，原料CO2经脱氢反应器脱除H2后，再经过压缩，大部分的CO2送汽提塔作汽提介质，其余部分则送尿素塔合成尿素。在达到高的转化率后，尿素进入汽提塔，通过CO2汽提，将尿素溶液中的未反应的甲铵分解以及过量的氨汽提出来之后进入甲铵冷凝器，经过汽提后的尿素溶液送至提纯工序。甲铵冷凝器出来的气体则进一步进入高压吸收塔冷却器进一步回收NH3和CO2，甲铵冷凝器底部出来的甲铵溶液通过高压甲铵喷射器进入尿素合成塔。反应过程是放热的，要控制底部温度在173-178°C，中部温度在183-188°C。合成过程中要加入适量的空气，空气中的氧在塔内壁形成氧化膜，能起到防腐的作用，含量控制在0.4-0.8%。使用的设备高压泵阀是用于加压液氨（车间送入为2.2兆帕），通过阀门调节液氨的量，液氨缓冲槽容积为5m3,一般存量在60%-70%，存量太少，缓冲时间太短。有三台加压进口，压力达到380电压。通过调节电机的转速来改变液氨的流量。该设备也设有连锁装置，压力低到一定程度，泵会自动停止，否则若机器泵继续一直运转，温度过高，设备会被烧坏。液氨（15-20C）送入合成塔前预热40-70C，以使反应速率加快。甲铵泵在使用前要对泵进行预热，因为甲胺温度低会结晶析出，导致设备堵塞，无冷却器，甲铵的温度一般在95-100C。（3） 中低压分解和回收工序尿液中的水蒸气收集到槽中（水中含有尿素），回收到二段系统作为吸收液，形成二甲铵、氨水。从合成工序来的尿素溶液进入一段分解塔，通过尿素自身热量使液相中的一部分NH3和CO2被解吸出来，进而通过中压蒸汽的热量使甲铵分解成气相的NH3和CO2,再进入一段吸收塔冷却器。从一段分解塔出来的尿素溶液经二段溶液分解塔进一步使尿素溶液中的NH3和CO2降至0.7%和0.5%。从二段分解塔出来的尿素溶液经冷凝、闪蒸后送至蒸缩工序。尾气排放到尾气塔，未吸收的排放，回收氨、CO2,-水解装置一提取一高温冷凝器一稀甲铵液-一段吸收塔-加压送入合成塔

尿液的蒸发和皂离从提纯工序来的尿素溶液经预压缩至70%wt左右，再进入蒸发工序，经二段工序蒸发后，送造粒塔生产颗粒尿素产品。蒸发出来的水蒸汽，进入最终浓缩器表冷器，冷凝后送至工艺冷凝液处理工序。从蒸发器出来的汽液混合物在分离器中分离，气相经冷凝后送至工艺冷凝液处理工序。尿素加压一皂离塔一向下喷洒(水向上，尿素温度降低)一包装尿素工艺流程图图1：尿素装置工艺流程图示意图液氨液氨过滤器―*液氨缓冲槽输送换热CO2―*压端成

品

尿

素造粒塔蒸发