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文档简介

23 、 尿素工艺流程说明1、 氨的输送和加压:界区来的压力2.4Mpa、温度约30的液氨经液氨过滤器S-104A/B过滤后,经流量计FQ-1011计量,经氨受槽V-105,液位调节阀LV-1016进入操作压力1.6Mpa的中压氨回收塔C-105,回收中压惰性气体中的气氨后进入氨受槽V-105。出V-105的液氨约30-35进入液氨升压泵P-105A/B升压至2.2Mpa,分两路:一路去中压吸收塔C-101,作回流氨使用;一路去高压液氨泵P-101A/B,作尿素合成塔原料氨。P-105设有一路加热回V-105副线打循环,一路带有小流量控制阀不加热的副线。循环副线加热与不加热取决于界区来的氨温度。并设有一路回合成车间,方便尿素装置停车后回收氨。1的喷射动到高压液氨泵的氨,经管道过滤器后进入转速为19404RPm的两级开式叶轮高速离心泵,加压至22.7Mpa送出。高压液氨经流量调节阀FV-1003、HV-1111(调节阀FV-1003旁路)进入氨预热器E-107管程。壳程是利用低压分解塔来的130含氨、CO2、水的工艺气,以及工艺冷凝液回收处理系统来的125含氨、CO2、水的气体冷凝加热。在这里液氨被预热至80-90。预热后的高压氨流量105m3/h经压力调节装置PZ-1022调节压力,作为甲铵喷射器L-10力。L-101被抽吸的介质是高压甲铵分离器来的甲铵液,流量109989Kg/h,温度155,压力14.5Mpa。喷射器出口流量171252Kg/h,温度135,压力15.8Mpa进入尿素合成塔R-101,参加生成尿素反应。甲铵喷射器的使用,为尿素装置框架的降低带来可能,这也是斯那姆尿素工艺的主要特点。这一方法现已被其他工艺广泛使用。为方便开停车和调整负荷,高压液氨泵P-101A/B设有经流量调节阀FV-1004的循环管线,调节阀后分两路,一路直接回到V-105,一路到氨冷凝器E-109冷却后回到V-105。是否到E-109取决于氨温度,温度过高、过低都要回到E-109。由于本工艺合成回路开车升压采用氨升压,高压氨泵出口设有一路2管到蒸汽夹套开车管线(又叫氨升压管线),为保证进入系统的氨是气体,该夹套加热蒸汽用蒸汽饱和器V-109的蒸汽加热。2、尿120素的合成:界区来的温度30,压力50Kpa,流量53931Kg/hCO2经CO2压缩机K-101四段压缩(其中三段入口加入340Nm3/h空气作高、中压系统不锈钢材料防腐蚀用氧)加压至15.8Mpa,温度经手动调节阀HV-1005进入尿素合成塔。合成:NH3/CO23.3、H2O/CO20.63、压力15.6MPa、停留时间3032分钟,温度188190,转化率:61%。合成塔结构:内衬8mm25-22-2不锈钢,外壳136mm碳钢。中空的,里面17块筛板塔盘,筛板塔盘作用主要防止物料返液中尿素含量32.76%,氨:31.65%, CO2:15.36%, H2O:20.22%流应混;有一8降液管,二氧化碳、氨、甲铵由底部进入由于筛板作用经活塞式向上移动,到达顶部后经降液管由中部出料。出合成塔反量:224915Kg/h。在合成塔内氨、CO2发生放热反应,第一步NH3和CO2生成氨基甲酸铵(简称甲铵),反应压力必须大于甲铵的离解压力8Mpa,高于甲铵的熔点154,生成甲铵很高,是放热反应。反应平衡达成率瞬间可达90%以上。第二步甲铵脱水生成尿素,是吸热反应。反应缓慢完全达到平衡需要55分钟以上。反应压力必须高于物系的平衡总压。根据相律原理:氨碳分子比、水碳分子比、温度都是直接影响合成尿素CO2转化率的主要因素。提高温度可以提高反应速度,温度是在合成塔材质、反应压力允许前提下越高越好,一般认为,温度每上升1转化率上升0.2-0.3%,(如合成塔内衬采用纯钛或纯锆,温度可达210)。但是,过高的温度会造成合成塔内衬腐蚀(一般认为在氨碳比3.8条件下316L尿素级不锈钢敏化温度193-195,25-22-2敏化温度200-205)。温度又是影响平衡压的主要原因之一,温度高平衡压上升,动力增加。所以,提高温度要综合考虑。氨碳比高对反应有利,根据测算氨碳比上升0.1转化率约上升0.5-1%。氨碳比增加腐蚀减少(一般工业上采用2.9-4.2)。但是,过高的氨碳比会造成平衡压上升,操作压力上升,动力增加。同时为回收带来困难。系统自热平衡也会受影响。同理,氨碳比选择也要综合考虑。根据相律原理:水虽然可以促进氨和CO2生成甲铵,提高CO2冷凝温度,增加吸收效果。但是,水是尿素合成反应生成物,根据反应机理,水碳比应越低越好,根据测算水碳比每上升0.1转化率下降1.5-2.0%。由于尿素合成反应是可逆反应,是不彻底的,没有转化生成尿素的CO2气体需要加水回收,所以,在保证CO2回收的前提下尽量降低水碳比(一般工业上采用0.3-0.8)。合成尿素的第二步反应必须在液相中进行,是合成尿素的控制反应。3、反应物的气提:出合成塔188-190的反应混合物经手动调节阀HV-1006减压后进入氨气提塔E-101。气提的目的是分解未转化生成尿素的氨、CO2。气提是利用相平衡原理,气相中加入氨或CO2提高氨或CO2在气相中的分压,迫使液相中的氨或CO2从液相中分解。本工艺并没有在气提塔另外加入氨或CO2,实际是提高温度,首先使液相中的氨分解,进而使气相中氨分压上升,达到气提分解CO2的目的。降低压力、提高温度有利于分解。气提塔管箱压力14.5MPa、温度204-206。在气提塔甲铵分解所需的热量,由中压蒸汽饱和器V-109的2.2Mpa饱和蒸汽提供。V-109的蒸汽来自CO2压缩机蒸汽透平的抽汽,该蒸汽2.5Mpa、320。气提塔产生的蒸汽冷凝液靠重力流入V-109,经V-109液位调节阀LV-1009B阀控制后,作为中压分解换热器的热源之一。V-109液位不足由中压冲洗蒸汽冷凝液泵P-110经LV-1009A阀补充。汽提塔结构:降膜式列管换热器,上管箱有两块分别为8*1600,8*1750的筛板塔盘。气液在塔盘上热传质、热交52换降低了气相温度,减少系统水循环。出气提塔气体温度190含氨.71%,二氧化碳41.46%,水5.82%,流量54535Kg/h,惰性气体758Nm3/h,一同进入甲铵混合器L-119。气提塔列管上的液体分布器,将液体均匀地分配到每一根换热管。换热管材质25-22-2内套0.7mm锆管。ID20*2+0.7mm。由于气提塔上下管箱都是内衬25-22-2材质的,该材质需要氧钝化。所以,专设60Nm3/h高压空气压缩机K-102A/B为气提塔防腐蚀,提供空气。为防止E-101排空或满液,E-101下管箱装有测量准确的r液位计。r射线是铯137。出汽提塔溶液中尿素含量43.25%,氨:24.91%,CO2:7.01%,H2O:24.83%流量170380Kg/h。经液位调节阀LV-1011减压后去中压分解器V-102,通过气提后CO2高压转化率可达82%。4、高压甲铵冷凝及分离:出气提塔190气相含氨、CO2、水、惰性气体等进入甲铵混合器L-119,被来自高压甲铵泵P-102A/B的甲铵液,喷射混合进入高压甲铵冷凝器E-105管程冷凝。甲铵冷凝放出的热量由壳程产生约51400Kg/h,0.34Mpa,147低压蒸汽移走。该蒸汽除用于后系统分解所需热量外,还向CO2压缩机透平注汽作功。E-105壳程锅炉水来自中压分解器E-102A/B,换热后较高温度的蒸汽冷凝液。不足部分来自低压蒸汽冷凝液泵P-113A/B,经E-105液位调节阀LV-1013A阀补充。多余部分经LV-1013B阀排放到蒸汽冷凝液储槽V-110。甲铵冷凝器结构型管:U卧式,换热管材质25-22-2。高压甲铵泵P-102A/B,是转速为11055RPm的两级开式叶轮高速离心泵。来自中压吸收塔温度79,压力1.7Mpa的中压甲铵液,经高压甲铵泵加压至16.5Mpa,进入甲铵预热器E-113。甲铵走管程,壳程由工艺冷凝液处理系统,解吸、精馏塔C-102排出的153工艺冷凝液加热。在这里甲铵被加热至92-100后经手动调节阀HV-1009控制后进入甲铵混合器L-119,再进入高压甲铵冷凝器E-105。高压甲铵泵P-102A/B出口,设有经流量调节阀FV-1005,控制的回到中压甲铵冷凝器E-106的循环管线。出甲铵冷凝器E-105管程的气液混合物,进入高压甲铵分离器V-101。经气液分离后液体经调节阀HV-1008进入高压甲铵喷射器L-101被喷射入合成塔。气体含氨:94.05%,CO2:2.98%,水:2.98%,惰性气体758Nm3/h,由高压系统压力调节阀PV-1021A阀,减压至中压分解器作中压分解防腐蚀所需氧气。PV-1021B阀是开、停车和事故状态下使用的。V-101是中空设备,内衬316L尿素级不锈钢,外壳碳钢。为防止V-101抽空或满液,V-101装有测量准确的r液位计。R射线是铯137。.5、 中压分解:降低压力、提高温度有利于甲铵分解。设置中、低压两段分解、吸收是为了合理利用热源,减少副反应物生成:(尿素生产的副反应主要有两种一是两个尿素分子缩合生成一个缩二脲分子,二是一个尿素分子加一个水分子水解成甲铵,进而分解成氨和二氧化碳)中压分解、吸收压力是由冷却水温度决定的。理由是为了使分解、吸收在等压下进行,回收溶液中的过量氨,减少动力消耗。由于冷却水温度32,考虑6-8换热温差,氨在1.6Mpa压力下饱和温度40,所以,选择中压分解压力1.7Mpa。中压分解温度是由分解器材质和合理分配中、低压分解负荷决定的。由于316L不锈钢,在此工况条件下的敏化温度为165。所以,分解温度选择158-160.来自气提塔液位调节阀LV-1011减压后,溶液中氨、CO2部分绝热气化。气液混合物由切线方向进入压力为1.7Mpa的中压分解器V-102(该设备由V-102/E-102A/B/L-102四台设备重合在一起)上部,特殊的内件结构使溶液在此有4次接触4次分离。得到的结果是节约了蒸汽,降低了气相温度,从而降低了气相中水汽含量,减少系统循环水量,降低尿素合成塔水碳比。经过热传质、热交换的溶液经液体分配器均匀的分配到E-102A/B列管中。由高压甲铵分离器(PV-1021A)来的气体进入L-102上部,气体逆流而上一方面起防腐蚀空气作用,另一方面起气提作用。E-102A加热蒸汽由增压蒸汽提供(该蒸汽由V-109中压饱和蒸汽作动力,由蒸汽喷射器L-112喷射E-105自产的0.34Mpa低压饱和蒸汽所得)增压蒸汽压力0.55Mpa,温度162。E-102B加热源来自V-109的2.2Mpa饱和蒸汽冷凝液。尿素溶液在E-102A/B加热至158-160。由中压分解温度调节阀TV-1021,控制进入E-102A的加入蒸汽量确定。为防止特殊情况加热温度不足还增加了由K-101透平抽汽来的2.5Mpa,320蒸汽作热源,该蒸汽的控制由手动调节阀HV-1011调节。E-102A/B的蒸汽冷凝液由于温度高,全部进入甲铵冷凝器E-105作锅炉给水。为提高中压分离器E-102A蒸汽使用率,还增设了中压分解蒸汽分离液位槽V-116,E-102A冷凝后的蒸汽冷凝液经V-116分离后,经液位调节阀LV-1018排入E-105壳程。中压分解器液位槽L-102液位测量,由电容式液位传送器测定。出中压分解溶液中尿素浓度62.8%,氨:6.22%,CO2:1.69%, H2O:29.29%,流量117334Kg/h。经液位调节阀LV-1014减压后去低压分解器V-103。6、 中压吸收:提高压力、降低温度有利于吸收。出中压分解器V-102顶部的气相温度约140,含氨68.41%、CO2 17.54%、水14.05%、流量57479Kg/h,惰性气体等同低压吸收系统中压碳铵泵P-103A/B,经中压吸收塔液位调节阀LV-1015,返回的稀甲铵液,(又叫碳铵液)经喷嘴混合后进入预浓器E-104壳程冷凝。该气体的冷凝热用于低压分解后的尿素水溶液的预浓缩(又叫预蒸发),回收热量。出E-104气液混合物温度115,进入中压甲铵冷凝器E-106壳程冷凝,管程走经过氨冷凝器E-109使用过的二次循环水。用二次水的目的一是节约用水,二是防止甲铵结晶,堵塞E-106管间。中压甲铵的冷凝温度由循环水出口温度调节阀TV-1026控制。出中压甲铵冷凝器E-106的气液混合物温度82,进入中压吸收塔C-101下部鼓泡段,实现气液分离。中压吸收塔的作用是进一步,冷凝、洗涤气相中的CO2。出中压吸收塔的溶液温度75-79含氨46.3%、CO2 21.3%、水32.48%、流量58636Kg/h,到高压甲铵泵P-102A/B,经加压15.5Mpa后由高压甲铵泵出口调节阀HV-1009控制后进入高压系统甲铵混合器L-119。中压吸收塔鼓泡段液位的控制是由低压甲铵泵P-103A/B返回来的低压甲铵量经中压吸收塔液位调节阀LV-1015控制。为方便开、停车和事故状态中压吸收塔液位的控制,C-101设有排放到低压碳铵液储槽V-106的管线,通过手动调节阀低CO2气体分压。达到容易吸收CO2的目的)以及氨水泵P-107A/B,经LV-1017来的氨水在塔盘上逆流接触,由于温度的降低,使CO2气体分压降低,加上氨水的吸收,CO2基本全部吸收。利用回流氨量控制出塔气体温度43,氨28192kg/h,气体中CO2含量将少于50PPm。为防止塔盘积聚甲铵或CO2,影响吸收设有塔盘冲洗水,可根据需要对塔盘进行不定期冲洗。7、 氨回收:离开中压吸收塔的气体中含氨、惰性气体(含H2、CH4、CO、O2、N2等)进入氨冷凝器E-109壳程冷凝。管程走的是循环水,冷凝温度的控制是通过手动调节阀HV-1014兼顾E-106的冷却用水来控制。在此气体中的氨被冷凝到38,液化,液体由下部靠重力流入氨储槽V-105。液氨经V-105底部连锁阀HV-1021,(此HV-1012控制后排放。离开中压吸收塔鼓泡段的气体进入上部精洗段,精洗段由4块泡罩塔盘组成,气体在塔盘上与顶部下来的氨升压泵P-105A/B,经流量调节阀FV-1010控制后的回流氨,(加回流氨是利用氨的相变热,降低气相温度,从而降处设连锁阀的目的是一旦现场大量跑氨,该阀能及时关闭。防止事故扩大)进入液氨升压泵P-105A/B。没有被冷凝的气体由E-109上部进入V-105上部。出V-105的气体进入重叠在V-105之上的氨回收塔C-105,与由界区来的30冷氨,在鲍尔环填料上逆流接触,气相中的氨进一步冷凝。出C-105的气体中仍然夹带有少量的氨,进入氨吸收器E-111管程。在E-111内,加入惰性气体洗涤塔C-103的蒸汽冷凝液(由FV-1012控制)经分配器分配到每一根列管。气体与吸收液逆流接触,氨被吸收生成氨水。反应、吸收热由壳程冷却水移走。吸收下来的氨水进入氨水泵P-107A/B加压,经E-111下管箱液位调节阀LV-1017控制,返回中压吸收塔C-101作塔盘吸收液。P-107A/B设有回到E-111打循环的带自动控制的小流量副线阀。没有冷凝的气体上行进入重叠在E-111上的惰性气体洗涤塔C-103,流量调节阀FV-1012控制加入的蒸汽冷凝液,在3块浮阀塔盘上气液逆流接触进一步吸收气体中的氨。离开塔盘的气体含NH3:9.72Nm3/h; H2:172Nm3/h; CH4:3.57Nm3/h; CO:37.4Nm3/h; N2:240Nm3/h; O2:51.3Nm3/h由于该气体存在爆炸的可能,在C-103上部空间,加入中压蒸汽饱和器V-109来的2.2Mpa饱和蒸汽。蒸汽量由手动调节阀HV-1103根据中压放空量来确定。混合气体经中压系统(含中压分解、吸收、氨回收)压力调节阀PV-1026控制后进入放空持液槽V-112放空。在PV-1026调节阀后再次加入低压蒸汽稀释,确保尾气系统不燃爆。8、低压分解:由中压分解器液位槽L-102来的溶液,经液位调节阀LV-1014减压后,溶液中氨、CO2部分绝热气化。气液混合物由切线方向进入压力为0.45Mpa的低压分解器V-103(该设备由V-103/E-103L-103三台设备重合在一起)上部,特殊的内件结构使溶液在此有3次接触3次分离。得到的结果是节约了蒸汽,降低了气相温度,从而降低了气相中水的含量,减少系统循环水量,降低尿素合成水碳比。经过热传质、热交换的溶液经液体分配器均匀的分配到E-103列管中。E-103管间的加热蒸汽来自高压甲铵冷凝器E-105自产的0.34Mpa饱和蒸汽,由温度调节阀TV-1043控制液位槽L-103出口温度来控制。蒸汽冷凝液由于温度低,到蒸汽冷凝液回收槽V-110作工艺用水。出低压分解溶液中尿素浓度70.16%,氨:1.63%,CO2:0.77%,H2O:27.44%,流量105034Kg/h。低压分解器液位槽L-103液位测量,由电容式液位传送器测定。溶液温度140经液位槽L-103的液位调节阀LV-1022减压后去预浓缩工段。9、低压吸收:出低压分解器V-103的气体130含氨45.38%、CO2 9.54%、水45.07%同工艺冷凝液处理系统来的125含氨33.72%、CO2 18.66%、水47.62%的工艺气到氨预热器E-107壳程冷凝,冷凝热由进入合成塔的氨走管程移走,回收热量。为了增强冷凝效果利用中压碳铵液泵P-103A/B循环副线,将P-103A/B甲铵液部分经喷嘴循环进入E-107强化冷凝。在高压系统水碳比允许,低压回收需要加水的前提下,也可用工艺冷凝液处理系统,精留塔给料泵P-114A/B稀氨水或蒸汽冷凝液进入E-107加强吸收。冷凝后的气液混合物进入低压甲铵冷凝器E-108壳程,E-108管程用循环水继续冷凝。冷凝温度39,由TV-1048控制循环水出水。冷凝后的溶液进入碳铵溶液储槽V-106,出V-106溶液含氨39.95%、Co2 12.43%、水47.63%,到中压碳铵液泵P-103A/B加压后,一路经中压吸收塔C-101液位调节阀LV-1015,控制后同中压分解气一起进入预浓缩器E-104作中压冷凝吸收剂。另一路经FV-1027控制后,进入工艺冷凝液处理系统精馏塔C-102顶部,作塔顶回流液,降低C-102气相出口温度用。P-103A/B设有到E-107壳程的循环副线可供打循环或者强化低压吸收使用。碳铵储槽V-106没有冷凝或者液相中逸出的气体,进入重叠在V-106上面的低压惰性气体洗涤塔C-104,在3块浮阀塔盘上,由FV-1014加入的蒸汽冷凝液与气体逆流接触,进一步吸收气体中的氨。根据物料平衡表该处气体无放空。低压分解、吸收压力控制是用C-104出口压力调节阀PV-1033控制。10、尿素溶液预浓缩:出低压分解液位调节阀LV-1022的尿素溶液,由切线方向进入预浓缩器V-104/E-104/L-104(三台设备重叠)。V-104压力30Kpa(绝)溶解在液相中的部分气体绝热分解,溶液与E-104上升的气体热传质、热交换后,由液体分配器均匀分配到E-104列管中。利用中压分解高温的分解气的冷凝热,为尿素溶液的浓缩提供热源。节约蒸汽同时节约了冷却水消耗。这是斯那姆工艺节能的主要特点。出预浓缩溶液温度104,含氨0.38%、二氧化碳0.10%、尿素83.55%、水15.97%,流量88196Kg/h。溶液到尿素溶液泵P-106A/B,经加压后送入尿素溶液蒸发工段或者送入尿素溶液储槽T-101。预浓缩液位槽L-104液位控制,是由P-106A/B出口L-104液位调节阀LV-1023控制。预浓缩气体温度100,含氨8.16%、二氧化碳4.31%、水87.53%同一段蒸发气体一起到一段蒸发第一冷凝器E-129冷凝。11、尿素溶液的蒸发:设置两段蒸发的原因是根据尿素水溶液物理化学性质和相图确定的,如果采用一段蒸发当蒸发压力控制在20Kpa(绝)时,溶液的温度和浓度将沿P=20Kpa(绝)线变化,当蒸发到浓度80%时就有固相析出,蒸发将无法进行。如把压力控制在33Kpa(绝)以上溶液提浓到100%都无结晶的可能,但是蒸发温度却很高,当浓度达98%时温度已高达153,副反应将大大升高。为增强系统可靠性,减少副反应物生成。所以,采用蒸发造粒工艺的装置,都采用两段蒸发。(1)一段蒸发:尿素溶液泵P-106A/B出口液位调节阀LV-1023,来的溶液在蒸发系统和后续工段正常运行的前提下(如造粒、包装等),进入一段蒸发浓缩器E-114管程。否则,进入尿液储槽T-101。T-101容积346m3可低负荷存储5-7小时。当尿液储槽T-101积存有尿素溶液时,通过尿素溶液回收泵P-109A/B,经流量调节阀FV-1037,逐步加入蒸发系统回收造粒。如果前系统已经停车,T-101尿液储量多,也可单独开蒸发系统造粒。E-114壳程用高压甲铵冷凝器E-105自产0.34Mpa蒸汽,通过TV-1044控制加热温度,加热后的蒸汽冷凝液到蒸汽冷凝液储槽V-110。加热后的尿液温度130,压力30Kpa(绝)。加热分解后的气液混合物进入一段真空分离器V-114。分离后,溶液中尿素含量94.97%,氨:0.02%,CO2:0.01%,HO2:5%。溶液进入二段蒸发浓缩器E-115。出分离器V-114的气体,同预浓缩分离器V-104的气体一起,到一段蒸发第一冷凝器E-129壳程冷凝。E-129管程是利用二段蒸发第一冷凝器E-126使用过的二次循环水换热。原因是一段真空在30Kpa(绝)条件下水的冷凝温度65左右,二段真空冷凝器在10Kpa(绝)条件下水的冷凝温度45左右,节约用循环水。E-129冷凝后的液体靠重力流到带有水封的工艺冷凝液储槽T-102。为防止E-129列管堵塞,设有精馏塔给料泵P-114A/B返回的工艺冷凝液冲洗。没有冷凝的气体进入一段蒸发第一喷射器L-127,喷射蒸汽用E-105自产的0.34Mpa蒸汽。喷射器L-127出口混合气,到一段蒸发第二冷凝器E-130,用一次循环水冷凝。液体到T-102。还没有冷凝的气体,经一段第二喷射器L-128喷射后,同二段蒸发第三喷射器来的气体一起进入最终冷凝器E-131用一次水冷凝 。E-131是常压冷凝器,冷凝后的液体到T-102。没有冷凝气体到放空洗涤器C-135,加蒸汽冷凝液洗涤后放空。为了方便一段蒸发真空度的控制,设有吸入空气的压力调节阀PV-1034,用于开停车和正常生产调节真空。(2)二段蒸发:由一段蒸发分离器来的尿素溶液经过一、二段蒸发之间U型管后进入二段真空浓缩器E-115管程。设置U型管的目的是平衡蒸发一、二段之间压差,防止窜气。E-115壳程 用高压甲铵冷凝器E-105自产0.34Mpa蒸汽通过TV-1052控制加热温度,加热后的蒸汽冷凝液到蒸汽冷凝液储槽V-110。加热后的尿液温度136,压力3Kpa(绝)。加热分解后的气液混合物进入二段真空分离器V-115。分离后,溶液中尿素含量99.75%,HO2:0.25%流量:73360Kg/h。溶液进入尿素融熔泵P108A/B。出分离器V-115的气体,经过蒸汽升压喷射器L-123,将V-115内分离出的二次蒸汽由3Kpa升压至10-13Kpa(绝),到二段蒸发第一冷凝器E-126壳程冷凝。设置升压喷射器的原因是,3-5Kpa(绝)条件下,水的冷凝温度20-30。不能用一般循环水冷凝。经升压后冷凝温度上升为45-51。E-126管程是利用一次循环水换热。为防止E-126列管堵塞,设有精馏塔给料泵P-114A/B返回的工艺冷凝液冲洗。没有冷凝的气体采用二段真空第一、第二、第三喷射器L-124、L-125、L-126分三级分别喷射入E-127、E-128、E-131。一、二段蒸发六台冷凝器均是工艺气走壳程,循环冷却水走管程。循环冷却水除E-129外其余全部用一次水。冷凝后的液体都到工艺冷凝液储槽T-102 。所有蒸汽喷射器和蒸汽升压喷射器所用蒸汽,均来自高压甲铵冷凝器E-105自产0.34Mpa饱和蒸汽。同一段蒸汽一样为了方便二段蒸发真空度的控制,设有吸入空气的压力调节阀PV-1036。 12.尿素融熔液的造粒和输送:出二段蒸发分离器V-115的尿素融熔液尿素含量99.75%,温度136,结晶温度132.7。由于不含氨的尿素融熔液,提高温度副反应加剧,缩二脲增加,产品质量下降。所以,离开V-115的尿液管道一直到造粒喷头都用夹套蒸汽管。夹套蒸汽由0.34Mpa蒸汽,经夹套蒸汽压力调节阀PV-1037减压至0.25Mpa,供造粒管线单独使用。尿素融熔液经融熔尿素泵P-108A/B加压至1.2Mpa经V-115液位调节阀LV-1025控制后上造粒塔。尿液经造粒塔顶流量计FQ1041计量后,经造粒三通换向阀HV-1032A(该阀带后续系统控制连锁)转向至造粒喷头进入尿素造粒喷头L-109A/B造粒。(HV-1032A另一通道是回到尿液储槽T-101,当蒸发真空度、温度没有达到指标时,尿素溶液就回到T-101循环,直至合格)。当HV-1032A换向后,尿素造粒或循环管线的蒸汽吹扫阀HV-1031和HV-1032B阀,就会配合对造粒管线或循环管线进行5分钟的吹扫。防止尿素结晶堵塞。L-109A/B是由变频电机驱动的230-280rpm旋转喷头。喷头上的几千个小孔在电机的带动下,将尿液切割成无数液柱,在表面张力作用下收缩成液珠。液珠在冷却过程中凝固为粒子,尿素粒子在造粒塔L-108内从60m净落差高度上自由落下,与下部自然抽风的百叶窗进入的冷空气逆流接触,尿素粒子被凝固冷却。热空气从造粒塔顶部内筒百叶窗,直接排入大气。尿素粒子落到造粒塔底是16圆锥型集料斗上,由旋转刮料机H-101将粒子收集到底部运输皮带H-102上,温度65,流量:73333Kg/h。经中转运至包装厂房。13、工艺冷凝液的处理:根据尿素反应化学方程式,每生成一吨尿素就生成300Kg水,为了回收合成尿素没有转化生成尿素的CO2,和氨必须加入到中、低压系统的水,P-101/P-102机封冲洗水等,最终在预浓缩和蒸发工段气化、冷凝、为形成真空消耗的喷射蒸汽等冷凝液,都收集在工艺冷凝液储槽T-102中。由于尿素装置一些转机设备机封冲洗水、工艺排放冲洗水、取样冲洗水、安全阀及工艺管道,吹扫蒸汽冷凝水、其他冲洗水等都可能含氨、二氧化碳等污染物。装置上设置了密闭的地下碳铵液收集槽T-104。该储槽的溶液采用液位自动控制的方式,通过地下槽回收泵泵P-116A/B,经手动调节阀HV-1017控制打到工艺冷凝液储槽T-102。出T-102的溶液45含氨4.29%、CO2 2.03%、尿素1.28%、水92.4%、流量39973Kg/h。(含尿素是因为二段蒸发的真空度很高,气、液都以超音速流动,气相中会夹带部分液体所至。)经精馏塔给料泵P-114A/B加压,经流量调节阀FV-1030控制后,进入精馏塔第一预热器E-116管程预热,壳程是利用精馏塔C-102底部高工艺冷凝液,经高压甲铵预热器E-113使用过的余温约100的工艺冷凝液加热。离开E-116的液体进入精馏塔第二预热器E-122管程,壳程利用蒸汽冷凝液收集槽V-110的120蒸汽冷凝液加热。离开E-122的溶液温度上升至113,分3路进入精馏塔C-102上段上部第40、45、50块塔盘。精馏塔C-102:DN1400,高度约30m,分上下两塔。下塔35块浮阀塔盘,上塔19块浮阀塔盘。共55块塔盘。上下塔之间有一约2米高气帽。上下塔均设有各自独立的液位测量和控制。工艺冷凝液进入上塔后被来自下塔的热气体解吸,溶液中的氨、CO2被解吸出来从C-102顶部引出,为减少气相中水汽含量,用中压碳铵液泵P-103A/B来的碳铵液中的氨和CO2的相变热,气化降温。出C-102顶部气体温度控制122,压力0.46Mpa,含氨:37.06%、CO2:16.48%、水:46.47%。同尿素水解塔R-102来的气体,以及低压分解器V-103气体一道去氨预热器E-107冷凝(低压吸收)。C-102上塔溶液进入尿素水解给料泵P-115A/B,加压至4.5Mpa。经C-102上塔液位调节阀LV-1031控制后,进入水解预热器E-118A/B管程,壳程用水解器R-102排出的高温溶液换热。溶液预热到220进入尿素水解反应器R-102。水解器是一个中空设备,里面有9块隔板把设备分成10个小室,同尿素合成塔一样,防止物料返混。水解温度235,压力3.53 MPa,水解过程是利用尿素合成反应逆反应原理:CO(NH2)2+H2ODNH4COONH2DCO2+2NH3-Q。只要温度、压力、停留时间达到反应是彻底的。水解器的加热蒸汽由界区来的4.1Mpa、410、3t/h蒸汽通过调节阀FV-1016控制直接进入溶液中提供反应所需热量。水解出的汽体通过压力调节阀PV-1040控制后同精馏塔顶部气体、低压分解气体一起送到低压吸收,水解后的高温溶液,进入水解预热器E-118A/B壳程。经水解器R-102液位调节阀LV-1032控制后,进入精馏塔C-102下段上部第35块塔盘上面。精馏塔C-102底部,引入蒸汽喷射器L-112来的0.55Mpa、162的增压蒸汽作解吸、精馏蒸汽。增压蒸汽经流量调节阀FV-1015控制8t/h后,直接进入溶液中。在气相压力0.46Mpa,底部出液温度153条件下,解吸、精馏是彻底的。出C-102底部溶液中的氨和尿素均小于5ppm,该高温液体进入精制工艺冷凝液泵P-120A/B加压。经精馏塔C-102液位调节阀LV-1030控制后,送入高压甲铵预热器E-113壳程预热甲铵。余热进入精馏塔C-102第一预热器E-116壳程,回收热量。出E-116壳程的液体进入最终工艺冷凝液冷却器E-123壳程,管程用循环冷却水冷却至45,流量约45t/h。经电导测量、压力调节阀PV-1049控制、流量计FQ1017计量后,送到工厂公用工程精制水处理系统。处理后作工厂锅炉给水。为方便泵的开、停和控制,精馏塔给料泵P-114A/B、水解给料泵P-115A/B工艺冷凝液泵P-120A/B均设有自动控制的回各自入口液位槽的小流量副线阀。14、蒸汽系统:尿素装置蒸汽管网一共有4.0Mpa、2.5Mpa、2.2Mpa、0.55Mpa、0.34Mpa、0.25Mpa六级。(1)4.0Mpa、温度410的管网由界区来,用户:CO2压缩机透平DST-101:94.6t/h;水解器R-102: 3t/h;减压至2.5Mpa减压调节阀PV-1058,正常生产无流量,开、停车或DST-101抽气受限时使用。(2)2.5Mpa、320管网:该蒸汽由DST-101抽气所得,抽气量约54t/h。开、停车或不足时由2.5Mpa蒸汽压力调节阀PV-1058从4.0Mpa蒸汽管网减压补充。用户:经连锁阀HV-1109、压力调节阀PV-1020进入中压蒸汽饱和器V-109,流量约54t/h;中压分解器E-102B根据需要补充用汽,蒸汽平衡表无流量;经0.34Mpa低压蒸汽管网压力调节阀PV-1059和减温器L-121,根据需要补充低压管网;正常生产无流量;经0.55增压蒸汽管网压力调节阀PV-1123和减温器L-118,根据需要补充增压蒸汽管网,正常生产无流量。2.5Mpa中压蒸汽管网压力放空调节阀PV-1007经L-114放空。(3)2.2Mpa饱和蒸汽:2.5Mpa、320约54t/h、经压力调节阀PV-1020控制后进入V-109,产生约61t/h温度220中压饱和蒸汽。用户:约41t/h直接用于气提塔壳侧加热,蒸汽冷凝液用于中压分解器E-102B加热后作E-105锅炉水;约12t/h中压饱和蒸汽经压力控制器Pz1062进入蒸汽喷射器L-112作增压蒸汽喷射动力。约0.3t/h中压饱和蒸汽经流量调节阀FV-1012,进入中压惰性气体洗涤塔C-103顶部空间,作防燃爆稀释气。V-109蒸汽还作为高压系统预热和氨升压管线(又叫开车管线)的夹套用汽。(4) 0.55Mpa,162的增压蒸汽:约12t/h中压饱和蒸汽经压力控制器(喷针)进入蒸汽喷射器L-112将E-105自产压力0.34Mpa、温度147/流量8.5t/h低压蒸汽喷射加压至0.55Mpa,162的增压蒸汽。特殊情况下的不足由2.5Mpa蒸汽经PV-1123和减压器L118减压补充。用户:约12t/h蒸汽经温度调节阀TV-1021,进入中压分解器E-102A壳程加热。蒸汽冷凝液经分离后作E-105锅炉水;约8.1t/h经流量调节阀PV-1015控制后直接进入解吸、精馏塔C-102工艺冷凝液中作解吸、精馏热源。(5) 0.34Mpa、温度147饱和蒸汽管网:由高压甲铵冷凝器E-105,甲铵冷凝放热在壳程产生的蒸汽约51.4t/h。开、停车或不足由2.5Mpa管网,经低压蒸汽压力调节阀PV-1059和减温器L-121补充。用户:约7.4t/h经温度调节阀TV-1043进入低压分解器E-103壳程加热;约11.8t/h经温度调节阀TV-1044进入一段真空浓缩器E-114壳程加热;约4.4t/h经温度调节阀TV-1052进入一段真空浓缩器E-115壳程加热;约8.1t/h经蒸汽喷射器L112进入增压蒸汽管网;约8.1t/h经真空系统一台升压喷射器、5台喷射器直接进入工艺冷凝液系统;约3t/h进入保温系统(含造粒夹套保温);约1t/h成为安全阀、放空筒等吹扫蒸汽;余下的约7.3t/h经CO2压缩机透平DST-101注汽分离器V-118分离、经HV-1123控制后向透平低压缸最后几级叶轮注汽作功。为方便开、停车和临时处理多余的低压蒸汽可经低压蒸汽压力调节阀PV-1063经消音器L-116放空。(6) 0.25Mpa、温度13

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