尿素水溶液操作规程.doc

第一章 尿素岗位任务1总控岗位任务将液氨与CO2气体及循环回收的氨基甲酸铵溶液在一定的压力和温度条件下合成，并对未反应物进行两段分解、两段吸收，使之循环回收至合成塔，重新参与合成。2蒸发岗位任务将二分塔出来的尿液经向蒸一、二段蒸发系统真空加热提浓至997%的熔融尿素，送往造粒塔加工成固体尿素3泵房岗位任务泵房承担尿素生产工艺流程中的液体输出任务，泵房操作工负责各类泵起动和停车的操作，并维持各类泵的正常运行。4解吸岗位任务1#尿素两套解吸的任务是将精炼来的氨水送到解吸塔内进行解吸，解吸放出的含氨、二氧化碳气体在解吸冷凝器内形成甲铵液，作为冷流回流到解吸塔顶部，出解吸冷凝器的含氨、二氧化碳及水的气体则返回到1#尿素低压吸收系统重新回收利用，解吸塔底排放液达指标送外工段使用。2#尿素深度水解的任务是将1#2#尿素来的氨水送到汽提塔内，进行尿素的水解及氨的汽提反应，得到的NH3、CO2及H2O在顶部冷凝器内形成甲胺液，然后一部分甲胺液回流到汽提塔顶，另一部分则返回到1#2#尿素低压吸收系统重新回收利用，汽提塔底排放液指标达到锅炉给水标准，回收利用，使尿素装置达到零排放。5流化床岗位任务将小颗粒尿素成品进行降温除尘，提高尿素成品质量；同时将粉尘进行洗涤回收到蒸发再利用。6分析岗位任务 按照分析规程每小时对尿素成品缩二脲、水分、粒度进行分析监控，确保不合格品不流出公司。7电子称岗位任务根据所需要的重量、速率输入智能微机，由测量变送装置指挥动力机械设备完成成品尿素的包装，负责重量的调试及监控，对尿素内在质量及外观包装质量进行检测监督，并根据产品等级指挥包装人员进行分类堆放工作、产品标识，同时做好每班产品（等级）数量统计工作。8包装岗位任务将蒸发造粒工序送来的成品尿素准确称量（40Kg或50Kg）后进行包装，运送到货场堆码存放。第二章 尿素生产的工作原理第一节 合成尿素原理1合成尿素总反应式由液氨与二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为：2NH3（液）+CO2（气）=CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q这是一个可逆的放热反应。2合成尿素的两个步骤合成尿素分两步进行：第一步由氨与二氧化碳生成中间产物甲铵，其反应式为： 2NH3（液）+CO2（气）= NH2COONH4（液） +Q1第二步由甲铵脱水生成尿素，其反应式为：（合成尿素过程中的控制反应） NH2COONH4（液）= CO（NH2）2（液）+H2O（液）-Q23使甲铵液处于液相状态的条件使甲铵液处于液相状态的条件：温度必须高于甲铵液熔点（154）；压力必须高于甲铵液平衡压力。4尿素反应进行程度的表示方法以尿素的产率表示尿素的反应进行程度，由于尿素的生产都采用过剩氨，因此用二氧化碳转化率（Xco2）来表示尿素的产率。 Xco2=转化成尿素的CO2量100%= 尿素的重量100% CO2的总量 尿素的重量% + 1365CO2的重量% 5反应温度对二氧化碳转化率的影响反应温度对二氧化碳转化率的影响：二氧化碳平衡转化率随反应温度升高而逐渐增大，在温度为190200之间出现一个最高值，而后二氧化碳平衡转化率随着反应温度的上升而下降，因为甲铵脱水生成尿素的反应是合成尿素过程的控制反应，此反应吸热，因而提高反应温度对生成尿素有利，但二氧化碳平衡转化率在190200后随着反应温度的升高而降低的原因，可能是由于产生副反应的缘故。6氨碳比对二氧化碳转化率的影响氨碳比对二氧化碳转化率的影响：氨碳比越高，CO2转化率增加；当氨碳比（NH3/ CO2）=2时Xco2为40%；当氨碳比（NH3/ CO2）=3时 Xco2为54% ，当氨碳比（NH3/ CO2）=4时 Xco2为675%7水碳比对二氧化碳转化率的影响增加了水既增加了生成物的浓度，不利于尿素的生成。因此水碳比的增高，使从CO2转化率下降；在尿素生产中，水碳比（H2O/CO2）增加01，二氧化碳转化率降低1%。8压力对二氧化碳转化率的影响压力对二氧化碳转化率的影响：在合成尿素的过程中，压力不是一个独立的变数，它是依赖于温度，氨碳比及水碳比而定。合成尿素的操作压力一般较为平衡压力稍高。所谓平衡压力即反应达到气液相之间的物理平衡，也达到了化学平衡，此时物系的压力。若操作压力低于平衡压力，不但氨从液相中逸出，使液相中过剩氨降低，同时会使甲氨分解，从而降低了CO2转化率。9影响合成尿素的反应速度的因素合成尿素的反应速度常用单位时间内所能达到的CO2转化率表示（即尿素生成速度），其影响因素如下： 温度的影响：在多极温度下，对于相同的反应时间，随着温度的增加，CO2转化率也增加。温度超过200时，反应速度变慢，CO2转化率反而下降，这可能是由于产生副反应等的结果。过剩氨的影响：由于过剩氨的存在，降低了甲氨的熔点，温度为150时，虽然低于甲氨的熔点，但一开始物料便为液相反应速度就较快。在相同温度下，有过剩氨时反应速度较大，而且CO2转化率也较高。 液体动力学条件的影响：在工业上尿素合成塔内物料由于温度、比重的不同产生了返混现象。返混的结果，使合成塔上部尿素含量较多的物料与底部尿素含量较少的物料混合，这不仅降低了出口物料中尿素的浓度，而且由于顶部生成物（尿素和水）返回底部，使反应速度降低。因此在直径大，高径比小的合成塔中，必须考虑防止返混现象。为了防止返混现象，一般在合成塔内装置若干筛板。物料经筛板时由于断面缩小，流速加大，增加了流动状态，增加了氨和二氧化碳的接触面积，加快了反应速度，因此增加了筛板后，提高了二氧化碳转化率。第二节 中压分解吸收原理1从甲铵液中分离未转化物的方法从合成塔出来的合成液中有未被转化成尿素的甲铵和过剩氨。甲铵的生成反应是放热和体积减少的过程，如果减压，加热合成液中未转化的甲铵向分解合成气体氨和二氧化碳的方向进行。降低压力，提高溶液的温度，溶液中氨和二氧化碳气体溶液度会大大降低。所以从合成液中分离出来转化物的操作需要采用减压加热，既有利于甲铵的分解，也有利于使溶液在合成液中的过剩氨和二氧化碳汽提蒸馏出来。2分解温度对甲铵分解率和氨的蒸出率的影响在中压分解系统中，甲铵分解率随温度的增长速度大于氨随温度增长速度，这是因为合成液中的过剩氨是物理性溶液，而甲铵是化合物存在于合成液中，过剩氨在合成塔减压后虽然温度很低也能大量蒸出，这说明过剩氨的蒸出率受压力的影响比温度大。而甲铵的分解，只要温度达到甲铵在此压力下的离解温度，甲铵就会大量分解。如果压力低，但没有达到甲铵分解温度，甲铵分解量少，这就表明甲铵的分解率受温度的影响比压力大。3分解压力对甲铵分解率和氨的蒸出率的影响分解温度一定时，分解压力的降低，甲铵分解率和氨的蒸出率升高。但氨的蒸出率明显高于甲铵的分解率，这说明分解压力对氨的蒸出率的影响比对甲铵分解率的影响要大。4分解气中含水量的高低的影响因素分解气中含水量的高低和影响因素： 分解气中的水含量与温度有关，当温度升高后进入中压分解系统而合成液中的水也被同时蒸出，使气相中的水含量，随温度的上升而上升； 当温度一定时，压力越低，分解气相中含水量上升； 分解气相中的水含量与进合成塔物料中的NH3/ CO2有关，与H2O/CO2也有关，当NH3/ CO2 比一定时NH3/CO206时，随着NH3/CO2的增加，使合成液中的水蒸发量增大，分解气中含水量增加；当H2O/ CO2一定时，NH3/CO242时，随着NH3/CO2的增加，使中压系统中氨蒸出率增大，由于氨的蒸出引起合成液中的水大量蒸发，所以分解气相含水量增加。5中压分解预分离流程设置目的及优缺点设置预分利器的目的就是使气体进入回收吸收系统的水量减少，有利于全系统的水平衡。 优点：可以使大部分游离氨得到分离缺点：分解气相中带水量多；中压分解及蒸发加热器耗蒸汽多，不利于中压吸收及蒸发的操作；中压设备易腐蚀。6中压分解预精馏流程设置目的及优缺点中压分解预精馏流程设置的目的：提高合成液出精馏段的温度，也就是提高了进一分加热器合成液的温度，减少了加热器的负荷，使精馏段的分解气温度降低，气相中水蒸气分压降低，气相含水减少了，这样在吸收系统回收时，使分解气水中的氨和二氧化碳能够生成浓的甲铵液，减少了进合成塔的水量，提高CO2转化率优点：分解气相中带水少； 中压分解及蒸发加热器耗蒸汽量少，有利于中压吸收的操作； 在保持合成塔H/C相同的情况下，允许低压吸收液含有较多的水，有利于低压吸收操作相应可以降低低压系统压力，从而可以降低低压分解温度，可减少尿液中缩二尿的形成和尿液的水解 。 缺点：中压分解塔腐蚀严重，因为出合成塔的合成液经减压被分解气体的精馏使氧绝大部分逸出，进入加热器的合成液在较低氧含量的情况下加热到160，使一般含钼量不锈钢材料容易腐蚀。7甲铵液组分对二氧化碳的吸收的影响当甲铵液中当H2O/CO2一定，NH3/CO2增加时，气相中CO2百分含量下降，氨含量上升。这是因为液相中易挥发物氨增加，使气相中氨的分压增加，CO2分压下降 当甲铵液组成固定，溶液温度上升，气相二氧化碳含量增加，这是由于CO2的冷凝效率及溶液度下降的缘故，特别在NH3/CO2比较小的时候，溶液温度对气相中二氧化碳浓度增加的影响比较显著，而在NH3/CO2比较大时影响较小，一般溶液温度增加20，气相中二氧化碳浓度增加26倍左右。当甲铵液中NH3/CO2 一定时，H2O/CO2增加时对CO2吸收有利，反之，H2O/CO2减少时，甲铵液变浓对CO2吸收有利。第三节 低压分解吸收原理1低压分解塔的精馏过程低压分解塔的精馏过程： 经中压分解后的中压分解液，压力由17公斤/厘米2，减压至23公斤/厘米2，使中压分解液中的部分甲铵分解成为氨和二氧化碳气体。进入低压分解塔顶部的中压分解液由塔顶经过填料层的精馏段，不断往下流动，最后进入加热器底部，中压分解液中未分解的甲铵进一步分解，然后从加热器顶部出来进入低压分解分离器，分离器出来的气体经过风帽由填料层的精馏段不断上升，进行传热与传质，气相中的沸点较高的水蒸汽不断地被塔顶流下来的溶液所冷凝，尿液中未分解的甲铵被气体加热后，不断分解和气化成氨和CO2，所以塔顶气体主要是高浓度的氨和CO2，塔底排出的主要是尿素的水溶液。2低压分解温度与压力对低压分解的影响分解温度的影响：低压分解温度越高，低压甲铵分解率与总氨蒸出率也越大，液相中残余的CO2与NH3含量越少； 分解压力的影响：分解压力愈低，总氨蒸出率越高，甲铵分解率也升高，液相中残余氨和CO2就越少3低压分解温度对蒸发系统的影响低压分解压力不变时：温度低，分解后分解液中NH3/Ur和CO2/Ur高，分解液中含游离氧和甲铵多，进入蒸发后游离氧与甲铵的蒸馏和分解大量吸热，蒸发的热负荷增加，蒸发加热器的蒸汽量增大。如果蒸汽供应不足，则蒸发尿液温度提不起，另外由于蒸发二分离器，二次蒸汽中NH3与CO2的增加，使蒸发表冷器的冷凝负荷增加，冷却水增大，有时引起蒸发冷凝液系统管道的堵塞，如果冷却水供应不足，则蒸发真空度提不起来。所以分解温度低，不但增加生产中氨耗，而且增加蒸发系统蒸汽和冷却水的消耗，有时真空度提不起。温度高，分解后分解液中甲铵和游离氨虽然少，但是进入蒸发和尿液中缩二脲含量高，尿素的水解增加，影响产品质量，影响氨耗。低压分解后尿液中一般要求缩二脲含量在04-05%以下。根据上述两点，低压分解温度应控制在最佳状态，正常温度一般在145-150。第四节 解吸原理1解吸的含义解吸的含义：解吸就是吸收的反过程，水溶液全循环流程中是利用氨在不同压力和温度下，在水中的溶解度不同，使氨被解吸出来，这就叫解吸。2设置解吸的目的将CN槽中的氨与CO2用蒸汽蒸出来返回低压吸收系统，使原料得到全部利用，以达到降低原料消耗的目的。控制CN槽液位，在生产中一段蒸发的冷凝液作为尾气吸收塔的循环吸收剂，使CN槽中碳氨液保持在一定的浓度和液位，通过解吸后，回收原料氨和CO2，系统中多余的水排至地沟。3设置深度水解的目的设置深度水解的目的：将尿素来的氨水送到汽提塔内，进行尿素的水解及氨的汽提反应，得到的NH3、CO2及H2O在底部冷凝器内形成甲铵液，然后一部分甲铵液回流到汽提塔塔顶，另一部分则返回到低压吸收系统重新回收利用，汽提塔底排放液指标达到锅炉给水标准，回收利用，使尿素装置达到零排放。第五节 尾吸吸收原理1设置尾吸吸收的目的是为了最大限度的回收在正常操作时中、低压回收系统陆续释放出来的氨，用蒸发冷凝液吸收，提高浓度后送去解吸。2尾吸塔与碳铵液槽在系统中的作用尾吸塔主要作用是吸收中、低压回收系统排出的尾气中的氨气；CN槽主要作用是收集各处排放的废液，与二表槽连通作为蒸发表面冷凝器的水封槽。第六节 蒸发和造粒原理1尿素水解的含义及影响尿素水解的因素在一定条件下，尿素和水作用最终生成氨和二氧化碳的反应称为尿素的水解。尿素水解率的高低和温度、尿素溶液中氨浓度、停留时间等因素有关。尿素溶液温度低于80时水解很慢，高于80时水解度加快，在145以上有剧增趋势。尿素溶液中的游离氨抑制尿素水解的进行，因而，尿素中游离氨含量高的场合，水解速率低，尿素水解率与尿素溶液中水的浓度成正比。但是如果尿素溶液浓度低，水解率虽然大而水解量并不大，而溶液浓度高水解率虽然小，而水解量却较大，当尿素溶液浓度为50%时其水解量最大。停留时间越长，尿素水解率越高。2蒸发的含义及尿液蒸发采取真空蒸发的原因液体变成气体的转化过程叫做蒸发。真空蒸发就是减压蒸发，和常压蒸发相比有以下优点：在减压条件下液体的沸点降低，可使加热蒸汽和沸腾液之间的温差增大，这样，既为利用低压蒸气创造了条件，又可达到了减少传热面积的目的。在较低温度下进行蒸发可避免某些物质在高温下产生的不良副反应，真空蒸发损失与外界的热量较少，因而用于补偿这种损失而消耗的蒸汽减少。根据以上理由，尿液在真空下进行蒸发浓缩，对降低缩二脲生成、减少尿素水解损失有利。由于液体气化所需的热量随气化温度的降低而增加，因此在真空蒸发中蒸发相同液体所消耗的加热蒸汽较常压下消耗的略多，因其优点多的多，所以仍广泛被采用。3蒸发造粒法的尿液提浓采用二段蒸发的原因为得到含水量较低的产品，造粒前尿液浓缩到997%。为到达这样的浓度，气相水蒸汽分压降的很低，当温度为140时，水蒸汽分压应不超过25毫米汞柱，这就决定了最终蒸发在很低的绝压下进行。蒸发前，尿液浓度约为74%,压力为常压。如直接减到25毫米汞柱绝压，则尿液在低于结晶温度条件下蒸发而析出结晶。尿液中析出固体物后，将影响到蒸发传热，甚至引起堵塞，而使蒸发过程不能正常进行。从经济角度考虑，稀尿液一开始就在这样低的压力下蒸发大量水分是不经济的，因这样低的压力下二次蒸汽的冷凝液很困难，且惰性气体压缩排出需要较大的动力。因此，尿液蒸发必须分二段进行，第一段蒸发的目的是在较高压力下初步提浓，蒸去大部分的水，再在第二段蒸发中进一步提浓达到造粒要求。4蒸汽喷射泵的工作原理蒸汽喷射泵是利用蒸汽减压节流的能量形成真空的。一定压力的工作蒸汽流经喷嘴时，以极高的速度从出口流向扩散管，由于速度快，动能增加，因而蒸汽的压能减少，压力下降，因而能把被抽气体吸入。高速蒸汽流和被抽气体发送碰撞，混合，进行能量交换，流向扩散管。在扩散管的收缩段蒸汽流和被抽气体逐步混合成均匀的混合气体，速度下降压力上升，在扩散管喉部附近产生正激波，混合气流由超声速降为亚声速。然后在扩散管的膨胀段连续受到压缩，压力进一步升高，速度相应降低，在扩散管出口达不到稍高于大气压力或后一级喷射泵的进口压力而把被抽气体排出。5蒸汽喷射泵的优缺点及常见的故障蒸汽喷射泵的优点：构造简单，操作方便，结构紧凑，因没有运动部分，故不需要传动设备和基础，能安装于任何地方，适于室外操作。抽真空的效率明显高于真空泵、往复泵及水环泵。蒸汽喷射泵的缺点：蒸汽效率低，蒸汽消耗量大，因而只有运用于绝压要求小于30-40毫米汞柱的场合才是经济的；启动缓慢，因喷射泵抽气量是一定的，刚开始启动时，因为压力还高，因而真空提高很慢。而往复泵、水环泵排气量是定容的，压力高，排气量大，因而启动快；吸进的气体与蒸汽混合在一起回收困难；喷嘴喉管易腐蚀磨损。常见的故障：喷嘴被卡住。6二段蒸发采用三级喷射泵的原理二段蒸发应在25毫米汞柱绝压下进行。用单级喷射泵来达到这样的压力是不可能的。理论上单级喷射泵能达到的最低压力为90毫米汞柱绝压，应该用多少级喷射泵来达到预定的负压，还应考虑经济的原则。喷射泵的压缩比与喷射泵的关系是：喷射泵的压缩比越大，喷射系数越小。喷射泵的压缩比是指泵的排出压力和吸入压力之比，喷射系数是指消耗1公斤蒸汽能抽出的气体量。喷射系数高，在相同的抽气量条件下，蒸汽消耗就少，因而从减少蒸汽消耗角度考虑，喷射泵的压缩比应小一些，但喷射泵级数过多是不经济的，因为增加一级喷射泵，就需要增加级间冷凝器，增加设备投资，尿素蒸发用喷射泵，压缩比一般为34。设大气压为760毫米汞柱，二断蒸发器内为25毫米汞柱，则总压缩比为760/25=304，按各级的等压缩比分配原则计算，用三级喷射泵时，各级压缩比为313，实际生产中，各级间冷凝器有阻力，因而实际压缩比略高于3137一段蒸发加热器分上下两段的原因一段蒸发加热器上段为蒸汽加热段，下段利用一段分解气作热源，用一段分解气加热蒸发尿液，即可节省蒸发蒸汽用量，又可减少一段吸收塔负荷。8多级喷射泵设置级间冷凝器的原因设置级间冷凝器的目的是为了减少喷射泵的负荷，减少蒸汽消耗量，达到所要求的真空度。喷射泵每抽出一公斤气体，需消耗13-17公斤蒸汽，如这部分蒸汽不经冷凝，靠下一级喷射泵抽走，则以下各级喷射泵将越来越大，蒸汽消耗越来越高，这是不经济的，设置级间冷凝器后，可凝性蒸汽绝大部分冷凝下来，因而喷射泵只要负担抽出不凝性气体的任务，负荷减轻很多。9在造粒塔里熔融尿液变成粒子的过程造粒喷头有旋转式和固定式两种。进入旋转喷头的尿液因喷头旋转产生的离心力被甩出喷头小孔，形成一缕缕细流，细流又被高速旋转的喷头切割成极短的小液柱，因液体有内聚力就形成了小液滴，均匀地喷洒于整个塔截面上，在塔内与冷却介质-空气逆流相遇，经过凝固和冷却两个过程落于塔低；固定喷头往往是若干个并用，尿液由一定的高度进入喷头，在静压力的作用下从喷头小孔中喷洒出来，因重力作用喷出的细流前后两点尽管出喷孔的时差极小，但瞬间速度仍是有差别的，因而断裂开来，又因内聚力的作用形成一个个较小的液滴。若干喷头组合起来，液滴正好均匀地喷洒于整个塔截面。第七节 流化床的工作原理本装置的基本工作过程分为降温除尘和粉尘回收。降温除尘在流化床内进行，从造粒塔底送来的尿素成品进入流化床，在鼓风机输送来的凉风作用下，粉尘（包括12以下的微小颗粒）和热量被带走，尿素成品送电子称包装，从而实现降温除尘的目的；粉尘回收在洗涤室内完成，被风吹出来的粉尘和微小颗粒引风机的作用下，进入洗涤装置，被洗涤室内循环喷淋的洗涤液所溶解，形成浓度为4050%的尿素水溶液，经回收泵返回蒸发系统造粒，从而实现粉尘回收目的。本装置的特点是流化床、洗涤室均为负压操作，可最大限度的避免粉尘污染，同时采用湿法自动回收，具有操作简便自动化程度高的特点，缺点是增加了噪声源和电耗。第三章 工艺流程第一节 股份1#尿素工艺流程1. 股份1#尿素合成及中压分解回收系统工艺流程原料二氧化碳气体进入二氧化碳压缩机之前，为防止合成、循环系统的腐蚀，在一段进口加入约为二氧化碳总量的05%（体积）的氧气（或以空气形态加入），然后进二氧化碳压缩机，经五段压缩至200公斤/厘米2，温度约为125气体进入合成塔。原料液氨通过液氨过滤器除去杂质，过滤后的液氨送入液氨缓冲槽。液氨缓冲槽的压力维持在17公斤/厘米2左右，原料液氨与中压循环系统回收的液氨汇合后，从液氨缓冲槽进入液氨高压泵加压到200公斤/厘米2，经氨预热器预热至45-70进入尿素合成塔。从一吸收塔来的温度为90-95氨基甲酸铵（以下简称甲铵）液，经高压甲铵泵（一甲泵）加压到200公斤/厘米2进合成塔，合成塔操作压力为1982公斤/厘米2，温度在18852，进料NH3/CO2（分子比）为35-42。物料在塔内停留时间约为1小时，二氧化碳转化率62-64%。反应后尿素熔融物减压到17公斤/厘米2进入中压分解系统一分塔。在一分塔内气液两相分离，出一分塔的溶液进入一分加热器。在此溶液加热到156-160，气液混合物进一分分离器，使气液分离，液相去低压分解系统。由一分分离器出来的气体经一段蒸发加热器的下部加热器管外，回收部分气体冷凝液（管内尿液从90加热至105），气液混合物再返回一吸冷却器冷却后进入一吸收塔底部鼓泡段。鼓泡段内气体用二甲泵送来的二循一冷分离器内的甲铵液进行吸收，约90%的二氧化碳被吸收生成甲铵，未被吸收的气体则上升至精洗段与顶部喷淋的回流氨接触吸收，气氨进入氨冷凝器冷凝。冷凝后的液氨流入液氨缓冲槽，不凝惰性气体中所含的氨在惰性气体洗涤器回收，惰性气体洗涤器吸收液来自氨水泵送来的二循二冷内的氨水。中压吸收塔因吸收氨和二氧化碳生成甲铵放出大量的热，为保持塔底、塔顶温度必须移出热量，这部分热量由加入的回流氨气化带走。塔底加入约回流氨总量的10%，塔顶加入回流氨总量的90%。为防止精洗段生成固体甲铵结晶堵塞，塔顶须加入一部分水，水由惰性气体洗涤器液位槽来的氨水与回流氨混合后进中压吸收塔顶部喷淋吸收。吸收塔底部温度为90-95，组分近似为NH341%，CO234%,H2O 25%溶液的凝固点约为70，溶液用高压甲铵泵（一甲泵）送回合成塔。中压分解分离器出来的溶液减压至3公斤/厘米2，进入二分塔顶部与二分分解分离器的气体接触，尿液温度上升至134。出二分塔的尿液进入二分分解加热器，加热至147-150，气液混合物在二分解分离器中分离，气相进入二分塔回收热量，降低水分，液相至闪蒸槽进一步降低尿液中残余的氨和二氧化碳。二分塔和解吸塔出来的气体，进入两个串联的二循一冷和二循二冷中冷凝吸收，这两个冷凝器均用二段蒸发第一冷凝器的冷凝液作吸收剂，二循一冷的稀甲铵液用低压甲铵泵送入中压吸收塔底部，二循二冷的氨水用氨水泵送入惰性气体洗涤器作吸收剂。 2股份1#尿素蒸发及回收系统工艺流程出闪蒸槽的尿液浓度约为74%，用尿液泵送到一段蒸发加热器加热至温度130，蒸发压力250毫米汞柱（绝压）。一段蒸发浓度95%的尿液，经一段蒸发分离器流入二段蒸发加热器。二段蒸发压力25毫米汞柱（绝压），温度140。二段蒸发分离器出口尿液浓度约为997%，经熔融尿素泵送至造粒塔造粒，得尿素成品。3股份1#尿素解吸系统工艺流程生成过程中连续排出含少量氨的尾气，在常压吸收塔（尾吸塔）加以回收。所得稀氨水及蒸发冷凝液用解吸给料泵送入解吸塔，解吸放出的含氨、二氧化碳气体，送至二循一冷回收，解吸废液从系统中排出4股份1#尿素蒸汽系统工艺流程从外工段送到1#尿素的蒸汽管道共有三根管道：从蒸汽管网来的219管道可分别送蒸汽到各加热器使用；从蒸汽管网来的159管道可分别送蒸汽到各加热器使用；从三汽锅炉来的159管道可送蒸汽到一分加加热器使用。5股份1#尿素循环水系统工艺流程由尿素循环水工段送到1#尿素的循环水经上水总管分配到尿素主厂房各个楼层的冷却器，循环水经过各个冷却器换热后，回到循环水回水总管之后回到尿素凉水塔进行冷却再循环利用。6股份1#尿素一次水系统工艺流程由1#尿素1#、2#、3#或4#一次水泵送来的一次水先进入蒸发二表冷换热后，然后进入氨冷器D、C换热之后送外工段使用。7股份1#尿素脱盐水系统工艺流程由电厂送来的脱盐水经脱盐水泵加压后，先送到1#2#变换F5换热后，再经过1#2#尿素系统（作各液位槽补水及系统置换水），多余的水送三汽除氧器使用。8股份1#尿素泵房设备方位图第二节 股份2#尿素工艺流程1.股份2#尿素合成及中压分解回收系统工艺流程原料二氧化碳气体进入二氧化碳压缩机之前，为防止合成、循环系统的腐蚀，在一段进口加入约为二氧化碳总量的0.5%（体积）的氧气（或以空气形态加入），然后进二氧化碳压缩机，经五段压缩至200公斤/厘米2，温度约为125气体进入合成塔。原料液氨通过液氨过滤器除去杂质，过滤后的液氨送入液氨缓冲槽。液氨缓冲槽的压力维持在17公斤/厘米2左右，原料液氨与中压循环系统回收的液氨汇合后，从液氨缓冲槽进入液氨高压泵加压到200公斤/厘米2，经氨预热器预热至45-70进入尿素合成塔。从一吸收塔来的温度为90-95氨基甲酸铵（以下简称甲铵）液，经高压甲铵泵（一甲泵）加压到200公斤/厘米2进合成塔，合成塔操作压力为1982公斤/厘米2，温度在188.52，进料NH3/CO2（分子比）为3.5-4.2。物料在塔内停留时间约为1小时，二氧化碳转化率62-64%。反应后尿素熔融物减压到17公斤/厘米2进入中压分解系统预分离器。在预分离器内气液两相分离，出预分离器的溶液进入一分加热器。在此溶液加热到156-160，气液混合物进一分分离器，使气液分离，液相去低压分解系统。由一分分离器出来的气体经一段蒸发加热器的下部加热器管外，回收部分气体冷凝液（管内尿液从90加热至105），气液混合物再返回一吸冷却器与预分离器出口的气体一起进入一吸收塔底部鼓泡段。鼓泡段内气体用二甲泵送来的二循一冷分离器内的甲铵液进行吸收，约90%的二氧化碳被吸收生成甲铵，未被吸收的气体则上升至精洗段与顶部喷淋的回流氨接触吸收，气氨进入氨冷凝器冷凝。冷凝后的液氨流入液氨缓冲槽，不凝惰性气体中所含的氨在惰性气体洗涤器回收，惰性气体洗涤器吸收液来自氨水泵送来的二循二冷内的氨水。中压吸收塔因吸收氨和二氧化碳生成甲铵放出大量的热，为保持塔底、塔顶温度必须移出热量，这部分热量由加入的回流氨气化带走。塔底加入约回流氨总量的10%，塔顶加入回流氨总量的90%。为防止精洗段生成固体甲铵结晶堵塞，塔顶须加入一部分水，水由惰性气体洗涤器液位槽来的氨水与回流氨混合后进中压吸收塔顶部喷淋吸收。吸收塔底部温度为90-95，组分近似为NH341%，CO234%,H2O 25%.溶液的凝固点约为70，溶液用高压甲铵泵（一甲泵）送回合成塔。中压分解分离器出来的溶液减压至3公斤/厘米2，进入二分塔顶部与二分分解分离器的气体接触，尿液温度上升至134。出二分塔的尿液进入二分分解加热器，加热至147-150，气液混合物在二分解分离器中分离，气相进入二分塔回收热量，降低水分，液相至闪蒸槽进一步降低尿液中残余的氨和二氧化碳。二分塔和解吸塔出来的气体，进入两个串联的二循一冷和二循二冷中冷凝吸收，这两个冷凝器均用二段蒸发第一冷凝器的冷凝液作吸收剂，二循一冷的稀甲铵液用低压甲铵泵送入中压吸收塔底部，二循二冷的氨水用氨水泵送入惰性气体洗涤器作吸收剂。2.股份2#尿素蒸发及回收系统工艺流程出闪蒸槽的尿液浓度约为74%，用尿液泵送到一段蒸发加热器加热至温度130，蒸发压力250毫米汞柱（绝压）。一段蒸发浓度95%的尿液，经一段蒸发分离器流入二段蒸发加热器。二段蒸发压力25毫米汞柱（绝压），温度140。二段蒸发分离器出口尿液浓度约为99.7%，经熔融尿素泵送至造粒塔造粒，得尿素成品。3.股份2#尿素深度水解系统工艺流程 将1#2#尿素的排放液收集在碳铵液储槽中，经汽提塔给料泵加压后送入预热器管程，与来自汽提塔底部的热流体（182）换热后进入汽提塔上部。在汽提塔底部加入高压蒸汽以保证汽提塔底部温度为185188，进料塔盘温度为160160，加入CO2，促进氨的汽提，加入少量的空气，使汽提塔内件发生钝化，防止腐蚀。进料液在汽提塔内自上而下，经过每层泡罩塔盘，与进塔蒸汽（自下而上）逆流换热，使尿素水解生成甲铵，甲铵再分解生成气态NH3和CO2，这些气体一起被送入顶部冷凝器进行冷却。汽提塔底部干净的液流进入预热器，与进塔物料换热后，温度约为60，然后送到造气或直接排放，其中有少量直接进入PH分析冷却器，冷却后用PH分析仪来检测汽提塔的操作情况。汽提塔底部液流PH应为4.6，通过进入系统的CO2量来控制。当PH值较高时，要增大进入汽提塔的CO2流量。另外如果塔底排放液中残余尿素含量高，可以通过提高进料塔盘温度的方法来调节。来自水解汽提塔顶部的混合气通过气体分布器，送入顶部冷凝器，在顶部冷凝器内进行冷凝、吸收，CO2、NH3和水蒸汽发生反应生成甲铵，产生热量，与管束中的调温水热交换热后冷却到82，通过对顶部冷凝器液面控制，将冷凝下来的大部分甲铵液送到尿素装置低压吸收系统（二循一冷），另一小部分甲铵液通过回流泵返回到水解汽提塔的顶部塔盘。通过调节阀控制此部分回流液流量的变化，可控制汽提塔顶部气体中水蒸汽含量，间接保持了顶部冷凝器中甲铵液的水含量为28。如果顶部塔盘温度过低（低于130135），则汽提塔顶部气体中的水含量低，将会导致甲铵液在顶部冷凝器壳程中发生结晶，由于气体的不充分冷凝将会使压力突然增加，此时要将汽提塔和顶部冷凝器的放空阀打开卸压，并将较稀的汽提塔进料液支流通过急冷管线直接送到顶部冷凝器，溶解甲铵结晶。顶部冷凝器中有少量气体不发生冷凝，这些气体中含有惰性气体，少量NH3、CO2和水蒸汽，直接送入尿素尾吸塔，用调节阀来控制压力。为防止甲铵液在顶部冷凝器内发生结晶，用温度较高的封闭调温水（60）作冷却剂。调温水用调温水泵打入顶部冷凝冷却器壳程中进行冷却。通过排除的热水和补加的循环水量来控制调温水泵进口温度。4.股份2#尿素蒸汽系统工艺流程从外工段送到2#尿素的蒸汽管道共有二根管道：1、蒸汽管网来的219管道可分别送蒸汽到各加热器使用；2、从三汽锅炉来的159管道可送蒸汽到2#尿素深度水解系统使用。5.股份2#尿素循环水系统工艺流程由尿素循环水工段送到2#尿素的循环水经上水总管分配到尿素主厂房各个楼层的冷却器，经过各个冷却器换热后，回到循环水回水总管之后送到尿素凉水塔进行冷却再循环利用。6.股份2#尿素一次水系统工艺流程由1#尿素1#、2#、3#或4#一次水泵送来的一次水先进入蒸发二表冷换热后，然后进入氨冷器D换热之后送外工段使用。7.股份2#尿素脱盐水系统工艺流程由电厂送来的脱盐水经脱盐水泵加压后，先送到1#2#变换F5换热后，再经过1#2#尿素系统（作各液位槽补水及系统置换水），多余的水送三汽除氧器使用。8.股份2#尿素泵房设备方位图第三节 股份1#2#尿素流化床工艺流程本装置的基本工作过程分为降温除尘和粉尘回收。降温除尘在流化床内进行，从造粒塔底送来的尿素成品进入流化床，在鼓风机输送来的凉风作用下，粉尘（包括1.2以下的微小颗粒）和热量被带走，尿素成品送电子称包装，从而实现降温除尘的目的；粉尘回收在洗涤室内完成，被风吹出来的粉尘和微小颗粒引风机的作用下，进入洗涤装置，被洗涤室内循环喷淋的洗涤液所溶解，形成浓度为4050%的尿素水溶液，经回收泵返回蒸发系统造粒，从而实现粉尘回收目的。第四节 股份1#2#尿素循环水工艺流程尿素循环水岗位共有四台尿素循环水泵：1#2#尿素循环水泵送循环水到2#尿素；3#尿素循环水泵为1#2#尿素公用循环水泵；4#尿素循环水泵送循环水到1#尿素；送到1#2#尿素的循环水经上水总管分配到尿素主厂房各个楼层的冷却器，经过各个冷却器换热后，回到循环水回水总管之后送到1#8#尿素凉水塔进行冷却流入尿素循环水池进入1#、2#、3#、4#尿素循环水泵再循环利用；尿素循环水池的补水由变换一次水回水总管送来。第五节 股份1#尿素循环水纤维过滤器工艺流程该设备的结构特点是：在过滤器的滤层上端设有可改变纤维密度的调节装置。运行时，水从上至下通过滤层。此时，纤维密度调节装置推动纤维向下运动，滤层被加压后，密度逐渐加大，使滤层沿水流动方向的截面逐渐缩小，相应滤层孔隙直径和孔隙逐渐减小，实现了深层过滤。当滤层被污染需再清洗再生时，清洗水从下至上通过滤层。这时，纤维密度调节装置自动将纤维滤层拉开处于放松状态，达到理想的清洗效果。第四章 工艺指标1.压力部分合成塔操作压力 19.80.2MPa一段循环系统压力 1.6-1.75MPa二段循环系统压力 0.10-0.25MPa蒸汽冷凝液膨胀槽压力 0.25-0.35MPa一段蒸发系统压力 450-600mmHg二段蒸发系统压力 690mmHg解吸塔压力 0.30-0.45MPa深度水解汽提塔压力 0.951.10MPa深度水解塔顶冷凝器压力 0.851.0MPa2.温度部分合成塔顶温度 188.52一分塔出口尿液温度 1582二分塔出口尿液温度 1405一吸塔底部温度 75-95一吸塔出口气体温度 48解吸塔底部温度 138-143一段蒸发温度 128-130二段蒸发温度 138-142深度水解汽提塔底部温度 182-188深度水解汽提塔顶部温度 138-143深度水解塔顶冷凝器下液温度 50-80深度水解塔顶冷凝器循环水进口温度 52-703.组分部分二甲液组份NH3 45%二甲液组份CO2 10-19%氨水组份NH3 39%氨水组份CO2 3%解吸塔出口废液 NH3 0.07%深度水解废液 NH3 CO(NH2)2 5PPM4.液位部分液氨缓冲槽液位 20-60%一吸塔液位 在中部视镜处一分加热液位槽液位 30%二循一冷液位 5-90%二循二冷液位 5-90%解吸塔液位 30-40%冷凝液槽液位 30-90%二段蒸发器液位 在中部视镜处蒸发冷凝槽液位 30-90%膨胀槽液位 30-40%深度水解汽提塔液位 40-50%深度水解塔顶冷凝器液位 20-50%5.流化床工艺指标洗涤泵压力 0.30 Mpa过滤泵压力 0.20 Mpa 流化床进料温度 80 流化床出料温度 45循环洗涤液温度 40洗涤液浓度 4050% 6.股份1#2#尿素循环水循环水水池液位 80-95%7.股份1#循环水纤维过滤器处理水 210T/h，旁路过滤最大操作压力 0.6MPa使用时进出口压差 0.2MPa清洗空气压 0.050.1MPa反洗时间 2040min/次反洗风机型号 BK7011 电机功率 37KW第五章 开车及停车（置换）方案第一节 尿素大修停车（清洗置换）方案1.前车之鉴2002年12月29日，2系统因清洗置换不彻底而留有死角，在检修中，二楼发生火灾；2003年1月2日，1系统因尿液槽没采取隔开措施，致使检修时尿液槽发生爆炸；2003年6月16日，2系统再次因清洗置换不彻底，四楼动火时发生轻微爆鸣。前车之鉴，后世之师，为避免系统接二连三地出现类似问题，特制定水溶液尿素清洗置换方案。2.停车前的准备工作2.1检查下列排放管线是否畅通合成塔往二段循环排放管线；一吸塔排放管线；段向CN槽排放管线；二循一冷、二循二冷排放管线；闪蒸至尿液槽管线；熔融泵至尿液槽的循环管线。2.2检查冲洗水泵是否备用2.3停车前注意下列各槽位CN槽保持低液位；表槽保持低液位；蒸汽冷凝槽保持高液位；尿液槽保持空液位。将一分加(一吸冷)导淋后排放管线上的盲板拆掉，并将排放管线法兰上好，以作排放之用。3.停车置换3.1系统停车接调度停车指令后，总控通知NH3库切氨（注意H2不关），尽量将液NH3缓冲槽内液NH3拉低，以氨泵将要抽空为限（H2液位定为2，观察NH3泵电流波动情况），此时应先关好G2截止阀，防止在停车时，合成液倒流至中压系统内。按停车铃，发出停车信息，通知泵房、压缩停车。关合成塔进出口物料管线阀门，泵房总控操作工分三路同时进行：按顺序关入塔NH3、CO2、一甲液及合成塔出口。注意防止合成液倒入NH3预热器和CO2管线而腐蚀或堵塞管道，并且还要防止合成塔掉压过快，使合成塔内防腐空气大量逸出，加剧合成塔内部腐蚀。及时启冲洗水泵将压力憋至20MPa冲洗合成塔各物料管线，避免管道堵塞。3.2系统泄压、进水准备手控P13调节阀及其付线阀进行卸压，打开付线阀要缓慢，控制好阀门开度，防止NH3在快速泄压时，气体因摩擦产生静电火花发生燃烧、爆炸，待压力降至0.8MPa左右时，开全P13及付线阀，并停加二次空气。压力降至0.20.4MPa，开高点放空、预分离器气相导淋、NH3过滤器进口导淋、NH3冷C至清洗器顶部放空阀及系统内所有连通阀及调节阀，NH3冷C在降压过程中应该保持NH3冷器内冷却水流动，防止列管被冻坏，断循环水的紧急停车，中压系统应先缓慢泄压至正常指标范围内，待有循环水后再行泄压。严防中、低压系统严重超压，发生爆炸、泄漏等异常情况发生。通知维修工戴好防护面罩拆除以下盲板：液NH3缓冲过滤器进口加水阀的盲板、一分加热器导淋盲板、一吸冷进口物料导淋盲板、NH3泵进口导淋盲板。泄压完后将合成塔出口第二截止阀后法兰断开。切断氨入系统三阀门、NH3过滤器付线阀、前截止阀，并视情况NH3总管是否置换检修，若需作业，可不关阀门，联系合成断开管道，送水置换。总控检查冷凝液槽补水阀、三楼脱盐水回水管近路阀是否关闭；泵房启二甲泵，氨水泵打冷凝液至系统内。通知泵房关好氨泵进口阀门及各泵进口排放阀、导淋，若氨泵需置换检修可不关进口阀。3.3进水待中压系统压力降至0.2MPa左右时，打开系统进水阀门（先小开第一截止阀，再缓慢开启第二截止阀，检查阀门内有无水流响声，管道在进水前后有无温差，确认脱盐水进入系统后，逐步缓慢开大阀门，以免阀门开大后大量水在系统内与NH3快速剧烈反应，损坏设备，并注意脱盐水液位及泵打量。）使置换水沿以下路线置换：液NH3缓冲槽NH3冷却器液NH3过滤器导淋（合成NH3总管）。尾吸取样阀有水出，关P13前后截止阀，使水从惰洗器顶部放空阀出，并关好阀门。液NH3缓冲槽一吸塔一吸冷闪蒸加热利用段一蒸加热利用段一分塔一分加导淋（先打开一分加导淋，有置换水流出且夹带气相少，关好导淋，使水从一分塔漫至预精馏塔）一分塔预精馏塔预分离器、导淋（合成塔出口）待2系统预分离器气相放空