尿素工艺流程培训

CO2气提法尿素流程,王小红2012年8月20日,尿素生产岗位任务,将液氨与CO2气体及循环回收的氨基甲酸铵溶液在压力为14.5MPa左右，温度在180185的条件下合成气提，并对未反应物进行一段分解，两段吸收，解吸水解，使之循环回收至高压圈，重新参与合成。主厂房一楼的运转设备，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及协助总控岗位做好高压系统气提塔塔底和工艺框架一楼的开停，并维持各类泵的正常运行，为总控生产提供可靠保证。大颗粒岗位将精馏塔出来67左右的尿液经闪蒸及蒸发系统真空加热提浓至95的熔融尿素，送往造粒室加工成合格的固体尿素。,合成尿素原理,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） + 119.2KJ/mol A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）- 15.5KJ/mol B总的反应方程式： 2NH3(液)+CO2(气) CO(NH2)2(液)+H2O(液)+103.7KJ/mol,式（A）也称为甲铵的生成反应，是强放热、体积缩小的可逆反应。在一定的工艺条件下，如能及时地移走反应热，甲铵的生成反应可以在瞬间达到平衡。式（B）也称为尿素的生成反应，必须在液相下才能进行，是一个吸热的可逆反应。该反应进行得很缓慢，需要很长时间才能达到平衡。因此，在实际生产中，并不是所有的甲铵都能转化为尿素，而是只有一部分，转化率大约为55-59%。,使甲铵液处于液相状态的条件： 温度必须高于其熔点154；压力必须高于其平衡压力8MPa。,高压系统流程图,高压系统方框图,高压系统流程简述,氨氨从球罐来压力为2.0MPa，温度为20以下的液氨经液氨过滤器，除去液氨中夹带的固体杂质和油类后进入氨泵。用高压氨泵增压至约16.0MPa，然后经过高压喷射器(201L)送入高压冷凝器，液氨流量通过变频进行调节。CO2从变压吸附来的CO2，经CO2机压缩至15 MPa，温度约40，经过CO2加热器加热至150200去脱氢反应器，用以Al2O3为载体的铂触煤，将CO2气中的H2脱除至50ppm以下，反应放出的热量使CO2气体温度升高(1氢约升高45)。然后经高压CO2冷却器冷却至110后进入气提塔。,高压系统流程简述,高压合成经溢洗管漏斗而离开合成塔的反应混合物，用手动液位调节阀HV201使之排至气提塔，同时在合成塔出液管上加入防腐用的双氧水，占总流量的50，一同进入气提塔，在气提塔中用液体分布器把混合物均匀地分配到气提管内，CO2气体和反应混合物逆流通过气提管，引起氨分压的降低，其结果使甲铵开始分解，从高压蒸汽饱和器来的饱和蒸汽在气提管处加热，以提供甲铵分解所需的热量。加热蒸汽压力由高压蒸汽饱和器的压力调节器进行控制，使出气提塔的液体含约68(WT)NH3。气提塔壳侧蒸汽冷凝液从三个不同标高的管口排到高压蒸汽饱和器(902F)，再经高压蒸汽饱和器出液调节阀(LIC901)进入中压蒸汽饱和器(903F)，从气提塔出来的液体经气提塔出液调节阀(LV203)排至循环工序。以气提塔顶出来的气体进入高压甲铵冷凝器(202C)顶部，液氨边送到该设备的顶部，其重要调节到使合成塔出口气体中的NH3/CO2分子比为33.5，以得到生成尿素的最佳条件。在高压甲铵冷凝器(202C)顶部上述两物料混合并分配到冷凝管内，管内是甲铵液，壳侧为蒸汽冷凝液和蒸汽，管内氨和CO2发生冷凝时所释放的热量用于壳侧产生低压蒸汽，所需冷凝液由冷凝液泵送入低压汽包(201F)，汽包压力由低压汽包压力调节阀PIC213控制。,高压系统流程简述,在高压甲铵冷凝器202C中未冷凝的NH3和CO2进入合成塔201D反应，放出热量供甲铵脱水吸热反应用，合成塔气相温度002/1温度(180183)和到高压洗涤器203C气体中的惰气含量是高压甲铵冷凝器202C冷凝率是否合适的在到高压甲铵冷凝器202C去的氨管线上没有高压喷射器(201L)，高压洗涤器203C排出的甲铵液管线与高压喷射器201L相连，以保证高压洗涤器203C的甲铵液能进入高压甲铵冷凝器202C，提高了高压甲铵冷凝器202C冷凝效果。反应混和物通过溢流管流到气提塔，合成塔液位保持在溢流管漏斗上面至少1米，以防CO2倒流，液位由HV201调节，未反应的NH3和CO2及含约68的惰气的混合气由合成塔201D送入高压洗涤器洗涤。在高压洗涤器中，NH3与CO2得到充分冷凝，冷凝热由高调水带走，高压甲铵泵把循环工序的甲铵液送到高压洗涤器，用作吸收液。,高压系统流程简述,出高压洗涤器203C高调水送到精馏塔下部加热器301ECB，在此将热量传给尿液，再由高调水冷却器至115130后又返回高压洗涤器，高调水的流量经高调水冷却器902C的旁路阀调节使之维持约在170m3/h左右，高调水系统压力由恒压槽来恒定，高调水需补液时，可用冲洗水泵来的蒸汽冷凝液来补入。经鼓泡吸收后，未冷凝的气体在洗涤段内进一步用低压循环系统来的甲铵液洗涤，使NH3和CO2几乎全部冷凝吸收下来。约165的甲铵液从高压洗涤器203C的溢流管流到高压喷射器，再经高压冷凝器返回合成塔并转化尿素。高压洗涤器出口设有一个惰气放空阀(HV202)，通过该阀的惰气中含有少量的NH3、CO2和水，经惰气放空筒用解吸液洗涤后排入大气。,低压分解吸收流程图,低压吸收系统流程简述,从气提塔201C底部出来的液体经减压进入精馏塔顶部，均匀地喷洒在精馏塔的填料层上，然后自上而下和上升的135分解气逆流接触，温度上升至120左右，尿液从301E底部送到底部和中部、顶部循环加热器，在此分别用高调水和0.6MPa蒸汽将其温度提高到约140，使甲铵再次发生分解。用精馏塔出口调节阀TIC301来调节进入顶部循环加热器的蒸汽压力，在循环分离段中气液相发生分离，气体通过精馏塔填料段进行热质交换后，从精馏塔301E塔顶出口管进入低甲冷，冷凝吸收。离开精馏塔分离段的尿液位液位调节阀LV301送至闪蒸槽，闪蒸槽301F真空度由HV701控制，闪蒸使尿液中部分氨、CO2、H2O挥发，尿液由135降至9095，浓度增加到约7274，流入尿液小槽，闪蒸气相去闪蒸冷凝器冷凝。,低压吸收系统流程简述,精馏气回流泵来回流液及工艺液在低甲冷进行浸没式冷凝吸收，为了移走冷凝热，低甲冷用低调水进行冷却，现低调水是由化水送来的脱盐水与系统换热后热脱盐水混合后温度控制在5055，一部分热脱盐水送至电厂，出301C的汽液混合物进入低压液位槽进行气液分离，气相及回流冷气相同时进入鼓泡塔，经吸收塔给料泵打来的解吸液吸收后再进入常压吸收塔，液相返回氨水槽，气体至放空总管，循环气相管前设有吹扫蒸汽，以防此管线结晶。循环系统甲铵液经甲铵泵加压至15MPa送至高压洗涤器作吸收剂。,低压分解吸收原理,1精馏塔的精馏过程高压圈合成的合成液，经气提塔气提后，由气提塔出料调节阀压力由14.6MPa减压至0.250.3MPa，使气提液中的部分甲铵分解成为氨和二氧化碳气体。未分解的气提液进入精馏塔顶部填料层的精馏段，不断往下流动，进入下部加热器底部，由高调水供热后，进入中间加热器和顶部加热器，由0.5MPa蒸汽进行加热，使气提塔中未分解的甲铵进一步分解，分离器出来的气体经过升气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二氧化碳，所以塔顶气体主要是高浓度的氨和二氧化碳，进入低压循环系统吸收，顶部加热器排出的主要是尿素的水溶液，进入闪蒸槽进一步提浓。,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/u和CO2/u高，分解液中含游离氨和甲铵多，进入蒸发后游离氨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来，使蒸发表冷器的冷凝负荷增加，冷却水增大，则蒸发真空度提不起来。使进入造粒室的尿素溶液浓度过低，这样容易导致成品水份高，所以分解温度低，不但增加生产中氨耗，同时影响产品质量。系统大减量后精馏塔负荷轻，出液温度高，分解后分解液中甲铵和游离氧虽然少，但是进入蒸发的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0.40.5以下。因此高压圈减量生产后，应及时调节精馏塔温度。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140以下。,解析系统流程图,解析系统流程简述,解吸泵抽NH3水槽的氨水，经两个原水解换热器、解吸塔换热器换热温度上升至110左右送入解吸塔，在解吸塔中从底部及中部加0.5MPa蒸汽将氨水中的NH3和CO2解析出来，解吸塔底部的废水中尿素含量0.07(WT)，氨含量0.068(WT)，此废水由液位调节阀经解吸塔换热器送外工段使用，或到大颗粒洗涤系统或NH3、H2O槽液封槽。在解吸塔底部加入少量空气，作为解析塔设备防腐用。解析气相温度通过回流液或氨水控制在112-115左右，保证解吸塔顶部出来的气体中的水含量后送入回流冷凝器，几乎全部冷凝后至回流槽，未冷凝气体从回流冷凝器液位槽气相进入常压吸收塔和鼓泡塔洗涤回收，未吸收气体排入放空总管，回流槽冷凝下来的回流液通过回流泵打至循环系统作吸收剂。,解析原理,1、解吸的含义解吸就是吸收的反过程，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、设置解吸的目的将氨水槽中的氨与二氧化碳用蒸汽蒸出来后，进入回流冷凝器冷凝后，高浓度的回流液返回低压吸收系统，使原料得到全部利用，以达到降低原料消耗的目的。控制氨水槽液位，在生产中氨水作为常压吸收塔的循环吸收剂，使氨水槽中氨水保持在一定的浓度和液位，通过解吸后，回收原料氨和二氧化碳，系统中多余的水排至地沟。,3、解析水解系统运行好满足的原则：（1）解析塔气相中水含量尽可能少；（2）解析塔底部排出废液中氨含量尽可能少；（3）解析水解系统使用蒸汽量尽可能少。,蒸汽系统流程图,蒸汽系统流程简述,由三气和汽机送来的2.45MPa的蒸汽，进入高压蒸汽饱和器，饱和后经高压蒸汽饱和器调节阀PV904调节至2.1MPa，进入气提塔壳侧加热，冷凝液经气提塔三道冷凝液阀进入高压蒸汽饱和器，高压蒸汽饱和器出液调节阀LV901减压后进入中压蒸汽饱和器，形成0.8MPa的蒸汽，送至各用户，冷凝液给低压汽包补液，低压汽包的冷凝液供高压甲铵冷凝器放热产蒸汽用，产生的低压蒸汽送至蒸发器加热，一部分送至精炼、能源。,蒸发系统流程图,蒸发系统流程简述,闪蒸槽出液温度约为9095，浓度约7274的尿液，由尿液泵加压后送入蒸发器用蒸发量调节阀FIC401调节进入蒸发器流量，尿液液封槽的液位控制在低限，减少缩二脲生成，同时保证FIC401流量不大幅度波动，使蒸发进料平衡有利于系统稳定。尿液从蒸发器底部进入，壳侧低压蒸汽加热提浓至9596，进入熔融泵缓冲槽，气相在一蒸分离器分离去夹带的液体，进入蒸发冷凝器，一段蒸发压力为500650mmHg，冷凝液流入NH3水槽，不凝气由喷射泵抽出，进入最终冷，最终冷不凝性气体至放空总管，液相至NH3水槽。熔融泵缓冲槽的尿液通过熔融泵与甲醛槽来的甲醛直接混合后送入造粒机造粒。,蒸发系统设计原理,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。真空蒸发与减压蒸发，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、减少尿素水解损失游离有利。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。,造粒系统流程图,造粒系统流程简述,由甲醛槽来的甲醛至熔融泵进口与温度为126132，浓度9596的尿素溶液混合，经PV211减压至1.12.0kgf/cm2，进入造粒机喷嘴。来自流化空气风机压力为600mmH2O柱流化空气，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0.045MPa左右的雾化空气，将由尿液喷嘴喷出的尿液雾化，形成约5m的小液滴，小液滴在流化床温度为100108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HV219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，安全筛将疤块尿素送入下面口袋，其余部分由斗提机送往平面旋转筛，在此尿素分成三类：大颗粒经换向阀DV101送破碎机，破碎成小颗粒与旋转筛筛下颗粒混合，回造粒室作晶种，合格品经分料器送往产品冷。,产品冷却系统流程简述,在产品冷却器内由产品冷却风机吹出空气将尿素颗粒冷却至45以下：为保证产品冷却时不吸潮，吹往产品冷却器的空气经氨冷器冷却至小于15后，经丝网除沫除去冷凝水分，再经最终预热器加热20后再送入产品冷却室，将成品尿素颗粒温度降至45，送往包装。由于我们厂产品冷却器出料温度较高，成品筛分余物较高，后在进入包装前再新增一套流化床，降低肥温，减少筛分余物，提高成品外观及粒度。,产品冷却系统流程图,合成尿素工艺条件的选择,合成塔操作的主要工艺指标是：压力、温度、进料物料中的氨碳比与水碳比等。压力：操作压力的选择是以合成塔顶物料平衡压力为基准，且高于平衡压力的20，即135155公斤/厘米2；温度：合成塔温度的选择是以材料耐腐蚀能力作主要因素来考虑，在加氧的情况下操作温度是180185；氨碳比：氨碳比的选择在考虑循环回收系统设备大小及合成塔最佳温度下的自热平衡，一般氨碳比选择为2.93.5；水碳比：进合成塔水碳比取决于回收甲铵液所带入的水量，水碳比增高，二氧化碳转化率下降，水碳比控制不当就会出现操作上的“恶性循环”，一般水碳比选择为0.350.5。,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：,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，同时会使甲铵分解，从而降低了CO2转化率。,反应温度对二氧化碳转化率影响,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，是由于甲铵离解平衡常数上升，在尿素合成反应中起主导作用，使甲铵的平衡浓度下降，导致合成效率下降。,氨碳比对CO2转化率的影响,氨碳比：就是指反应溶液中NH3与CO2的分子比。氨碳比对二氧化碳转化率的影响：在水碳比一定时，N/C越高，CO2转化率增加；当N/C=2时 为40，N/C=3时 为54，N/C=4时 为67.5。氨碳比的选择在考虑循环回收系统设备大小及合成塔最佳温度下的自热平衡，一般氨碳比选择为2.93.5；,水碳比对CO2转化率的影响,水碳比：就是指反应溶液中H20与CO2的分子比由尿素反应方程式结合质量 定 律可知，增加水即增加生成物的浓度，不利于尿素的生成。因此水碳比的增高，将使二氧化碳平衡转化率下降。在尿素生成过程中，水碳比每增加0.1，二氧化碳转化率则降低1。,尿素生产特点,高压高温高压、中压、低压并存易燃易爆易腐蚀低温有毒易烫伤,影响合成尿素的反应速度的因素,温度的影响在多数温度下，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，降低了甲铵的熔点，温度为150时，虽然低于甲铵的熔点，但一开始物系便为液相反应，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差、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。,气提塔中气提过程及原理,气提过程：气提塔实际上是一个多管降膜式湿壁塔。合成塔来的反应液，其中含氨：29、二氧化碳：19、尿素：34.5。通过合成塔出料调节阀221HV024进入气提塔上花板，每根气提管上部有一液体分布器，当液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动。随着阀开度的改变，分布器上液层高度也改变。负荷高，液层高，流过小孔流量大，反之即小。当液体下流后与下部来的二氧化碳气体相遇，首先是游离氨被逐出，再向下是甲铵分解即以两个氨分子一个二氧化碳分子这样的比例分解出来。由于管外有2.1MPa，温度为230的饱和蒸气供给热量，使分解反应不断进行。气提过程所以能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨分压。这样氨一直可以被分解出来，而二氧化碳则是由于化学平衡关系，当减低气相氨的浓度后，反应向左进行。,气提原理：所谓气提就是一种气体通过反应物，从而降低气相中氨和(或)二氧化碳的分压，使甲铵分解。其基本原理如下：A、采用甲铵离解压力关系来说明：甲铵分解反应式为：NH2COONH4(固) = 2NH3(气)+CO2(气)平衡常数 KP=P2NH3PCO2 ，当纯的固体甲铵离解时，气相中氨碳比等于2，PS为纯固体甲铵离解压力，这是甲铵的蒸汽压可以忽略，得出PS=PNH3+PCO2，则PNH3=2/3PS，PCO2=1/3PSKP =P2NH3PCO2= P3S(2/3)1/3= 4PS/27。当温度一定时，PS为常数，当用纯二氧化碳、纯氨或其他任何惰性气体作为气提剂时，气相中NH3或CO2的浓度趋近零，则总压趋近于无穷大，则KP 趋近于无穷大，表示甲铵离解反应可以无限制反应，这就说明，在任何压力下操作都能使甲铵完全分解。,B、采用液态甲铵的生成或分解来说明：2NH3(液)+CO2(液) = NH2COONH4(液)平衡常数KC(液) = 溶液中氨和二氧化碳与气相中的氨和二氧化碳处于平衡，假设它们分别符合拉乌尔（在定温下,在稀溶液中,溶剂的蒸汽压等于纯溶剂蒸汽压 乘以溶液中溶剂的物质的量分数 ）与亨利定律（在等温等压下，某种气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的平衡压力成正比。 ），则有：PNH3=P0NH3NH3(液) PCO2=HCO2CO2(液)PNH3-溶液中氨的平衡分压 PCO2-溶液中二氧化碳的平衡分压p0NH3-纯氨的饱和蒸汽压 HCO2-二氧化碳的亨利系数NH3(液)-液相中氨的分子分率CO2(液)-液相中二氧化碳的分子分率,由上述各式可知，当用二氧化碳为气提剂时，气相中的氨分压趋近于零，则液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压，故液相中的氨不断汽化逸出，液相中NH3(液)降低，反应向着甲铵分解成氨和二氧化碳的方向进行。这就促使了液相中甲铵的分解。在甲铵分解的同时，液相中CO2(液)增加，与此相平衡的二氧化碳分压大于实际气相中的二氧化碳分压，促使液相中二氧化碳汽化逸出。因此液相中甲铵不断分解，液相中氨和二氧化碳不断汽化逸出，从而实现气提过程。以氨或变换气等为气提剂时其原理与上述相同。从理论上讲，在任何压力和温度范围内，用气提的方法都可以把溶液中未反应的甲铵完全分解。但在工业上，由于要求过程在一定的速度下进行，因此必须保持足够高的温度。,影响二氧化碳气提操作的主要原因,1、压力提高二氧化碳气提压力，气提效率降低。2、温度尿素溶液中游离氨的蒸出和甲铵的分解均需要吸收热量，因此提高温度对气提有利。3、液气比二氧化碳气提塔的液气比由合成塔本身所决定，不能任意改变。但由于液体分布器工作不正常时，对于每一根气提管而言，它的液气比是可以变化的。增加液气比，气提效率将降低。因此设计液体分布器务必使每根气提管内分布的液体量均匀。,4、停留时间尿素溶液在二氧化碳气提塔中停留时间太长，缩二脲的生成及尿素水解将增加。根据变换气提实验表明在不同温度下尿素溶液在每分钟内的水解率如下表：尿素在气提塔内水解及生成缩二脲不仅影响了整个合成系统的尿素生成量，也影响了尿素产品的质量，因此应尽量缩短液体在二氧化碳气提塔内的停留时间。流体停留时间按平均流量计为小于一分钟。,5、液体负荷二氧化碳气提塔实质上是一个用蒸汽加热的多管降膜式湿壁塔，管中液膜的厚度必然会影响到气提传热的效率，即影响到气提效率，液体负荷过大，液膜增厚，将使气提效率降低。液体负荷过小，则不能润湿整个管壁，使管内局部温度超温，腐蚀加剧，因此，每一根气提管的液体负荷是有一定的操作范围的。,设计吸收装置的意义,是为了最大限度的回收在正常操作时高压洗涤器尾气、低压洗涤器气相、回流冷凝液槽气相中的氨和二氧化碳，用吸收塔给料泵打氨水吸收后返回氨水槽，已达到降低氨耗的目的，同时减小对环境的污染。常压吸收塔主要作用是吸收循环系统、解吸系统未被吸收氨和二氧化碳。氨水槽主要作用收集各处吸收后排放的氨和二氧化碳的冷凝液及吸收液。,1、NH3 (液态) 来源：合成氨装置 压力：2.2MPa（A） 温度：18 组成：NH399.9%(wt) 油5ppm(wt) 水+惰性物质0.1%(wt),生产原料工艺指标及产品标准,2、CO2(气体) 来源：CO2压缩机 压力： 15.1MPa 温度：140 组成：CO2 ：95.5% H2：1% 惰性气 ：0.5% 总硫： 0.5ppm(wt),成品质量（粒状尿素）,主要设备设计原理,一、合成塔,甲铵混合液进口,合成液出口,合成气出口,合成塔多孔板起的作用1、为了防止与减少合成塔的返混，以提高反应速率；2、保持物料组合均匀，保证下一道工序的稳定操作；3、提高CO2转化率。,1、合成塔设计原理高压甲铵冷凝器来的气液相介质由e和g进入合成塔后，由下而上流动。随着甲铵生成尿素反应的进行，NH3和CO2气体得以继续反应生成甲铵。反应放出的热量，一部分用来抵消生成尿素的吸热反应，多余的用于提高合成塔温度，因而合成塔的温度的趋势是由下而上逐渐升高。合成塔顶部合成液的重度略高于底部，而顶部气相比底部为少，为防止上下溶液因重度和气相体积不同而产生的返混，塔内装有12块多孔隔板。合成塔内液位，正常维持在出液溢流口上13.8m间，液面用r放射性液位计测量。出液溢流口上装有涡流破碎器，防止产生漩涡把气体卷入，进入溢流管的合成液由f出，进气提塔。塔内未反应成液相的合成气，由塔顶d出，进高压洗涤器。合成塔壁，装有4个测温点，供升温钝化及正常生产中检测壁温用。为检查不锈钢衬里是否泄漏，每节衬里均装有检漏孔，当检漏孔中有NH3和CO2及其反应物漏出时，说明衬里有泄漏，应停车检修，以避免高压容器腐蚀。,