氨汽提尿素装置主要设备及开车过程的稳定控制.pdf

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1、2014年第8期内蒙古石油化工71氨汽提尿素装置主要设备及开车过程的稳定控制徐志斌，李兆军(内蒙古天润化肥股份有限公司，内蒙古准格尔旗010300)摘要：氨汽提尿素生产工艺是大氮肥生产行业内比较成熟的生产工艺之一。本文根据实际生产工艺总结了尿素装置的主要设备及其特点，并简要叙述了尿素生产过程中稳定控制的方法。关键词：高压氨泵；高压甲铵泵，尿素合成塔I汽提塔；中压吸收塔I稳定控制中围分类号：TQ441．410．5文献标识码：A文章编号；1006—7981(2014)08—0071—02内蒙古天润化肥股份有限公司尿素装置是

2、引中浓度为63．3％的尿素溶液进入低压分解系统。进的意大利斯纳姆普罗吉提氨汽提法生产工艺，其尿素溶液经低压分解后，气相组分经冷凝储存生产能力是1760t／d。装置至2013年11月建成并顺至碳铵液储槽内，经中压碳铵液泵加压回收至中压利投产，在投产后31小时内将生产负荷加至90％，系统I低压分解的液相尿素浓度为70．1％的溶液进并成功产出符合国家标准的优级品产品。装置能顺入蒸发系统，在真空调节下继续浓缩提纯，将最终尿利投料试车成功，其中装置主要设备的稳定运行以液浓缩至99．75％的熔融状态后送至造粒系统造粒，及稳定控制的

3、方法起到关键作用。造粒正常的成品尿素送至包装系统完成包装。具体1主要流程描述氨汽提尿素装置的生产工艺可用如下的原则流程图合成氨置生产的30℃的氨经氨升压泵、高压氨示意：泵加压至22．9MPA送至R101，与二氧化碳压缩机加压至15．9MPA的CO：在合成塔内进行如下两步反应：2NH3+C02寻士NH．CoONH2+Q(1)NH‘cOONH2寻—兰Co(NH2)2+H20—Q(2)第一步是反应(1)，液氨和气体CO：在液相中反应生成氨基甲酸铵(以下简称甲铵)，是强放热反应，反应速度很快。瞬间即可达到平衡，而且在平衡条件下

4、Co：转化成甲铵的程度很高。第二步是反应(2)，在液相中甲铵脱水生成尿素，是微吸热反应，反应速度较慢，要较长时间才能达到平衡，最终也不能使全部甲铵脱水转化成尿素，且必须在液相中进行。它是合成尿素过程的控制反应。反应生成物尿素从合成塔顶部浓度为32．9％的尿素溶液溢流至汽提塔，经2装置主要设备及特点减压、加热、汽提后，部分轻组分变成气相至高压甲2．1高压氨泵、高压甲铵泵铵冷凝器冷凝后高压回收，液相经汽提塔分解后浓高压氨泵、高压甲铵泵均选用美国胜达因的高度为43．5％的尿素溶液后进人中压分解系统。速双级离心泵，氨泵型号HM

5、P一5000，转速为经过中压分解系统加热后，液相中的一部分不19404rpm，甲氨泵型号HMP一3000，转速为稳定组分和轻组分经中压分解后，气相中的氨和二11055rpm。高压氨泵和高压甲铵泵的密封均采用非氧化碳冷凝进入中压吸收塔，在此塔内通过精馏将承压串联双密封。高压氨泵串联机封的外侧机封是过剩的氨回收，塔底的甲铵液经高压甲铵泵加压后用泵二级出口的高压液氨作为自密封介质进行密回收至高压系统继续参与反应；中压分解后的液相封，串联机封的内侧机封是用脱盐水作为缓冲液进收稿日期：2014一03—1572内蒙古石油化工201

6、4年第8期行密封。高压甲铵泵串联机封的外倜机封是用高压的作用。脱盐水作为冲洗液进行密封，串联机封的内俩机封3开车过程的稳定控制是用脱盐水作为缓冲液进行密封。该泵经过单机试开车过程的稳定主要是指投料后高压系统的压车阶段的摸索和研究，均具备了稳定长周期运行的力、温度、物料配比的稳定，中压系统的压力、温度、条件。高压泵的稳定运行是装置顺利投产的前提条液位的稳定。件。空塔投料之前高压系统的压力为9MPa，温度为2．2尿素合成塔160℃。投料时，先投氨，然后投二氧化碳，这样做的合成塔是采购大连金重制造的国产设备。合成好处是氨与系

7、统中的水反应形成氨水，氨水与二氧塔设计压力16．8MPa，设计温度218℃，容积131．化碳的反应效果更好，投料时，关键是要控制好物料5m3。设备本体为外层碳钢Q345R，内衬厚度为8ram的配比，按照设计本装置的氨碳比是3．2—3．8，但是的X2CrNiM025—22—2，碳钢外层为9层厚度为考虑是空塔投料，可以适当的选择稍高的氨碳比进12mm的钢板和1层28ram厚的钢板匝制而成，内部行投料。有17块筛板塔盘将塔分为18个小的反应室，与同等投料后，高压系统的压力会迅速上涨，由于是空规模其他装置相比较增加了7块塔盘，

8、这样能更有塔投料，系统中避免不了会有惰气等气体存在，所以效的提高合成塔的转化率。值得一提的是，17块筛我们选择压力从9MPa上涨至llMPa时就提前缓慢板塔由上到下，塔盘上的孔数均有明显变化，1—5开大高压系统气相至中压系统的阀门PVl021A，向层塔盘每层均有650个孔，6—11层塔盘每层有1300中压放物料来稳定高压压力，至高