尿素生产方法原理--未反应物的分离与回收课件.ppt

《尿素生产方法原理--未反应物的分离与回收课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、将未反应的NH3和CO2从反应液中分离并回收返回系统，是尿素工业装置的重要组成部分，对提高原料利用率和经济效益起着关键作用。2.2合成液未反应物的分离和回收从尿素合成塔排出的合成反应液除了生成的尿素Ur和水外，还含有大量未反应的原料NH3和CO2(可认为主要以甲铵Am和游离氨NH3形式存在)。分解的工艺流程：将合成液中的未反应的甲铵逐级减压分解为NH3和CO2并转入气相（这个过程成为分解），再用水进行逐级吸收，以液相的形式返回尿素合成系统。回收的工艺流程：合成液中的未反应物，经过逐级减压分解后，分离

2、出来的NH3和CO2体气，继续作为原料返回合成塔参加尿素合成反应。将气提技术引入尿素的分离过程，使部分未反应物在不减压(回收亦不加水)的条件下自行返回系统，使得尿素生产的技术经济指标有了进一步改善。尿素装置采用气提，即在与合成压力相同的压力下将合成液中的一部分NH3和CO2气提出来，随后再冷凝为液体。然后返回合成塔进行尿素合成反应。高压气提分离和高压圈循环气提又称解吸，是一种分离液相混合物的操作，用一种气体通过待分离的液体混合物，把易挥发的组分携带出来。1．可以不用泵而直接返回合成塔；2．气提出来的

3、NH3和CO2混合气体所含有的水蒸气较之减压循环返回的甲铵液中的水含量少，因而有利于提高合成反应转化率；3．气提出来的NH3和CO2混合气在高压下冷凝，冷凝温度较高，放出热量可以回收利用。气提法回收的主要优点在不减压的条件下，能否将合成塔出液中未反应的NH3和CO2转入气相?气提原理L1点的CO2反气提L1的NH3气提L2的CO2气提L2的NH3热气提“反气提”：合成塔出口溶液组成应为液相线上的一点，设为在顶脊线的富NH3侧，如L1点。若采用CO2气提，根据相图的基本原理，过程在相图上表示为从L1点

4、向表示CO2的C点移动。此时系统组成点进入液相区，即CO2将溶解而不能将液相中的NH3和CO2逐出，这可称为“反气提”。相图性质：A、C、E分别为NH3，CO2和Ur·nH2O。l1l1′线为液相线，表现出顶脊线的特性。与液相线各点平衡的气相几乎不含H2O，所以气相线几乎与AC边重合，在图中未示出。目前的气提过程均采用气液逆流流动方式，分离效果将更高，液相点可沿液相线L2l1′继续向下移动，气相点则沿气相线CA向上移动。极限情况的液相点可达l1′，非常靠近顶点E，气提效率是很显著的。CO2气提：如合

5、成塔出口溶液组成位于顶脊线的富CO2侧，如L2点，当通入CO2，系统总组成点沿L2C移动，可见处于气液两相区。当总组成点到达B，气液两相组成位于结线的两端L2′和G2′;L2′比L2点更接近E点，表示其CO2和NH3含量均降低，达到了气提的目的。以上讨论的是二氧化碳气提的条件。现再讨论氨气提。如合成塔出口溶液组成位于顶脊线的富NH3侧的L1′点，总组成将沿L1A移动。从图2-2-13可见，这时不会出现反气提，但注意富NH3侧液相线的形状与富CO2侧不同，气提的液相线沿Lll1移动，其组成并不向E点靠

6、近，气提效果不明显。这自然是由于NH3本身在尿液中的溶解度远大于CO2在尿液中的溶解度之故。氨气提：为了提高氨气提的效率，现代的氨气提工艺采用了气提与加热并举的方法。图中线l2l2′表示更高温度的液相线。这样，液相组成所含NH3和CO2量较少，达到了气提的目的。还可看出，由于提高温度的结果，即使不通入NH3，合成塔出口溶液点Ll本身己经处于两相区而有气相出现，不必再另外引入NH3气提剂。所以NH3气提也叫热气提，在气提塔不引入NH3。CO2汽提法采用原料气CO2作为汽提气，NH3汽提法则是是属于自汽

7、提，即只需将汽提塔中的合成液加热，NH3从液相转入气相就作为汽提气了，将未反应的NH3和CO2气体出来。CO2汽提法的工艺流程NH3汽提法高压合成圈的构成一、合成反应本身即合成塔，二、部分未反应物的分离即气提塔；三、余热能量的回收和利用（高压甲铵冷凝器）。这一回路称为高压圈。气提塔排出的NH3和CO2混合气(并含少量水蒸气)经冷凝液化，即可作为原料自行返回合成塔。气提气的冷凝既是合成塔自热平衡的要求，又提供了能量回收的有利条件，完成这一过程的设备就是高压甲铵冷凝器。热回收冷凝——高压甲铵冷凝器一、可

8、视为合成塔的前导，在其中主要进行甲铵的合成反应，放出大量温度较高的热能。二、冷凝温度总是随压力的增加而升高，所以高压圈的气体冷凝热较之中低压下回收气体的冷凝热可以得到最有效的利用，如副产蒸汽等。高压甲铵冷凝器的概念：高压甲铵冷凝器的作用：高压圈内的物流循环，可以依靠重力自流，也可以利用进入高压圈的原料流股压力(例如液液喷射器)，用以克服流动阻力，不必另设驱动设备。自外引入高压圈的物流，包括原料氨和原料二氧化碳，以及从中、低压系统返回的未反应物质(液氨、甲铵液)，则需通