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节能型尿素生产工艺的开发与改进(二)
1996年15期 发行日期:2006-04-17
作者:丁振亭
节能型尿素生产工艺的开发与改进(二)    二、节能型NH3气提法新工艺
    二、节能型NH3气提法新工艺    意大利斯那姆公司于1962年开发了氨气提法,1967年在试验成功并取得
    意大利斯那姆公司于1962年开发了氨气提法,1967年在试验成功并取得专利之后,于1970年建成第一套工业化氨气提尿素装置,日产300吨尿素。目前世界上已建成40多套大型尿素装置,其中最大的生产能力为1800~2100吨/日。1981~1990年间全世界签订的70套尿素合同,采用这种方法的为43套,占总数的6231%,今后将逐步取代CO2气提法。该节能型新工艺的主要特点是:①合成塔内的NH3/CO2分子比较高,使进入气提塔的合成液中游离氨增加并有利于自气提。②合成塔内的合成压力为14.7~16.0MPa,温度为186~189℃,NH3/CO2为3.3~3.6,合成转化率高达64%~67%,因此甲铵分解量少,蒸汽消耗少。③合成系统的NH3/CO2比较高,减轻了对设备管道的腐蚀,材质容易选择。④防腐蚀用的加氧量少,仅为025%(为CO2气提法的1/4),使进塔的CO2气纯度高,有利于提高CO2转化率。惰性气体少,带走的氨损失少,尾气不形成可燃爆炸物。⑤气提塔采用钛材,耐腐蚀性能好,但材质较软,耐冲刷性能差,气提塔后排除的溶液中,氨含量在25%(重量)左右,比CO2法的7%~9%增加较多。气提气在高压下冷凝,可利用冷凝热副产蒸汽。⑥甲铵液的循环采用高压喷射器,运行安全可靠,高压设备可水平布置在地平面上,不需要高层框架,不仅节约投资,而且便于设备的安装、操作和维护与检修。⑦高压甲铵冷凝器为针式结构,无需蒸汽仓,操作简单稳定,壳内列管及管板连接处全部浸在冷凝液之中,冷凝液的沸腾使管板处管子与管板的间隙处不易富集氯离子,消除了管外壁的应力腐蚀。⑧工艺流程较长,设备管道多,增设了中压分解和回收循环系统,但提高了装置对NH3/CO2比变化的适应性,避免气提效率变化对下游工序的影响,提高了操作弹性和灵活性。⑨各段分解加热器均为降膜式,操作过程持液量少,减少了尿素水解和缩二脲的生成量。⑽造粒塔内空气流向合理,冷却效果好,空气中尿素粉尘含量低,无需除尘系统。⑾尿素质量高,尿素颗粒均匀,缩二脲含量低,含尘量少。⑿热能回收利用好,高压系统自产蒸汽利用完全,高温工艺气的热量可用于尿液的浓缩及氨和甲铵的预热,有效地回收了中低压分解热,大幅度地降低了蒸汽和冷却水的消耗。⒀操作条件要求不苛刻,无需设置专门的钝化系统,气提塔采用钛材可在200℃(出料温度)下操作,可在30%~100%设计负荷下运行不会发生设备的腐蚀,开工率高达89%~90%。工艺冷凝液采用水解处理后,尿素的NH3的含量可降至3ppm以下,可用于锅炉给水,彻底解决了对环境的污染问题。    由于该法新工艺具有一系列的优点,目前已广泛用于我国新建的大型尿素装置,
    由于该法新工艺具有一系列的优点,目前已广泛用于我国新建的大型尿素装置,例如近期兴建已开发生产的中原、涪陵和锦西等化肥厂都采用了该法新工艺,运行情况良好。我国目前正在建设中的四川天然气化工厂和内蒙、九江、兰州以及吉林等化肥厂也拟采用该法新工艺,将使该法获得进一步的改进与发展。(丁振亭)    (更正:上期本文左第17和18行中,“吨/年”应为“吨/日”。)
    (更正:上期本文左第17和18行中,“吨/年”应为“吨/日”。)

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