尿素水溶液操作規(guī)程.doc

第一章 尿素崗位任務1總控崗位任務將液氨與CO2氣體及循環(huán)回收的氨基甲酸銨溶液在一定的壓力和溫度條件下合成，并對未反應物進行兩段分解、兩段吸收，使之循環(huán)回收至合成塔，重新參與合成。2蒸發(fā)崗位任務將二分塔出來的尿液經向蒸一、二段蒸發(fā)系統(tǒng)真空加熱提濃至997%的熔融尿素，送往造粒塔加工成固體尿素3泵房崗位任務泵房承擔尿素生產工藝流程中的液體輸出任務，泵房操作工負責各類泵起動和停車的操作，并維持各類泵的正常運行。4解吸崗位任務1#尿素兩套解吸的任務是將精煉來的氨水送到解吸塔內進行解吸，解吸放出的含氨、二氧化碳氣體在解吸冷凝器內形成甲銨液，作為冷流回流到解吸塔頂部，出解吸冷凝器的含氨、二氧化碳及水的氣體則返回到1#尿素低壓吸收系統(tǒng)重新回收利用，解吸塔底排放液達指標送外工段使用。2#尿素深度水解的任務是將1#2#尿素來的氨水送到汽提塔內，進行尿素的水解及氨的汽提反應，得到的NH3、CO2及H2O在頂部冷凝器內形成甲胺液，然后一部分甲胺液回流到汽提塔頂，另一部分則返回到1#2#尿素低壓吸收系統(tǒng)重新回收利用，汽提塔底排放液指標達到鍋爐給水標準，回收利用，使尿素裝置達到零排放。5流化床崗位任務將小顆粒尿素成品進行降溫除塵，提高尿素成品質量；同時將粉塵進行洗滌回收到蒸發(fā)再利用。6分析崗位任務 按照分析規(guī)程每小時對尿素成品縮二脲、水分、粒度進行分析監(jiān)控，確保不合格品不流出公司。7電子稱崗位任務根據所需要的重量、速率輸入智能微機，由測量變送裝置指揮動力機械設備完成成品尿素的包裝，負責重量的調試及監(jiān)控，對尿素內在質量及外觀包裝質量進行檢測監(jiān)督，并根據產品等級指揮包裝人員進行分類堆放工作、產品標識，同時做好每班產品（等級）數量統(tǒng)計工作。8包裝崗位任務將蒸發(fā)造粒工序送來的成品尿素準確稱量（40Kg或50Kg）后進行包裝，運送到貨場堆碼存放。第二章 尿素生產的工作原理第一節(jié) 合成尿素原理1合成尿素總反應式由液氨與二氧化碳氣體直接合成尿素的總反應式為：2NH3（液）+CO2（氣）=CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q這是一個可逆的放熱反應。2合成尿素的兩個步驟合成尿素分兩步進行：第一步由氨與二氧化碳生成中間產物甲銨，其反應式為： 2NH3（液）+CO2（氣）= NH2COONH4（液） +Q1第二步由甲銨脫水生成尿素，其反應式為：（合成尿素過程中的控制反應） NH2COONH4（液）= CO（NH2）2（液）+H2O（液）-Q23使甲銨液處于液相狀態(tài)的條件使甲銨液處于液相狀態(tài)的條件：溫度必須高于甲銨液熔點（154）；壓力必須高于甲銨液平衡壓力。4尿素反應進行程度的表示方法以尿素的產率表示尿素的反應進行程度，由于尿素的生產都采用過剩氨，因此用二氧化碳轉化率（Xco2）來表示尿素的產率。 Xco2=轉化成尿素的CO2量100%= 尿素的重量100% CO2的總量 尿素的重量% + 1365CO2的重量% 5反應溫度對二氧化碳轉化率的影響反應溫度對二氧化碳轉化率的影響：二氧化碳平衡轉化率隨反應溫度升高而逐漸增大，在溫度為190200之間出現一個最高值，而后二氧化碳平衡轉化率隨著反應溫度的上升而下降，因為甲銨脫水生成尿素的反應是合成尿素過程的控制反應，此反應吸熱，因而提高反應溫度對生成尿素有利，但二氧化碳平衡轉化率在190200后隨著反應溫度的升高而降低的原因，可能是由于產生副反應的緣故。6氨碳比對二氧化碳轉化率的影響氨碳比對二氧化碳轉化率的影響：氨碳比越高，CO2轉化率增加；當氨碳比（NH3/ CO2）=2時Xco2為40%；當氨碳比（NH3/ CO2）=3時 Xco2為54% ，當氨碳比（NH3/ CO2）=4時 Xco2為675%7水碳比對二氧化碳轉化率的影響增加了水既增加了生成物的濃度，不利于尿素的生成。因此水碳比的增高，使從CO2轉化率下降；在尿素生產中，水碳比（H2O/CO2）增加01，二氧化碳轉化率降低1%。8壓力對二氧化碳轉化率的影響壓力對二氧化碳轉化率的影響：在合成尿素的過程中，壓力不是一個獨立的變數，它是依賴于溫度，氨碳比及水碳比而定。合成尿素的操作壓力一般較為平衡壓力稍高。所謂平衡壓力即反應達到氣液相之間的物理平衡，也達到了化學平衡，此時物系的壓力。若操作壓力低于平衡壓力，不但氨從液相中逸出，使液相中過剩氨降低，同時會使甲氨分解，從而降低了CO2轉化率。9影響合成尿素的反應速度的因素合成尿素的反應速度常用單位時間內所能達到的CO2轉化率表示（即尿素生成速度），其影響因素如下： 溫度的影響：在多極溫度下，對于相同的反應時間，隨著溫度的增加，CO2轉化率也增加。溫度超過200時，反應速度變慢，CO2轉化率反而下降，這可能是由于產生副反應等的結果。過剩氨的影響：由于過剩氨的存在，降低了甲氨的熔點，溫度為150時，雖然低于甲氨的熔點，但一開始物料便為液相反應速度就較快。在相同溫度下，有過剩氨時反應速度較大，而且CO2轉化率也較高。 液體動力學條件的影響：在工業(yè)上尿素合成塔內物料由于溫度、比重的不同產生了返混現象。返混的結果，使合成塔上部尿素含量較多的物料與底部尿素含量較少的物料混合，這不僅降低了出口物料中尿素的濃度，而且由于頂部生成物（尿素和水）返回底部，使反應速度降低。因此在直徑大，高徑比小的合成塔中，必須考慮防止返混現象。為了防止返混現象，一般在合成塔內裝置若干篩板。物料經篩板時由于斷面縮小，流速加大，增加了流動狀態(tài)，增加了氨和二氧化碳的接觸面積，加快了反應速度，因此增加了篩板后，提高了二氧化碳轉化率。第二節(jié) 中壓分解吸收原理1從甲銨液中分離未轉化物的方法從合成塔出來的合成液中有未被轉化成尿素的甲銨和過剩氨。甲銨的生成反應是放熱和體積減少的過程，如果減壓，加熱合成液中未轉化的甲銨向分解合成氣體氨和二氧化碳的方向進行。降低壓力，提高溶液的溫度，溶液中氨和二氧化碳氣體溶液度會大大降低。所以從合成液中分離出來轉化物的操作需要采用減壓加熱，既有利于甲銨的分解，也有利于使溶液在合成液中的過剩氨和二氧化碳汽提蒸餾出來。2分解溫度對甲銨分解率和氨的蒸出率的影響在中壓分解系統(tǒng)中，甲銨分解率隨溫度的增長速度大于氨隨溫度增長速度，這是因為合成液中的過剩氨是物理性溶液，而甲銨是化合物存在于合成液中，過剩氨在合成塔減壓后雖然溫度很低也能大量蒸出，這說明過剩氨的蒸出率受壓力的影響比溫度大。而甲銨的分解，只要溫度達到甲銨在此壓力下的離解溫度，甲銨就會大量分解。如果壓力低，但沒有達到甲銨分解溫度，甲銨分解量少，這就表明甲銨的分解率受溫度的影響比壓力大。3分解壓力對甲銨分解率和氨的蒸出率的影響分解溫度一定時，分解壓力的降低，甲銨分解率和氨的蒸出率升高。但氨的蒸出率明顯高于甲銨的分解率，這說明分解壓力對氨的蒸出率的影響比對甲銨分解率的影響要大。4分解氣中含水量的高低的影響因素分解氣中含水量的高低和影響因素： 分解氣中的水含量與溫度有關，當溫度升高后進入中壓分解系統(tǒng)而合成液中的水也被同時蒸出，使氣相中的水含量，隨溫度的上升而上升； 當溫度一定時，壓力越低，分解氣相中含水量上升； 分解氣相中的水含量與進合成塔物料中的NH3/ CO2有關，與H2O/CO2也有關，當NH3/ CO2 比一定時NH3/CO206時，隨著NH3/CO2的增加，使合成液中的水蒸發(fā)量增大，分解氣中含水量增加；當H2O/ CO2一定時，NH3/CO242時，隨著NH3/CO2的增加，使中壓系統(tǒng)中氨蒸出率增大，由于氨的蒸出引起合成液中的水大量蒸發(fā)，所以分解氣相含水量增加。5中壓分解預分離流程設置目的及優(yōu)缺點設置預分利器的目的就是使氣體進入回收吸收系統(tǒng)的水量減少，有利于全系統(tǒng)的水平衡。 優(yōu)點：可以使大部分游離氨得到分離缺點：分解氣相中帶水量多；中壓分解及蒸發(fā)加熱器耗蒸汽多，不利于中壓吸收及蒸發(fā)的操作；中壓設備易腐蝕。6中壓分解預精餾流程設置目的及優(yōu)缺點中壓分解預精餾流程設置的目的：提高合成液出精餾段的溫度，也就是提高了進一分加熱器合成液的溫度，減少了加熱器的負荷，使精餾段的分解氣溫度降低，氣相中水蒸氣分壓降低，氣相含水減少了，這樣在吸收系統(tǒng)回收時，使分解氣水中的氨和二氧化碳能夠生成濃的甲銨液，減少了進合成塔的水量，提高CO2轉化率優(yōu)點：分解氣相中帶水少； 中壓分解及蒸發(fā)加熱器耗蒸汽量少，有利于中壓吸收的操作； 在保持合成塔H/C相同的情況下，允許低壓吸收液含有較多的水，有利于低壓吸收操作相應可以降低低壓系統(tǒng)壓力，從而可以降低低壓分解溫度，可減少尿液中縮二尿的形成和尿液的水解 。 缺點：中壓分解塔腐蝕嚴重，因為出合成塔的合成液經減壓被分解氣體的精餾使氧絕大部分逸出，進入加熱器的合成液在較低氧含量的情況下加熱到160，使一般含鉬量不銹鋼材料容易腐蝕。7甲銨液組分對二氧化碳的吸收的影響當甲銨液中當H2O/CO2一定，NH3/CO2增加時，氣相中CO2百分含量下降，氨含量上升。這是因為液相中易揮發(fā)物氨增加，使氣相中氨的分壓增加，CO2分壓下降 當甲銨液組成固定，溶液溫度上升，氣相二氧化碳含量增加，這是由于CO2的冷凝效率及溶液度下降的緣故，特別在NH3/CO2比較小的時候，溶液溫度對氣相中二氧化碳濃度增加的影響比較顯著，而在NH3/CO2比較大時影響較小，一般溶液溫度增加20，氣相中二氧化碳濃度增加26倍左右。當甲銨液中NH3/CO2 一定時，H2O/CO2增加時對CO2吸收有利，反之，H2O/CO2減少時，甲銨液變濃對CO2吸收有利。第三節(jié) 低壓分解吸收原理1低壓分解塔的精餾過程低壓分解塔的精餾過程： 經中壓分解后的中壓分解液，壓力由17公斤/厘米2，減壓至23公斤/厘米2，使中壓分解液中的部分甲銨分解成為氨和二氧化碳氣體。進入低壓分解塔頂部的中壓分解液由塔頂經過填料層的精餾段，不斷往下流動，最后進入加熱器底部，中壓分解液中未分解的甲銨進一步分解，然后從加熱器頂部出來進入低壓分解分離器，分離器出來的氣體經過風帽由填料層的精餾段不斷上升，進行傳熱與傳質，氣相中的沸點較高的水蒸汽不斷地被塔頂流下來的溶液所冷凝，尿液中未分解的甲銨被氣體加熱后，不斷分解和氣化成氨和CO2，所以塔頂氣體主要是高濃度的氨和CO2，塔底排出的主要是尿素的水溶液。2低壓分解溫度與壓力對低壓分解的影響分解溫度的影響：低壓分解溫度越高，低壓甲銨分解率與總氨蒸出率也越大，液相中殘余的CO2與NH3含量越少； 分解壓力的影響：分解壓力愈低，總氨蒸出率越高，甲銨分解率也升高，液相中殘余氨和CO2就越少3低壓分解溫度對蒸發(fā)系統(tǒng)的影響低壓分解壓力不變時：溫度低，分解后分解液中NH3/Ur和CO2/Ur高，分解液中含游離氧和甲銨多，進入蒸發(fā)后游離氧與甲銨的蒸餾和分解大量吸熱，蒸發(fā)的熱負荷增加，蒸發(fā)加熱器的蒸汽量增大。如果蒸汽供應不足，則蒸發(fā)尿液溫度提不起，另外由于蒸發(fā)二分離器，二次蒸汽中NH3與CO2的增加，使蒸發(fā)表冷器的冷凝負荷增加，冷卻水增大，有時引起蒸發(fā)冷凝液系統(tǒng)管道的堵塞，如果冷卻水供應不足，則蒸發(fā)真空度提不起來。所以分解溫度低，不但增加生產中氨耗，而且增加蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽和冷卻水的消耗，有時真空度提不起。溫度高，分解后分解液中甲銨和游離氨雖然少，但是進入蒸發(fā)和尿液中縮二脲含量高，尿素的水解增加，影響產品質量，影響氨耗。低壓分解后尿液中一般要求縮二脲含量在04-05%以下。根據上述兩點，低壓分解溫度應控制在最佳狀態(tài)，正常溫度一般在145-150。第四節(jié) 解吸原理1解吸的含義解吸的含義：解吸就是吸收的反過程，水溶液全循環(huán)流程中是利用氨在不同壓力和溫度下，在水中的溶解度不同，使氨被解吸出來，這就叫解吸。2設置解吸的目的將CN槽中的氨與CO2用蒸汽蒸出來返回低壓吸收系統(tǒng)，使原料得到全部利用，以達到降低原料消耗的目的。控制CN槽液位，在生產中一段蒸發(fā)的冷凝液作為尾氣吸收塔的循環(huán)吸收劑，使CN槽中碳氨液保持在一定的濃度和液位，通過解吸后，回收原料氨和CO2，系統(tǒng)中多余的水排至地溝。3設置深度水解的目的設置深度水解的目的：將尿素來的氨水送到汽提塔內，進行尿素的水解及氨的汽提反應，得到的NH3、CO2及H2O在底部冷凝器內形成甲銨液，然后一部分甲銨液回流到汽提塔塔頂，另一部分則返回到低壓吸收系統(tǒng)重新回收利用，汽提塔底排放液指標達到鍋爐給水標準，回收利用，使尿素裝置達到零排放。第五節(jié) 尾吸吸收原理1設置尾吸吸收的目的是為了最大限度的回收在正常操作時中、低壓回收系統(tǒng)陸續(xù)釋放出來的氨，用蒸發(fā)冷凝液吸收，提高濃度后送去解吸。2尾吸塔與碳銨液槽在系統(tǒng)中的作用尾吸塔主要作用是吸收中、低壓回收系統(tǒng)排出的尾氣中的氨氣；CN槽主要作用是收集各處排放的廢液，與二表槽連通作為蒸發(fā)表面冷凝器的水封槽。第六節(jié) 蒸發(fā)和造粒原理1尿素水解的含義及影響尿素水解的因素在一定條件下，尿素和水作用最終生成氨和二氧化碳的反應稱為尿素的水解。尿素水解率的高低和溫度、尿素溶液中氨濃度、停留時間等因素有關。尿素溶液溫度低于80時水解很慢，高于80時水解度加快，在145以上有劇增趨勢。尿素溶液中的游離氨抑制尿素水解的進行，因而，尿素中游離氨含量高的場合，水解速率低，尿素水解率與尿素溶液中水的濃度成正比。但是如果尿素溶液濃度低，水解率雖然大而水解量并不大，而溶液濃度高水解率雖然小，而水解量卻較大，當尿素溶液濃度為50%時其水解量最大。停留時間越長，尿素水解率越高。2蒸發(fā)的含義及尿液蒸發(fā)采取真空蒸發(fā)的原因液體變成氣體的轉化過程叫做蒸發(fā)。真空蒸發(fā)就是減壓蒸發(fā)，和常壓蒸發(fā)相比有以下優(yōu)點：在減壓條件下液體的沸點降低，可使加熱蒸汽和沸騰液之間的溫差增大，這樣，既為利用低壓蒸氣創(chuàng)造了條件，又可達到了減少傳熱面積的目的。在較低溫度下進行蒸發(fā)可避免某些物質在高溫下產生的不良副反應，真空蒸發(fā)損失與外界的熱量較少，因而用于補償這種損失而消耗的蒸汽減少。根據以上理由，尿液在真空下進行蒸發(fā)濃縮，對降低縮二脲生成、減少尿素水解損失有利。由于液體氣化所需的熱量隨氣化溫度的降低而增加，因此在真空蒸發(fā)中蒸發(fā)相同液體所消耗的加熱蒸汽較常壓下消耗的略多，因其優(yōu)點多的多，所以仍廣泛被采用。3蒸發(fā)造粒法的尿液提濃采用二段蒸發(fā)的原因為得到含水量較低的產品，造粒前尿液濃縮到997%。為到達這樣的濃度，氣相水蒸汽分壓降的很低，當溫度為140時，水蒸汽分壓應不超過25毫米汞柱，這就決定了最終蒸發(fā)在很低的絕壓下進行。蒸發(fā)前，尿液濃度約為74%,壓力為常壓。如直接減到25毫米汞柱絕壓，則尿液在低于結晶溫度條件下蒸發(fā)而析出結晶。尿液中析出固體物后，將影響到蒸發(fā)傳熱，甚至引起堵塞，而使蒸發(fā)過程不能正常進行。從經濟角度考慮，稀尿液一開始就在這樣低的壓力下蒸發(fā)大量水分是不經濟的，因這樣低的壓力下二次蒸汽的冷凝液很困難，且惰性氣體壓縮排出需要較大的動力。因此，尿液蒸發(fā)必須分二段進行，第一段蒸發(fā)的目的是在較高壓力下初步提濃，蒸去大部分的水，再在第二段蒸發(fā)中進一步提濃達到造粒要求。4蒸汽噴射泵的工作原理蒸汽噴射泵是利用蒸汽減壓節(jié)流的能量形成真空的。一定壓力的工作蒸汽流經噴嘴時，以極高的速度從出口流向擴散管，由于速度快，動能增加，因而蒸汽的壓能減少，壓力下降，因而能把被抽氣體吸入。高速蒸汽流和被抽氣體發(fā)送碰撞，混合，進行能量交換，流向擴散管。在擴散管的收縮段蒸汽流和被抽氣體逐步混合成均勻的混合氣體，速度下降壓力上升，在擴散管喉部附近產生正激波，混合氣流由超聲速降為亞聲速。然后在擴散管的膨脹段連續(xù)受到壓縮，壓力進一步升高，速度相應降低，在擴散管出口達不到稍高于大氣壓力或后一級噴射泵的進口壓力而把被抽氣體排出。5蒸汽噴射泵的優(yōu)缺點及常見的故障蒸汽噴射泵的優(yōu)點：構造簡單，操作方便，結構緊湊，因沒有運動部分，故不需要傳動設備和基礎，能安裝于任何地方，適于室外操作。抽真空的效率明顯高于真空泵、往復泵及水環(huán)泵。蒸汽噴射泵的缺點：蒸汽效率低，蒸汽消耗量大，因而只有運用于絕壓要求小于30-40毫米汞柱的場合才是經濟的；啟動緩慢，因噴射泵抽氣量是一定的，剛開始啟動時，因為壓力還高，因而真空提高很慢。而往復泵、水環(huán)泵排氣量是定容的，壓力高，排氣量大，因而啟動快；吸進的氣體與蒸汽混合在一起回收困難；噴嘴喉管易腐蝕磨損。常見的故障：噴嘴被卡住。6二段蒸發(fā)采用三級噴射泵的原理二段蒸發(fā)應在25毫米汞柱絕壓下進行。用單級噴射泵來達到這樣的壓力是不可能的。理論上單級噴射泵能達到的最低壓力為90毫米汞柱絕壓，應該用多少級噴射泵來達到預定的負壓，還應考慮經濟的原則。噴射泵的壓縮比與噴射泵的關系是：噴射泵的壓縮比越大，噴射系數越小。噴射泵的壓縮比是指泵的排出壓力和吸入壓力之比，噴射系數是指消耗1公斤蒸汽能抽出的氣體量。噴射系數高，在相同的抽氣量條件下，蒸汽消耗就少，因而從減少蒸汽消耗角度考慮，噴射泵的壓縮比應小一些，但噴射泵級數過多是不經濟的，因為增加一級噴射泵，就需要增加級間冷凝器，增加設備投資，尿素蒸發(fā)用噴射泵，壓縮比一般為34。設大氣壓為760毫米汞柱，二斷蒸發(fā)器內為25毫米汞柱，則總壓縮比為760/25=304，按各級的等壓縮比分配原則計算，用三級噴射泵時，各級壓縮比為313，實際生產中，各級間冷凝器有阻力，因而實際壓縮比略高于3137一段蒸發(fā)加熱器分上下兩段的原因一段蒸發(fā)加熱器上段為蒸汽加熱段，下段利用一段分解氣作熱源，用一段分解氣加熱蒸發(fā)尿液，即可節(jié)省蒸發(fā)蒸汽用量，又可減少一段吸收塔負荷。8多級噴射泵設置級間冷凝器的原因設置級間冷凝器的目的是為了減少噴射泵的負荷，減少蒸汽消耗量，達到所要求的真空度。噴射泵每抽出一公斤氣體，需消耗13-17公斤蒸汽，如這部分蒸汽不經冷凝，靠下一級噴射泵抽走，則以下各級噴射泵將越來越大，蒸汽消耗越來越高，這是不經濟的，設置級間冷凝器后，可凝性蒸汽絕大部分冷凝下來，因而噴射泵只要負擔抽出不凝性氣體的任務，負荷減輕很多。9在造粒塔里熔融尿液變成粒子的過程造粒噴頭有旋轉式和固定式兩種。進入旋轉噴頭的尿液因噴頭旋轉產生的離心力被甩出噴頭小孔，形成一縷縷細流，細流又被高速旋轉的噴頭切割成極短的小液柱，因液體有內聚力就形成了小液滴，均勻地噴灑于整個塔截面上，在塔內與冷卻介質-空氣逆流相遇，經過凝固和冷卻兩個過程落于塔低；固定噴頭往往是若干個并用，尿液由一定的高度進入噴頭，在靜壓力的作用下從噴頭小孔中噴灑出來，因重力作用噴出的細流前后兩點盡管出噴孔的時差極小，但瞬間速度仍是有差別的，因而斷裂開來，又因內聚力的作用形成一個個較小的液滴。若干噴頭組合起來，液滴正好均勻地噴灑于整個塔截面。第七節(jié) 流化床的工作原理本裝置的基本工作過程分為降溫除塵和粉塵回收。降溫除塵在流化床內進行，從造粒塔底送來的尿素成品進入流化床，在鼓風機輸送來的涼風作用下，粉塵（包括12以下的微小顆粒）和熱量被帶走，尿素成品送電子稱包裝，從而實現降溫除塵的目的；粉塵回收在洗滌室內完成，被風吹出來的粉塵和微小顆粒引風機的作用下，進入洗滌裝置，被洗滌室內循環(huán)噴淋的洗滌液所溶解，形成濃度為4050%的尿素水溶液，經回收泵返回蒸發(fā)系統(tǒng)造粒，從而實現粉塵回收目的。本裝置的特點是流化床、洗滌室均為負壓操作，可最大限度的避免粉塵污染，同時采用濕法自動回收，具有操作簡便自動化程度高的特點，缺點是增加了噪聲源和電耗。第三章 工藝流程第一節(jié) 股份1#尿素工藝流程1. 股份1#尿素合成及中壓分解回收系統(tǒng)工藝流程原料二氧化碳氣體進入二氧化碳壓縮機之前，為防止合成、循環(huán)系統(tǒng)的腐蝕，在一段進口加入約為二氧化碳總量的05%（體積）的氧氣（或以空氣形態(tài)加入），然后進二氧化碳壓縮機，經五段壓縮至200公斤/厘米2，溫度約為125氣體進入合成塔。原料液氨通過液氨過濾器除去雜質，過濾后的液氨送入液氨緩沖槽。液氨緩沖槽的壓力維持在17公斤/厘米2左右，原料液氨與中壓循環(huán)系統(tǒng)回收的液氨匯合后，從液氨緩沖槽進入液氨高壓泵加壓到200公斤/厘米2，經氨預熱器預熱至45-70進入尿素合成塔。從一吸收塔來的溫度為90-95氨基甲酸銨（以下簡稱甲銨）液，經高壓甲銨泵（一甲泵）加壓到200公斤/厘米2進合成塔，合成塔操作壓力為1982公斤/厘米2，溫度在18852，進料NH3/CO2（分子比）為35-42。物料在塔內停留時間約為1小時，二氧化碳轉化率62-64%。反應后尿素熔融物減壓到17公斤/厘米2進入中壓分解系統(tǒng)一分塔。在一分塔內氣液兩相分離，出一分塔的溶液進入一分加熱器。在此溶液加熱到156-160，氣液混合物進一分分離器，使氣液分離，液相去低壓分解系統(tǒng)。由一分分離器出來的氣體經一段蒸發(fā)加熱器的下部加熱器管外，回收部分氣體冷凝液（管內尿液從90加熱至105），氣液混合物再返回一吸冷卻器冷卻后進入一吸收塔底部鼓泡段。鼓泡段內氣體用二甲泵送來的二循一冷分離器內的甲銨液進行吸收，約90%的二氧化碳被吸收生成甲銨，未被吸收的氣體則上升至精洗段與頂部噴淋的回流氨接觸吸收，氣氨進入氨冷凝器冷凝。冷凝后的液氨流入液氨緩沖槽，不凝惰性氣體中所含的氨在惰性氣體洗滌器回收，惰性氣體洗滌器吸收液來自氨水泵送來的二循二冷內的氨水。中壓吸收塔因吸收氨和二氧化碳生成甲銨放出大量的熱，為保持塔底、塔頂溫度必須移出熱量，這部分熱量由加入的回流氨氣化帶走。塔底加入約回流氨總量的10%，塔頂加入回流氨總量的90%。為防止精洗段生成固體甲銨結晶堵塞，塔頂須加入一部分水，水由惰性氣體洗滌器液位槽來的氨水與回流氨混合后進中壓吸收塔頂部噴淋吸收。吸收塔底部溫度為90-95，組分近似為NH341%，CO234%,H2O 25%溶液的凝固點約為70，溶液用高壓甲銨泵（一甲泵）送回合成塔。中壓分解分離器出來的溶液減壓至3公斤/厘米2，進入二分塔頂部與二分分解分離器的氣體接觸，尿液溫度上升至134。出二分塔的尿液進入二分分解加熱器，加熱至147-150，氣液混合物在二分解分離器中分離，氣相進入二分塔回收熱量，降低水分，液相至閃蒸槽進一步降低尿液中殘余的氨和二氧化碳。二分塔和解吸塔出來的氣體，進入兩個串聯的二循一冷和二循二冷中冷凝吸收，這兩個冷凝器均用二段蒸發(fā)第一冷凝器的冷凝液作吸收劑，二循一冷的稀甲銨液用低壓甲銨泵送入中壓吸收塔底部，二循二冷的氨水用氨水泵送入惰性氣體洗滌器作吸收劑。 2股份1#尿素蒸發(fā)及回收系統(tǒng)工藝流程出閃蒸槽的尿液濃度約為74%，用尿液泵送到一段蒸發(fā)加熱器加熱至溫度130，蒸發(fā)壓力250毫米汞柱（絕壓）。一段蒸發(fā)濃度95%的尿液，經一段蒸發(fā)分離器流入二段蒸發(fā)加熱器。二段蒸發(fā)壓力25毫米汞柱（絕壓），溫度140。二段蒸發(fā)分離器出口尿液濃度約為997%，經熔融尿素泵送至造粒塔造粒，得尿素成品。3股份1#尿素解吸系統(tǒng)工藝流程生成過程中連續(xù)排出含少量氨的尾氣，在常壓吸收塔（尾吸塔）加以回收。所得稀氨水及蒸發(fā)冷凝液用解吸給料泵送入解吸塔，解吸放出的含氨、二氧化碳氣體，送至二循一冷回收，解吸廢液從系統(tǒng)中排出4股份1#尿素蒸汽系統(tǒng)工藝流程從外工段送到1#尿素的蒸汽管道共有三根管道：從蒸汽管網來的219管道可分別送蒸汽到各加熱器使用；從蒸汽管網來的159管道可分別送蒸汽到各加熱器使用；從三汽鍋爐來的159管道可送蒸汽到一分加加熱器使用。5股份1#尿素循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程由尿素循環(huán)水工段送到1#尿素的循環(huán)水經上水總管分配到尿素主廠房各個樓層的冷卻器，循環(huán)水經過各個冷卻器換熱后，回到循環(huán)水回水總管之后回到尿素涼水塔進行冷卻再循環(huán)利用。6股份1#尿素一次水系統(tǒng)工藝流程由1#尿素1#、2#、3#或4#一次水泵送來的一次水先進入蒸發(fā)二表冷換熱后，然后進入氨冷器D、C換熱之后送外工段使用。7股份1#尿素脫鹽水系統(tǒng)工藝流程由電廠送來的脫鹽水經脫鹽水泵加壓后，先送到1#2#變換F5換熱后，再經過1#2#尿素系統(tǒng)（作各液位槽補水及系統(tǒng)置換水），多余的水送三汽除氧器使用。8股份1#尿素泵房設備方位圖第二節(jié) 股份2#尿素工藝流程1.股份2#尿素合成及中壓分解回收系統(tǒng)工藝流程原料二氧化碳氣體進入二氧化碳壓縮機之前，為防止合成、循環(huán)系統(tǒng)的腐蝕，在一段進口加入約為二氧化碳總量的0.5%（體積）的氧氣（或以空氣形態(tài)加入），然后進二氧化碳壓縮機，經五段壓縮至200公斤/厘米2，溫度約為125氣體進入合成塔。原料液氨通過液氨過濾器除去雜質，過濾后的液氨送入液氨緩沖槽。液氨緩沖槽的壓力維持在17公斤/厘米2左右，原料液氨與中壓循環(huán)系統(tǒng)回收的液氨匯合后，從液氨緩沖槽進入液氨高壓泵加壓到200公斤/厘米2，經氨預熱器預熱至45-70進入尿素合成塔。從一吸收塔來的溫度為90-95氨基甲酸銨（以下簡稱甲銨）液，經高壓甲銨泵（一甲泵）加壓到200公斤/厘米2進合成塔，合成塔操作壓力為1982公斤/厘米2，溫度在188.52，進料NH3/CO2（分子比）為3.5-4.2。物料在塔內停留時間約為1小時，二氧化碳轉化率62-64%。反應后尿素熔融物減壓到17公斤/厘米2進入中壓分解系統(tǒng)預分離器。在預分離器內氣液兩相分離，出預分離器的溶液進入一分加熱器。在此溶液加熱到156-160，氣液混合物進一分分離器，使氣液分離，液相去低壓分解系統(tǒng)。由一分分離器出來的氣體經一段蒸發(fā)加熱器的下部加熱器管外，回收部分氣體冷凝液（管內尿液從90加熱至105），氣液混合物再返回一吸冷卻器與預分離器出口的氣體一起進入一吸收塔底部鼓泡段。鼓泡段內氣體用二甲泵送來的二循一冷分離器內的甲銨液進行吸收，約90%的二氧化碳被吸收生成甲銨，未被吸收的氣體則上升至精洗段與頂部噴淋的回流氨接觸吸收，氣氨進入氨冷凝器冷凝。冷凝后的液氨流入液氨緩沖槽，不凝惰性氣體中所含的氨在惰性氣體洗滌器回收，惰性氣體洗滌器吸收液來自氨水泵送來的二循二冷內的氨水。中壓吸收塔因吸收氨和二氧化碳生成甲銨放出大量的熱，為保持塔底、塔頂溫度必須移出熱量，這部分熱量由加入的回流氨氣化帶走。塔底加入約回流氨總量的10%，塔頂加入回流氨總量的90%。為防止精洗段生成固體甲銨結晶堵塞，塔頂須加入一部分水，水由惰性氣體洗滌器液位槽來的氨水與回流氨混合后進中壓吸收塔頂部噴淋吸收。吸收塔底部溫度為90-95，組分近似為NH341%，CO234%,H2O 25%.溶液的凝固點約為70，溶液用高壓甲銨泵（一甲泵）送回合成塔。中壓分解分離器出來的溶液減壓至3公斤/厘米2，進入二分塔頂部與二分分解分離器的氣體接觸，尿液溫度上升至134。出二分塔的尿液進入二分分解加熱器，加熱至147-150，氣液混合物在二分解分離器中分離，氣相進入二分塔回收熱量，降低水分，液相至閃蒸槽進一步降低尿液中殘余的氨和二氧化碳。二分塔和解吸塔出來的氣體，進入兩個串聯的二循一冷和二循二冷中冷凝吸收，這兩個冷凝器均用二段蒸發(fā)第一冷凝器的冷凝液作吸收劑，二循一冷的稀甲銨液用低壓甲銨泵送入中壓吸收塔底部，二循二冷的氨水用氨水泵送入惰性氣體洗滌器作吸收劑。2.股份2#尿素蒸發(fā)及回收系統(tǒng)工藝流程出閃蒸槽的尿液濃度約為74%，用尿液泵送到一段蒸發(fā)加熱器加熱至溫度130，蒸發(fā)壓力250毫米汞柱（絕壓）。一段蒸發(fā)濃度95%的尿液，經一段蒸發(fā)分離器流入二段蒸發(fā)加熱器。二段蒸發(fā)壓力25毫米汞柱（絕壓），溫度140。二段蒸發(fā)分離器出口尿液濃度約為99.7%，經熔融尿素泵送至造粒塔造粒，得尿素成品。3.股份2#尿素深度水解系統(tǒng)工藝流程 將1#2#尿素的排放液收集在碳銨液儲槽中，經汽提塔給料泵加壓后送入預熱器管程，與來自汽提塔底部的熱流體（182）換熱后進入汽提塔上部。在汽提塔底部加入高壓蒸汽以保證汽提塔底部溫度為185188，進料塔盤溫度為160160，加入CO2，促進氨的汽提，加入少量的空氣，使汽提塔內件發(fā)生鈍化，防止腐蝕。進料液在汽提塔內自上而下，經過每層泡罩塔盤，與進塔蒸汽（自下而上）逆流換熱，使尿素水解生成甲銨，甲銨再分解生成氣態(tài)NH3和CO2，這些氣體一起被送入頂部冷凝器進行冷卻。汽提塔底部干凈的液流進入預熱器，與進塔物料換熱后，溫度約為60，然后送到造氣或直接排放，其中有少量直接進入PH分析冷卻器，冷卻后用PH分析儀來檢測汽提塔的操作情況。汽提塔底部液流PH應為4.6，通過進入系統(tǒng)的CO2量來控制。當PH值較高時，要增大進入汽提塔的CO2流量。另外如果塔底排放液中殘余尿素含量高，可以通過提高進料塔盤溫度的方法來調節(jié)。來自水解汽提塔頂部的混合氣通過氣體分布器，送入頂部冷凝器，在頂部冷凝器內進行冷凝、吸收，CO2、NH3和水蒸汽發(fā)生反應生成甲銨，產生熱量，與管束中的調溫水熱交換熱后冷卻到82，通過對頂部冷凝器液面控制，將冷凝下來的大部分甲銨液送到尿素裝置低壓吸收系統(tǒng)（二循一冷），另一小部分甲銨液通過回流泵返回到水解汽提塔的頂部塔盤。通過調節(jié)閥控制此部分回流液流量的變化，可控制汽提塔頂部氣體中水蒸汽含量，間接保持了頂部冷凝器中甲銨液的水含量為28。如果頂部塔盤溫度過低（低于130135），則汽提塔頂部氣體中的水含量低，將會導致甲銨液在頂部冷凝器殼程中發(fā)生結晶，由于氣體的不充分冷凝將會使壓力突然增加，此時要將汽提塔和頂部冷凝器的放空閥打開卸壓，并將較稀的汽提塔進料液支流通過急冷管線直接送到頂部冷凝器，溶解甲銨結晶。頂部冷凝器中有少量氣體不發(fā)生冷凝，這些氣體中含有惰性氣體，少量NH3、CO2和水蒸汽，直接送入尿素尾吸塔，用調節(jié)閥來控制壓力。為防止甲銨液在頂部冷凝器內發(fā)生結晶，用溫度較高的封閉調溫水（60）作冷卻劑。調溫水用調溫水泵打入頂部冷凝冷卻器殼程中進行冷卻。通過排除的熱水和補加的循環(huán)水量來控制調溫水泵進口溫度。4.股份2#尿素蒸汽系統(tǒng)工藝流程從外工段送到2#尿素的蒸汽管道共有二根管道：1、蒸汽管網來的219管道可分別送蒸汽到各加熱器使用；2、從三汽鍋爐來的159管道可送蒸汽到2#尿素深度水解系統(tǒng)使用。5.股份2#尿素循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程由尿素循環(huán)水工段送到2#尿素的循環(huán)水經上水總管分配到尿素主廠房各個樓層的冷卻器，經過各個冷卻器換熱后，回到循環(huán)水回水總管之后送到尿素涼水塔進行冷卻再循環(huán)利用。6.股份2#尿素一次水系統(tǒng)工藝流程由1#尿素1#、2#、3#或4#一次水泵送來的一次水先進入蒸發(fā)二表冷換熱后，然后進入氨冷器D換熱之后送外工段使用。7.股份2#尿素脫鹽水系統(tǒng)工藝流程由電廠送來的脫鹽水經脫鹽水泵加壓后，先送到1#2#變換F5換熱后，再經過1#2#尿素系統(tǒng)（作各液位槽補水及系統(tǒng)置換水），多余的水送三汽除氧器使用。8.股份2#尿素泵房設備方位圖第三節(jié) 股份1#2#尿素流化床工藝流程本裝置的基本工作過程分為降溫除塵和粉塵回收。降溫除塵在流化床內進行，從造粒塔底送來的尿素成品進入流化床，在鼓風機輸送來的涼風作用下，粉塵（包括1.2以下的微小顆粒）和熱量被帶走，尿素成品送電子稱包裝，從而實現降溫除塵的目的；粉塵回收在洗滌室內完成，被風吹出來的粉塵和微小顆粒引風機的作用下，進入洗滌裝置，被洗滌室內循環(huán)噴淋的洗滌液所溶解，形成濃度為4050%的尿素水溶液，經回收泵返回蒸發(fā)系統(tǒng)造粒，從而實現粉塵回收目的。第四節(jié) 股份1#2#尿素循環(huán)水工藝流程尿素循環(huán)水崗位共有四臺尿素循環(huán)水泵：1#2#尿素循環(huán)水泵送循環(huán)水到2#尿素；3#尿素循環(huán)水泵為1#2#尿素公用循環(huán)水泵；4#尿素循環(huán)水泵送循環(huán)水到1#尿素；送到1#2#尿素的循環(huán)水經上水總管分配到尿素主廠房各個樓層的冷卻器，經過各個冷卻器換熱后，回到循環(huán)水回水總管之后送到1#8#尿素涼水塔進行冷卻流入尿素循環(huán)水池進入1#、2#、3#、4#尿素循環(huán)水泵再循環(huán)利用；尿素循環(huán)水池的補水由變換一次水回水總管送來。第五節(jié) 股份1#尿素循環(huán)水纖維過濾器工藝流程該設備的結構特點是：在過濾器的濾層上端設有可改變纖維密度的調節(jié)裝置。運行時，水從上至下通過濾層。此時，纖維密度調節(jié)裝置推動纖維向下運動，濾層被加壓后，密度逐漸加大，使濾層沿水流動方向的截面逐漸縮小，相應濾層孔隙直徑和孔隙逐漸減小，實現了深層過濾。當濾層被污染需再清洗再生時，清洗水從下至上通過濾層。這時，纖維密度調節(jié)裝置自動將纖維濾層拉開處于放松狀態(tài)，達到理想的清洗效果。第四章 工藝指標1.壓力部分合成塔操作壓力 19.80.2MPa一段循環(huán)系統(tǒng)壓力 1.6-1.75MPa二段循環(huán)系統(tǒng)壓力 0.10-0.25MPa蒸汽冷凝液膨脹槽壓力 0.25-0.35MPa一段蒸發(fā)系統(tǒng)壓力 450-600mmHg二段蒸發(fā)系統(tǒng)壓力 690mmHg解吸塔壓力 0.30-0.45MPa深度水解汽提塔壓力 0.951.10MPa深度水解塔頂冷凝器壓力 0.851.0MPa2.溫度部分合成塔頂溫度 188.52一分塔出口尿液溫度 1582二分塔出口尿液溫度 1405一吸塔底部溫度 75-95一吸塔出口氣體溫度 48解吸塔底部溫度 138-143一段蒸發(fā)溫度 128-130二段蒸發(fā)溫度 138-142深度水解汽提塔底部溫度 182-188深度水解汽提塔頂部溫度 138-143深度水解塔頂冷凝器下液溫度 50-80深度水解塔頂冷凝器循環(huán)水進口溫度 52-703.組分部分二甲液組份NH3 45%二甲液組份CO2 10-19%氨水組份NH3 39%氨水組份CO2 3%解吸塔出口廢液 NH3 0.07%深度水解廢液 NH3 CO(NH2)2 5PPM4.液位部分液氨緩沖槽液位 20-60%一吸塔液位 在中部視鏡處一分加熱液位槽液位 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%二段蒸發(fā)器液位 在中部視鏡處蒸發(fā)冷凝槽液位 30-90%膨脹槽液位 30-40%深度水解汽提塔液位 40-50%深度水解塔頂冷凝器液位 20-50%5.流化床工藝指標洗滌泵壓力 0.30 Mpa過濾泵壓力 0.20 Mpa 流化床進料溫度 80 流化床出料溫度 45循環(huán)洗滌液溫度 40洗滌液濃度 4050% 6.股份1#2#尿素循環(huán)水循環(huán)水水池液位 80-95%7.股份1#循環(huán)水纖維過濾器處理水 210T/h，旁路過濾最大操作壓力 0.6MPa使用時進出口壓差 0.2MPa清洗空氣壓 0.050.1MPa反洗時間 2040min/次反洗風機型號 BK7011 電機功率 37KW第五章 開車及停車（置換）方案第一節(jié) 尿素大修停車（清洗置換）方案1.前車之鑒2002年12月29日，2系統(tǒng)因清洗置換不徹底而留有死角，在檢修中，二樓發(fā)生火災；2003年1月2日，1系統(tǒng)因尿液槽沒采取隔開措施，致使檢修時尿液槽發(fā)生爆炸；2003年6月16日，2系統(tǒng)再次因清洗置換不徹底，四樓動火時發(fā)生輕微爆鳴。前車之鑒，后世之師，為避免系統(tǒng)接二連三地出現類似問題，特制定水溶液尿素清洗置換方案。2.停車前的準備工作2.1檢查下列排放管線是否暢通合成塔往二段循環(huán)排放管線；一吸塔排放管線；段向CN槽排放管線；二循一冷、二循二冷排放管線；閃蒸至尿液槽管線；熔融泵至尿液槽的循環(huán)管線。2.2檢查沖洗水泵是否備用2.3停車前注意下列各槽位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。將一分加(一吸冷)導淋后排放管線上的盲板拆掉，并將排放管線法蘭上好，以作排放之用。3.停車置換3.1系統(tǒng)停車接調度停車指令后，總控通知NH3庫切氨（注意H2不關），盡量將液NH3緩沖槽內液NH3拉低，以氨泵將要抽空為限（H2液位定為2，觀察NH3泵電流波動情況），此時應先關好G2截止閥，防止在停車時，合成液倒流至中壓系統(tǒng)內。按停車鈴，發(fā)出停車信息，通知泵房、壓縮停車。關合成塔進出口物料管線閥門，泵房總控操作工分三路同時進行：按順序關入塔NH3、CO2、一甲液及合成塔出口。注意防止合成液倒入NH3預熱器和CO2管線而腐蝕或堵塞管道，并且還要防止合成塔掉壓過快，使合成塔內防腐空氣大量逸出，加劇合成塔內部腐蝕。及時啟沖洗水泵將壓力憋至20MPa沖洗合成塔各物料管線，避免管道堵塞。3.2系統(tǒng)泄壓、進水準備手控P13調節(jié)閥及其付線閥進行卸壓，打開付線閥要緩慢，控制好閥門開度，防止NH3在快速泄壓時，氣體因摩擦產生靜電火花發(fā)生燃燒、爆炸，待壓力降至0.8MPa左右時，開全P13及付線閥，并停加二次空氣。壓力降至0.20.4MPa，開高點放空、預分離器氣相導淋、NH3過濾器進口導淋、NH3冷C至清洗器頂部放空閥及系統(tǒng)內所有連通閥及調節(jié)閥，NH3冷C在降壓過程中應該保持NH3冷器內冷卻水流動，防止列管被凍壞，斷循環(huán)水的緊急停車，中壓系統(tǒng)應先緩慢泄壓至正常指標范圍內，待有循環(huán)水后再行泄壓。嚴防中、低壓系統(tǒng)嚴重超壓，發(fā)生爆炸、泄漏等異常情況發(fā)生。通知維修工戴好防護面罩拆除以下盲板：液NH3緩沖過濾器進口加水閥的盲板、一分加熱器導淋盲板、一吸冷進口物料導淋盲板、NH3泵進口導淋盲板。泄壓完后將合成塔出口第二截止閥后法蘭斷開。切斷氨入系統(tǒng)三閥門、NH3過濾器付線閥、前截止閥，并視情況NH3總管是否置換檢修，若需作業(yè)，可不關閥門，聯系合成斷開管道，送水置換?？偪貦z查冷凝液槽補水閥、三樓脫鹽水回水管近路閥是否關閉；泵房啟二甲泵，氨水泵打冷凝液至系統(tǒng)內。通知泵房關好氨泵進口閥門及各泵進口排放閥、導淋，若氨泵需置換檢修可不關進口閥。3.3進水待中壓系統(tǒng)壓力降至0.2MPa左右時，打開系統(tǒng)進水閥門（先小開第一截止閥，再緩慢開啟第二截止閥，檢查閥門內有無水流響聲，管道在進水前后有無溫差，確認脫鹽水進入系統(tǒng)后，逐步緩慢開大閥門，以免閥門開大后大量水在系統(tǒng)內與NH3快速劇烈反應，損壞設備，并注意脫鹽水液位及泵打量。）使置換水沿以下路線置換：液NH3緩沖槽NH3冷卻器液NH3過濾器導淋（合成NH3總管）。尾吸取樣閥有水出，關P13前后截止閥，使水從惰洗器頂部放空閥出，并關好閥門。液NH3緩沖槽一吸塔一吸冷閃蒸加熱利用段一蒸加熱利用段一分塔一分加導淋（先打開一分加導淋，有置換水流出且夾帶氣相少，關好導淋，使水從一分塔漫至預精餾塔）一分塔預精餾塔預分離器、導淋（合成塔出口）待2系統(tǒng)預分離器氣相放空