[实用新型]低能耗CO2汽提法尿素系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种尿素生产系统，具体的说是一种低能耗CO₂汽提法尿素系统。

背景技术

工业化尿素生产是以CO₂气体和液氨为原料，经过高压合成和中压或/和低压分解回收以及真空浓缩、造粒等工序加工成固体尿素产品。

目前，国内外尿素装置生产工艺主要有如下几种：荷兰斯塔米卡邦(Stamicarbon)CO₂汽提法工艺、意大利斯那姆(Snamprogetti)氨汽提法工艺、日本TOYO的ACES21工艺、瑞士卡萨里(Casale)高效合成工艺、水溶液全循环法工艺等。其中，以二氧化碳汽提工艺和氨汽提工艺最具竞争力。

典型的CO₂汽提法工艺流程为，原料氨及CO₂经增压后送入尿素合成塔(压力14~14.5MPaA)合成尿素，出尿素合成塔含甲铵的尿素溶液（即尿素合成液）经高压分解回收(压力14~14.5MPaA)、低压分解回收(压力0.3~0.4MPaA)以及真空浓缩、造粒等工序加工成固体尿素产品。通常，高压分解采用压力为2.3MPaA的中压蒸汽加热，低压分解及真空浓缩则利用高压回收系统副产的0.45MPaA低压蒸汽加热。

通常CO₂汽提法工艺装置中，中压蒸汽(2.3MPaA)主要用于高压CO₂汽提塔的加热及工艺冷凝液处理系统的尿素水解器加热，每吨尿素的蒸汽消耗约为900~950kg，高压甲铵冷凝器副产的0.45MPaA低压蒸汽除去供低压分解塔使用外，每吨尿素约有200kg低压蒸汽需要外送出去。但由于副产的0.45MPaA低压蒸汽品位较低，一般难以利用，即使是注入到CO₂压缩机蒸汽透平（蒸汽透平驱动），其效率也是很低的，有些工厂不得已将其放空，白白浪费掉了。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种低能耗CO₂汽提法尿素系统，具有设备投资低、产能高、能减小高压CO₂汽提塔、高压甲铵冷凝器的规格或尺寸，降低施工难度的低能耗CO₂汽提法尿素系统，其生产工艺简单、在中压条件下，可利用0.45MPaA低压蒸汽进行对尿素合成液中的甲铵进行汽提加热，分流高压CO₂汽提塔的负荷，有效降低CO₂汽提法工艺装置中压蒸汽消耗，使低压蒸汽全部得到合理利用，做到自给平衡的低能耗CO₂汽提法尿素工艺。

工艺包括低能耗CO₂汽提法尿素工艺，将尿素合成液送入高压分解回收系统中在高压CO₂汽提塔中进行高压CO₂汽提、在低压分解塔中进行低压分解，最后在闪蒸槽中闪蒸得到工艺气体及尿素溶液，将尿素合成液分为两部分，一部分送入高压分解回收系统，另一部分送入与高压分解回收系统并联的中压分解回收系统，所述另一部分尿素合成液在中压分解回收系统中的中压CO₂汽提塔中进行中压CO₂汽提，得到混合气体和尿素汽提液，所述尿素汽提液与高压CO₂汽提后的尿素汽提液合并后送入低压分解塔进行低压分解，所述高压分解回收系统副产的低压蒸汽引入中压CO₂汽提塔中的加热段为汽提过程加热。

所述中压CO₂汽提塔的操作压力为1.7~2.5MpaA，吸收液的氨碳摩尔比为： 2.3~2.5，汽提温度为130~140°C，中压CO₂汽提后得到的尿素汽提液中温度为135°C，尿素浓度为55~60%（重量）。所述引入中压CO₂汽提塔的尿素合成液占总的尿素合成液的10~40%（重量）。

由所述闪蒸槽中闪蒸得到的尿素溶液送入真空预浓缩器进一步加热浓缩，得到温度100~115°C，浓度为75~85%（重量）尿素溶液送入下一工序；所述中压CO₂汽提塔顶部出来的混合气体送入真空预浓缩器的下部热能回收段，与来自低压分解回收系统中的甲铵液混合吸收并冷凝得到气液混合物，冷凝热用于加热浓缩来自闪蒸槽的尿素溶液。

所述气液混合物经中压甲铵冷凝器冷凝进一步吸收，然后进入中压甲铵冷凝器液位槽进行气液分离，分离出的甲铵液经高压甲氨泵加压后送入下一工序；分离出的尾气经中压洗涤器洗涤后排出。