[发明专利]一种提高尿素生产能力的深度水解系统节能优化工艺

摘要

本发明属于尿素生产技术领域，可用于水溶液全循环法、CO₂汽提法、NH₃汽提法和其它尿素生产工艺。具体的说是一种操作压力在1.1-2.5Mpa范围内的提高尿素生产能力的深度水解系统节能优化工艺，通过汽提-水解单塔工艺，将汽提-水解塔顶出来的气相直接引入中低压系统的分解设备（精馏塔）中，最大限度地回收汽提-水解塔塔顶气相热量，将其多余的水分限制在中低压系统的尿素溶液中，使进尿素合成塔物料的水碳比可控，从而提高尿素合成中CO₂的转化率，降低单位尿素的生产能耗，使其低于设计值。本发明还去掉了现有汽提-水解单塔工艺中的回流液，进一步减少了能量的消耗和设备的投资，简化了系统的操作运行。

主权项

一种提高尿素生产能力的深度水解系统节能优化工艺，其特征在于：1）、由工艺冷凝液槽来的含有氨、二氧化碳、尿素和水的工艺冷凝液经汽提‑水解泵送至高效换热器，与来自汽提‑水解塔底的出液（190‑220℃）进行换热，经预热至180‑200℃后进入汽提‑水解塔。工艺冷凝液中的尿素在汽提‑水解塔内高温和足够的停留时间下完全水解，最终水解废液自塔底经高效换热器以及废液冷却器排至界外，其尿素和氨的含量不大于5ppm，可直接作为低压锅炉的给水或送到高压锅炉的给水预处理系统，实现水的高级别利用。汽提‑水解塔内游离的氨、二氧化碳以及由尿素水解得到的氨、二氧化碳和水一同从汽提‑水解塔顶排出，温度约为170‑190℃，直接进入中低压系统的分解塔（精馏塔）下部的气相空间。所述的汽提‑水解塔的关键控制参数为外送净化水中的氨、尿素含量，可以通过调节进入汽提‑水解塔的蒸汽量和出塔气相自控阀进行调整。2）、从分解塔（精馏塔）下部的气相空间进料的汽提‑水解塔顶部出气与自分解设备（精馏塔）顶部进料的冷尿液（通过塔盘或填料）逆流接触。汽提‑水解塔顶部出气中约60%‑85%的水蒸汽被冷凝到尿液中，放出的潜热和显热使得尿液中的氨基甲酸铵部分分解为游离氨和二氧化碳，并随部分水蒸汽从塔顶排出，进入回收系统；从分解塔（精馏塔）出来的液相进入尿素浓缩系统后加工成尿素产品。所述的分解塔（精馏塔）根据不同的尿素工艺可采用板式塔或填料塔，塔内设有气体和液体分布装置。3）、汽提‑水解塔顶出气不经冷凝回流直接进入分解塔（精馏塔）中，充分回收利用了汽提‑水解气中的潜热和显热，大幅度减少了氨基甲酸铵溶液中的水含量，从而降低了进尿素合成塔溶液中的水碳比，增加了后续的低压循环系统的操作弹性，通过调节低压回收系统的加水量主动控制进尿素合成塔的水碳比在最佳范围，使尿素合成中CO₂的转化率提高1%‑3%，降低了分解过程中的中、低压蒸汽消耗和电耗。所述的汽提‑水解塔不设回流装置，不仅减少了设备，简化了操作流程，还降低了一些不必要的蒸汽消耗。