改进型全循环法尿素装置设计运行总结

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水溶液全循环尿素生产工艺节能技改总结

水溶液全循环尿素生产工艺节能技改总结
作者/来源：石洪强(智胜化工股分，福建永安366013) 日期：2020-06-07 点击率：13 摘要：简要介绍针对水溶液全循环尿素生产装置中分解、回收、蒸发、深度水解等工序的热能回收不合理、系统阻力大等造成生产能耗高的因素进行分析，并提出改良方法，取得了必然的成效。

关键词：热利用率；改良方法；成效
我公司水溶液全循环尿素生产装置，原设计生产能力180 t／d。

通过采纳双塔并联、预分离—预蒸馏工艺、三段蒸发、低压深度水解、造粒粉尘回收等技术进行改造，生产能力已超过600 t/d，废水、废气排放也达到先进水平。

但装置能耗方面一直处于中等水平(氨耗～585 kg/tur、蒸汽耗～1260 kg/tur、电耗～152 kW·h／tur)，与先进装置有必然差距，有必要在工艺和设备结构上采纳更合理的技术加以改良，降低本装置能耗。

1 尿素合成系统
尿素合成系统为双塔并联方式。

1#、2#尿素合成塔均为φ1200，有效容积V＝26 m3。

2 分解系统。

水溶液全循环尿素装置改造总结

Ｋｅｗｏｄｓｕｅｒｖｍｐｓｍ— ｐｙｒｒａｅａｕｕ
江苏恒盛化肥有限公司水溶液全循环尿素装
一
吸塔由中压联尿素装置的中压吸收塔改造
置系由４ｔ０ｋａ中压联尿装置改造而成，１９／于９６
年４月１１投产。经过几年的技术改造、６３优化操
低。
（）３二分塔二分塔原规格为００ｍ００ｍ，８０ｍ／６０ｍ换热面积为７６１道的配置
经过２０年的技术改造和２００１０２年４月的大修后，装置生产能力达１０ｋａ其主要设备配置５ｔ，／见表ｌ主要管道配置见表２，。
ＡｂｔａｔＡｎａｃｕｔｉｇｖｎｏｅｒｘｍｐｏｑｉｍｅｔｎａｕｅｎｔａｅｎｔｅｔｔｌｅｙｓｒｃｃｏｎｉｅｆｔｅｒｆｕｐｎｒａｕｉｂｓｄｏｈｏａｃ — ｓｈａｅｉｒｃｅｏｑｅｕｏｕｉｎａｄｔｅｍｅｓｒｓａｅｒｒｌＹｓｖｎｎｏｓｍｐｉｎｒｄｃｉｎｌｆｕｏｓｓｌｔｎｈａｕｅｋｎｆｌ ‘ ａｉｇａｄｃｎｕｔｅｕｔ。Ａｅ＂ｅ，ａｏｔｏｅｅｇｏｏｉｓ一ｒｌｘ
尿素合成塔的下部保留３块旋流板，上部增
加８块驼峰板，在生产强度为ｌ．ｔ（ｍ）４８／ｄ・时，Ｃ化率可达６％一７Ｏ转５６％。由于转化率较高，
产要求，但上部分离空间不够，为此将二循一冷上部分离空间增加３ｍ；二循二冷上部增加１５ｍ． ’
作及强化管理，现生产能力达５０ｔｄ生产稳定，１，／

尿素装置增产降耗改造总结

第２期
２１０２年３月
中氮
肥
Ｎｏ２．Ｍａ．２０１ｒ２
Ｍ — ｉｅｔｏｅｏｓＦｒｉｚｒＰｏｒｓＳｚｄＮｉｇｎｕｅｔｌｅｒｇｅｓｒｉ
尿素装置增产降耗改造总结
韩志勇
（大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司，黑龙江伊春北１３０）５１３
计年增加费用２１万元。１（）总经济效益７
６结束语
我公司通过增建６／０ｔｈ三废混燃炉装置对
吹风气锅炉进行节能改造，降低了原材料、燃料
（Ｗ・）。共ｋｈ］
及动力消耗，减少了排放，实现了循环经济，增
造新增１台４１０ｍ的一段分解分离器，把加，０ｍ４热段和分离段分开，提高分离效果，预精馏塔与
［收稿日期］２１－７２０１０ —６［作者简介］韩志勇（９０）男，１７一，山东菏泽人，工程师。
一
分塔分离器合二为一。原有１５Ｉ７ＩＴ的一分加热
扩能至１０ｋ／（５／）７ｔａ５０ｔｄ，并对第２套尿素装置进行节能改造。改造后２套尿素装置总产量达到３０ｋａ以上，并大幅降低了生产成本和各项０ｔ／消耗。由于第２套节能改造项目是第１节能改套造的部分翻版，在此不做论述，仅对第１套老尿
分加热器的换热面积为１５Ｉ，一段分解分离７ＩＴ

水溶液全循环法尿素装置节能改造技术应用总结

举措。尿塔是尿素装置关键设备之一，在尿素合
成反应中，甲铵生成与甲铵脱水生成尿素均在尿
新型尿素特效塔盘，它将传统的板罩结合方式改为用特殊的折板机将板折成Ｓ形结构，并在
ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｙｉｅｌｄｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄａｌｓｏｔｈｅｂｅｎｅｆｉｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｔａｌｕｒｅａｐｌａｎｔ；ｕｒｅａｔｏｗｅｒｔｒａｙ；ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｇａｓ；ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓ；ｓｔｅａｍ
目前，该套装置产能达到４００ｋｔ／ａ，吨尿蒸汽消
耗１１００ｋｇ左右，吨尿液氨消耗５７１ｋｇ，每年可
降低运行成本一千多万元。现简介如下。
１尿塔塔盘更新
提高尿塔ＣＯ转化率，是降低消耗的重要
（ＡｎｈｕｉＨａｏｙｕａｎＣｈｅｍｉｃａｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｉｔｄ．，ＦｕｙａｎｇＡｎｈｕｉ２３６０２３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｈｅｔｏｔａｌｕｒｅａｐｌａｎｔ，ｔａｋｅｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇ

尿素装置节能技术改造小结

１８
小氮肥
第３８卷
第７期
２１００年７月
尿素装置节能技术改造小结
辛向阳王成刚张旭罗学英
（东阿斯德４ｖ有限公司肥城２１０）（山￣＿－－７６０宁坡远东４－集团有限公司３５４）￣＿ｖ－１００液甲铵分解率和总氨蒸出率均能达到设计要求。原Ａ套一吸塔为１００ｍ４０ｍｍ，０ｍＸ８原８Ｂ套一吸塔为１１０ｍｍ × ８０８８８ｍｍ，洗段均精
使总换热面积达到８１Ｉ，４保证了气氨的回收，ｎ放空量明显减少，降低了氨耗。
１３低压系统．
孔板。Ａ套在尿素产品达到５０ｔ时，Ｏ转化９ｄＣ／率６％一６；０６％Ｂ套在尿素产量达到５０ｔ１ｄ时，／Ｃ２Ｏ转化率６％一３０６％。１２中压系统．
０前言
山东阿斯德化工有限公司共有２套尿素装置，Ａ套４ｔａ尿素装置（０ｋ／以下简称Ａ套）用采水溶液全循环法一版通用设计，Ｂ套６ｔａ尿素０ｋ／装置（以下简称Ｂ套）用水溶液全循环法二版采通用设计。经过多年不断挖潜和技术改造，２套
预精馏塔更换了大流通量塔板，将原塔板泡罩中心孔径由０ｍｍ增至７ｍ，０ｍ数量不变，加热器面积１４ｒ改为２０ｍ，一分加热器出１３ｎ０使５尿
压预分离器一分气和二甲液的气液混合物作加热

水溶液全循环尿素装置工艺优化及运行总结

１．２中压分解塔改用自汽提塔
由于传统型水溶液全循环工艺吨尿素汽耗、氨耗偏高，解吸废液中尿素含量也偏高。为此，对该尿素装置进行了节能优化技改。投产运行至今，尿素装置运行稳定，消耗大幅下降。
艺，公称设计能力为４００ｋｔ／ａ，２００７年建成投产。
过一层高效塔盘，气液之间都会重新分布，改善气液相的质热平衡状态，加快ＣＯ：气体在液相中的
溶解速度，促进氨基甲酸铵脱水生成尿素的反应，真正实现减少返混、高效吸收。
自汽提中压分解塔的工作原理是通过液体分布器对尿液的分布呈降膜状态，在加热分解过程
１工艺优化技术方案
１．１尿素合成塔塔盘改造
中，由于过剩氨的蒸发对甲铵的分解产生汽提作
用。自尿素合成塔出来的气液｝昆合物进入预分离器分离成气液两相，其中尿液进入自汽提中压分解塔上部，经蒸镏段的精镏作用以减少气相带水量，再经液体分布器均匀地分配到每根汽提管中，
（１）采用Ｇｃ — ＩＢ型高效翅片式塔盘后，大大提高了ＣＯ转化率，减轻了中压吸收负荷及减少了中压放空量，尿素产品优等品率由原９８．９％提升至９９．５％。增加惰气精洗器后，由于惰气不再送尾气吸收塔，而引入惰气精洗器加压吸收，既可利用分布吸收原理完成惰气精洗，还可避免尾气吸收塔的氨损失，提高了尾气吸收效果。惰气精洗器串联安装于惰洗器之后，使惰气尾

尿素装置扩能改造小结

尿素装置扩能改造小结黑龙江省北大荒股份有限公司化肥分公司1#尿素装置始建于1974年，为水溶液全循环法尿素生产工艺，原设计能力为110Kt/a，装置运行中存在合成塔超年限运行，产量低、消耗高、系统操作弹性小等原因，严重制约着企业的生存发展。

公司经过多方考察，决定采用宁波远东化工集团有限公司专利技术改良型水溶液全循环工艺对1#尿素系统进行节能增产改造，使产量达到170Kt/a。

宁波远东化工集团有限公司的改良全循环法技术是在总结国内外先进尿素工艺技术的基础上开发而成的，适合中小尿素装置的实际情况，投资省、见效快，并已在国内100多家尿素厂采用，实践证明非常成功。

装置改造后于2008年10月28日一次投料开车成功。

一、静止设备的改造1.尿素合成塔的改造因原合成塔已经超过使用年限，此次改造中更新一台容积为44立方米的新合成塔。

新合成塔底部为五块旋流板，中间增加WWS等温内件，上部为16层高效球帽塔盘。

球帽塔盘采用气室型原理，由中心往边缘的开孔率逐渐加大，减少了尿素合成塔内气液之间的速度差，能有效抑制反应物料的返混和滞流现象，反应的气液两相进一步混合均匀，使二氧化碳转化率达到68%以上。

2.中压系统改造2.1原予蒸馏工艺改造为予分离—予蒸馏工艺新增Φ1400予分离器一台，使53%的氨和3%的二氧化碳在予分离器中分离出来，并把预分离气相管道加粗，使予分离器压力降至1.7MPa，保证分离效果。

予分离器气相出口直接进入一吸冷却器进口处，使进入预浓缩器热能回收段的氨碳比下降，由8.03降至3.94，提高溶液的沸点，有利于甲铵热的放出，减少一段蒸发加热器蒸汽用量，并有效减轻了一分塔加热器的负荷。

予蒸馏塔内加入五层DL-Ⅱ型高效塔盘，以提高予蒸馏塔的传质传热效果。

2.2更新一分塔加热器原一分塔加热器加热面积为175 m2，并和一分塔连在一起，由于该结构分离效果较差，操作弹性小，不能满足扩能需要。

本次改造新增一台F=240 m2的一段分解加热器，把加热段和分离段分开，提高分离效果。

尿素技改小结

安徽临泉化工股份有限公司有合成氨(联醇)装置、尿素装置和复合肥装置各2套，生产能力为合成氨25万t／a，尿素30万t／a，复合肥15万t／a，碳铵20万t／a，甲醇6万t／a。

其中第2套尿素装置采用中国五环化学工程公司设计的改进型CO2汽提法尿素生产工艺，于2002年10月建成投产。

1 工艺技术特点CO2汽提法尿素生产工艺主要包括：二氧化碳压缩、脱硫、脱氢，液氨升压、合成汽提、循环、蒸发造粒、解吸和水解等工序。

该工艺具有以下优点。

(1)克服了在较低压力下分解，在较低压力和温度下冷凝吸收，从而不能回收利用甲铵生成热的缺点。

二氧化碳汽提法在高压14.0 MPa、高温185℃下冷凝吸收过剩的氨和循环二氧化碳，回收利用甲铵生成热，副产0.4 MPa低压蒸汽供蒸发、解吸使用，同时还节省了冷却水，降低了电力消耗。

(2)克服了由于逐级降压分解，逐级冷凝吸收而设置的庞大循环系统的缺点。

高压系统的合成塔、汽提塔和高压甲铵冷凝器的物料依靠重力自行循环，从而减少了设备，减化了流程。

(3)提高了热能和塔的利用率。

二氧化碳汽提法采用两段合成，即液氨和气体二氧化碳及回收工序返回的甲铵液在高压甲铵冷凝器内反应生成氨基甲酸铵。

此反应为放热反应，可回收反应热副产蒸汽。

氨基甲酸铵脱水生成尿素是在合成塔中进行，由于甲铵生成热在高压甲铵冷凝器中已被导出，合成塔不需要加入大量的过剩氧来维持自热平衡。

进入合成塔的物料减少，相应增大了合成塔的有效容积。

尿素装置主要设备见表1。

2 生产运行情况自投产以来该装置运行情况总体良好，产品质量和各项消耗均能达到或超过设计标准，运行周期长。

吨尿素耗氨570kg，耗蒸汽1.00t左右，最高班产为275.7 t(蒸发补料)。

受合成氨能力的限制，2台二氧化碳压缩机负荷控制在0.22 MPa，班产210 t左右，氨泵转速65％，甲铵泵转速85％。

此工况下ηCO2＝58％，汽提塔汽提效率82％，产品优等品率20％。

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ａｍｍｏｉｏｓｍｅｃｍｐｒｄｗｉｈｒｄｔｏａｕｌｃｒｕａｒａｐａｔｎｈＯｔｓｖｄｐｒｔｎｏｒａｉ６．ａｎａｃｎｕｏａｅｔｔｅｔａｉｎｌｆｌｉｃｌｒｕｅｌｎ，ａｄｔｅＣＳａｅｅｏｆｕｅｓ８８ＹｕｎＲＭＢ．ｈｉ
ｏｎ，ａｄｃｍｐｒｏｓｍａｅｗｔｎｏａｉｎｗａｄｉＣＯ２ｓｒｐｎｔｏｒａｐｏｅｓｓｈｔｉｉｇｍｅｈｄｕｅｒｃｓ，ＵＴｒａｐｏｅｓａｄｔａｉｏａｆｌｃｒｕａｒａｐｏｅｓｐＩｕｅｒｃｓｎｒｄｔｎｌｕｌｉｃｌｒｕｅｒｃｓ．Ｒｅｕｔｉｄｃｔｓｔａｉｓｌｎｉａｅｈｔｔｅｓｅｍｏｓｍｅｉｏｌ８ｇｐｒｔｎｏｒａｆｒｍｏｉｅｙｅｆｌｃｒｕａｒａｐａｔ．．ｉｉｅｕｅｙ６１ｇｏｔａｅｎｕｎｙ１ｇｏｈｔａｃｎｕｓｎｙ９５ｋｅｏｆｅｏｄｆｄｔｐｕｌｉｃｌｒｕｅｌｎ，ｉｅｔｓｒｄｃｄｂ０ｋｆｓｅｍｏｓｍｅａｄｂ４ｋｆｕｉ
行了对比。结果表明，改进型全循环法尿素装置吨尿素蒸汽消耗仅为９５ｋ，８ｇ比传统全循环法尿素装置降低蒸气消
耗６０ｋ，１ｇ降低氨耗１ｇ吨尿素节约成本８．。４ｋ，６８元关键词：改进型全循环尿素法；素装置；尿蒸汽消耗；ＯＣ转化率；产运行生中图分类号：Ｑ４０５Ｔ４．１文献标识码：Ｂ文章编号：０４— ９１２１）１０４０１０８０（０１０ — ０６— ４
（＆ｏｉｈｉｈｍｉｌｅｉｚｒｏｐｎｔ．ＪｈｕＨｂｉ０３０ＣｉａＪｈｕＹｎａＣｅｃｒｌｅＣｍａｙＬｄ，＆ｏｅｅａＦｔｉ５２０ｈｎ）
ＡｂｔａｔＡｕｈｒｈｓｉｔｄｃｄｔｅｐｏｕｉｇａｄｒｎｉｇｅｆｃｏｄｆｅｙｅｆｌｃｒｕａｒａｐａｔｗｉａａｉｆ０／ａａｎｌｚｄｓｒｃ：ｔｏａｎｒｕｅｈｒｄｃｎｎｕｎｎｆｅｔｆｒｍｏｉｄｔｐｕｌｉｃｌｒｕｅｌｎｔａｃｐｃｔｏ０ｔ，ｈｓａａｙｅｏｉｈｙ７ｔｅｐｏｕｔｅｒｎｉｇｄｔｒｔｉｒａｐａｔｆｍｓｅｔｏＯ２ｃｎｅｓｏａｅｔａｏｓｍｅ，ｈａａａｃｆｆｔｓａｅａｓｒｔｎｓｓｅａｄＳｈｒｄｃｉｕｎｎａａｆｈｓｕｅｌｎｒｖｏｏａｐｃｓｆＣｏｖｒｉｎｒｔ，ｓｅｍｃｎｕｅｔｂｌｎｅｏｉｔｇｂｏｐｉｙｔｍｎＯｌｎｏ
Ｆｅ．２ｂＯｌ１
・
化肥设计
ＣｈｅｃｌＦｒｉｚｒＤｅｉｎｍｉａｅｔｉｅｓｇｌ
第４９卷
第１期
４・６
２１０１年２月
改进型全循环法尿素河北冀州０３０）５２０
Ｋｅｒｓｍｏｆｄｔｐｕｌｃｒｕａｒａｐｏｅｓｙｗｏｄ：ｄｉｅｙｅｆｌｉｌｒｕｅｒｃｓ；ｕｅｌｎ；ｓｅｍｏｓｍｅ；ＣＯ２ｃｎｅｓｏａｅ；ｐｏｕｔｏｕｎｎｉｃｒａｐａｔｔａｃｎｕｏｖｒｉｎｒｔｒｄｃｉｎｒｎｉｇ
冀州银海化肥有限责任公司 Ⅱ期７０ｔｄ尿素０／装置采用改进型全循环法尿素工艺技术，工程投资７５０万元，０６年７月土建施工，０７年３月管道０２０２０安装，０８９月１２０年７日１次开车成功。在这套尿素装置中，采用了武汉绿寰科技发展有限公司开发的多项先进技术，括Ｇ包Ｃ—ＩＢ尿塔塔盘、分预热一
ＤｅｉｎｉｎＯｐｒｔｎｕｍｍａｉａｉｎｉｏｉｅｐｅＦｕｌＣｉｃａｉｎＵｒａＰｌｎｔｓｇｎｇａｄｅａｉｇＳｒｚｔｏｎＭｄｆｄＴｙｌｒｕｌｔＯｅａｉ
ＬＩＣａｇｆｈｎ —ｕ
摘
要：介绍了７０ｔｄ改进型全循环法尿素装置的生产运行效果。从ｃ转化率、汽消耗、吸系统热平衡等０／０蒸一
方面分析了该尿素装置的生产运行数据，与Ｃ汽提法尿素工艺、Ｔ尿素工艺以及传统全循环法尿素工艺进并ＯＵＩ