專利名稱：水溶液全循環(huán)法制備尿素的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水溶液全循環(huán)法制備尿素的裝置。
背景技術(shù)：
在高溫高壓下的尿素合成塔中，入塔化學反應物料組成為NH3/C02 = 4(分子比)， H20/C02 = 0. 7 (分子比)，生成尿素的化學反應主要有兩個過程組成， 一是原料氨和二氧化 碳生成甲銨的快速放熱反應，另一個是甲銨脫水轉(zhuǎn)化成尿素的慢速吸熱反應。目前由于二 氧化碳轉(zhuǎn)化率的限制，未能轉(zhuǎn)為尿素的甲銨及過量氨在出合成塔后，經(jīng)中、低壓兩段減壓， 加熱分解過程中，用水加以吸收再生成甲銨的反應，然后循環(huán)返回合成塔。兩段分解后的尿 液經(jīng)兩段蒸發(fā)后尿液濃度達99.7% (熔融尿素)送造粒塔頂經(jīng)噴頭噴灑造粒。 使用傳統(tǒng)工藝的中型裝置1980年測定汽耗為1500kg，由于合成轉(zhuǎn)化率由設計 63%上升到65%。 60年代末由南京化肥廠尿素中試裝置上，開發(fā)了預蒸餾流程，即一分 加分離出16(TC —分氣與合成塔出來的115t:物料進行傳熱交換，把合成塔出液加熱到 135t:，預蒸餾氣上升到125t:，因此一分加加熱到16(TC的汽耗大幅度下降；以及預蒸餾工 藝時，改善了系統(tǒng)水平衡條件，降低H20/C02至0. 65，轉(zhuǎn)化率到67%。 1983年預蒸餾工藝裝 置測得汽耗為1350kg。 現(xiàn)有的一種專利號為CN92104670. 7名稱為《水溶液全循環(huán)法尿素生產(chǎn)工藝改造 技術(shù)》的實用新型專利公開了一種工藝設備，其將(A氣提技術(shù)引入水溶液全循環(huán)生產(chǎn)工 藝，對原裝置高壓圈進行改造，增加氣提塔、高壓冷凝器、汽包、第二合成塔等，中低壓系統(tǒng) 不變。該實用新型可憑借位差、或用升壓泵使高壓圈物料循環(huán)。用該實用新型改造原裝置， 僅用管路與原有尿素合成塔，中壓系統(tǒng)連接，可邊生產(chǎn)邊改造，檢修時，只要切斷連通閥， 即可恢復原流程生產(chǎn)。采用該實用新型的技術(shù)，生產(chǎn)噸尿素其能耗能下降34%，成本下降 25. 95元，產(chǎn)量增加60%以上。但其缺點是該工藝設備中，一段系統(tǒng)生成甲銨的反應熱和 冷凝潛熱，未能充分回收，熱能利用率低，以及一段分解采用預分離流程由于設計容積小， 不能達到設計時的預分離效率，使一段分解加熱器的汽耗要占整個汽耗的60 % ，每生產(chǎn)一 噸尿素蒸氣消耗要高達1700kg，所以其設備還有待于改進。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種水溶液全 循環(huán)法制備尿素的裝置，該裝置能將合成塔出來的混和物在進入預蒸餾塔前能分離出大部 分過量的氨，使進人預蒸餾塔的組成有較大的改變，使朋3/0)2的含量下降；C02的分壓上 升，從而有效地下降了蒸氣的消耗量。 本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種水溶液全循環(huán)法制備 尿素的裝置，包括有合成塔、預蒸餾塔、一段吸收塔、二分塔、閃蒸槽、蒸發(fā)加熱器、蒸發(fā)分離 器、造粒塔，所述合成塔的底部設置原料輸入口 ，合成塔的頂部通過管道與預蒸餾塔的進口 相連接，該預蒸餾塔的液相出口通過管道與二分塔的進口相連接，而預蒸餾塔的氣相出口
4通過管道與蒸發(fā)加熱器的進口相連接，且該預蒸餾塔上設置有加熱反應料的一段分解加熱 器，所述二分塔的氣相出口通過管道經(jīng)循環(huán)冷卻器與尾氣吸收塔相連接，尾氣吸收塔的氣 相出口與通過控制閥與外界相連通，而二分塔的液相出口通過管道與閃蒸槽的進口相連 接，所述閃蒸槽的氣相出口通過管道經(jīng)閃蒸冷凝器與尾氣吸收塔相連接，閃蒸槽的液相出 口通過管道與蒸發(fā)加熱器的進口相連接，而蒸發(fā)加熱器通過管道與蒸發(fā)分離器相連通，而 蒸發(fā)分離器的氣相出口通過管道經(jīng)蒸發(fā)分離器的冷凝器而與尾氣吸收塔相連接，蒸發(fā)分離 器的液相出口通過管道和輸送泵與造粒塔相連接，其特征在于所述合成塔與預蒸餾塔之 間相連通的管道上設置有預分離器，該預分離器的液相出口與預蒸餾塔的進口相連接，而 預分離器的氣相出口通過管道與一段吸收塔的進口相連接，在一段吸收塔上設置有一段吸 收塔冷卻器，而該一段吸收塔的液相出口通過管道與合成塔底部的原料輸入口相連接，而 一段吸收塔的氣相出口通過管道與氨冷卻器的進口相連接，而氨冷卻器的液相出口通過管 道與一段吸收塔的第二進口相連接，而氨冷卻器的氣相出口與惰洗器的進口相連接，而惰 洗器的出口通過管道與尾氣吸收塔相連接。 作為改進，所述惰洗器的氣相出口通過管道與惰洗精洗器的進口相連接，惰洗精 洗器的出口通過管道與尾氣吸收塔的進口相連接。 再改進，所述閃蒸槽設置有閃蒸加熱器，該閃蒸加熱器的進口通過管道與二分塔 的液相出口相連接，而閃蒸加熱器的出口與閃蒸槽的進口相連通。 再改進，所述一段分解加熱器其中的蒸氣加熱管冷凝液出口通過管道與蒸氣膨脹 罐的進口相連接，而蒸氣膨脹罐的出口通過管道與閃蒸加熱器的加熱管的進口相連接。 再改進，所述裝置中還可設置有氣提水解塔和氣提水解塔換熱器，所述氣提水解 塔換熱器的進口通過管道與廢液回收部的給料泵相連通，而氣提水解塔換熱器的出口與氣 提水解塔的進口相連接，而該氣提水解塔的氣相出口與一段蒸發(fā)加熱器的進口相連接，而 氣提水解塔的液相出口與氣提水解塔換熱器的加熱管進口相連接，而氣提水解塔換熱器的 加熱管冷凝液出口通過管道與鍋爐進水管相連接，并在該氣提水解塔底部設置有蒸氣加熱 器。 再改進，所述蒸發(fā)加熱器可包括有一段蒸發(fā)加熱器和二段蒸發(fā)加熱器，而所述的
蒸發(fā)分離器包括一段蒸發(fā)分離器和二段蒸發(fā)分離器，而所述的蒸發(fā)分離器的冷凝器包括有 一段蒸發(fā)分離冷凝器和二段蒸發(fā)分離冷凝器，所述閃蒸槽的液相出口通過管道與一段蒸發(fā) 加熱器的進口相連接，而一段蒸發(fā)加熱器的出口通過管道與一段蒸發(fā)分離器相連通，而一 段蒸發(fā)分離器的氣相出口通過管道與一段蒸發(fā)分離冷凝器相連接，而該一段蒸發(fā)分離冷凝 器的氣相出口與尾氣吸收塔相連接，而一段蒸發(fā)分離冷凝器的液相出口通過管道與廢液回 收部相連通，而一段蒸發(fā)分離器的液相出口與二段蒸發(fā)加熱器的進口相連接，而該二段蒸 發(fā)加熱器的出口通過管道與二段蒸發(fā)分離器相連接，該二段蒸發(fā)分離器的氣相出口通過管 道與二段蒸氣分離冷凝器相連接，而該二段蒸氣分離冷凝器的氣相出口與尾氣吸收塔相連 接，而二段蒸發(fā)分離冷凝器的液相出口通過管道與廢液回收部相連接，而二段蒸發(fā)分離器 的液相出口通過管道與造粒塔相連接。 再改進，所述氨冷卻器包括有第一氨冷卻器和第二氨冷卻器，所述一段吸收塔的 氣相出口通過管道與第一氨冷卻器的進口相連接，而第一氨冷卻器的氣相出口通過管道與 第二氨冷卻器的進口相連接，而第二氨冷卻器的氣相出口與惰洗器的進口相連接，而第于氨冷卻器與第二氨冷卻器的液相出口分別通過管道與液氨緩沖罐進口相連接，而液氨緩沖 罐的出口與一段吸收塔的第二進口相連接。 再改進，所述二分塔的氣相出口通過管道經(jīng)循環(huán)冷卻器與尾氣吸收塔相連接具體 結(jié)構(gòu)為所述循環(huán)冷卻器包括第一循環(huán)冷卻器和第二循環(huán)冷卻器，二分塔的氣相出口通過 管道第一循環(huán)冷卻器的進口相連接，而第一循環(huán)冷卻器的氣相出口與第二循環(huán)冷卻器的進 口相連接，而第二循環(huán)冷卻器的氣相出口通過管道與尾氣吸收塔相連接，而第一循環(huán)冷卻 器和第二循環(huán)冷卻器的液相出口分別通過管道與廢液回收部相連接。 再改進，所述一段分解加熱器設置于預蒸餾塔上的具體設置結(jié)構(gòu)為，從所述預分 離器分離后的液體進入預蒸餾塔后并通過管道與設置于預蒸餾塔外部的一段分解加熱器 的進口相連接，而一段分解加熱器的出口通過管道與返回預蒸餾塔內(nèi)腔的返回管道相連 接。這里要說明一下一段分解加熱器的出口與上述提到的一段分解加熱器其中的蒸氣加 熱管冷凝液出口是不同的出口 ， 一段分解加熱器的出口是指氣液原料的出口 ，而一段分解 加熱器其中的蒸氣加熱管冷凝液出口是指用于加熱氣液原料液的盤繞蒸氣流通管的出口 。 再改進，所述一段吸收塔冷卻器設置于一段吸收塔上的具體結(jié)構(gòu)選擇為所述一 段吸收塔冷卻器的進口與預分離器的氣相出口相連接，該一段吸收塔冷卻器的出口通過管 道與一段吸收塔的進口相連接。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于將預分離器，按裝在預蒸餾塔前，使預分 離器能分離出過量氨，本裝置投產(chǎn)所需時擴大了熱利用段面積，即擴大了一段吸收體積，增 加一段蒸發(fā)能力，又提高熱能回收率，是一舉三得的方案，使每生產(chǎn)一噸尿素蒸氣消耗量有 效下降；還有，本裝置增加了閃蒸加熱器，在蒸發(fā)工序中形成三段蒸發(fā)的模式，閃蒸加熱器 的熱源利用一分段加熱器的余熱，先閃蒸出部分蒸氣。這樣使尿液濃度提高，從而進一步降 低了蒸氣的消耗量；且本裝置投資少、生產(chǎn)效果好，是一種理想的尿素生產(chǎn)設備。

圖1為本實用新型實施例的工藝流程圖； 圖2是氣提水解塔的工藝流程圖。該兩者之間的安裝位差為15米，具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。 如圖1和圖2所示，本實施例的水溶液全循環(huán)法制備尿素的裝置，包括有合成塔1 、 預蒸餾塔3、一段吸收塔21、二分塔33、閃蒸槽4、蒸發(fā)加熱器、蒸發(fā)分離器、蒸發(fā)分離器的冷 凝器、造粒塔7，所述合成塔1的底部設置原料輸入口 ，而合成塔1的頂部通過管道與預蒸餾 塔3的進口相連接，而該預蒸餾塔3的液相出口通過管道與二分塔33的進口相連接，而預 蒸餾塔3的氣相出口通過管道與蒸發(fā)加熱器的進口相連接，該蒸發(fā)加熱器包括有一段蒸發(fā) 加熱器51和二段蒸發(fā)加熱器61，而上述的蒸發(fā)分離器包括一段蒸發(fā)分離器52和二段蒸發(fā) 分離器62，而蒸發(fā)分離器的冷凝器包括有一段蒸發(fā)分離冷凝器53和二段蒸發(fā)分離冷凝器 63。閃蒸槽4的液相出口通過管道與一段蒸發(fā)加熱器51的進口相連接，而一段蒸發(fā)加熱器 51的出口通過管道與一段蒸發(fā)分離器52相連通，而一段蒸發(fā)分離器52的氣相出口通過管 道與一段蒸發(fā)分離冷凝器53相連接，而該一段蒸發(fā)分離冷凝器53的氣相出口與尾氣吸收塔8相連接，而一段蒸發(fā)分離冷凝器53的液相出口通過管道與廢液回收部相連通，而一段 蒸發(fā)分離器52的液相出口與二段蒸發(fā)加熱器61的進口相連接，而該二段蒸發(fā)加熱器61的 出口通過管道與二段蒸發(fā)分離器62相連接，該二段蒸發(fā)分離器62的氣相出口通過管道與 二段蒸氣分離冷凝器63相連接，而該二段蒸氣分離冷凝器63的氣相出口與尾氣吸收塔8 相連接，而二段蒸發(fā)分離冷凝器63的液相出口通過管道與廢液回收部相連接，而二段蒸發(fā) 分離器62的液相出口通過管道與造粒塔7相連接。且該預蒸餾塔3上設置有加熱反應料 的一段分解加熱器31，從預分離器2分離后的液體進入預蒸餾塔3后并通過管道與設置于 預蒸餾塔3外部的一段分解加熱器31的進口相連接，而一段分解加熱器31的出口通過管 道與返回預蒸餾塔3內(nèi)腔的返回管道相連接。二分塔33的氣相出口通過管道經(jīng)循環(huán)冷卻 器與尾氣吸收塔8相連接。該循環(huán)冷卻器包括第一循環(huán)冷卻器34和第二循環(huán)冷卻器35， 二 分塔33的氣相出口通過管道第一循環(huán)冷卻器34的進口相連接，而第一循環(huán)冷卻器34的氣 相出口與第二循環(huán)冷卻器35的進口相連接，而第二循環(huán)冷卻器35的氣相出口通過管道與 尾氣吸收塔8相連接，而第一循環(huán)冷卻器34和第二循環(huán)冷卻器35的液相出口分別通過管 道與廢液回收部相連接。而尾氣吸收塔8的氣相出口與通過控制閥與外界相連通，而二分 塔33的液相出口通過管道與閃蒸加熱器42的進口連接，而閃蒸加熱器42的出口與閃蒸槽 4的進口相連通。閃蒸加熱器42的熱源來自于一段分解加熱器31的冷凝液余熱，即一段分 解加熱器31其中的蒸氣加熱管冷凝液出口通過管道與蒸氣膨脹罐32的進口相連接，而蒸 氣膨脹罐32的出口通過管道與閃蒸加熱器42的加熱管的進口相連接。上述合成塔1與預 蒸餾塔3之間相連通的管道上設置有預分離器2，該兩者之間的安裝位差為15米，即預分離 器2高出預蒸餾塔15米，該預分離器2的液相出口與預蒸餾塔3的進口相連接，而預分離 器2的氣相出口通過管道與一段吸收塔21的進口相連接，在一段吸收塔21上設置有一段 吸收塔冷卻器20，該一段吸收塔冷卻器20的進口與預分離器2的氣相出口相連接，該一段 吸收塔冷卻器20的出口通過管道與一段吸收塔21的進口相連接。而該一段吸收塔21的 液相出口通過管道與合成塔1底部的原料輸入口相連接，而一段吸收塔21的氣相出口通過 管道與氨冷卻器的進口相連接，該氨冷卻器包括有第一氨冷卻器23和第二氨冷卻器24，所 述一段吸收塔21的氣相出口通過管道與第一氨冷卻器23的進口相連接，而第一氨冷卻器 23的氣相出口通過管道與第二氨冷卻器24的進口相連接，而第二氨冷卻器24的氣相出口 與惰洗器26的進口相連接，而第一氨冷卻器23與第二氨冷卻器24的液相出口分別通過管 道與液氨緩沖罐25進口相連接，而液氨緩沖罐25的出口與一段吸收塔21的第二進口相連 接。而惰洗器26的氣相出口通過管道與惰洗精洗器27的進口相連接，而惰洗精洗器27的 出口通過管道與尾氣吸收塔8的進口相連接。 上述裝置中還設置有氣提水解塔9和氣提水解塔換熱器91，所述氣提水解塔換熱 器91的進口通過管道與廢液回收部的給料泵93相連通，而氣提水解塔換熱器91的出口與 氣提水解塔9的進口相連接，而該氣提水解塔9的氣相出口與一段蒸發(fā)加熱器51的進口相 連接，而氣提水解塔9的液相出口與氣提水解塔換熱器91的加熱管進口相連接，而氣提水 解塔換熱器91的加熱管冷凝液出口通過管道與鍋爐進水管相連接，并在該氣提水解塔底 部設置有蒸氣加熱器92。 以下對實用新型的工藝流程作詳細說明 1、原料0)2、液氨、循環(huán)回收工序來的一甲液同時送入尿素合成塔1的底部，在壓力對壓力)，溫度為188t:的合成條件下，經(jīng)過足夠的停留時間，約63% 的C02轉(zhuǎn)化為尿素。反應熔融物自塔頂排出，尿素合成塔壓力由出口壓力調(diào)節(jié)閥控制。 2、尿素合成塔3的反應熔融物經(jīng)出口壓力調(diào)節(jié)閥減壓至1. 77MPa(絕)，進入預蒸 餾塔3上部，在此分離出閃蒸氣體后，溶液自流至中部蒸餾段，與一段分解加熱器31來的熱 氣體逆流接觸，進入換熱蒸餾，使液相中部分甲銨和過剩氨分解，氣化進入氣相。同時，氣相 中的水蒸汽部分冷凝，預蒸餾后的尿液自蒸餾段下部流往一段分解加熱器31。在蒸汽的加 熱作用下，約88%的甲銨在此分解，約155 169t:的氣液混合物自一段分解加熱器31上 升到預蒸餾底部分離為兩相，液相自塔底排出，經(jīng)減壓送往二分塔33，氣相自下而上地通過 蒸餾段自塔頂排往一段蒸發(fā)器熱能回收段。 3、來自預蒸餾塔頂?shù)囊欢畏纸鈿馀c二甲液在一段蒸發(fā)器加熱器51熱能回收段混 合，發(fā)生部分冷凝，放出的熱量用于加熱尿素溶液。熱能回收段排出的氣液混合物進入一段 吸收塔冷卻器20底部，在循環(huán)冷卻軟水的冷卻作用下，氣體進一步發(fā)生冷凝。出一段吸收 塔冷卻器20的氣液混合物進入一段吸收塔21底部，氣相經(jīng)鼓泡段鼓泡吸收后，進入精洗段 被來自惰洗器的濃氨水與來自液氨緩沖槽的回收氨進一步精洗吸收，塔頂排出的約50°C ， 含C02 < 100ppm的氣氨進入第一氨冷卻器23，部分氣氨在此被冷凝下來流往液氨緩沖漕 25。出氨第一冷凝器23的氣體經(jīng)惰洗器防爆空間后，進入第二氨冷卻器24，在此冷凝的液 氨也流往液氨緩沖漕25。未冷凝氣體送至惰洗器，被來自二循二冷凝器的氨水吸收，尾氣減 壓送至尾吸塔。 4、預蒸餾塔排出的尿液減壓至0. 29 0. 39MPa(絕)后，送入二分塔33上部的填 料段，與來自二分塔加熱段的氣體逆流接觸后進入加熱段，被蒸汽加熱到135 14(TC。尿 液中殘留的過剩氨與甲銨在此基本氣化分解進入氣相。出加熱段的氣液混合物經(jīng)分離后， 尿液減壓送往閃蒸槽4，氣體經(jīng)填料段后自二分塔33塔頂排出，與來自解吸系統(tǒng)的解吸氣 混合后依次進入第一循環(huán)冷卻器、第二循環(huán)冷地卻器，尾氣去尾吸塔。 5、二分塔33排出的尿液減壓至約0. 044MPa(絕)后進入閃蒸槽4，在此分離為氣 液兩相。溫度約9(TC、71^重量的尿液排往一段蒸發(fā)加熱器31，在0.033MPa(絕)下，尿 液經(jīng)熱能回收段和蒸汽加熱段被加熱13(TC，濃度達約96X (重量)。在一段蒸發(fā)分離器 52分離出的尿液去二段蒸發(fā)加熱器61，在壓力0. 0033MPa(絕)、溫度14(TC下被濃縮到約 99.7% (重量)的熔融尿液，經(jīng)分離段分離后，熔融尿液由輸送泵送往位于造粒塔7頂部 的旋轉(zhuǎn)噴頭進行造粒。造粒塔底部得到的成品顆粒尿素由膠帶輸送機送至包裝工段稱量包 裝。 6、預分離到預蒸餾工藝的開發(fā) 新工藝中增設了預分離器2，使一段分解系統(tǒng)由原來預蒸餾工藝改為預分離一預 蒸餾工藝，預分離器能分離出53%的過量氨和15%的甲銨，從而大大改變了預蒸餾氣相組 成，使預蒸餾塔出口氣相中的朋3/0)2由原預蒸餾工藝時的8. 03下降到3. 94 ;(A分壓由原 10.4%上升到18.6%。該專利又同時調(diào)整了二段的操作工藝指標，使二甲液中(A組分由 原來的16% -18%下降到14%，預蒸餾氣及稀二甲液在能一段蒸發(fā)加熱器51的熱能利用段 中發(fā)生更多的生成甲銨的反應。由于朋3/0)2的下降，甲銨沸點溫度上升，有利于熱能的回 收，熱能回收率由原30%上升到85%以上。 該專利又擴大了一蒸熱利用段面積。此技術(shù)增加一段蒸發(fā)能力，又提高熱能回收
8率，同時擴大了一段吸收體積，是一舉三得的方案，使汽耗下降到1180kg。這是本工藝降低 汽耗的核心技術(shù)。這也是增產(chǎn)技改時最簡單的技術(shù)、技改投資最節(jié)省、降汽耗效果最好的技 術(shù)。 7、增加閃蒸加熱器 該專利在閃蒸槽4前增加一臺閃蒸加熱器42，在蒸發(fā)工序中形成三段蒸發(fā)的模 式。閃蒸加的熱源利用高壓蒸汽冷凝液的余熱，先閃蒸出0.6MPa的蒸汽。這樣使尿液濃度 由67%提濃至74%。此措施節(jié)省蒸汽80kg，汽耗下降到1100kg。 8、使用一吸外冷卻器(指一段吸收塔冷卻器) 由于預分氣中含有92%朋3，把預分氣直接引入一段吸收冷卻器20中，此時增加 了一吸外冷卻器吸收C02的功能，同時加大調(diào)溫脫鹽水的循環(huán)量，把反應熱移出來，從而吸 收更多的(A，最終降低一段吸收塔的吸收負荷。 一吸塔中熱負荷下降的標志，是平衡熱負 荷的回流氨量由原0. 6-0. 8m3/tur下降至0. 20-0. 25m3/tur，同時一吸塔的操作工況更趨 9、增設惰洗精洗器 在惰洗器后增加一臺0. 4Mpa惰洗器精洗器，利用二表液作吸收劑，使尾氣中的氨 含量由原設計的9. 63%降至2. 03%，每噸尿素可降低氨耗3 5Kg 10、采用深度水解技術(shù) 水解裝置回收的NH3、C02以及H20能以液態(tài)返回尿素裝置，與原流程解吸裝置以氣 態(tài)形式相比，大大減輕了低壓吸收系統(tǒng)的負荷。同時采用深度水解后能將排放廢液中的氨 含量從原來700ppm降至5卯m，尿素含量原來15000ppm降至只有5卯m，噸尿可降低氨耗5 6Kg。 11、增加了氣提水解塔來自合成氨及尿素系統(tǒng)工藝的冷凝液經(jīng)氣提水解塔給料 泵到氣提水解塔后，最后去一段蒸發(fā)器熱能段(即一段蒸發(fā)加熱器中物料管外進行加熱)。 以下對本實用新型作進一步說明 1、本實用新型將預分離器安裝在預蒸餾塔前，兩者之間的安裝位差為15米，以及 使預分離器在運行中的實際壓力接近設計時所取的1. 7MPa壓力值，以提高預分離效率，結(jié) 果這第一步在第一個尿素裝置上開發(fā)成功，汽耗值下降100kg，實測值為1280kg。 2、由于安裝了預分離器，使預分離器能分離出53%的過量氨，因此預蒸餾氣氣相 組成有較大的改變，即NH3/C02由原預蒸餾工藝時的8. 03下降到3. 94 ;C02分壓由原10. 4% 上升到18. 6%。作者又調(diào)整了二段的操作工藝，使二甲液中C02組分由16% -18%下降到 14%，預蒸餾氣及稀二甲液在一段蒸發(fā)加熱器51的熱能利用段中發(fā)生更多的生成甲銨的 反應。由于朋3/0)2的下降，甲銨熔點溫度上升，有利于熱能的回收，熱能回收率由原30% 上升到85%以上。 作者在投產(chǎn)所需時擴大了熱利用段面積。此技術(shù)擴大了一段吸收體積，增加一段 蒸發(fā)能力，又提高熱能回收率，是一舉三得的方案，結(jié)果使汽耗下降到1180kg。這是本工藝 降低汽耗的核心技術(shù)。這也是增產(chǎn)技改時最簡單的技術(shù)、技改投資最節(jié)省、降汽耗效果最好 的技術(shù)。 3、使用好一段吸收塔冷卻器 由于預分氣中含有92%朋3，把預分氣直接引入一段吸收塔冷卻器20中，此時增加了一吸外冷卻器吸收(A的功能，所以需增加一吸外冷卻器的面積，同時必需加大調(diào) 溫脫鹽水的循環(huán)量，把反應熱移出來，才能吸收更多的(A，最終降低一段吸收塔的吸收負 荷。 一吸塔中熱負荷下降的標致，是平衡熱負荷的回流氨量由原0. 6-0. 8mVtur下降至 0. 20-0. 25mVtur，同時一吸塔的操作工況更趨穩(wěn)定。 4、增加閃蒸加熱器42，在蒸發(fā)工序中形成三段蒸發(fā)的模式。閃蒸加的熱源利用高 壓蒸汽冷凝液的余熱，先閃蒸出0.6MPa的蒸汽。這樣使尿液濃度由67%提濃至74%。此 措施節(jié)省蒸汽80kg，汽耗下降到1100kg。 5、尿素裝置在投產(chǎn)過程中，一般增加一個等面積的一段吸收塔冷卻器20，所以工 藝流程中有兩個串聯(lián)的外冷卻器，使系統(tǒng)壓力上升O. 05MPa;在新裝置中抵用一個大面積 的外冷卻器，因此一段分解系統(tǒng)壓力下降0. 05MPa，預分離器的壓力接近設計值1. 7MPa。因 此預分離效率提升，則一分加的汽耗下降，和熱能利用段的熱能回收率上升，使汽耗達到 1000kg。
權(quán)利要求一種水溶液全循環(huán)法制備尿素的裝置，包括有合成塔(1)、預蒸餾塔(3)、一段吸收塔(21)、二分塔(33)、閃蒸槽(4)、蒸發(fā)加熱器、蒸發(fā)分離器、造粒塔(7)，所述合成塔(1)的底部設置原料輸入口，而合成塔(1)的頂部通過管道與預蒸餾塔(3)的進口相連接，而該預蒸餾塔(3)的液相出口通過管道與二分塔(33)的進口相連接，而預蒸餾塔(3)的氣相出口通過管道與蒸發(fā)加熱器的進口相連接，且該預蒸餾塔(3)上設置有加熱反應料的一段分解加熱器(31)，所述二分塔(33)的氣相出口通過管道經(jīng)循環(huán)冷卻器與尾氣吸收塔(8)相連接，而尾氣吸收塔(8)的氣相出口與通過控制閥與外界相連通，而二分塔(33)的液相出口通過管道與閃蒸槽(4)的進口相連接，所述閃蒸槽(4)的氣相出口通過管道經(jīng)閃蒸冷凝器與尾氣吸收塔(8)相連接，而閃蒸槽(4)的液相出口通過管道與蒸發(fā)加熱器的進口相連接，而蒸發(fā)加熱器通過管道與蒸發(fā)分離器相連通，而蒸發(fā)分離器的氣相出口通過管道經(jīng)蒸發(fā)分離器的冷凝器而與尾氣吸收塔(8)相連接，蒸發(fā)分離器的液相出口通過管道和輸送泵(71)與造粒塔(7)相連接，其特征在于所述合成塔(1)與預蒸餾塔(3)之間相連通的管道上設置有預分離器(2)，該預分離器(2)的液相出口與預蒸餾塔(3)的進口相連接，而預分離器(2)的氣相出口通過管道與一段吸收塔(21)的進口相連接，在一段吸收塔(21)與預分離器(2)之間上設置有一段吸收塔冷卻器(20)，而該一段吸收塔(21)的液相出口通過管道與合成塔(1)底部的原料輸入口相連接，而一段吸收塔(21)的氣相出口通過管道與氨冷卻器的進口相連接，而氨冷卻器的液相出口通過管道與一段吸收塔(21)的第二進口相連接，而氨冷卻器的氣相出口與惰洗器(26)的進口相連接，而惰洗器(26)的出口通過管道與尾氣吸收塔(8)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述惰洗器(26)的氣相出口通過管道與 惰洗精洗器(27)的進口相連接，而惰洗精洗器(27)的出口通過管道與尾氣吸收塔(8)的 進口相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述閃蒸槽(4)之前設置有閃蒸加熱器 (42)，該閃蒸加熱器(42)的進口通過管道與二分塔(33)的液相出口相連接，而閃蒸加熱器 (42)的出口與閃蒸槽(4)的進口相連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述一段分解加熱 器(31)其中的蒸氣加熱管冷凝液出口通過管道與蒸氣膨脹罐(32)的進口相連接，而蒸氣 膨脹罐(32)的出口通過管道與閃蒸加熱器(42)的加熱管的進口相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于在本裝置中還設置 有氣提水解塔(9)和氣提水解塔換熱器(91)，所述氣提水解塔換熱器(91)的進口通過管道 與廢液回收部的給料泵(93)相連通，而氣提水解塔換熱器(91)的出口與氣提水解塔(9) 的進口相連接，而該氣提水解塔(9)的氣相出口與一段蒸發(fā)加熱器(51)的進口相連接，而 氣提水解塔(9)的液相出口與氣提水解塔換熱器(91)的加熱管進口相連接，而氣提水解塔 換熱器(91)的加熱管冷凝液出口通過管道與鍋爐進水管相連接，并在該氣提水解塔底部 設置有蒸氣加熱器(92)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述蒸發(fā)加熱器包 括有一段蒸發(fā)加熱器(51)和二段蒸發(fā)加熱器(61)，而所述的蒸發(fā)分離器包括一段蒸發(fā)分 離器(52)和二段蒸發(fā)分離器(62)，而所述的蒸發(fā)分離器的冷凝器包括有一段蒸發(fā)分離冷 凝器(53)和二段蒸發(fā)分離冷凝器(63)，所述閃蒸槽(4)的液相出口通過管道與一段蒸發(fā)加熱器(51)的進口相連接，而一段蒸發(fā)加熱器(51)的出口通過管道與一段蒸發(fā)分離器(52) 相連通，而一段蒸發(fā)分離器(52)的氣相出口通過管道與一段蒸發(fā)分離冷凝器(53)相連接， 而該一段蒸發(fā)分離冷凝器(53)的氣相出口與尾氣吸收塔(8)相連接，而一段蒸發(fā)分離冷凝 器(53)的液相出口通過管道與廢液回收部相連通，而一段蒸發(fā)分離器(52)的液相出口與 二段蒸發(fā)加熱器(61)的進口相連接，而該二段蒸發(fā)加熱器(61)的出口通過管道與二段蒸 發(fā)分離器(62)相連接，該二段蒸發(fā)分離器(62)的氣相出口通過管道與二段蒸氣分離冷凝 器(63)相連接，而該二段蒸氣分離冷凝器(63)的氣相出口與尾氣吸收塔(8)相連接，而 二段蒸發(fā)分離冷凝器(63)的液相出口通過管道與廢液回收部相連接，而二段蒸發(fā)分離器 (62)的液相出口通過管道與造粒塔(7)相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述氨冷卻器包括 有第一氨冷卻器(23)和第二氨冷卻器(24)，所述一段吸收塔(21)的氣相出口通過管道與 第一氨冷卻器(23)的進口相連接，而第一氨冷卻器(23)的氣相出口通過管道與第二氨冷 卻器(24)的進口相連接，而第二氨冷卻器(24)的氣相出口與惰洗器(26)的進口相連接， 而第一氨冷卻器(23)與第二氨冷卻器(24)的液相出口分別通過管道與液氨緩沖罐(25) 進口相連接，而液氨緩沖罐(25)的出口與一段吸收塔(21)的第二進口相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述二分塔(33)的 氣相出口通過管道經(jīng)循環(huán)冷卻器與尾氣吸收塔(8)相連接具體結(jié)構(gòu)為所述循環(huán)冷卻器包 括第一循環(huán)冷卻器(34)和第二循環(huán)冷卻器(35)，二分塔(33)的氣相出口通過管道第一循 環(huán)冷卻器(34)的進口相連接，而第一循環(huán)冷卻器(34)的氣相出口與第二循環(huán)冷卻器(35) 的進口相連接，而第二循環(huán)冷卻器(35)的氣相出口通過管道與尾氣吸收塔(8)相連接，而 第一循環(huán)冷卻器(34)和第二循環(huán)冷卻器(35)的液相出口分別通過管道與廢液回收部相連 接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述一段分解加熱 器(31)設置于預蒸餾塔(3)上的具體設置結(jié)構(gòu)為，從所述預分離器(2)分離后的液體進 入預蒸餾塔(3)后并通過管道與設置于預蒸餾塔(3)外部的一段分解加熱器(31)的進口 相連接，而一段分解加熱器(31)的出口通過管道與返回預蒸餾塔(3)內(nèi)腔的返回管道相連 接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于所述一段吸收塔冷 卻器(20)設置于一段吸收塔(21)上的具體結(jié)構(gòu)為所述一段吸收塔冷卻器(20)的進口與 預分離器(2)的氣相出口相連接，該一段吸收塔冷卻器(20)的出口通過管道與一段吸收塔 (21)的進口相連接。
專利摘要一種水溶液全循環(huán)法制備尿素的裝置，包括有合成塔(1)、預蒸餾塔(3)、一段吸收塔(21)、二分塔(33)、閃蒸槽(4)、蒸發(fā)加熱器、蒸發(fā)分離器、造粒塔(7)，其特征在于所述合成塔(1)與預蒸餾塔(3)之間相連通的管道上設置有預分離器(2)，在一段吸收塔(21)上設置有一段吸收塔冷卻器(20)，而該一段吸收塔(21)的液相出口通過管道與合成塔(1)底部的原料輸入口相連接，而一段吸收塔(21)的氣相出口通過管道經(jīng)氨冷卻器、惰洗器(26)與尾氣吸收塔(8)相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于將預分離器，按裝在預蒸餾塔前，使預分離器能分離出53％的過量氨，即NH3/CO2由原預蒸餾工藝時的8.03下降到3.94；CO2分壓由原10.4％上升到18.6％。
文檔編號C07C273/04GK201525815SQ20092019826
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者彭本成, 錢偉陽, 錢鏡清 申請人:寧波金遠東工業(yè)科技有限公司