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远东高压尿素水解技术
远东高压尿素水解技术
    

1 、技术方案的创新

  远东尿素水解技术是在总结国内外技术的最新发展成果及实际使用情况的基础上开发而成的。该技术针对目前国内尿素工艺冷凝液处理方面存在的问题作了相应的处理,如对水解塔的内件作了改进,使工艺冷凝液在水解塔内与蒸汽充分接触,并消除了死区及沟流现象,提高了水解效率;解吸塔采用高效的规整填料及新型分布器替代目前普遍使用的浮阀塔,以提高传质传热效率,该技术已获得国家发明专利(专利号为 ZL03209775.1 );使用该技术处理后,排放液中 NH 3 ≤ 5 ppm 、 Ur ≤ 5 ppm ,可作低压锅炉给水。

2 、工艺流程说明

  工艺冷凝液由解吸塔给料泵送至解吸换热器,与来自第二解吸塔底部的废液进行换热后送入第一解吸塔上部,与水解塔和第二解吸塔的蒸汽逆流接触,经传质传热后,塔顶的 NH 3 -CO 2 -H 2 O 混合气体进入回流冷凝器,在此冷凝,冷凝液一部分返回第一解吸塔塔顶作为回流液,另一部分分别送尿素装置的二循一冷器作为吸收液,未凝气去二循一冷气体进口。

第一解吸塔排出的工艺冷凝液由水解塔给料泵加压后进入水解塔换热器,然后进入水解塔上部。水解塔底部操作压力为 1.7MPa ,操作温度约 210 ℃,为保证水解反应的进行,采用约 2.45 MPa ( A )蒸汽通入塔底直接加热,溶液自上而下在塔内停留足够长的时间,溶液中的尿素水解为氨和二氧化碳。

  水解塔塔顶的蒸汽减压后作为第一解吸塔的热源。从水解塔塔底排出的含氨、二氧化碳和微量尿素的溶液经水解塔换热器换热后进入第二解吸塔,进一步解吸溶液中的氨和二氧化碳,第二解吸塔解吸气去第一解吸塔,提供解吸所需热量,第二解吸塔塔底排出的废液中尿素含量小于 5 ppm 、氨含量小于 5 ppm ,此废液经解吸塔换热器冷却后送锅炉房作锅炉给水,或造气夹套用水。

  回流冷凝器的操作是根据水解负荷及尿素系统的水平衡情况,通过改变进入第一解吸塔回流液流量来调节解吸气的组成,使得随解吸气返回尿素系统的水量得到适宜的控制。

来自管网的 2.45 MPa (绝)蒸汽直接进入水解塔底部。

3 、工艺流程特点

( 1 )装置占地面积小,流程简单,指标易于控制,操作弹性大。

( 2 )蒸汽利用率较高。在 20m 3 /h 负荷下, 1.1 ~ 1.3 MPa 蒸汽消耗为 4.0t/h , 2.45 MPa 蒸汽消耗为 1.0t/h ,。

( 3 )由于水解装置中回流液的温度控制在 46-50 ℃,送入二循一冷吸收温度也随之下降 8-10 ℃,低压系统压力降低 0.05-0.1 MPa ,提高了低压吸收效果,气相放空量明显减少,氨耗也大大降低。

( 4 )由于低压系统减少了解吸气相带水,尿素系统水平衡明显改善,高中压系统的操作更加稳定。

( 5 )由于低压吸收压力的降低,二段分解率明显提高,有效减轻了蒸发系统的负荷,保证了产品的质量。


4、投资及效益预算:

处理工艺冷凝液总量 10 m 3 /h ,全部投资约 280 万元

处理工艺冷凝液总量 15 m 3 /h ,全部投资约 350 万元

处理工艺冷凝液总量 20 m 3 /h ,全部投资约 400 万元,其中静止设备投资约 320 万元,运转设备约 30 万元,阀门管道、土建、安装约 50 万元。总计约 400 万元。

从目前已投产的远东水解装置运行情况来看,均取得了较好的经济效益和环保效益。

( 1 )氨回收:平均按每吨尿素回收 5kg 计算,年产 24 万吨尿素,一年可回收 1200 吨氨,液氨成本按每吨 1800 元计算,全年增收 216 万元。

( 2 )冷凝液回收:回收冷凝液为每小时 20 吨,每吨按 3 元计算,每年有效生产时间按 330 天计,全年增收 47.5 万元(不包括工厂每年因此而少交的排污费),总计经济效益为 263.5 万元,扣除新增电费每年 12.5 万元,实际新增效益达 250 万元,两年即可收回全部投资。

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