專利名稱：一種尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
全循環(huán)法尿素生產(chǎn)中每生產(chǎn)一噸尿素理論上需排出300kg廢水，再加上蒸發(fā)、泵 密封的泄漏、工藝沖洗以及合成氨工段的剩余氨水，共計(jì)每噸尿素排放廢液在450-550kg 之間，此廢水中一般NH3 :5-8%，尿素0-1. 15%，此廢水經(jīng)過尿素深度水解裝置處理后，排 放的廢水中氨和尿素的含量分別是氨≤5ppm，尿素≤5ppm。如圖1-2是傳統(tǒng)的尿素生產(chǎn)裝置和水解裝置，由尿素和合成氨裝置送來的碳銨 溶液(NH3 :5-8%，尿素0-1. 15% )經(jīng)水解給料泵送至水解換熱器回收水解后的廢液熱 量，換熱后的碳銨溶液進(jìn)入水解塔上部，然后溶液沿塔盤逐級(jí)下降，下降過程中與水解塔 內(nèi)上升的蒸汽、CO2進(jìn)行熱和質(zhì)的交換。塔頂?shù)玫?450°C的每立方水解液產(chǎn)生0. 396噸的 NH3-CO2-H2O的混合氣體，此氣體進(jìn)入回流冷凝器，在回流冷凝器內(nèi)此氣體99. 5%的冷凝成 液體，需要消耗17m3循環(huán)水，氣體冷凝后的液體進(jìn)入回流液位槽，一部分甲銨液經(jīng)回流泵回 流到水解塔頂部，另一部分被送往尿素系統(tǒng)回收利用。被水解后的水解塔底部的溶液氨和 尿素含量都小于5ppm，此廢液經(jīng)水解換熱器回收熱量后被送往鍋爐工段。由于尿素水解系統(tǒng)與尿素生產(chǎn)裝置是分別獨(dú)立的裝置，傳統(tǒng)上尿素水解裝置中的 水解塔頂氣體都被送往回流冷凝器中冷凝，不僅增加了回流冷凝器的投資，而且消耗大量 的循環(huán)水，增加了裝置的運(yùn)行費(fèi)用(水解塔頂?shù)玫矫苛⒎剿庖寒a(chǎn)生0. 396噸的1450°C的 NH3-CO2-H2O的混合氣體，此氣體進(jìn)入回流冷凝器，在回流冷凝器內(nèi)氣體99. 5%的被冷凝成 液體，并且需要消耗17m3循環(huán)水)；而尿素生產(chǎn)裝置需要消耗大量的蒸汽(一般噸尿素消耗 蒸汽1. 2噸)，利用蒸汽熱量加熱、分解甲銨液，傳統(tǒng)上尿素深度水解裝置與尿素生產(chǎn)裝置 熱量分開考慮，深度水解裝置中的水解塔頂氣熱量沒有利用，綜合考慮尿素生產(chǎn)裝置和尿 素深度水解裝置，結(jié)合尿素生產(chǎn)裝置利用此熱量是本發(fā)明的技術(shù)核心。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種流程更加合理、節(jié)能的尿素生產(chǎn)和水 解的節(jié)能聯(lián)合裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能 聯(lián)合裝置，其至少包括有尿素生產(chǎn)裝置中的二段分解塔及與二段分解塔相連接、為其提供分解所需要熱量 的二段分解塔加熱器；尿素水解裝置中的氣提水解塔和回流冷凝器；其特征在于二段分解塔加熱器分成上下兩段，其中一段的加熱氣體進(jìn)口連接氣提水解塔頂部 的[0011]混合氣體出口，而該段的加熱氣體出口回接到回流冷凝器。為穩(wěn)定生產(chǎn)，增大二段分解系統(tǒng)的操作彈性，所述的二段分解塔加熱器的另一段 是連接1. IMpa-l. 5Mpa的蒸汽作為外加熱源。優(yōu)選，加熱源加 熱的另一段是設(shè)置在二段分解塔加熱器的上段，而氣提水解塔頂 部的混合氣體加熱的一段是設(shè)置在二段分解塔加熱器的下段。最后，二段分解塔加熱器中輸送甲銨液的管子布置在里面，管子與外殼之間是輸 送加熱氣體的空間，且采用逆流結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)充分的換熱。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于二段分解引入水解塔頂混合氣體加熱 后，節(jié)能效果非常明顯，工藝也能順接，整個(gè)裝置更加合理。

圖1為傳統(tǒng)的尿素生產(chǎn)裝置局部結(jié)構(gòu)圖；圖2為傳統(tǒng)的尿素水解裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3a為本實(shí)用新型的尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置結(jié)構(gòu)圖之一；圖3b為本實(shí)用新型的尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置結(jié)構(gòu)圖之二 ；
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖3a_b所示意，兩個(gè)圖組成完整的尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置，其中尿素 生產(chǎn)裝置包括有二段分解塔1及與二段分解塔相連接的二段分解塔加熱器2，二段分解塔 加熱器2分成上段和下段兩個(gè)加熱段，上段加熱段2a采用采用1. 27Mpa蒸汽加熱，1. 27Mpa 蒸汽來自中間的膨脹槽，接上段加熱段的上部蒸汽進(jìn)口，而上段加熱段的下部冷凝液出口 回接到冷凝液膨脹槽，下段加熱段2b的加熱氣體進(jìn)口連接氣提水解塔4頂部的混合氣體出 口，而該段的加熱氣體出口回接到回流冷凝器5，這樣，使原有的二段分解塔加熱器一分為 二，換熱器內(nèi)仍采用逆流換熱，下部換熱器殼程走水解塔頂混合氣體，管程走甲銨液，水解 塔頂混合氣體上進(jìn)下出與甲銨液逆流換熱；為穩(wěn)定生產(chǎn)，增大二段分解系統(tǒng)的操作彈性，上 部換熱器仍采用1.27Mpa蒸汽加熱。正常情況下以利用水解塔頂氣體熱量為主，在水解塔 頂氣體熱量不足或尿素深度水解裝置生產(chǎn)不穩(wěn)定的情況下，采用上部換熱器以蒸汽加熱為 主，加熱后的甲銨液進(jìn)入二段分解塔。經(jīng)過熱能利用的水解塔頂氣體再回到尿素深度水解 裝置中的回流冷凝器5。其中尿素生產(chǎn)裝置包括有水解給料泵8、水解換熱器3、氣提水解塔4、回流冷凝器 5等主要組成單元，由尿素和合成氨裝置送來的碳銨溶液(NH3 :5-8%，尿素0-1. 15% )經(jīng) 水解給料泵8送至連接到水解換熱器3，由水解換熱器3回收水解后的廢液熱量，換熱后的 碳銨溶液通過管線進(jìn)入連接到氣提水解塔4上部，然后溶液沿塔盤逐級(jí)下降，下降過程中 與水解塔內(nèi)上升的蒸汽、CO2進(jìn)行熱和質(zhì)的交換。氣提水解塔4塔頂?shù)玫?45°C的每立方水 解液產(chǎn)生0. 396噸的NH3-CO2-H2O的混合氣體，此混合氣體不是直接進(jìn)入到回流冷凝器去， 而是先連接到二段分解塔加熱器2的下段加熱段的加熱氣體進(jìn)口，二段分解塔加熱器2的 下段的加熱氣體出口再回接到回流冷凝器5的進(jìn)口，在回流冷凝器5內(nèi)此氣體基本上冷凝 成液體，氣體冷凝后的液體進(jìn)入連接到回流液位槽6，一部分甲銨液經(jīng)回流泵回流到氣提水解塔4頂部，另一部分被送往尿素系統(tǒng)回收利用。回流冷凝器5的冷凝液進(jìn)口和出口通過管線和溫水循環(huán)泵7組成自己的循環(huán)管路，循環(huán)管路分出一路，通過閥門連接尿素裝置過 來的冷凝液。 本實(shí)用新型的原理是，在尿素生產(chǎn)中，需要消耗大量的蒸汽(一般噸尿素消耗蒸 汽1. 2噸)，特別是分解工段的蒸汽消耗占全部消耗的80 %，分解工段包括一段分解和二段 分解，此工段的主要任務(wù)是利用蒸汽的熱量加熱甲銨溶液，使之分解成尿素和水。一段分解 需要將甲銨溶液加熱到160°C左右，而水解塔頂氣體只有145°C，所以不合適；二段分解需 要將甲銨溶液由115°C加熱到140°C左右，正好適合利用氣提水解塔的塔頂混合氣體加熱， 傳統(tǒng)的尿素生產(chǎn)二段分解塔的熱量完全來自1. 27Mpa的蒸汽，噸尿素需要消耗160kg的蒸 汽，占整個(gè)尿素生產(chǎn)裝置蒸汽消耗的12%左右，二段分解塔引入水解塔頂混合氣體加熱后， 節(jié)能效果非常明顯，噸尿素蒸汽消耗由以前的160kg降低到60kg，30萬噸的尿素生產(chǎn)裝置 年節(jié)約蒸汽3萬噸，經(jīng)濟(jì)效益450萬元(噸蒸汽價(jià)格150元)。
權(quán)利要求一種尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置，其至少包括有尿素生產(chǎn)裝置中的二段分解塔及與二段分解塔相連接、為其提供分解所需要熱量的二段分解塔加熱器；尿素水解裝置中的氣提水解塔和回流冷凝器；其特征在于二段分解塔加熱器分成上下兩段，其中一段的加熱氣體進(jìn)口連接氣提水解塔頂部的混合氣體出口，而該段的加熱氣體出口回接到回流冷凝器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置，其特征在于二段分解塔 加熱器的另一段是連接1. IMpa-l. 5Mpa的蒸汽作為外加熱源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置，其特征在于外加熱源加 熱的另一段是設(shè)置在二段分解塔加熱器的上段，而氣提水解塔頂部的混合氣體加熱的一段 是設(shè)置在二段分解塔加熱器的下段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置，其特征在于二段分解塔 加熱器中輸送甲銨液的管子布置在里面，管子與外殼之間是輸送加熱氣體的空間，且采用 逆流結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種尿素生產(chǎn)和水解的節(jié)能聯(lián)合裝置，其至少包括有尿素生產(chǎn)裝置中的二段分解塔及與二段分解塔相連接、為其提供分解所需要熱量的二段分解塔加熱器；尿素水解裝置中的氣提水解塔和回流冷凝器；其特征在于二段分解塔加熱器分成上下兩段，其中一段的加熱氣體進(jìn)口連接氣提水解塔頂部的混合氣體出口，而該段的加熱氣體出口回接到回流冷凝器，其節(jié)能效果非常明顯，工藝也能順接，整個(gè)裝置更加合理。
文檔編號(hào)C07C273/02GK201634607SQ20102005027
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者王永全, 王獻(xiàn), 項(xiàng)文裕 申請(qǐng)人:寧波金遠(yuǎn)東工業(yè)科技有限公司