[发明专利]CO2气提并/串联中压尿素节能增产新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种尿素生产工艺及系统，具体说，是一种提高CO₂气提尿素工艺装置生产能力和降低能耗的工艺。

背景技术

60年代中期荷兰Stamicarbon公司成功开发了具有竞争力的CO₂气提尿素生产工艺，当前国内外新建的尿素装置80％以上采用该工艺。90年代以来，CO₂气提尿素生产工艺技术不断创新，先后有传统CO₂气提法(二次洗涤)工艺、改进型CO₂气提法(又称脱氢)工艺、新一代改进型CO₂气提法(池式甲铵冷凝器)工艺和尿素2000^+TM工艺技术开发成功并工业化，使CO₂气提尿素工艺装置在节能、节资、安全及环保等方面具有较强的市场竞争力。

目前，国内运行的CO₂气提尿素装置多数采用传统或改进型CO₂气提法工艺，装置生产规模在30～80万吨/年之间。目前很多应用CO₂气提尿素工艺的企业有一套或几套水溶液全循环尿素工艺装置运行。水溶液全循环尿素装置具有单套装置产量低、蒸汽和电力消耗高等特点，关停水溶液全循环尿素装置提高CO₂气提尿素装置的生产能力成为企业优化资源配置、降低生产成本、提高竞争力的重要措施。

传统的CO₂气提法工艺流程为：原料氨和CO₂经增压14～14.5MPa后送高压合成、分解和回收，出CO₂气提塔含甲铵的尿素溶液经低压精馏回收(0.3～0.4MPa)以及真空蒸发浓缩、造粒等工序加工成固体尿素产品。

为提高装置产能，Stamicabon公司和国内企业院所推出了CO₂气提并联中压工艺，其特点为：比传统的CO₂气提法增加了中压分解回收系统；自尿素合成塔出来的尿液分为两路，一路沿高压系统分解回收，另外一路送中压分解回收系统，两路流体分别减压至0.3～0.4MPa，汇合后再进行低压精馏分解。CO₂气提并联中压工艺装置产量得到提高，但是不同程度的存在蒸汽和电消耗增加、尿素合成塔CO₂转化率偏低等问题。本发明人克服了上述缺点，开发了工艺流程简单、操作控制方便、蒸汽和电力消耗低、装置产量增产大的CO₂气提并/串联中压尿素节能增产新工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对CO₂气提尿素装置进行节能增产改造的新工艺，它是在现有CO₂气提尿素装置并联中压分解回收系统、串联中压预分离和蒸发预浓缩系统，新工艺设备布置占地面积小，安装简单。采用本发明的新工艺可使原CO₂气提尿素装置生产能力提高50％以上，蒸汽和电力消耗下降，新增产能改造费用仅相当于新建装置的20～30％。

本发明包含中压预分离器5、中压精馏塔6、中压CO₂气提塔7、蒸发预浓缩器9、中压甲铵冷凝器10、中压甲铵液位槽11、蒸发预浓缩气冷凝器12、蒸发预浓缩喷射泵14、中压甲铵泵17的CO₂气提并/串联尿素节能增产新工艺(见图1，原系统设备用虚线表示)，其特征在于：

(1)在CO₂气提塔2和低压精馏塔8之间串联中压预分离器5，来自CO₂气提塔2的尿素溶液减压至1.65～1.85MPaG送中压预分离器5完成闪蒸、分离，出口尿液操作温度110～115℃、过量氨蒸出率为50％～66％、甲铵分解率为10％～15％；气相出口操作温度105～115℃，气相水份含量为4.5％～4.7％(摩尔比)；中压预分离器5出口尿液减压至0.3～0.4MPaG送低压精馏塔8；中压预分离器5顶部出口气相送到蒸发预浓缩器9底部入口。