二氧化碳汽提法對(duì)生產(chǎn)工藝控制

劉學(xué)濤

摘 要：作為一種氨元素含量最高的有機(jī)化合物，尿素在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)工藝多以二氧化碳汽提法為主，該工藝之所以得到廣泛普及與應(yīng)用，主要由于自身操作的便捷性和能源材料的低耗性等特點(diǎn)，為所生產(chǎn)尿素產(chǎn)品的質(zhì)量提供了可靠保障。本文主要對(duì)二氧化碳?xì)馓岱ㄟM(jìn)行了一系列分析。

關(guān)鍵詞：二氧化碳汽提法;原理及步驟;工藝特點(diǎn)

1 二氧化碳汽提法在尿素生產(chǎn)中的工藝簡(jiǎn)介及生產(chǎn)步驟

1.1 工藝簡(jiǎn)介

從工藝角度來(lái)看，二氧化碳汽提工藝主要以脫碳工段為介質(zhì)，進(jìn)行二氧化碳?xì)獾妮斔停?jīng)壓縮機(jī)處理后，與同一時(shí)段氣提氣進(jìn)入高壓甲氨冷凝器，借助噴射器設(shè)備將途徑高壓氨泵的液氨在整個(gè)高壓甲氨冷凝器內(nèi)進(jìn)行噴射。在此生產(chǎn)條件下，二氧化碳與液氨兩者匯集成甲氨液，并與尿素相互融合，由塔脫水逐漸生成尿液，尿液進(jìn)入量氣提塔后方可進(jìn)行氣提，最后出現(xiàn)于低壓循環(huán)體系中精餾塔及閃蒸槽中，進(jìn)行最終的蒸發(fā)造粒工作。確保造粒工作的加全面實(shí)施，之后便直接進(jìn)入塔底輸送帶傳輸包裝工段，此工段可完成對(duì)制成品的包裝處理。

1.2 二氧化碳汽提法的生產(chǎn)步驟

①原料二氧化碳的壓縮和液氨的加壓;

②在合成塔中進(jìn)行尿素的合成和在高壓下用二氧化碳汽提合成反應(yīng)液，并將反應(yīng)液中未反應(yīng)的二氧化碳與氨的大部分氣提出來(lái)，并返回尿素合成塔中重新利用;

③將氣提后溶液降低壓力并加熱，繼續(xù)進(jìn)下一步回收未反應(yīng)二氧化碳與氨，并將冷凝吸收下來(lái)的回收液返至尿素合成塔，此回收稱為循環(huán)過(guò)程;

④尿素溶液的蒸發(fā)和造粒。

1.3 二氧化碳汽提尿素高壓裝置及尿素合成塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

1.3.1 整套裝置的核心就是高壓圈的四大高壓容器

合成塔、汽提塔、高壓甲銨冷凝器和高壓洗滌器其參數(shù)如表1。

1.3.2 尿素合成塔是此套裝置最關(guān)鍵的核心設(shè)備

甲銨脫水反應(yīng)是在合成塔內(nèi)進(jìn)行的，而合成塔塔板形式的選擇猶為重要。選擇正確，不但可以使CO2轉(zhuǎn)化率提高汽提塔耗蒸氣量下降，而且可以使整個(gè)系統(tǒng)工藝得到優(yōu)化。合成塔內(nèi)壓力溫度穩(wěn)定在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，從而減小了反應(yīng)中間產(chǎn)物對(duì)塔內(nèi)襯的腐蝕，延長(zhǎng)了合成塔的使用壽命。

2 二氧化碳汽提工藝特點(diǎn)

從工藝程序來(lái)看，二氧化碳汽提工藝中主要包含有二氧化碳?jí)嚎s、低壓循環(huán)系統(tǒng)、合成系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、造粒系統(tǒng)、解吸水解系統(tǒng)等多個(gè)工序組成，具體主要包括以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①在合成回路中剩余有大量氨，合成塔內(nèi)氨碳比例嚴(yán)格按照2.95：3.10進(jìn)行配比，實(shí)際操作過(guò)程中不容易產(chǎn)生過(guò)高的壓力;

②以二氧化碳為主要?dú)馓釀?，可達(dá)到對(duì)良好的氣提效果，溶液在經(jīng)過(guò)氣提工藝后，溶液只需一次減壓至低壓分解系統(tǒng)，整個(gè)工藝流程難度較小，形式簡(jiǎn)短;

③通過(guò)合成系統(tǒng)壓力的降低，在某種程度上減少了對(duì)原材料輸送能耗，低壓系統(tǒng)返回合成回路的循環(huán)甲氨液量較少，避免循環(huán)甲氨液輸送功的過(guò)量形成，從而有利于整體工藝動(dòng)力消耗的有效降低;

④運(yùn)用脫氫技術(shù)對(duì)原料中的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行處理，可為整個(gè)生產(chǎn)工藝提供可靠的系統(tǒng)保障。

3 結(jié)束語(yǔ)

在尿素生產(chǎn)中，二氧化碳汽提法是一種使用比較普遍，且行之有效的手段，特別是其所擁有的優(yōu)勢(shì)是其他手段不能代替的。由此通過(guò)對(duì)二氧化碳汽提在尿素生產(chǎn)期間的基本原理實(shí)施簡(jiǎn)單的分析，并對(duì)幾種尿素生產(chǎn)期間采取二氧化碳汽提法的新工藝實(shí)施了闡述，在以上的基礎(chǔ)上，就當(dāng)前尿素生產(chǎn)期間存在的問(wèn)題還有應(yīng)對(duì)手段實(shí)施了進(jìn)一步的研究，旨在為我國(guó)的尿素生產(chǎn)行業(yè)提供理論指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱迪.二氧化碳汽提塔在尿素生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用與調(diào)控[J].科技展望，2014（21）：36.

[2]張改花.二氧化碳?xì)馓岱蛩厣a(chǎn)工藝控制[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2014（05）：73-74.

[3]武志寬，韓雪冬.二氧化碳汽提法工藝與氨汽提法工藝的比較[J].化肥設(shè)計(jì)，2013，51（06）：25-27+31.

[4]王富德，毛曉升，安軍.尿素生產(chǎn)中二氧化碳汽提工藝的應(yīng)用[J].化工管理，2017（26）：68.