本实用新型涉及一种尿素解析水解系统,属于尿素生产设备领域。
背景技术:
尿素装置主要工艺流程:来自合成氨脱碳系统放空出来的CO2经过压缩机压缩至15MPa进入脱氢反应系统,脱氢后的CO2进入合成与汽提工序。合成氨装置合成系统输送来的液氨经过高压氨泵加压到16MPa,然后进入合成与汽提工序与CO2反应生成尿素溶液,此时尿素溶液中尿素的浓度为55.6%(wt),从合成与汽提工序出来的尿素溶液再进入循环工序,通过对尿液加热,回收尿液中分解出来的NH3和CO2后,尿素溶液中尿素的浓度被浓缩至73.57%(wt),最后尿素溶液进入蒸发和造粒工序生产出合格的尿素产品。从蒸发系统蒸发出来的稀氨水进入解析和水解系统,通过解析水解系统的汽提和水解反应,稀氨水最终变成氨和尿素含量都<10ppm的工艺冷凝液,工艺冷凝液通过管线送到脱盐水装置作为脱盐水供锅炉使用。
解析和水解系统为:从蒸发系统蒸发冷凝下来的稀氨水回到氨水槽,稀氨水中含有部分氨和尿素。氨水槽内稀氨水通过解吸塔给料泵加压后进入解吸塔换热器与从解吸塔下塔底部出来的高温液体进行换热,换热后的稀氨水从解吸塔的上塔上部进入,解吸塔内部设置有筛板,气液相通过筛板接触进行热量交换。通过低压蒸汽对稀氨水的不断加热,稀氨水内的氨被解析变成气体从上塔顶部出来。从上塔顶部出来的气体里面主要成分为水蒸气,同时含有部分气氨和二氧化碳,气体出来后进入回流冷凝器与循环水换热后变成液体进入液位槽,部分未冷凝下来的气体去常压吸收塔进一步被稀氨水洗涤吸收。在液位槽内的稀氨水通过回流泵加压后输送到低压甲铵冷凝器,冷凝液最终回到尿素高压系统进行循环反应。
经过解吸塔上塔的加热汽提,稀氨水内的氨大部分变成气氨从塔顶出去。稀氨水顺着多级筛板流下最终积存在上塔底部,在上塔底部出口管道与水解塔给料泵相连接,稀氨水通过解吸塔给料泵加压后首先输送进入水解塔换热器,与从水解塔底部出来的高温液体进行换热,稀氨水加热后从水解塔的顶部进入。水解塔的作用就是把稀氨水里面的尿素通过从塔底加入的中压蒸汽的加热,尿素被水解变成氨和二氧化碳,氨和二氧化碳随着水蒸气一起从水解塔的顶部出来进入解析塔的上塔上部进一步参与解析反应,从而达到去除稀氨水中含有尿素的问题。
从水解塔底部出来的高温液体通过水解塔换热器换热降温后从解吸塔的下塔上部进入,解吸塔的加热介质为低压蒸汽,低压蒸汽通过管线从解析塔的下塔下部进入,低压蒸汽入塔后与稀氨水逆流接触进行汽提,汽提后的气体通过上塔与下塔间的升气孔进入上塔进行进一步的汽提。从下塔底部出来的液体依次通过解吸塔换热器和工艺冷凝液冷却器换热降温后,最后通过工艺冷凝液泵输送到脱盐水站。从下塔底部出来的稀氨水里面基本不含有尿素和氨,当溶液中的尿素和氨含量均<10ppm,液体可以作为工艺冷凝液向脱盐水装置输送,工艺冷凝液最终作为脱盐水向锅炉进行输送使用。当工艺冷凝液内的尿素和氨含量超过10ppm时,工艺冷凝液就地排放。
该系统存在的问题是:
1、由于尿素高压系统或蒸发系统生产的不正常会引起氨水槽内稀氨水中的氨和尿素含量升高,这时解析水解系统可能由于负荷较重而无法把稀氨水里面的氨和尿素全部解析出来,从解吸塔下塔底部出来的工艺冷凝液里面的氨和尿素含量会超过100ppm的控制指标,如果把超标的工艺冷凝液直接就地排放不但会造成环境污染,同时也是一种浪费。
2、由于稀氨水中含有尿素,存在较强的腐蚀作用,即使解析水解系统的设备和管道设计为不锈钢材料,生产过程中也会对设备和管道造成比较严重的腐蚀,这给生产的安全运行造成严重隐患。
技术实现要素:
为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种避免设备腐蚀、使得稀氨水里面的氨和尿素尽量全部解析出来的尿素解析水解系统。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:一种尿素解析水解系统,包括解析塔和水解塔,来自蒸发系统的稀氨水进入氨水槽,所述氨水槽中的稀氨水经过解析塔给料泵进入解析塔换热器中与解析塔下塔底部出来的高温液体进行换热,换热后的稀氨水从解析塔的上塔的上部进入解析塔,所述解析塔的上塔下部的稀氨水出口管线与水解塔给料泵相连,所述解析塔的下塔的下部设置有低压蒸汽管,所述水解塔给料泵的出口通过管道与水解塔换热器的冷侧进口相连,所述水解塔换热器的热侧进口连接到水解塔的底部高温液体出口,所述水解塔换热器的热侧出口与水解塔上部稀氨水进口相连,所述水解塔的顶部氨和二氧化碳出口与解析塔上塔上部进口相连,所述水解塔换热器的冷侧出口与解析塔的下塔上部相连;其特征在于:所述低压蒸汽管与空气管道相连,所述空气管道上设置有空气流量自动调节阀;所述水解塔给料泵的出口同时通过管道与解析塔上塔上部相连,并在水解塔给料泵出口与解析塔上塔上部相连的管道以及与水解塔换热器相连的管道上分别设置有阀门。
采用上述方案,在向解析塔通入低压蒸汽的同时,将部分空气加入进去,加入空气的量通过空气流量自动调节阀调节,加入的量为低压蒸汽量的百分之几,以确保安全。空气加入进去以后随着低压蒸汽进入各个设备,在各个不锈钢设备表面产生致密保护膜,避免尿素的进一步腐蚀。所述水解塔给料泵的出口同时通过管道与解析塔上塔上部相连,并在水解塔给料泵出口与解析塔上塔上部相连的管道以及与水解塔换热器相连的管道上分别设置有阀门,这样,可以让不合格的稀氨水回到解析塔进一步的解析,减轻解析塔下塔的解析负荷。
上述方案中:所述解析塔换热器的冷侧出口与工艺冷凝液冷却器相连,所述工艺冷凝液冷却器的冷侧出口与工艺冷凝液泵的进口相连,所述工艺冷凝液泵的出口设置四个支管,其中一个支管连接到氨水槽。当解析塔下塔排出的液体中尿素的含量大于100Ppm时,可以让液体回到氨水槽,继续解析,避免造成对环境的污染,避免安全环保事故,让稀氨水中的氨和尿素全部解析出来。
有益效果:本实用新型通过增加空气管线,让不锈钢设备的表面形成致密的保护膜,从而起到避免设备被尿素腐蚀的作用。通过对管道的改进,能使得稀氨水中的尿素和氨全部解析出来,避免造成对环境的污染,避免安全环保事故。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
实施例1,如图1所示:本实用新型的尿素解析水解系统由解析塔1、水解塔2、氨水槽3、解析塔给料泵4、解析塔换热器5、水解塔给料泵6、水解塔换热器7、回流冷凝器8、液位槽9、回流泵10、工艺冷凝液冷凝器11、工艺冷凝液泵12、低压蒸汽管13、空气管道14、空气流量自动调节阀15、等部件组成。
解析塔1和水解塔2的结构均为现有技术,在此不做赘述。来自蒸发系统的稀氨水进入氨水槽3,氨水槽3中的稀氨水经过解析塔给料泵4进入解析塔换热器5中与解析塔1下塔底部出来的高温液体进行换热,换热后的稀氨水从解析塔1的上塔的上部进入解析塔1,在解析塔1内,稀氨水内的氨被解析变成气体从上塔顶部出来。从上塔顶部出来的气体里面主要成分为水蒸气,同时含有部分气氨和二氧化碳,气体出来后进入回流冷凝器8与循环水换热后变成液体进入液位槽9,部分未冷凝下来的气体去常压吸收塔进一步被稀氨水洗涤吸收。在液位槽9内的稀氨水通过回流泵10加压后输送到低压甲铵冷凝器,冷凝液最终回到尿素高压系统进行循环反应。
解析塔1的下塔的下部设置有低压蒸汽管13,低压蒸汽管13与空气管道14相连,空气管道14上设置有空气流量自动调节阀15。通过加入少量的空气,空气随着低压蒸汽管道13流到各个设备,在设备的表面形成致密保护膜,避免设备腐蚀。解析塔1的上塔下部的稀氨水出口管线与水解塔给料泵6相连,水解塔给料泵6的出口通过管道与水解塔换热器7的冷侧进口相连,水解塔给料泵6的出口同时通过管道与解析塔1上塔上部相连,并在水解塔给料泵6出口与解析塔1上塔上部相连的管道以及与水解塔换热器相连的管道上分别设置有阀门。
水解塔换热器7的热侧进口连接到水解塔2的底部高温液体出口,水解塔换热器7的热侧出口与水解塔2上部稀氨水进口相连,水解塔2的顶部氨和二氧化碳出口与解析塔上塔的上部进口相连,水解塔换热器7的冷侧出口与解析塔1的下塔上部相连。解析塔换热器5的冷侧出口与工艺冷凝液冷却器11相连,工艺冷凝液冷却器11的冷侧出口与工艺冷凝液泵12的进口相连,工艺冷凝液泵12的出口设置四个支管,其中一个支管连接到氨水槽3,当出来的工艺冷凝液中的氨和尿素的含量大于100ppmm时,回到氨水槽3。四个支管的另外三个分别回脱盐水站、会循环水系统作为循环水以及就地排放。
本实用新型不局限于上述实施例,应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。