CO2汽提法尿素总控岗位工艺操作规程

二氧化碳汽提法尿素总控岗位工艺操作规程〈一〉岗位任务：在外界条件符合指标（水、电、汽、气、NH3、CO2）的情况下，将原料NH3，CO2和循环回收的甲铵溶液以一定的组成条件送入尿素合成塔，在14.0MPa和184℃±1℃的条件下合成尿素。未反应的NH3和CO2及未转化为尿素的甲铵经分解回收为甲铵液循环返回尿素合成塔。〈二〉岗位职责：本岗位应对设备、工艺条件总控室内微机所属仪表、调节阀及各运转设备的调整、联锁等的开停和正常调节及维护负责，并严格执行各项生产工艺指标。本岗位要经常与本车间各个岗位联系，通报和了解生产情况，并发出相应的操作指令，在特殊情况下，有权发出停车指令并向有关单位及时汇报〈三〉工艺流程叙述(一)氨和二氧化碳1、氨从合成车间氨罐岗位来的压力≥2.0Mpa（绝），温度为30℃以下的液氨，经过液氨过滤器，除去液氨中夹带的固体杂质和油类后进入高压氨泵（103J/JA），为了避免高压氨泵的气缚，液氨温度至少比操作压力下的沸点低5℃，用高压氨泵把液氨增压到16.0MPa，然后经过高压喷射器（201L），送入高压甲铵冷凝器（202C）。液氨的流量由高压氨泵变频调节，并由泵入口的流量计（FQI-101）来计量。2、二氧化碳从净化车间脱碳岗位来的约含有0.6%～1.2%(V)氧气和其它微量气体（总硫、一氧化碳、甲烷、氢气等）的二氧化碳气体在带有水封的二氧化碳液滴分离器（101F）中把液体分离掉，在表压力（2.94～4.94KPa或300～500mmH2O),温度约40℃的状态下，进入往复式二氧化碳压缩机（102J/JA）进行压缩。二氧化碳压缩机是由四列五缸对称平衡型活塞式压缩机（4M22－153/15.3),二氧化碳经过一、二段压缩后，压力约为0.8MPa，进入活性炭脱硫槽，使二氧化碳气中的总硫含量降至1mg/Nm3以下。净化后二氧化碳气体进入二氧化碳压缩机，经三、四、五段压缩后，最终压力14.3MPa温度为120℃。然后进入汽提塔（201C）。（二）高压合成经溢流管漏斗而离开合成塔的反应混合物，用手动液位调节阀（HV-201）使之排至汽提塔，在汽提塔中用液体分布器把混合物均匀地分配至汽提管内，CO2和反应混合物逆流通过汽提管，引起氨分压降低，其结果使甲铵开始分解。从高压蒸汽饱和器（902F）来的饱和高压蒸汽在汽提管外面加热，以提供甲铵分解所需之热量。加热蒸汽压力由902F的压力调节器（PIC-904）进行控制，使得出汽提塔的液体中含6～8%（W%）NH3，汽提塔壳侧的蒸汽冷凝液从三个不同标高的管口排至高压蒸汽饱和器（902F），再由此液位调节阀（LIC-901）进入中压蒸汽饱和器（903F），由于二氧化碳气体温度相对地较低以及轻微的绝热驱赶，使得汽提塔中由上向下流动的液膜温度从180～185℃下降到165～172℃。从汽提塔出来的液体经液位调节阀（LV-203）排至循环工序。从汽提塔顶出来的气体进入高压冷凝器（202C）顶部，液氨也送到该设备的顶部，其量调节到使合成塔（201D）出口气体中NH3/CO2分子比为3～3.5，以得到生成尿素的最佳条件。在高压冷凝器（202C）顶部上述两种物料相混合并且分配到冷凝管内，管内是甲铵液，壳侧为蒸汽冷凝液和蒸汽，管内氨和CO2发生冷凝时所释放出的热量用于壳侧产生低压蒸汽，所需蒸汽冷凝液由锅炉给水泵（906J/JA）送入蒸汽包（201F），由此流到高压冷凝器202C的壳侧，产生的蒸汽返回蒸汽饱在此分离掉所有夹带的冷凝液，汽泡的压力由PIC-213控制。大部分低压蒸汽用于本车间工艺过程，其余部分经压力控制阀（PV-213/1）送出或由HV-205放空。在高压冷凝器（202C）中未冷凝的氨与CO2进入合成塔中发生反应，放出的热量供给甲铵脱水吸热反应用。合成塔顶部的温度（180～183℃）和到高压洗涤器（203C）气体中惰性气体含量是高压甲铵冷凝器冷凝率是否合适的标志。在到高压冷凝器去的氨管线上设有高压喷射器（201L），203C排出的甲铵液管线与201L相连，以保证203C的甲铵液能进入202C，提高了高压冷凝器冷凝效果。反应混合物通过溢流管流到汽提塔，合成塔的液位保持在溢流管漏斗上面至少1米，以防止CO2气体倒流，液位由手动调节阀（HV-201）调节，含有未转化的氨和CO2以及含约6--8%惰性气体的混合气由合成塔送入高压洗涤器（203C）洗涤。在高压洗涤器中，氨和二氧化碳得到充分的冷凝，冷凝热由温度约为130℃的高压调温水带走，高压甲铵泵（301J/JA）把循环工序的甲铵液送到高压洗涤器，用作吸收液。出203C的高调水送至底部循环加热器（301ECB）在此将热量传给尿液，再由热水循环冷却器（902C）冷却至120℃后又返回高压洗涤器，高调水的流量经902C的旁路阀调节使之维持在230m3/h，从902F来的蒸汽冷凝液直接补入高调水系统。经鼓泡吸收后，未冷凝的气体，在洗涤段进一步用低压循环系统来的甲铵液洗涤，使氨和CO2几乎全部冷凝下来。约165℃的甲铵液从203C的溢流管流到高压喷射器，再经高压冷凝器返回201D并转化尿素，203C出口设有一个惰性气体放空阀（HV202），通过该阀的惰性气体中含有少量的NH3、CO2和H2O，经四巴吸收塔用一表液吸收后排入大气。含有NH3、CO2的惰性气体混合物也许会在爆炸范围之内，如有静电火源等存在，可能引起爆炸，爆炸压力将使内筒爆破，但球形封头内的压力增加很少，对203C不会产生太大的损坏。内筒爆炸的标志是系统压力的增高以及高调水进出口的温差减小。三、循环从201C底部下来的液体（14.0MPa,167℃左右）含Ur56～57%，CO210.5%，NH36～8%,通过LV203减压至0.2MPa,由于减压膨胀，溶解在尿液中的甲铵分解气化，所需热量由溶液自身供给使其温度下降。气液混合物进入精馏塔顶部，均匀地喷洒到精馏塔鲍尔环的填料层上。然后自上而下和上升的135℃分解气逆流接触，温度由103℃升至110℃左右。尿液从精馏塔底部出来送到底部和顶部循环加热器，在此分别用高调水和低压蒸汽将其温度提高至135℃，结果使甲铵分解。用精馏塔（301E）出口温度调节阀（TV301）来调节进入顶部循环加热器的蒸汽压力。在循环分离段中气液相发生分离，气体通过301E填料段进行热量交换后，从301E顶部出口管进入301C冷凝吸收。离开301E分离段的尿液经液位调节阀（LV301）送至闪蒸槽（301F），301F真空由HV701控制。闪蒸使尿液中部分NH3、CO2和H2O挥发，尿液温度由135℃降至90～95℃，浓度增加到约72～74%，流入尿液小槽，闪蒸汽相去702C冷凝。精馏气塔出气用低压洗涤器（302E）来的洗涤液及解吸水解来的工艺冷凝液在低压甲铵冷凝器（301C）内进行浸泡式冷凝吸收。通过FI304加入部分液NH3，使301C中的NH3/C在2.1～2.3之间。为了移走热量，301C用低调水冷却，出301C的低调水去低压甲铵冷凝器循环水冷却器（903C）内进行冷却，低调水温度控制在50～55℃，同时用ＴＶ－903和旁路阀调整其流量，可在低调水循环泵（905J）入口管线上流量计指示器（FI906）上读得其流量，出301C的气液混合物（62～75℃）进入低压洗涤器液位槽（302EF）进行气液分离，气体通过升气管进入低压洗涤器（302E），用工艺冷凝液吸收未冷凝的NH3、CO2。为了增加302E的喷淋密度，故从302E抽出一部分液体经302J加压后和工艺冷凝液泵（701J）来的稀NH3水混合，经低压洗涤循环冷却器（302C）冷却至（45～50℃）后喷淋到302E的鲍尔环填料床上。用PV302调节阀，使其循环工序的压力保持0.15MPa。通过此阀，未冷凝的气体送入吸收塔（303E），与708F（回流冷凝器液位槽）来的未冷凝的气体一起用四吧吸收塔来的工艺冷凝液在常压下进一步洗涤惰性气体中的NH3，吸收液流回NH3水槽（701F），惰性气体排入放空总管，在正常条件下，经PV302放空的气体数量很小，PV302经常处于关闭状态，PV302前设吹扫蒸汽，防止PV302前后管线结晶。在302E吸收了部分NH3、CO2的液体，部分由302J加压循环外，其余经降液管流入301C、302EF的甲铵液经高压甲铵泵（301J）加压后去203C、302EF液位由LV304或电机转速调节。四、解吸水解解吸给料泵（704J）将701F的NH3水。含有NH3、CO2的工艺冷凝液经解吸塔换热器（706C），送至第一解吸塔（701E），流量通过FV703调节，其大小根据解吸塔的能力和701F的液位高低来调节，温度用706C的副线调节，控制在117℃左右，进入701E塔顶部，温度低些，以防止解吸出口气体含水蒸汽过多，使大量的水进入低压分解系统。在701E中用水解塔（703E）和第二解吸塔（701E）来的气体把冷凝液中的NH3、CO2汽提出来。出701E底部的水中仍含有Ur和少量的NH3、CO2，用水解塔给料泵705J把水加压后经水解换热器（707C）再到水解塔（703EJ和701E）液位由LV703调节。尿素水解要求在190℃和2.1MPa下，保持一定的停留时间，需用高压蒸汽加热。该蒸汽经流量控制器FI705送至703E底。703E底出来的液相经707C通过LV706，排至702E顶部解吸。在702E底加入低压蒸汽，使出塔底部的废水中Ur量＜300PPm＝NH3＜100PPM，用液位LV-701经706C和709C（废水冷却器）排入下水道。送入702E的蒸汽与送入701E的物料（FV703）进行比值调节，控制其液/汽为4.4（重量）。仅当701E给料中NH3、CO2浓度较高时，才有必要改变比值。702E出来的蒸汽进入701E底部提供解吸所需的热源。701E顶出来的气体进入回流冷凝器进行冷凝，701E、702E的压力由708F气体出口管线上压力调节阀PV711控制在0.25MPa.。用回流泵（706J）将回流的部分甲铵液循环回到701E，其余部分经708F液位调节阀LV707送至301C。去701E的回流量根据出塔气体温度调节器（TC701）控制，从合成工序的水平衡和回流冷凝器液位槽中物料的结晶点考虑，701E顶出气含水量最大控制在40%，因为水量也取决于压力，所以回流量对于压力需要加以较正。控制701E给料和加入702E的蒸汽加入量的比值，使得在各种情况下都有回流量〈五〉尿液贮存和蒸发302F中温度约为90～95℃，浓度约为72～74%的尿液，由尿液泵（303J/JA）加压后送到一段蒸发加热器（401C）用流量控制器（FIC--401）调节进入一段蒸发器的尿液流量，尿液小槽的液位控制在低限，减少缩二脲的生成同时保证FIC--401流量不大幅度波动，使蒸发进料平稳有利于系统稳定。一段蒸发器是升膜式蒸发器，尿液从其底部进入。由于受壳侧低压蒸汽的加热，尿液中的水分不断汽化，增浓到约95%，尿液出口温度由TIC--401和PIC-401进行串级调节，控制其温度为128～132℃，一段蒸发器出来的气相在一段蒸发分离器（401CF）中分离去夹带的液沫，401CF是一个汽液涡轮轮导叶式分离器，出401CF的气相和由闪蒸槽（301F）来的闪蒸汽一起进入一段蒸发冷凝器（702C）中冷凝，一段蒸发压力为0.033MPa（绝），冷凝液流入氨水槽（701F），不凝气由一段蒸发喷射泵（701L）抽出，一段蒸发压力通过压力控制器（PIC--701）调节空气加入量来控制。出一段蒸发器的尿液，通过U型管进入二段蒸发器（402C），U型管的目的是平衡压差，防止串气，二段蒸发压力为0.0033MPa（绝），原则上，二段具有与一段相似的设备。尿液在二段蒸发器内继续加热，加入的蒸汽量由温度调节器（TIC--402）控制，使其出口温度为138～140℃，从402C出来的汽液混合物流入二段蒸发分离器（402CF）进行分离，其气相经升压器（702L）增压，以便能在二段蒸发冷凝器（703C）中用冷却水将其冷凝，冷凝液流入氨水槽（701F），