Snamprogetti氨汽提法尿素合成工段工艺参数的选择.pdfVIP

60 第4O卷，第2期 安 徽 化 工 Vo1．40．No．2 2014年 4月 ANHUICHEMICAL INDUSTRY Apr．2014 Snamprogetti氨汽提法尿素合成工段工艺参数的选择 叶 陈 ，胡文生 。 (1．合肥工业大学化学工程学院，安徽合肥230009；2．东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024) 摘要：Snamprogetti尿素工艺具有转化率高、操作弹性大、能耗低、无高框架结构、无爆炸危险等优点。讨论了该尿素工艺合成丁段 NH3／CO摩尔比、H：O／CO摩尔比、合成温度和压力等工艺参数的选取及其对系统的影响。 关键词：氨汽提；尿素；工艺变量 doi：10．3969~．issn．1008-553X．2014．02．022 中图分类号：TQ441．41 文献标识码：A 文章编号：1008—553X(2014)02—0060—03 当今世界上应用最广 的尿素生产技术分别是 的步骤来实现：在高压汽提塔中进行高压分解；在中压 Snamprogetti氨汽提工艺…和Stamicarbon的CO2汽提工 分解器中进行中压分解 ，最后在低压分解器中进行低压 艺2[1。氨汽提工艺是在全循环汽提工艺的基础上发展起 分解。 来的用氨作为 自身汽提剂的先进技术，具有生产可靠、 2氨汽提尿素合成工段工艺参数的选择 开工率高、原料和公用工程消耗低、操作简单、设备和材 2．1NHJCO。摩尔比的影响 料抗腐蚀性好、维修费用低、系统加氧量低、爆炸危险性 由反应(1)可知，进料中NHJCO：摩尔比对反应的 低、装置框架低等优点。在氨汽提工艺中，尿素的合成是 平衡转化率 (以下转化率均指平衡转化率)影响较大， 在压力 15．5MPa(g)、NHJCO23．3—3．6(oto1)的条件下发 Frejacques得到了NHJCO：摩尔比对转化率的影响5【】，结 生的。在尿素合成塔内二氧化碳的转化率可达到60％～ 果见图 1。由图 1可见 ，在压力 16．77MPa、温度 155oC 63％。尿液离开合成塔流入汽提塔上部 ，在稍低于合成 时，如果按照反应方程式(1)，当NHJCO 的理论摩尔比 塔压力的条件下，大部分的氨基 甲酸铵分解成氨气和二 为2时，尿素的生成率非常低仅为43％。当NHJCO摩 氧化碳。由于汽提过程中过量氨的存在 ，大约 80％～ 尔 比从2增加到9时，尿素的生成率从 40％t~加到 85％(oto1)的二氧化碳在高压圈中转化成尿素。本文就 85％；NHJCO：摩尔比再增加时，尿素的生成率变化不 Snamprogetti氨汽提法中合成工段部分工艺变量对系统 大。从图 1中还可见 ，NHJCO：摩尔比从 2减小到0．5 的影响作出初步探讨。 (即CO过量)时，尿素的生成率从40％增加到45％，即 1氨汽提尿素合成工段工艺原理[31 CO过量的影响比氨过量的影响要小得多，且CO过量 在尿素合成塔里有两个同时存在的化学反应 ： 时，溶液的腐蚀性变强，同时会产生结晶，给生产操作带 2NH3+CO2+— NH2一CO0一NH4+136477kj／kmol甲胺 来难度。因此，工业生产中几乎所有的尿素装置都在 (0．103MPa；25℃) (1) NHdCO摩尔比为2．5～5．0的范围内操作。而Snamprogetti NH2——COO——NH4~--+NH2-CO——NH2+H20-17556kj／kmol 氨汽提工艺NHJCO摩尔比设计值为33～3．6，既可以 尿素(0．103MPa；25℃) (2) 达到较高的CO：转化率，又不至于让循环系统负荷过重。 第一个反应是强放热反应，第二个反应是弱吸热反 2．2H2O／CO2摩尔比的影响悯 应，而且在液相中反应的速度较慢。反应(1)生成的中间 从反应式(2)可以明显看出，反应溶液中过量水的