化工生产技术(8)

2018-11-17 21:31

的,也有采用一次冷凝吸收的,但是大多数采用两次冷凝吸收。

两次冷凝吸收中,第一次要求冷凝吸收低压分解气中与解吸气中的全部二氧化碳和一部分氨。要达到这个要求,就必须考虑第一次冷凝吸收器中溶液的NH3/CO2(分子比),根据生产实际情况NH3/CO2=5.2时,才能保证将低压分解气与解吸气中的部分氨和全部二氧化碳吸收完,此外还要考虑如果此时溶液达到饱和时,有结晶吸出会堵塞设备管道,所以要选择溶液的结晶温度低(选择20℃)。

因第一冷凝吸收器中的冷凝吸收过程,要放出大量热量(冷凝热和化学反应热),这些热量靠冷却水移走,所以溶液的最终温度,还要考虑冷却水的温度与水质等条件。

综合以上考虑,选择溶液的温度高于熔点20℃即操作温度为40℃。根据溶液和操作温度查图,查出溶液的平衡蒸汽压为3.2kg/cm2。此压力是操作条件下的最低压力指标,也是低压分解的分解压力和最低解吸压力。

低压分解压力定下后,要达到一定的分解和解吸效率,这就要选定合适的分解和解吸温度。所以低压吸收第一冷凝吸收器的操作压力与温度的选择要依据:

·保证低压分解气与解吸气中部分氨和全部二氧化碳的吸收;

·考虑溶液的结晶问题;

·考虑低压甲铵分解率与解吸效率。

47.低压分解吸收系统压力的选择依据

低压吸收系统的工艺条件包括操作压力,吸收温度以及二甲液组成,二甲液组成决定于

系统水平衡。二甲液的温度一般高于熔点温度10~20℃,由此也就确定了冷凝吸收的操作温度。在一定的二甲液组成和温度下,溶液表面有一定的蒸汽压,此蒸汽压力也就决定了低压吸收系统的最低操作压力。

因低压分解吸收系统的压力测量点是在第二冷凝吸收分离器气相出口上,所以又要考虑低压分解气体克服两个冷凝吸收器液柱高度的阻力损失。

根据实际情况,一般低压分解气体经过一个冷凝吸收器总压力损失约为0.5kg/cm2,如果在第二冷凝吸收器气相出口压力选定为2kg/cm2,此压力在第二冷凝吸收器氨水气液平衡压以上。低压分解气在第一冷凝吸收器的总压力损失加上气相出口压力,就是第一冷凝吸收器的操作压力即:0.5+2=2.5kg/cm2。

此压力在第一冷凝吸收器中二甲液的气液平衡压以上(2.2kg/cm2),所以低压分解压力应等于第一冷凝吸收器操作压力,加上低压分解气相压。

48.解吸的原理

解吸就是吸收的反过程,尿素水溶液全循环流程中解吸的原理就是是利用氨在不同压力和温度下,在水中的溶解度不同,使氨被解吸出来。

49.设置解吸的目的

将CN槽中的氨与CO2用蒸汽蒸出来返回低压吸收系统,使原料得到全部利用,以达到降低原料消耗的目的;

控制CN槽液位,在生产中一段蒸发的冷凝液作

为尾气吸收塔的循环吸收剂,使CN槽中碳铵液保持在一定的浓度和液位,通过解吸,回收原料氨和CO2,系统中多余的水排至地沟或送至精炼岗位作软水。 50.深度水解的原理

由尿素与水在高温的溶液状态下反应式为:

CO(NH2)2 (液)+ H2O (液)? CO2 (气)+ 2NH3 (气)-Q

这是一个可逆的吸热反应,尿素在水的作用下分解成氨(产生的氨可与水反应成一水合氨)和二氧化碳的过程,尿素溶液温度低于80℃时水解很慢,高于80℃时水解度加快,在145℃以上有剧增趋势,在182℃~188℃尿素水解达到最大值,温度再增加水解率将降低。 51.设置深度水解的目的

设置深度水解的目的:将尿素来的氨水送到汽提塔内,进行尿素的水解及氨的汽提反应,得到的NH3、CO2及H2O在顶部冷凝器内形成甲铵液,然后一部分甲铵液回流到汽提塔塔顶,另一部分则返回到低压吸收系统重新回收利用,汽提塔底排放液指标达到锅炉给水标准,回收利用,使尿素装置达到零排放。 52.尾吸吸收原理

本装置是利用氨在常压下易溶于水的原理进行设计,吸收系统进一步常压吸收经过一段、二段吸收后残留的少量氨气。

53.设置尾吸吸收的目的

是为了最大限度的回收在正常操作时中、

低压回收系统陆续释放出来的氨,用蒸发冷凝液吸收,提高浓度后送去解吸。

54.尾吸塔与碳铵液槽在系统中的作用

尾吸塔主要作用是吸收中、低压回收系统排出的尾气中的氨气;

CN槽主要作用是收集各处排放的废液,与二表槽连通作为蒸发表面冷凝器的水封槽。 55.尿素蒸发和造粒原理

液体变成气体的转化过程叫做蒸发。尿素的蒸发就是通过不断加热尿素溶液,并持续将气相中的水蒸汽、游离氨及其它惰性气体抽出,不断提高尿液浓度,然后利用高浓度尿液熔点高,常温易凝固的特性制成产品。

真空蒸发就是减压蒸发,和常压蒸发相比有以下优点:

·在减压条件下液体的沸点降低,可使加热蒸汽和沸腾液之间的温差增大,这样,既为利用低压蒸汽创造了条件,又可达到了减少传热面积的目的;

·在较低温度下进行蒸发可避免某些物质在高温下产生的不良副反应,真空蒸发损失与外界的热量较少,因而用于补偿这种损失而消耗的蒸汽减少;

根据以上理由,尿液在真空下进行蒸发浓缩,对降低缩二脲生成、减少尿素水解损失有利。由于液体气化所需的热量随气化温度的降低而增加,因此在真空蒸发中蒸发相同液体所消耗的加热蒸汽较常压下消耗的略多,因其优点多的多,所以仍广泛被采用。

56.一、二段蒸发工艺条件的确定

·尿液的提浓有这样的特点:如在较低的压力下蒸发,则随蒸发的进行,尿液浓度达到一定时,就会吸出晶体,而形成固液混合物。当尿液达到某一较高温度和浓度时尿液中的结晶消失。所以为了防止尿液在吸出时结晶,一段蒸发应在略高于0.273绝对大气压下进行,先蒸发掉大量的水分,使尿液浓度达到95%。95%的尿液饱和温度为120℃,实际控制在128~132℃;

·二段蒸发出口尿液浓度,要求达到99.7%。为达到这一浓度蒸发压力应尽可能低,温度应超过尿素的熔点132.7℃,正常操作范围138~142℃。以免生成大量的缩二脲,当尿液浓度在99.7%,温度在140℃时,溶液的饱和蒸汽压力为0.034绝对大气压。因而二段蒸发操作温度是温度138~142℃,压力为0.034绝对大气压。

57.蒸发造粒法的尿液提浓采用二段蒸发的原因

为得到含水量较低的产品,造粒前尿液浓缩到99.7%。为达到这样的浓度,气相水蒸汽分压降的很低,当温度为140℃时,水蒸汽分压应不超过25毫米汞柱,这就决定了最终蒸发在很低的绝压下进行。

蒸发前,尿液浓度约为74%,压力为常压。如直接减到25毫米汞柱绝压,则尿液在低于结晶温度条件下蒸发而吸出结晶。尿液中吸出固体物后,将影响到蒸发传热,甚至引起堵塞,而使蒸发过程不能正常进行。

从经济角度考虑,稀尿液一开始就在这样


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