尿素裝置簡介和重點部位及設備

　一、裝置簡介

　　(一)裝置發展及類型

　　在合成氨工藝技術實現工業化后，1922年，世界上第一座以C0₂和NH₃為原料，生產尿素的工業裝置建成。在尿素生產工藝發展初期，由于用C0₂和NH₃合成尿素，轉化率不高，而腐蝕又嚴重。因此，尿素生產工藝技術的研究一直致力于如何提高轉化率；如何回收未轉化的C0₂、NH3；以及采用何種防腐蝕材料和防腐技術。當尿素生產技術停留在不循環法(未轉化的C0₂、NH₃回收制造其他氮肥)、半循環法(未轉化的C0₂、NH₃部分回收進入尿素合成系統)時發展比較緩慢。1953年，荷蘭斯太米卡本公司發現了往尿素合成塔加氧，氧化鈍化防腐蝕技術。進入20世紀50年代，世界上水溶液全循環法尿素生產技術實現了工業化。從此，尿素生產技術得到了快速發展。進人60年代，在全循環法工藝技術不斷改進提高的同時，氨汽提法、二氧化碳汽提法尿素生產裝置也相繼投產，使得尿素生產工藝技術得到了進一步提高。

　　我國于1958年，建成了采用高效半循環法生產尿素的第一個試驗裝置。并于1965年，建成了兩套工業生產裝置。1966年，我國采用溶液全循環法生產尿素的工藝技術研究成功，隨后相繼建成了水溶液全循環法尿素生產裝置。為了滿足農業對化肥的需要。70年代，我國引進了13套大型尿素生產裝置。其中，11套采用荷蘭斯太米卡本公司的二氧化碳汽提法尿素生產技術(生產能力1620t／d的有8套裝置，生產能力1740t／d的有3套裝置)；兩套采用日本三井東壓公司的全循環改良C法尿素生產技術，生產能力為1600t／d。兩種方法中，后者尿素合成操作溫度、壓力均較高，轉化率高，對設備材料防腐蝕要求也高。未轉化的C0，、NH3，前者大部分在高壓系統汽提回收，后者全部減壓回收。兩種工藝技術部分指標，見表7—18。

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　　進入80年代以后，尿素工藝技術朝著提高轉化率、提高熱回收率和降低能耗方向發展，出現了多種工藝技術。如采用汽提法和溶液循環法相結合的ACES法；采用氨汽提與二氧化碳汽提相結合的等壓雙氣提IDR法；采用等溫合成塔及蒸汽一空氣雙汽提工藝的熱循環UTI法；以及采用兩個合成塔工藝技術的雙塔高效綜合法(HEC法)等。

　　本文下面重點介紹二氧化碳汽提法尿素生產裝置。

　　(二)裝置單元組成與工藝流程

　　1．組成單元

　　尿素裝置由原料氨和二氧化碳的壓縮、輸送(簡稱壓縮)、合成與汽提、循環與吸收、蒸發與造粒以及氨水系統五個單元組成。各單元作用介紹如下：

　　(1)壓縮

　　原料液氨經泵加壓，并預熱后，送人合成系統。原料二氧化碳加入部分防腐蝕用的空氣后，經壓縮機加壓，送人合成系統。

　　(2)合成與汽提

　　C0₂和NH₃在高溫、高壓下轉化生成尿素，大部分未轉化的C0₂、NH₃經汽提后，回到合成塔。汽提后的尿素溶液送人循環系統。

　　(3)循環與吸收

　　汽提后的尿素溶液進行減壓、加熱、精餾，精餾后的尿素溶液送往蒸發系統。解析出來的C0₂、NH₃通過冷凝、吸收、加壓，送回合成系統。高壓洗滌器出口的C0₂、NH₃也經中壓吸收后，送回合成系統。