CO2汽提法尿素工艺中的节能措施

2015-03-26王鹏曹水

氮肥与合成气 2015年10期

关键词：明水溴化锂造粒

王鹏曹水

(山东晋煤明水化工集团有限公司山东章丘250204)

CO2汽提法尿素工艺中的节能措施

王鹏曹水

(山东晋煤明水化工集团有限公司山东章丘250204)

0 前言

山东晋煤明水化工集团有限公司(以下简称明水公司)在山东刁镇化工工业园明泉化肥厂新增1套400kt/a尿素装置。该项目依托明泉化肥厂现有的300kt/a低压甲醇装置进行改造，合成氨装置采用醇烷化工艺精制合成气后进行氨合成，尿素装置采用CO2汽提法工艺，年产400kt尿素产品并联产100kt甲醇。

1 部分节能措施

(1)该套尿素装置合成压力为14.0MPa，低于现有的水溶液全循环法尿素工艺(19.8MPa)的合成压力，大大降低了CO2压缩机以及高压液氨泵、高压甲铵泵的电耗。与水溶液全循环法尿素工艺相比，尿素装置合成工艺每小时可节电约2775kW·h。

(2)高压液氨泵、高压甲铵泵均采用了电机变频调速装置，可降低吨尿素电耗，节能效果相当显著。

(3)在高压甲铵冷凝器两侧设置了2台低压汽包，用于副产低压蒸汽。在合成压力下，原料CO2气体在汽提塔内汽提分解出尿素合成塔反应溶液，汽提气在高压甲铵冷凝器部分冷凝，冷凝热副产低压蒸汽送入低压汽包，可产0.44MPa饱和蒸汽17464kg/h，用于尿素装置尿液蒸发、夹套伴热等后，尚可富余4600kg/h。

(4)该装置设计配置2台吸收塔(低压吸收塔和常压吸收塔)，从高压洗涤器出来的高压系统尾气不直接放空，而是降压至0.40MPa进入低压吸收塔，进一步吸收气体中所含的NH3和CO2，低压回收系统出来的尾气再经过常压吸收塔吸收，进一步回收尾气中NH3和CO2，降低了原料消耗，同时减少了有害气体排放量。

2 粉尘回收装置

尿素装置采用高大圆柱形混凝土造粒塔，通过造粒喷头喷洒尿素熔融物料，经自然通风降温得到尿素颗粒产品。由于化学反应过程、喷头喷射及不正常操作状态等因素，造粒塔塔顶排放气中带有粉尘。排放气中的粉尘很大一部分降落在造粒塔周围和厂区附近，造成金属设施腐蚀，混凝土地面破裂，农作物减产和其他植物枯黄。粉尘的大量飘落，不仅给周边环境带来极大的危害;同时，尿素粉尘也造成了能源的浪费。粉尘中主要成分是尿素，易溶于水，具有较好的回收价值，随着国家对环境要求越来越严，对节能措施的大力鼓励，明水公司技术人员结合实际情况，决定在造粒塔顶部安装粉尘回收装置，既能降低对周边环境的污染，又可回收尿素粉尘;形成的尿素溶液重新返回系统再次利用。

气体流程:尿素造粒塔内上升的含尿素粉尘气体经出气口增压装置增压进入雾化吸收区，经雾化吸收后进入高效吸收区，再经2次雾化吸收进入喷射错流气雾收集吸收捕水器，去除含雾状尿素液滴后的饱和气体进入三级分离空间，与塔顶冷空气混合，进一步冷凝含尿素微粒的液滴，然后将符合排放标准要求的气体排出塔外放空。

自尿素解吸、水解或蒸汽冷凝液槽来的工艺废液直接进入喷射错流雾化收集吸收器，进行错流喷射雾化吸收，与上部下来错流雾化喷射吸收和清洗液体一起进入高效吸收及液体收集再分布装置，下降后经降液管进入循环槽，出循环槽的循环液体经过滤装置进入循环吸收泵，再由循环吸收泵加压后分别进入顶部清洗、中部错流雾化吸收喷头、底部雾化喷射吸收装置，循环吸收。

该造粒塔直径Ф22m，有效高度106m，平均日产尿素1400t，粉尘回收装置主体箱Φ14.8m，外延0.8m，可回收尿素1.4t/d，年可回收尿素462t，节能和环保效益显著。

3 溴化锂制冷机组

结合合成氨装置制冷量的需求，明水公司决定采用热水型溴化锂制冷机组回收尿素高压洗涤塔产生的热源，机组所制冷水用于氨合成系统水冷器，不仅满足了余热的回收利用，还可制取低温冷水满足其他工艺环节的需求。

进溴化锂机制冷组热水温度135℃，回尿素工艺系统热水温度120℃，热水压力1.60MPa;进溴化锂制冷机组冷水温度12℃，回合成氨工艺系统冷水温度7℃，冷水压力0.35MPa;进溴化锂制冷机组循环水温度32℃，回水温度42℃，压力0.45MPa。该热水型溴化锂制冷机组制冷量为1.365×107kJ/h，具有很好的节能效果。