尿素深度水解系统工艺优化

2015-05-24马明新周翔龚普勤张永

氮肥与合成气 2015年11期

关键词：碳铵塔顶废液

马明新周翔龚普勤张永

(河南心连心化肥有限公司河南新乡453731)

尿素深度水解系统工艺优化

马明新周翔龚普勤张永

(河南心连心化肥有限公司河南新乡453731)

0 前言

河南心连心化肥有限公司一分厂原有的尿素深度水解系统设计能力为18 m3/h。随着尿素产能增加，碳铵液流量达到23 m3/h，由于尿素深度水解系统处理能力小，造成其蒸汽消耗高，解吸废液中氨含量不合格，增加了水处理终端的环保压力;同时影响了尿素水溶液全循环系统的水平衡，制约尿素系统的稳定运行。在利用原有工艺基础上，对尿素深度水解系统进行升级优化，从而降低尿素的蒸汽消耗以及提高碳铵液处理能力。

1 工艺流程

1.1 优化前工艺流程

优化前尿素深度水解解吸流程见图1。碳铵液经解吸泵加压，分别与解吸换热器的解吸废液、水解换热器的水解下液换热后送入水解塔顶部进行尿素深度水解，水解气相入去尿素系统一分塔，水解下液经水解换热器与碳铵液换热后入解吸塔，解吸废液经与碳铵液换热降温后送入尿素自循环系统，解吸气相经减压后入二循一冷进行吸收。

图1 优化前尿素深度水解解吸流程

1.2 优化后工艺流程

优化后尿素深度水解解吸流程见图2。碳铵液由解吸塔给料泵送至第1解吸塔上部，与水解塔和第2解吸塔的气相逆流接触，经传质、传热后，塔顶气相中的NH3-CO2-H2O进入回流冷凝器冷凝，冷凝液一部分经回流泵送至第1解吸塔塔顶作为回流液，第1解吸塔排出的工艺冷凝液由水解塔给料泵加压后进入水解塔上部，塔底通入2.4 MPa蒸汽直接加热，溶液中的尿素在水解塔几乎完全水解为氨和二氧化碳。

水解塔塔顶的蒸汽减压后作为第1解吸塔的热源。1.3 MPa蒸汽通入第2解吸塔塔底加热，从水解塔塔底排出的含氨、二氧化碳的溶液经水解换热器换热后，然后进入第2解吸塔进一步解吸溶液中的氨和二氧化碳，第2解吸塔解吸气去第1解吸塔提供解吸所需热量，第2解吸塔塔底排出的废液经解吸换热器换热后送往尿素自循环系统。来自热电系统60℃脱盐冷却水进入回流冷凝器，与来自解吸塔顶的气相换热，脱盐冷却水被加热到95℃后作为热电锅炉除氧器上水。

图2 优化后尿素深度水解解吸流程

1.3 优化后主要设备

优化后主要设备参数见表1。

表1 优化后主要设备参数

2 优化后效果

水解解吸工艺优化后，提高了尿素深度水解系统的处理能力，对碳铵液中的氨进行了回收，实现了解吸废液的达标排放，解决了废液不合格造成的环保影响。

主要改造效果:①优化后，解吸废液中尿素质量分数降低至5×10－6以下，NH3质量分数由优化前100×10－6降低至20×10－6以下，减轻了水处理终端的环保负荷;②碳铵液流量由优化前的23 m3/h降低至20 m3/h，水解系统吨尿素蒸汽消耗降低了30 kg;③解吸塔塔顶出气温度由优化前125℃降低至110℃，降低了出气中水含量，减少了向二循一冷带水量，缓解了对二循一冷腐蚀程度;④加装回流冷却器后，回收了解吸塔出气的热量，60℃的脱盐冷却水与回流冷气相换热后，温度升至95℃，作为热电锅炉除氧器上水;⑤优化后，尿素深度水解系统向尿素系统的带水量减少，优化了尿素系统的水平衡，减少了因尿素深度水解系统不正常造成的尿素系统停车损失。