一、裝置簡介

　　(一)裝置發(fā)展及類型

　　在合成氨工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后，1922年，世界上第一座以C0₂和NH₃為原料，生產(chǎn)尿素的工業(yè)裝置建成。在尿素生產(chǎn)工藝發(fā)展初期，由于用C0₂和NH₃合成尿素，轉(zhuǎn)化率不高，而腐蝕又嚴(yán)重。因此，尿素生產(chǎn)工藝技術(shù)的研究一直致力于如何提高轉(zhuǎn)化率；如何回收未轉(zhuǎn)化的C0₂、NH3；以及采用何種防腐蝕材料和防腐技術(shù)。當(dāng)尿素生產(chǎn)技術(shù)停留在不循環(huán)法(未轉(zhuǎn)化的C0₂、NH₃回收制造其他氮肥)、半循環(huán)法(未轉(zhuǎn)化的C0₂、NH₃部分回收進(jìn)入尿素合成系統(tǒng))時(shí)發(fā)展比較緩慢。1953年，荷蘭斯太米卡本公司發(fā)現(xiàn)了往尿素合成塔加氧，氧化鈍化防腐蝕技術(shù)。進(jìn)入20世紀(jì)50年代，世界上水溶液全循環(huán)法尿素生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。從此，尿素生產(chǎn)技術(shù)得到了快速發(fā)展。進(jìn)人60年代，在全循環(huán)法工藝技術(shù)不斷改進(jìn)提高的同時(shí)，氨汽提法、二氧化碳汽提法尿素生產(chǎn)裝置也相繼投產(chǎn)，使得尿素生產(chǎn)工藝技術(shù)得到了進(jìn)一步提高。

　　我國于1958年，建成了采用高效半循環(huán)法生產(chǎn)尿素的第一個(gè)試驗(yàn)裝置。并于1965年，建成了兩套工業(yè)生產(chǎn)裝置。1966年，我國采用溶液全循環(huán)法生產(chǎn)尿素的工藝技術(shù)研究成功，隨后相繼建成了水溶液全循環(huán)法尿素生產(chǎn)裝置。為了滿足農(nóng)業(yè)對化肥的需要。70年代，我國引進(jìn)了13套大型尿素生產(chǎn)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(chǎn)技術(shù)(生產(chǎn)能力1620t／d的有8套裝置，生產(chǎn)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(huán)改良C法尿素生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)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(zhuǎn)化率高，對設(shè)備材料防腐蝕要求也高。未轉(zhuǎn)化的C0，、NH3，前者大部分在高壓系統(tǒng)汽提回收，后者全部減壓回收。兩種工藝技術(shù)部分指標(biāo)，見表7—18。

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　　進(jìn)入80年代以后，尿素工藝技術(shù)朝著提高轉(zhuǎn)化率、提高熱回收率和降低能耗方向發(fā)展，出現(xiàn)了多種工藝技術(shù)。如采用汽提法和溶液循環(huán)法相結(jié)合的ACES法；采用氨汽提與二氧化碳汽提相結(jié)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(huán)UTI法；以及采用兩個(gè)合成塔工藝技術(shù)的雙塔高效綜合法(HEC法)等。

　　本文下面重點(diǎn)介紹二氧化碳汽提法尿素生產(chǎn)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(huán)與吸收、蒸發(fā)與造粒以及氨水系統(tǒng)五個(gè)單元組成。各單元作用介紹如下：

　　(1)壓縮

　　原料液氨經(jīng)泵加壓，并預(yù)熱后，送人合成系統(tǒng)。原料二氧化碳加入部分防腐蝕用的空氣后，經(jīng)壓縮機(jī)加壓，送人合成系統(tǒng)。

　　(2)合成與汽提

　　C0₂和NH₃在高溫、高壓下轉(zhuǎn)化生成尿素，大部分未轉(zhuǎn)化的C0₂、NH₃經(jīng)汽提后，回到合成塔。汽提后的尿素溶液送人循環(huán)系統(tǒng)。

　　(3)循環(huán)與吸收

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