尿素浓缩真空操作优化

摘要  尿素法生产三聚氰胺所用的熔融尿素中含有的水分进入反应器后,在高温条件下立即使尿素发生水解反应,生成氨和二氧化碳。水含量越高,尿素水解就越多,从而增大了急冷尾气量,增加了尿素消耗,降低了三胺收率。生产中要严格控制熔融尿素中的水含量小于0.2%wt。因此下面作者介绍了尿素浓缩真空在三聚氰胺生产中的工作原理、工艺流程、运行参数、优化操作。具有操作简单、真空运行时间长、降低操作工劳动强度等特点。
关键词  真空  操作简单  劳动强度
中国石油乌鲁木齐石油化工分公司化工厂三聚氰胺装置采用的是意大利欧技公司的高压尿素法生产工艺,该工艺具有反应器在高温高压下运行不需催化剂、多级净化除杂除色产品质量好,水、蒸汽、氨在系统中循环利用能耗低等特点。经结晶器成为三聚氰胺料浆的物料送入离心机,分离为固相的湿三胺和液相的母液,固相进一步干燥成为三聚氰胺成品。母液送入第二回路,回收其中的氨后,再通过OAT结晶、超滤、废水分解系统达标排放水作为工艺循环水送入工艺水槽,再通过急冷水泵和稀释水泵送往急冷和汽提工段,吸收反应器出口的三胺物料,参与系统循环。
1、尿素浓缩真空工艺原理
尿素溶液浓缩系统的任务是将尿素含量大约76%(一化)的尿液浓缩为三聚氰胺反应器所需要的尿素浓度在99.8%以上、水含量在0.2%以下的熔融尿素。在浓缩过程中,为了减少副反应的发生,应在尽可能低的温度和尽可能短的时间内完成,故采用真空蒸发浓缩。
动力蒸汽以很高的速度流经喷嘴,在喉部处形成的高真空区把蒸发蒸汽抽入到吸气室中并与蒸汽混合进入扩散管,由于扩散管是喇叭型的截面逐渐增大,速度逐渐降低,压力逐渐上升,**后蒸汽与蒸发蒸汽以一定压力排出,并在表面冷凝器冷凝,从而获得各段蒸发过程所需要的压力。
尿素水解

2、尿素浓缩工艺流程
来自化肥一尿素车间的尿液(约76%)被送**尿素缓冲罐S1101(通过LIC-11564和化肥一尿素车间调节阀控制)。温度80-90℃,76%尿素溶液流量在控制室通过FQI4108测量并累计。S - 1101 中的溶液被送往浓缩系统,经过两段浓缩,水含量约0.2%。在LIC - 11014控制下,用P - 1101A/B把溶液送出,控制室通过FQI11006测量并累计,在E - 1101A中加热,回收部分来自急冷塔C - 1101 的尾气冷凝热,通过TIC - 11012在E - 1101B中加热,然后在约60-70KPa (绝压)的一段浓缩器V - 1101里闪蒸。来自V - 1101的气相在冷凝器E-1141里冷凝,非冷凝物用蒸汽喷射器J- 1141抽出。压力通过PIC-11019来控制。冷凝液被收集在尿素浓缩冷凝液收集槽V-1103中。在LIC-11015液位控制下,尿液被浓缩**98%并送到蒸发器E-1102,通过TIC – 11013加热并在高真空(大约0-6KPa (绝压)的二段浓缩器V-1102里闪蒸。来自V-1102的气相被送往三级喷射器(J-1142,J-1143A/B,J-1144A/B),在冷凝器(E-1142,E-1143,E-1144)中冷凝,并与来自V-1101的冷凝液一起收集在接收槽V-1103中。V-1102中的真空度在控制室通过PI-11018显示。V-1102到尿液被浓缩**99.8%,通过P1102送到P1103**后送到反应器。来自V-1103的冷凝液,在液位控制(LIC-11034)下用P-1104A/B被送往T1301和S1202。去T1301的部分冷凝液被用做E1305的吸收液;去S1202的部分冷凝液稀释滞溜液防止管线堵塞。部分冷凝液被循环到真空系统冷凝器E-1141,E-1142,E-1143和E-1144,以避免壳侧换热表面由于甲胺/碳铵固体的形成而结垢。真空高时可以用脱盐水来冲洗冷凝器。从**终冷凝器E-1144放空**C1105。
3、 操作方法优化
熔融尿素中含有的水分进入反应器后,在高温条件下立即使尿素发生水解反应,生成氨和二氧化碳。水含量越高,尿素水解就越多,从而增大了急冷尾气量,增加了尿素消耗,降低了三胺收率。生产中要严格控制熔融尿素中的水含量小于0.2%wt。为了保证水含量合格,必须保证尿素浓缩二段真空合格。一下把前后期间对尿素浓缩二段真空高的操作方法、操作特点做个比较:
3.1前期尿素浓缩二段真空高的操作
前期由于没有摸索出处理二段真空高的行之有效的方法,给操作工带来较大的劳动强度,也给车间带来了一定的人力和财力损失。
3.1.1操作方法:
3.1.1.1定期操作:
(1)班组接班后,现场打开V-1102气相吹扫蒸汽吹扫,当压力达到6kPa,关闭吹扫蒸汽,每班吹扫1次。
(2)班组接班后,现场打开J1143、J1144、E1141、E1144、V1101顶部气相吹扫蒸汽,每次3-5分钟
(3)班组接班后,现场投用J1142的DW。FI11043控制流量200-400kg/h,冲洗3分钟。中控要关注PI11018和TI11017,若真空有所好转或TI11014温度降低**140℃,停止DW冲洗。若运行过程中PI11018超过4.5kPa。中控可安排现场按照此方法冲洗。
3.1.1.2附加操作:吹扫E1141到C1105的管线,吹扫PI11018,或联系仪表检查。
3.1.2操作特点:
(1)操作频率高:每个班**少操作3-5次;
(2)操作时间长:每次操作**少在半个小时到一个小时,有时甚**2-3个小时;

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