专利名称：一种尿素生产和水解的节能联合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种尿素生产和水解的节能装置。
背景技术：
全循环法尿素生产中每生产一吨尿素理论上需排出300kg废水，再加上蒸发、泵 密封的泄漏、工艺冲洗以及合成氨工段的剩余氨水，共计每吨尿素排放废液在450-550kg 之间，此废水中一般NH3 :5-8%，尿素0-1. 15%，此废水经过尿素深度水解装置处理后，排 放的废水中氨和尿素的含量分别是氨≤5ppm，尿素≤5ppm。如图1-2是传统的尿素生产装置和水解装置，由尿素和合成氨装置送来的碳铵 溶液(NH3 :5-8%，尿素0-1. 15% )经水解给料泵送至水解换热器回收水解后的废液热 量，换热后的碳铵溶液进入水解塔上部，然后溶液沿塔盘逐级下降，下降过程中与水解塔 内上升的蒸汽、CO2进行热和质的交换。塔顶得到1450°C的每立方水解液产生0. 396吨的 NH3-CO2-H2O的混合气体，此气体进入回流冷凝器，在回流冷凝器内此气体99. 5%的冷凝成 液体，需要消耗17m3循环水，气体冷凝后的液体进入回流液位槽，一部分甲铵液经回流泵回 流到水解塔顶部，另一部分被送往尿素系统回收利用。被水解后的水解塔底部的溶液氨和 尿素含量都小于5ppm，此废液经水解换热器回收热量后被送往锅炉工段。由于尿素水解系统与尿素生产装置是分别独立的装置，传统上尿素水解装置中的 水解塔顶气体都被送往回流冷凝器中冷凝，不仅增加了回流冷凝器的投资，而且消耗大量 的循环水，增加了装置的运行费用(水解塔顶得到每立方水解液产生0. 396吨的1450°C的 NH3-CO2-H2O的混合气体，此气体进入回流冷凝器，在回流冷凝器内气体99. 5%的被冷凝成 液体，并且需要消耗17m3循环水)；而尿素生产装置需要消耗大量的蒸汽(一般吨尿素消耗 蒸汽1. 2吨)，利用蒸汽热量加热、分解甲铵液，传统上尿素深度水解装置与尿素生产装置 热量分开考虑，深度水解装置中的水解塔顶气热量没有利用，综合考虑尿素生产装置和尿 素深度水解装置，结合尿素生产装置利用此热量是本发明的技术核心。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种流程更加合理、节能的尿素生产和水 解的节能联合装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种尿素生产和水解的节能 联合装置，其至少包括有尿素生产装置中的二段分解塔及与二段分解塔相连接、为其提供分解所需要热量 的二段分解塔加热器；尿素水解装置中的气提水解塔和回流冷凝器；其特征在于二段分解塔加热器分成上下两段，其中一段的加热气体进口连接气提水解塔顶部 的[0011]混合气体出口，而该段的加热气体出口回接到回流冷凝器。为稳定生产，增大二段分解系统的操作弹性，所述的二段分解塔加热器的另一段 是连接1. IMpa-l. 5Mpa的蒸汽作为外加热源。优选，加热源加 热的另一段是设置在二段分解塔加热器的上段，而气提水解塔顶 部的混合气体加热的一段是设置在二段分解塔加热器的下段。最后，二段分解塔加热器中输送甲铵液的管子布置在里面，管子与外壳之间是输 送加热气体的空间，且采用逆流结构，来实现充分的换热。与现有技术相比，本实用新型的优点在于二段分解引入水解塔顶混合气体加热 后，节能效果非常明显，工艺也能顺接，整个装置更加合理。
图1为传统的尿素生产装置局部结构图；图2为传统的尿素水解装置结构图；图3a为本实用新型的尿素生产和水解的节能联合装置结构图之一；图3b为本实用新型的尿素生产和水解的节能联合装置结构图之二 ；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图3a_b所示意，两个图组成完整的尿素生产和水解的节能联合装置，其中尿素 生产装置包括有二段分解塔1及与二段分解塔相连接的二段分解塔加热器2，二段分解塔 加热器2分成上段和下段两个加热段，上段加热段2a采用采用1. 27Mpa蒸汽加热，1. 27Mpa 蒸汽来自中间的膨胀槽，接上段加热段的上部蒸汽进口，而上段加热段的下部冷凝液出口 回接到冷凝液膨胀槽，下段加热段2b的加热气体进口连接气提水解塔4顶部的混合气体出 口，而该段的加热气体出口回接到回流冷凝器5，这样，使原有的二段分解塔加热器一分为 二，换热器内仍采用逆流换热，下部换热器壳程走水解塔顶混合气体，管程走甲铵液，水解 塔顶混合气体上进下出与甲铵液逆流换热；为稳定生产，增大二段分解系统的操作弹性，上 部换热器仍采用1.27Mpa蒸汽加热。正常情况下以利用水解塔顶气体热量为主，在水解塔 顶气体热量不足或尿素深度水解装置生产不稳定的情况下，采用上部换热器以蒸汽加热为 主，加热后的甲铵液进入二段分解塔。经过热能利用的水解塔顶气体再回到尿素深度水解 装置中的回流冷凝器5。其中尿素生产装置包括有水解给料泵8、水解换热器3、气提水解塔4、回流冷凝器 5等主要组成单元，由尿素和合成氨装置送来的碳铵溶液(NH3 :5-8%，尿素0-1. 15% )经 水解给料泵8送至连接到水解换热器3，由水解换热器3回收水解后的废液热量，换热后的 碳铵溶液通过管线进入连接到气提水解塔4上部，然后溶液沿塔盘逐级下降，下降过程中 与水解塔内上升的蒸汽、CO2进行热和质的交换。气提水解塔4塔顶得到145°C的每立方水 解液产生0. 396吨的NH3-CO2-H2O的混合气体，此混合气体不是直接进入到回流冷凝器去， 而是先连接到二段分解塔加热器2的下段加热段的加热气体进口，二段分解塔加热器2的 下段的加热气体出口再回接到回流冷凝器5的进口，在回流冷凝器5内此气体基本上冷凝 成液体，气体冷凝后的液体进入连接到回流液位槽6，一部分甲铵液经回流泵回流到气提水解塔4顶部，另一部分被送往尿素系统回收利用。回流冷凝器5的冷凝液进口和出口通过管线和温水循环泵7组成自己的循环管路，循环管路分出一路，通过阀门连接尿素装置过 来的冷凝液。 本实用新型的原理是，在尿素生产中，需要消耗大量的蒸汽(一般吨尿素消耗蒸 汽1. 2吨)，特别是分解工段的蒸汽消耗占全部消耗的80 %，分解工段包括一段分解和二段 分解，此工段的主要任务是利用蒸汽的热量加热甲铵溶液，使之分解成尿素和水。一段分解 需要将甲铵溶液加热到160°C左右，而水解塔顶气体只有145°C，所以不合适；二段分解需 要将甲铵溶液由115°C加热到140°C左右，正好适合利用气提水解塔的塔顶混合气体加热， 传统的尿素生产二段分解塔的热量完全来自1. 27Mpa的蒸汽，吨尿素需要消耗160kg的蒸 汽，占整个尿素生产装置蒸汽消耗的12%左右，二段分解塔引入水解塔顶混合气体加热后， 节能效果非常明显，吨尿素蒸汽消耗由以前的160kg降低到60kg，30万吨的尿素生产装置 年节约蒸汽3万吨，经济效益450万元(吨蒸汽价格150元)。
权利要求一种尿素生产和水解的节能联合装置，其至少包括有尿素生产装置中的二段分解塔及与二段分解塔相连接、为其提供分解所需要热量的二段分解塔加热器；尿素水解装置中的气提水解塔和回流冷凝器；其特征在于二段分解塔加热器分成上下两段，其中一段的加热气体进口连接气提水解塔顶部的混合气体出口，而该段的加热气体出口回接到回流冷凝器。
2.根据权利要求1所述的尿素生产和水解的节能联合装置，其特征在于二段分解塔 加热器的另一段是连接1. IMpa-l. 5Mpa的蒸汽作为外加热源。
3.根据权利要求2所述的尿素生产和水解的节能联合装置，其特征在于外加热源加 热的另一段是设置在二段分解塔加热器的上段，而气提水解塔顶部的混合气体加热的一段 是设置在二段分解塔加热器的下段。
4.根据权利要求3所述的尿素生产和水解的节能联合装置，其特征在于二段分解塔 加热器中输送甲铵液的管子布置在里面，管子与外壳之间是输送加热气体的空间，且采用 逆流结构。
专利摘要一种尿素生产和水解的节能联合装置，其至少包括有尿素生产装置中的二段分解塔及与二段分解塔相连接、为其提供分解所需要热量的二段分解塔加热器；尿素水解装置中的气提水解塔和回流冷凝器；其特征在于二段分解塔加热器分成上下两段，其中一段的加热气体进口连接气提水解塔顶部的混合气体出口，而该段的加热气体出口回接到回流冷凝器，其节能效果非常明显，工艺也能顺接，整个装置更加合理。
文档编号C07C273/02GK201634607SQ20102005027
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者王永全, 王献, 项文裕 申请人:宁波金远东工业科技有限公司