氨汽提法制備尿素的典型設(shè)備分析

目錄

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氨汽提法制備尿素的典型設(shè)備分析

1

7914

1.1合成塔

1

7263

1.2噴射泵

2

14664

1.3汽提塔

3

25120

1.4洗滌器

3

27275

1.5精餾塔

4

869

1.6高壓熱交換器

4

12729

1.7高壓冷凝器

5

1.1合成塔

尿素合成塔的最大用處是，使尿素與氨基甲酸銨的柱內(nèi)反應(yīng)。此外，在高壓冷凝器中還有非常規(guī)的二氧化碳和氮?dú)馀c銨發(fā)生反應(yīng)。

反應(yīng)材料從底部輸入進(jìn)入合成塔，尿素合成塔被篩板分隔為九個(gè)相鄰的小室。往上流動(dòng)的汽泡正確地把各個(gè)室中的反應(yīng)物混合適度。篩板設(shè)計(jì)漏洞較少，所以液體只能從底室流向頂式。因此，該裝置由9個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器組成，通過控制原料消耗時(shí)間，提高了轉(zhuǎn)化率。

在塔頂有一個(gè)內(nèi)部加熱管，液體混合物通過磁性管輸送到高壓熱交換器。初級合成塔頂部的氣體混合物主要由氨、二氧化碳和非反應(yīng)性雜質(zhì)氣體組成。氨和二氧化碳從洗滌器中回收，從原料氣出口進(jìn)入高壓洗滌器。

圖4-1尿素合成塔

1.2噴射泵

噴射泵是氨合成的重要組成部分，它以流體流動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換的形式工作，噴射泵的高度不高于輸送氣體和流體的工作對象。在這類生產(chǎn)中，噴射泵主要是采用蒸汽機(jī)械流體作為一種起加工作用的流體，所以我們通?？梢砸卜Q之為蒸汽噴射泵或者也就是使用蒸汽機(jī)的專用噴射器。

圖4-2噴射器

工作原理：噴射孔通過壓力燈以極快的速度噴射水蒸氣，并通過高速運(yùn)動(dòng)形成一定的壓力空間，在其周圍高速液體中產(chǎn)生低壓氣體和蒸汽。合成的物質(zhì)溢向膨脹管，物質(zhì)變動(dòng)減小，液體壓力逐漸增大，導(dǎo)致物料輸送到外界。

1.3汽提塔

該裝置是生產(chǎn)氨的專用裝置，在零部件制造中起著決定意義。它的作用是把氣體通過液體的時(shí)候，把其中無效成分帶走的設(shè)備。

特別要注意工作質(zhì)量、手工操作、設(shè)備性能和使用壽命，因?yàn)樵O(shè)備直接關(guān)系到整體完成度，設(shè)計(jì)了生產(chǎn)能力和最終產(chǎn)品質(zhì)量的綜合因素。

汽提塔的運(yùn)行原理：二氧化碳等氣體加熱后，與二氧化碳相關(guān)試劑反向觸碰，將分解合成液轉(zhuǎn)化為二氯甲烷分解合成液，回收二氧化碳，反應(yīng)少，回收的玻璃氨在蒸汽塔高壓環(huán)內(nèi)不轉(zhuǎn)化為合成元素的有機(jī)原料，經(jīng)過兩步反應(yīng)之后，大大提升了尿素的生產(chǎn)率，減少了原料的鋪張。

與采用二氧化碳汽提法所需要的汽提塔不同點(diǎn)就在于:氨汽提管箱內(nèi)部安裝了填料層,CO2汽提塔內(nèi)部無任何填料層。氨汽提塔上下兩個(gè)部位結(jié)構(gòu)對稱，可以進(jìn)行倒頭操作，CO2汽提塔不能進(jìn)行倒頭操作。

1.4洗滌器

洗滌器的主要任務(wù)是將氣體中的污染物分離，用氣體除塵、吸入、冷卻、濕潤。除干燥外，該系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，性價(jià)比高，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，清洗能力強(qiáng)，但設(shè)備各部分的防腐能力、使用過程中廢水及廢棄物的排放、吸煙等問題，煤煙產(chǎn)生的有害氣體會(huì)影響工作質(zhì)量和使用壽命。要多加留心。

圖4-3洗滌器

1.5精餾塔

蒸餾塔的主要功能之一是蒸餾，故稱蒸餾塔，蒸餾塔分為特勒蒸餾塔、中城蒸餾塔、連續(xù)蒸餾塔和間歇蒸餾塔。

工作過程：蒸汽從蒸餾塔底部流出，升起到塔底，和突然下降的液體接觸，在兩側(cè)反應(yīng)過程中，下降的液體從略微蒸發(fā)的化學(xué)成分中排出，進(jìn)入氣體。氣體中的流體化學(xué)物質(zhì)被一點(diǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到向下流淌的液體中。當(dāng)氣體接近塔頂時(shí)，揮發(fā)性化合物的濃度一點(diǎn)點(diǎn)變大，并在塔底附近下沉，液體中的揮發(fā)性化合物進(jìn)一步滾動(dòng)分離，從而實(shí)現(xiàn)了萃取塔分離的主要目的。

1.6高壓熱交換器

高壓熱交換器的結(jié)構(gòu)為立式管殼式，通常使用蒸汽加熱。高壓熱交換器中的熔融物都來源于尿素合成塔，而全部氣體逆流通過高壓氣體和元件熱交換器進(jìn)入熱交換器以增加蒸汽，反應(yīng)所需的熱量被管外的水蒸汽吸收。

高壓汽提換熱器中的液體分離器是系統(tǒng)的重要組成部分，液體分離器是影響高壓氣體技術(shù)性能的重要因素之一?？刹豢梢跃鶆蚍植荚趽Q熱管上，此外，每根管中還應(yīng)存放一層液膜。如果管內(nèi)沒有液體，或管內(nèi)表面不能被液體保持濕潤，拆除干燥的墻壁和管道。因此，對設(shè)備的選材、尺寸和安裝的要求都很嚴(yán)格。全部的液體分配器應(yīng)耐腐蝕，防止負(fù)荷分配不均造成酸洗效率下降和設(shè)備損壞。

圖4-4高壓熱交換器

1.7高壓冷凝器

高壓冷凝器是由高壓換熱器產(chǎn)生的氨、銨、液態(tài)二氧化碳等有機(jī)物的混合物在管箱中進(jìn)行第一次反應(yīng)的一種重要裝置。來自高壓熱交換器的NH3和甲銨液CO2與其他有機(jī)氣體的混合物也通過連接管直接從頂管中排出。上管箱高壓排氣中的液氨、氨基甲酸銨等有機(jī)混合物也通過連接管從上管頂部直接進(jìn)入。液體首先進(jìn)入右側(cè)防撞缸，然后進(jìn)入分配器。

反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被