水溶液全迴圈法尿素合成塔改造安全性

2022-06-09 13:51:03 字數 1610 閱讀 7328

從上世紀八十年代以來,我國尿素工業進入了乙個新的發展時期。國際上,以卡薩利公司和斯塔公尺卡邦公司為代表的尿素技術商,開發出各種高效塔板,提高了尿素合成率,取得了很好的效果。國內有關單位也在這方面作了大量工作,開發(仿製)了多種型別的高效塔板和內件。

; e4 b* r0 i4 b2 e& d. h( h5 h 卡薩利公司開發的高效塔板,在每層塔板上增設若干個倒v型,即在每層塔板上增加若干個氣液分離空間,上公升物料在此分離後由不同的通道上公升,強化了反應過程,提高了尿素合成率。斯塔公尺卡邦公司開發的z字型塔板,經過精確計算,在每層塔板中間區域性區域開孔,且開孔率不一,由下往上逐步減少,每層塔板下增設一定高度的氣相層。

上公升物料中氣相由中部開孔區域上公升,液相沿z途徑上公升。換熱式內件和某型塔板同時使用,取得了較好的效果,但換熱式內件腐蝕嚴重對其推廣應用有所影響。, |) j:

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卡薩利公司和斯塔公尺卡邦公司開發的高效塔板均是在每層塔板上(下)增加氣液分離空間,強化氣體吸收(反應)過程來提高尿素合成率。從尿素合成靜態反應模型可知,增設塔板即意味著增加了氣相空間,即發生氣相**的可能和危害性更大。

) i9 x2 a6 z- k7 u; n. q 斯塔公尺卡邦公司開發的z型塔板原用於co2氣提法工藝。co2氣提法工藝最有可能發生**的裝置是高壓洗滌器,採取了一些防爆措施,而尿素合成塔是安全的。

從尿素合成反應靜態模型可知,在短停狀態下,尿素合成液中的惰性氣最終將上浮至高壓洗滌器,不會在尿素合成塔匯集和濃縮,如果將z型塔板用於水溶液全迴圈法尿素裝置將是十分危險的。某中型尿素裝置在更換尿塔時,由製造廠設計和製造了z型塔板,共十五層,每層塔板下有200mm高的氣相層,氣相總容積達3.9m3,即意味著和其它塔板相比,發生化學**的可能和損失會更大。

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從尿素合成動態模型和尿素合成靜態模型以及生產實際可知:水溶液全迴圈法尿素合成塔不是全液相反應,不會發生平衡破壞型**,在正常生產中是安全的,不會發生化學**;在短期停車期間,尿素合成塔上部有較大氣相空間,若在停車前隨原料帶入較多可燃爆組分或操作不當,有可能使氣相空間發生化學**,嚴重時將尿素合成塔炸毀。3 z:

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如何選擇一種既能提高尿素合成率,又能在短期停車狀態下減少尿素合成塔頂部氣相空間,防止和減輕氣相**的危害性呢?理想的尿素合成塔應該具備:co2全部以甲銨態進入尿素合成塔,以取得最大的甲銨脫水反應時間,這是提高尿素合成率的首要條件;進入塔內的物料全部生成液相,以使尿素合成塔具有最大的反應空間,提高塔的利用效率,使其達到最大;在短停狀態下,尿塔內液面下降最小,頂部氣相空間最小,以減少化學**的可能和能量。

通過對卡薩利公司的「hec」,換熱式內件和等溫合成塔研究,不難看出,採用等溫合成塔是最適合水溶液尿素裝置的合成塔結構。

4 q% k0 i# nq3 |; o' v/ l+ o 等溫尿素合成塔的操作條件十分接近水溶液全迴圈法,在合成塔溫度193℃,氨碳比4.2左右,水碳比0.75左右的操作條件下,尿素合成率在75%以上。

國外某裝置,因原尿塔襯裡腐蝕而更換為等溫尿素合成塔,中壓分解加熱器蒸氣消耗下降25%以上,經濟效益十分可觀,在國內有關廠也取得了很好的效果,; z8 a, l8 j$ p) [7 i

工廠安全第一,須從工程設計上把關,有許多事發生其實可能各方面都沒吃透原理,必須從源頭上控制!

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