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项目年度编号
1500240226
中图分类号
TQ441.41 TQ440.51
成果公布年份
2014
成果简介
二、应用领域和技术原理尿素合成塔，是液氨和二氧化碳气体反应生成尿素的反应器，是涉及一种具有分布器和下降管的液相逆流尿素合成塔，是工业生产尿素的关键设备。我公司自行设计开发的液相逆流换热式尿素合成塔通过在我公司已投产的尿素装置的应用，证明该液相逆流换热式尿素合成塔各项技术指标完全达到或者超过国际先进的尿素合成塔，属于尿素合成反应装置技术领域。该液相逆流换热式尿素合成塔的主要技术原理是：液相逆流式高转化率的尿素合成塔，配以'约20%液氨底部入塔内,80%液氨、二氧化碳、甲铵液从顶部进入塔内，反应产物从塔的顶部出'工艺物料路线的尿素高压合成工艺。三、主要技术指标1、尿素合成塔反应压力为22.0MPa，反应温度为190℃；2、以二氧化碳转化率计，转化率从传统工艺的62～64%提高到了72～74%；3、延长原料在塔内的停留时间，有利于甲铵脱水生成尿素；4、在下降管内，逆流上升的物料移走甲铵生成的反应热被，同时避免了底部超温的现象发生；5、下降管的管间设置的塔盘避免了物流返混的发生，有利于提高尿素的合成率；6、节蒸汽：合成塔高转化率，减少循环未分解物料所耗蒸汽的用量。四、成果的创新性和先进性1、一种尿素合成塔，塔体下部设有液氨进口，塔体顶端设有原料液氨--二氧化碳--甲铵液混合物料进口与反应产物出口，塔内设有若干分布器和下降管，能及时将反应热移走的液相逆流尿素合成塔；并设有安全装置、液体旋流装置、导向装置。2、一种液相逆流式高转化率的尿素合成塔，配以'约20%液氨底部入塔内,80%液氨、二氧化碳、甲铵液从顶部进入塔内，反应产物从塔的顶部出'的尿素高压合成工艺。其特点在于：高压（≥21Mpa）、高温（190～195℃）、全液相（气象比例小）、低返混、无热点、低腐蚀（塔衬里用尿素级316L）、转换率高达73%。五、作用意义液相逆流换热式尿素合成塔是我公司通过集成创新自行研发的尿素合成塔，该合成塔克服了现有工业生产尿素中存在的原料混合不均、反应热不能及时移走、尿素合成率低的不足的特点，提供一种由顶部进料和出料，塔内设置有分布器和下降管，能及时将反应热移走的液相逆流尿素合成塔。该尿素合成塔不仅有利于提高尿素合成率，减少能耗，降低投资，而且还具有操作方便、安全可靠和维修方便等特点。我公司通过集成创新，自行研发的液相逆流换热式尿素合成塔更重要的意义在于：通过液相逆流换热式尿素合成塔的研发，成功的运用到了"JX节能型尿素生产技术"当中，是"JX节能型尿素生产技术"的关键设备之一，该技术突破了国内传统的合成塔技术，取得了拥有包含自主知识产权的合成塔技术，提升了企业的科技水平和经济实力，使我国尿素工业的发展长期依赖国外技术的局面得以改善，降低了尿素装置建设或改造投资。六、推广前景目前国内有约200套水溶液全循环工艺的中小型尿素装置，这些装置的尿素合成塔除设计成较大的高径比外，还在塔内设置了若干塔盘，原料从塔底进入，经过一定的反应时间后从塔顶排出。但这种结构的尿素合成塔，由于原料混合不均，反应热不能及时移走，塔内存在着大量气相，降低了合成塔的有效容积，并且并流上升的气液混合物不利于甲铵脱水生成尿素的反应，尿素合成率低的问题仍得不到明显改善。液相逆流换热式尿素合成塔已于2009年1月、2012年3月分别在我公司及新疆玉象胡杨化工有限公司日产1000吨低能耗水溶液全循环尿素装置中成功应用。并于2010年2月16日至19日在我公司由中国氮肥工业协会组织行业技术委员与尿素生产专家组成考核组，按中华人民共和国化工行业标准HGJ231一91《化学工业大、中型装置试车工作规范》对该装置进行了72小时考核，考核结果表明，该尿素合成塔不仅有利于提高尿素合成率，减少能耗，降低投资，而且还具有操作方便、安全可靠和维修方便等特点，采用液相逆流换热式尿素合成塔非常适合新建的尿素生产装置和对现有水溶液全循环装置节能增产的改造，且改造工作量不大，投资低，消耗大幅度降低的特点，改造实施后，可获得相当可观的经济效益和社会效益。因此，液相逆流换热式尿素合成塔是作为国内水溶液全循环尿素生产企业进行节能增产改造的、增强企业竞争力的首选，有广阔的推广前景。
完成单位
四川金象赛瑞化工股份有限公司
完成人
李旭初 刘朝慧 刘胜 雷林 陈俊 肖华忠 李治年
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