JX节能型技术改造尿素传统工艺

2014-3-28 14:23 来源: 中国化工信息网
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  核心提示 与传统水溶液全循环法工艺相比,JX节能尿素技术生产吨尿素可节省蒸汽300千克,节省循环水60吨,节省用电15千瓦时,氨耗降低10千克。我国尿素年产能约7000万吨/年,其中40%是水溶液全循环法,若这40%的产能采用JX节能型尿素生产技术进行改造,据估算年可节约生产成本25亿元,节约标煤227.5万吨,减排二氧化碳614.2万吨。

  目前的尿素生产工艺主要分为气提法和水溶液全循环法两种,气提法又以CO2 气提为主。气提法工艺先进、能耗低,但投资高、建设周期长,设备腐蚀严重,另外CO2 气提法尚无自主知识产权,关键设备和特殊材料需从国外进口。水溶液全循环法虽然投资省,但普遍存在规模小、能耗高、污染大等问题。几十年来,我国尿素生产能力约有50%是水溶液全循环法。

  四川金象赛瑞化工有限公司在总结、消化各种尿素生产工艺的基础上,集成创新开发出低能耗、投资省的JX节能型尿素生产技术。2010年2月,中国氮肥工业协会对该工艺装置进行72小时性能考核后认为,JX节能型日产1000吨尿素装置具有流程简单、操作容易、运行稳定、安全可靠、环保、节能的优点,处于同类装置领先水平,适合于现有水溶液全循环法尿素装置改造和新建尿素装置。该技术也因此被列为国家发改委公告的第三批重点推广节能项目。目前,国内采用该技术已新建成套装置4套,其中建成2套,在建2套;改造装置6套,其中已完成4套,2套在改造之中。

  据金象公司副总经理李旭初介绍,JX节能型尿素生产技术包括高转化率液相逆流换热式新型尿素合成塔、尿素新型中压吸收塔以及分梯度逐级回收热能的中低压分解、回收新工艺,是这三部分的集成体。

  在高转化率液相逆流换热式尿素合成塔中,约20%液氨从底部入塔,CO2 、甲铵液及约80%液氨从顶部进入塔内,反应物从塔顶部出塔,这一工艺路线可使二氧化碳转化率从65%提高至73%,并且随着尿素转化率的提高,后续分解系统的负荷降低,装置安全系数更高,并且减少了蒸汽消耗。

  新型的尿素中压吸收塔,采用“鼓泡+填料+泡罩”结构,提高了吸收效率,并使吸收塔顶出口气体的CO2 含量从100ppm降至5ppm。这能够降低后续工序的设备材质,节约工程投资。此外,尿素装置的操作范围也从40%~105%调宽至20%~105%,使尿素装置在外供条件差的情况下也能稳定运行。

  尿素中低压分解塔集换热段、精馏段、分离段于一体,换热段采用高效的降膜逆流换热方式,一分加热器采用二段式结构。这种二次加热-降膜逆流创新工艺充分回收了水解工序的低位能余热,吨尿素累计总共节省蒸汽225千克。

  李旭初告诉记者,JX节能型尿素生产技术装置在“三废”处理上同样高效节能。在处理尾气方面,传统工艺放空气相中含氨约6%,而低压尾气中含氨小于1%,中压尾气含氨小于0.1%。另外,尿素工艺冷凝液(生产废水)采用单塔深度水解技术,解吸后净水中氨和尿素含量小于3ppm,无水解技术的废水中氨和尿素含量则分别在700ppm和10000ppm以上。此外,造粒塔设置粉尘洗涤回收系统减少了排出气体中的粉尘含量。通过上述措施,JX节能型尿素生产技术可将尿素氨耗降至570千克(传统法是580千克)。

  另外,JX节能型尿素生产技术在中压分解、中压吸收上有特色技术,加上设置了预蒸发器,可将尿素溶液浓缩到86%以上。由此,生产吨尿素可比传统工艺节省蒸汽300千克,节省循环水60吨,节省用电15千瓦时。

  JX节能型尿素技术已经在几家国内企业应用,取得了良好的收益。以金象化工采用JX节能型尿素技术建设日产1000吨尿素装置为例,项目建设总投资1.54亿元,与传统水溶液全循环技术投资相当,比CO2 气提法投资节约7000万元。该装置2009年2月正式投料,至同年12月底的11个月中,尿素产量24.9万吨,销售收入4.11亿元,净利润5783万元,缴税870万元,节约成本2310万元,比国内同类装置节省标煤1.75万吨,减排二氧化碳4.73万吨。目前,该装置最高日产量为1040.66吨。

  新疆玉象胡杨公司利用该技术建设的日产1000吨尿素装置,2013年全年运行360天,产量37万吨。年均吨尿素电耗123千瓦时、氨耗 568千克、循环水56立方米、蒸汽900千克(1.2MPa)。烟台阳煤集团莱阳巨力化肥公司尿素改造装置投运后,吨尿素蒸汽减少400千克;晋煤中能化工尿素装置改造后于2013年8月开车,蒸汽消耗在原来基础上每吨尿素下降300千克。