本实用新型属于尿素合成设备领域，具体涉及一种用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置。
背景技术：
目前，在农业化学肥料中，以氮肥需要量最大，应用最广。其中，尿素是氮肥中的一个重要品类，按国家规定，肥料尿素的规格如下，氮含量不小于46％，缩二脲含量不大于0.9％，含水量不大于0.3％，粒度在φ1～2.5毫米之间要占90％以上。尿素合成方法中，氨与co2直接合成尿素反应过程如下：
第一步为甲铵生成反应：在高温、高压下，超临界态的nh3和co2反应生成液态甲铵，如式(1)
反应条件为：t＝160℃，p＝11mpa，δham＝-117.2kj/mol。
第二步为甲铵脱水转化为尿素的反应：液相中甲铵脱水生成尿素，如式(2)：
反应条件为：t＝160℃，p＝10～25mpa，δhu＝16.7～25.1kj/mol。
尿素的合成步骤包括尿素合成、未反应物分离和蒸发造粒。其中，未反应物分离步骤能够成功分离冷凝液中未反应物是依据了nh3和co2相对于尿素和水的易挥发性，冷凝液中不仅包含未反应的nh3和co2，还包括甲铵、尿素等中间产物和终产物，同时冷凝液中存在众多副反应，未转化为尿素的nh3和co2可能结合为碳酸铵、碳酸氢铵、氨基甲酸铵等化合物，但它们均不稳定而极易分离。通过对冷凝液减压、加热可将未反应的nh3和co2分离出来。
现有技术中，由于尿素的合成为可逆反应，通常采用氨过量配比提高尿素的转化率。根据氨过量的不同程度，选择二氧化碳气提法或氨气提法对未反应的原料进行回收。其中，氨气提法生产设备建造压差小，成本相对较低，但后期需要喷射器进行原料投喂，能耗较大，需充分利用投入的能源；同时氨气提法回收的nh3和co2中含有大量水蒸汽，随nh3和co2返回尿素合成塔的水使尿素合成反应中水碳比增加，不利用反应(2)的正向反应，使尿素转化率下降；并且多余的水会在整个尿素合成系统中循环，造成尿素生产设备的能耗增大。
专利授权号为201310743560.1的中国专利，公开了一种提高尿素生产能力的深度水解系统节能优化工艺，通过汽提－水解单塔工艺，将塔顶出来的气相直接引入中低压系统。但是，上述引入过程需要再另外增设管路，同时气相在精馏塔的中部引入，在中低压系统中停留时间有限，气相中水分的冷凝效果较差。
技术实现要素：
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本实用新型旨在提供一种用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，实现尿素合成系统水碳比的主动控制，提高尿素合成的转化率。
为了实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：
本实用新型实施例提供了一种用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，所述氨气提法尿素生产工艺的设备包括：闪蒸器、由中压分解器4与中压甲铵分解塔分离器5构成的中压甲铵分解塔、冷凝液槽，所述节能提产装置包括：进料泵1、换热器2、中压解吸水解塔3；其中，
所述进料泵1的进料端与冷凝液槽连通，泵送端与换热器2连通；
所述换热器2与所述中压解吸水解塔3连通；
所述中压解吸水解塔3具有冷凝液进口、中压蒸汽进口、净化水出口和塔顶气出口，所述冷凝液进口与所述换热器2连通，所述中压蒸汽进口与中压蒸汽源连通，所述净化水出口与所述换热器2连通，所述塔顶气出口与高压系统气管路连通，并连通于中压分解器4。
作为本实用新型的一个优选实施例，所述中压解吸水解塔3与闪蒸器的高压系统气管路连通，中压解吸水解塔3中的塔顶气与高压系统气混合后，与高压系统气一起从中压甲铵分解塔下部进入中压分解器4中；在中压分解器4中，塔顶气与自中压甲铵分解塔分离器5引入的冷尿液进行热交换。
作为本实用新型的一个优选实施例，所述中压解吸水解塔3中的操作压力为1.9～2.5mpa。
本实用新型实施例具有如下有益效果：
本实用新型提供的一种用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，通过设置中压解吸水解塔及设计水解塔的进出气管路，实现了回收系统中热量的闭环循环，系统热量得到充分回收利用；解吸水解后的塔顶气在中压甲铵分解塔中停留足够长的时间，减少了返回合成系统的水量，实现了合成系统水碳比的主动控制，提高了尿素转化率；同时塔顶气汇入高压系统气中，不需要增加进入分解塔的管路，减少了设备投资，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是本实用新型实施方式提供的二氧化碳气提法尿素生产工艺的节能提产装置结构示意图；
图2是图1所示节能提产装置的设备连接图。
附图标记说明：
1-进料泵；2-换热器；3-中压解吸水解塔；4-中压分解器；5-中压甲铵分解塔分离器；6-后冷器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，所述氨气提法尿素生产工艺的设备包括：尿素合成塔、闪蒸器、氨气提塔、中压甲铵分解塔、冷凝液槽，所述节能提产装置包括：进料泵1、换热器2、中压解吸水解塔3、中压分解器4、中压甲铵分解塔分离器5、后冷器6。
其中，所述进料泵1的进料端与冷凝液槽连通，泵送端与换热器2连通，用于将冷凝液槽中的冷凝液依次送入换热器2、中压解吸水解塔3中；所述换热器2与所述中压解吸水解塔连通；所述中压解吸水解塔3具有冷凝液进口、中压蒸汽进口、净化水出口和塔顶气出口，所述冷凝液进口与所述换热器2连通，所述中压蒸汽进口与中压蒸汽源连通，所述净化水出口与所述换热器2连通，所述塔顶气出口与高压系统气管路连通，并连通于中压分解器4。中压分解器4与中压甲铵分解塔分离器5共同构成中压甲铵分解塔，这部分是现有技术中氨气提法尿素合成工艺的设备。所述换热器2还与后冷器6相连。
如图2所示，在氨气提法尿素生产工艺中，采用本实施例所述的节能提产装置进行尿素生产时，生产设备中不再需要其他的深度水解装置，所述中压解吸水解塔同时实现对冷凝液的解吸和水解。所述进料泵1与冷凝液槽连通，通过进料泵1将冷凝液槽中的冷凝液送入中压解吸水解塔3中。所述进料泵1还与换热器2相连，在将冷凝液送入中压解吸水解塔3前，先与中压解吸水解塔3中排出的净化水，在换热器中进行热交换，对系统中的热量进行充分回收利用。
所述中压解吸水解塔3与所述闪蒸器的高压系统气管路连通，中压解吸水解塔3中的塔顶气与高压系统气混合后，与高压系统气一起从中压甲铵分解塔下部进入中压分解器4中；在中压分解器4中，塔顶气与自中压甲铵分解塔分离器5引入的冷尿液进行热交换。由于塔顶气经过了中压甲铵分解塔的整个空间，停留了足够长的时间，使塔顶气中的水分充分冷凝，汇入冷尿液中，减少了返回合成系统的水量，控制了合成系统的水碳比，提高了尿素转化率。塔顶气汇入高压系统气中，不需要增加进入分解塔的管路，减少了设备投资，降低了生产成本。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述中压解吸水解塔3中的操作压力为1.9～2.5mpa。
由以上技术方案可以看出，本实用新型提供的一种用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，通过设置中压解吸水解塔及设计水解塔的进出气管路，实现了回收系统中热量的闭环循环，系统热量得到充分回收利用；解吸水解后的塔顶气在中压甲铵分解塔中停留足够长的时间，减少了返回合成系统的水量，实现了合成系统水碳比的主动控制，提高了尿素转化率；同时塔顶气汇入高压系统气中，不需要增加进入分解塔的管路，减少了设备投资，降低了生产成本。
以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
1.一种用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，所述氨气提法尿素生产工艺的设备包括：闪蒸器、由中压分解器(4)与中压甲铵分解塔分离器(5)构成的中压甲铵分解塔、冷凝液槽，其特征在于，所述节能提产装置包括：进料泵(1)、换热器(2)、中压解吸水解塔(3)；其中，
所述进料泵(1)的进料端与冷凝液槽连通，泵送端与换热器(2)连通；
所述换热器(2)与所述中压解吸水解塔(3)连通；
所述中压解吸水解塔(3)具有冷凝液进口、中压蒸汽进口、净化水出口和塔顶气出口，所述冷凝液进口与所述换热器(2)连通，所述中压蒸汽进口与中压蒸汽源连通，所述净化水出口与所述换热器(2)连通，所述塔顶气出口与高压系统气管路连通，并连通于中压分解器(4)。
2.根据权利要求1所述的用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，其特征在于，所述中压解吸水解塔(3)与闪蒸器的高压系统气管路连通，中压解吸水解塔(3)中的塔顶气与高压系统气混合后，与高压系统气一起从中压甲铵分解塔下部进入中压分解器(4)中；在中压分解器(4)中，塔顶气与自中压甲铵分解塔分离器(5)引入的冷尿液进行热交换。
3.根据权利要求1所述的用于氨气提法尿素生产工艺的节能提产装置，其特征在于，所述中压解吸水解塔(3)中的操作压力为1.9～2.5mpa。
技术总结