水溶液全循環(huán)法尿素合成塔改造安全性.doc
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水溶液全循環(huán)法尿素合成塔改造安全性 從上世紀八十年代以來,我國尿素工業(yè)進入了一個新的發(fā)展時期。國際上,以卡薩利公司和斯塔米卡邦公司為代表的尿素技術(shù)商,開發(fā)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(nèi)有關(guān)單位也在這方面作了大量工作,開發(fā)(仿制)了多種類型的高效塔板和內(nèi)件。 ; E4 B* r0 I4 b2 e& D. H( h5 h 卡薩利公司開發(fā)的高效塔板,在每層塔板上增設(shè)若干個倒V型,即在每層塔板上增加若干個氣液分離空間,上升物料在此分離后由不同的通道上升,強化了反應(yīng)過程,提高了尿素合成率。斯塔米卡邦公司開發(fā)的Z字型塔板,經(jīng)過精確計算,在每層塔板中間局部區(qū)域開孔,且開孔率不一,由下往上逐步減少,每層塔板下增設(shè)一定高度的氣相層。上升物料中氣相由中部開孔區(qū)域上升,液相沿Z途徑上升。換熱式內(nèi)件和某型塔板同時使用,取得了較好的效果,但換熱式內(nèi)件腐蝕嚴重對其推廣應(yīng)用有所影響。, |) j: Y1 Z/ nO4 ~1 M- V 卡薩利公司和斯塔米卡邦公司開發(fā)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(yīng))過程來提高尿素合成率。從尿素合成靜態(tài)反應(yīng)模型可知,增設(shè)塔板即意味著增加了氣相空間,即發(fā)生氣相爆炸的可能和危害性更大。 ) i9 X2 A6 Z- k7 u; N. q 斯塔米卡邦公司開發(fā)的Z型塔板原用于CO2氣提法工藝。CO2氣提法工藝最有可能發(fā)生爆炸的設(shè)備是高壓洗滌器,采取了一些防爆措施,而尿素合成塔是安全的。從尿素合成反應(yīng)靜態(tài)模型可知,在短停狀態(tài)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型塔板用于水溶液全循環(huán)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,由制造廠設(shè)計和制造了Z型塔板,共十五層,每層塔板下有200mm高的氣相層,氣相總?cè)莘e達3.9m3,即意味著和其它塔板相比,發(fā)生化學(xué)爆炸的可能和損失會更大。* ~) y5 X9 l, n# W9 [ 從尿素合成動態(tài)模型和尿素合成靜態(tài)模型以及生產(chǎn)實際可知:水溶液全循環(huán)法尿素合成塔不是全液相反應(yīng),不會發(fā)生平衡破壞型爆炸,在正常生產(chǎn)中是安全的,不會發(fā)生化學(xué)爆炸;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(dāng),有可能使氣相空間發(fā)生化學(xué)爆炸,嚴重時將尿素合成塔炸毀。3 Z: ^" w2 Z% x2 E* J/ }+ s* r6 ` 如何選擇一種既能提高尿素合成率,又能在短期停車狀態(tài)下減少尿素合成塔頂部氣相空間,防止和減輕氣相爆炸的危害性呢?理想的尿素合成塔應(yīng)該具備:CO2全部以甲銨態(tài)進入尿素合成塔,以取得最大的甲銨脫水反應(yīng)時間,這是提高尿素合成率的首要條件;進入塔內(nèi)的物料全部生成液相,以使尿素合成塔具有最大的反應(yīng)空間,提高塔的利用效率,使其達到最大;在短停狀態(tài)下,尿塔內(nèi)液面下降最小,頂部氣相空間最小,以減少化學(xué)爆炸的可能和能量。通過對卡薩利公司的“HEC”,換熱式內(nèi)件和等溫合成塔研究,不難看出,采用等溫合成塔是最適合水溶液尿素裝置的合成塔結(jié)構(gòu)。 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循環(huán)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,因原尿塔襯里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(jīng)濟效益十分可觀,在國內(nèi)有關(guān)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(shè)計上把關(guān),有許多事發(fā)生其實可能各方面都沒吃透原理,必須從源頭上控制!- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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