三聚氰胺装置中氨回收工艺设计

三聚氰胺装置中氨回收工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 10小氮肥笫37卷第1J们2009年1月 三聚氰胺装置中氨回收工艺设计 陈鹏 (河南中原大化集团有限责任公司濮阳457004) l高压法三聚氰胺生产工艺流程 利用尿素在高温高压下热解成三聚氰胺,急 冷成粗三聚氰胺溶液,然后经结晶器成为三聚氰 胺料浆的物料送人离心机,分离为固相的湿三聚 氰胺和液相的母液,固相的湿三聚氰胺进一步干 燥生成为成品三聚氰胺.液相的母液送人氨回收 系统,回收其中的氨后,通过OAT结晶工段将其 中的OAT几乎全部析出,再经过OAT过滤器,分 离为滤饼和滤液,滤饼废弃,滤液作为工艺循环水 送人工艺水槽作为急冷水和稀释水,再通过急冷 水泵和稀释水泵送往急冷和气提工段,吸收反应 器出口的三聚氰胺物料参与系统循环.由于母液 中的氨质量分数达到11.69%,如果不进行回收, 将会损失大量的氨.因此,设计了1套氨回收工 艺系统回收母液中的氨,既有利于环保达标,又可 以降低生产成本,产生良好的经济效益. 2氨回收系统的原理及工艺流程 2.1氨回收系统的工艺原理 三聚氰胺的氨回收系统主要作用是将来自于 离心机的三聚氰胺母液中的氨和二氧化碳全部回 收返回前系统重新利用.虽然母液中含有氨,二 氧化碳,OAT,三聚氰胺和尿素,但由于OAT,三聚 氰胺和尿素的含量非常少而且沸点很高,因此可 将母液看作是氨,二氧化碳和水的三组分混合物. 其工艺操作主要采用连续精馏原理.整个氨回收 系统可以看作一个连续精馏装置(提馏,冷凝,精 增),氨气提塔是整个精馏过程中的提馏段,在氨 气提塔里,母液从塔顶进入,由于母液中的各组分 的沸点不同,沸点低的氨和二氧化碳较易气化而 向上升,沸点高的组分水则从蒸汽中不断冷凝,沿 塔盘下流,塔底几乎不含氮和二氧化碳的溶液一 部分进人再沸器被加热气化晤又返回到塔中,另 一 部分送到后续工段.在氨气提塔的顶部获得较 高浓度的氨和二氧化碳溶液,由于温度太高,不易 进一步精馏分离,因此通过冷凝器冷凝到110oC 左右,再进入氨塔,也就是精馏段.氨塔是一个填 料塔,氨塔底部未被冷凝的氨和二氧化碳沿着填 料表面上升,氨塔顶部的回流氨沿着填料表面下 行,与上升的氨和二氧化碳逆流接触,氨和二氧化 碳反应生成稀甲铵液,沿填料下行,从塔顶出来的 气相全部是纯氨,在氨冷凝器冷凝回收,而从塔底 出来的则是稀甲铵液,返回前系统,氨和二氧化碳 随着急冷尾气送回到尿素装置重新合成尿素. 2.2氨回收系统的工艺流程 氨回收系统的工艺流程见图1.收集在母液 槽中的离心机母液,由氨气提塔给料泵送到氨气 提塔顶部.在进入氨气提塔之前,母液要在氨气 提塔加热器中加热到95?左右,并由流量调节阀 (FV32074)控制进人氨气提塔物料的流量,即控 制氨回收系统的负荷高低.氨气提塔是靠氨气提 塔再沸器壳侧高压蒸汽提供热量,将母液中的氨 和二氧化碳气提出来.气提后的溶液从氨气提塔 底部排出进入OAT结晶工段.从塔顶出来的气 体,在氨气提塔冷凝器中冷凝后,进入氨塔进行精 馏,塔顶部经氨塔冷凝器冷凝成液氨后收到氨塔 收集槽中.为防止二氧化碳上窜,在氨塔中部和 上部分别加人冲洗水,回流氨进行吸收,塔底含有 氨和二氧化碳溶液由氨塔底部抽出,进入氨碳吸 收塔.氨塔收集槽中的液氨,一部分经氨塔回流 泵返回氨塔作为回流氨,另一部分由水解塔给料 泵送往水解塔.同时,由一股新鲜氨由界区补人 到氨塔收集槽中. 3氨回收系统工艺参数的选择依据 3.1氨回收系统的压力 (1)'l要号虑氟塔冷凝器j压力 ,氮肥笫37咨第1明2009年1 FV32074 金————— p一 1.................一 低压蒸汽冷凝液 冲洗水 冷却水}Il口 E3IlsAf 高压蒸汽冷凝液 103 冷却水进口 新鲜氰 去水解塔 奎OAT结晶器P3ll9A旧P3l20A/B V3113.雠液措E3113.提塔JJJI热器P3117A/13.铽e提塔给料架 C3106.氩气提塔E3114.氨气提塔阿沸器E3115A.氨气提塔冷凝器E3115B.氨塔冷凝器 C3107.钮塔,,3116.鲺塔收集槽P3119,-L/13.水解塔给料菜P3120A/B.氨塔删流泵 图1氨回收系统的工艺流程 (2)若采用30?的冷却水,氨塔冷凝器的温氨,塔底操作温度应是操作压力下所对应的饱和 差为l0?,则氨的温度为40c【=,相对应氨的饱和水蒸气温度,查表得其温度为207oC.不选择顶 蒸气压为1.585MPa.部温度作为控制指标,主要是因为顶部温度受进 (3)考虑到惰性气体对氨冷凝的影响,氨回液组分和蒸汽量的影响,进料中的氨含量越高,顶 收系统的压力选择1.7MPa(绝压),实际压力为部温度越低;蒸汽量越大,气相组分水含量越高, 1.6MPa(表压),氨气提塔与氨塔冷凝器有一定顶部温度越高. 的压差,氨气提塔的压力约为1.7MPa(表压).3.4氨气提塔冷凝器出口温度 3.2氨气提塔给料温度氨气提塔冷凝器出口温度一般跟它的三路换 (1)正确选择氨气提塔的给料温度,可以充热面积,冷却水温度有关.若温度较高,氨气提塔 分利用高中压冷凝液的潜热回收能量,达到节能冷凝器热负荷增大,其出口气相中二氧化碳含量 降耗的目的.较高,在氨塔中部易造成二氧化碳上窜.若温度 (2)氨气提塔给料温度越高,氨气提塔底部较低,会使大量的氨从氨塔底部送到氨碳吸收塔, 溶液中水含量越高,但气相中的水含量也增高,造造成氨损耗较大.因此,将氨气提塔冷凝器的出 成氨气提塔冷凝器热负荷加大,氨塔底部超温,甚口温度控制在9O,100? 至造成二氧化碳上窜,堵塞填料.3.5氨塔氨回流率 (3)若氨气提塔给料温度偏低,底部溶液氨氨回流率必须保持在0.32的恒定值,以达到 含量增加,造成氨气提塔蒸汽消耗增加.期望的氨纯度. (4)综合考虑各因素,氨气提塔给料温度选3.6氨塔顶部温度 择在90,95?.氨塔的作用是将氨精馏,保证顶部出气为纯 3.3氨气提塔操作温度的气氨温度,压力,组分三者相互影响.当压力 氨回收后系统的压力选择在1.6MPa.氨气固定时,组分与温度具有唯一的对应关系,查得 提塔冷凝器冷凝有一定的压降,氨气提塔的压力1.6M1】8气氨的饱和温度为43o 【=.则当氨塔顶部 大约在1.7MPa为了保词:塔m液基本』二不含沾矗度控制:1:超过43时,即可保证气$IIN分为纯 l2 的气氨. 4氨回收系统系统运行效果 经过处理后的水质满足设计要求,各项消耗 在控制指标内,效果理想,具体情况见表l. 表1处理前,后离心机母液中的组分 5存在的问题及对策 5.1系统不稳定 氨回收系统设计负荷为26402kg/h,实际最 大负荷为28800kg/h.当三聚氰胺装置满负荷 运行时,送氨回收系统的处理量为26,27t/h,接 近氨回收系统的最大负荷.在三聚氰胺装置的原 始试车和开车时,由于送料量大且波动大,氨气提 塔处理能力不够,造成氨气提塔顶部漫液.因此, 正常生产时要保证送到氨回收系统的流量稳定, 主控人员在进行加减负荷,系统调整等操作时要 避免氨回收系统波动,从而防止漫液或处理不达 标. 5.2液位计的调节 气提塔采用雷达液位计,当液位波动小时,精 密度很高;当液位大幅波动时,其指示会出现失 真.因此,在操作时气提塔进料和出料的调节幅 度要小,从而避免塔内液位波动. 5.3氨气提塔内部塔盘变形 主要是由于蒸汽不稳或突然中断,引起热负 荷不平稳,热量或多或少,气流向上气提的量突然 增大冲击塔盘,产生疲劳,引起塔盘受力变形.在 正常操作时,要尽量保持蒸汽系统稳定,出现蒸汽 波动或中断情况时,要及时调整氨气提塔的负荷, 热输入,特别是加负荷时要缓慢进行,以免升温, 升压过快. 5.4氨塔中二氧化碳上窜 在前系统氧『{二碳气捉塔塔熊冲洗期州,溶 小氮肥第37卷第1J9】2009年1月 液中的二氧化碳未能被气提出来,最后会转移到 氨回收系统,使氨气提塔顶部出来的气提气中二 氧化碳的浓度成倍增加,在氨气提塔冷凝器中冷 凝时会放出大量的冷凝热,氨气提塔冷凝器热负 荷增大,冷却温度上升,导致冷凝不彻底,有一部 分的二氧化碳仍以气相存在,进人氨塔后游离态 的二氧化碳随气氨一起上升.由于温度降低,在 填料上生成甲铵结晶,氨塔上下塔的压差增大. 在二氧化碳气提塔冲洗塔盘时,要把氨气提塔冷 凝器的出口温度降下来,不能高于9O?;同时,氨 气提塔冷凝器再投一路循环水,并打开冲洗水切 断阀往氨塔中部加冲洗水,氨塔顶部温度超温时, 加大回流氨量,从而可防止二氧化碳上窜,引起塔 盘被结晶堵塞. 6日常操作注意事项 (1)回流氨与热输入流氨量应保证氨气提 塔冷凝器的出气温度低于43?(TI32119),从而 保证出气为纯氨.再沸器加入的高压蒸汽量应保 证氨气提塔底部温度是在操作压力下所对应的水 的沸点温度(207?),以保证底部水的纯度,蒸汽 加得太多,只能增加气相中的水含量,并不能更进 一 步降低液相中的氨浓度.另外,蒸汽加得过多, 容易造成液泛或气液夹带,甚至液相下不来而漫 到氨塔中. (2)给料温度.氨气提塔的操作温度是9O, 95?,给料温度太低,将消耗更多的蒸汽. (3)压力.氨回收系统的压力为1.7MPa, 压力要尽可能的保证恒定,以确保操作稳定. (4)进料量和进料组分.如果进料中的氨含 量增加,耗气量将增大;如果进料量增加,必须增 大蒸汽量.' (5)氨气提塔冷凝器的出口温度.氨气提塔 冷凝器的出口温度控制着氨塔下游的操作性能. 氨气提塔冷凝器将来自氨气提塔顶部的蒸发气体 部分冷凝,冷凝温度由TIC32090控制,使所有的 二:氧化碳都被液相吸收,故送到氨塔的气相中不 含二氧化碳,从而防止甲铵在氨塔内的填料中聚 积此温度必须保持住9O?,较高的温度会使气 卡l{禽有?氧化碳氦塔【{1形成二氧化碳上窜现 象.i(ii4氐的潞嗖会他人的钣从氨塔底部冷凝 小氮肥第37卷珂;1期2009年1月 HC900控制器与第3方系统通讯应用策略 颜廷柱曹守宽 (山东恒通化工股份有限公司郯城276100) 0前言 HoneywellHC900控制器作为一种小型的开 放式集散控制系统,本身提供了多种符合国际标 准的现场总线接口,通过这些接口可以很方便地 与第3方的软,硬件相连接.正是利用这一特点, 在山东恒通化工股份有限公司液氯装置搬迁改造 过程中,将HC900控制器与制冷压缩机组成功进 行数据通讯,实现了制冷压缩机组监控数据的传 送,实现了远程监控. 1系统基本结构 1.1DCS控制系统硬件部分 山东恒通化工股份有限公司液氯装置搬迁改 造工程中采用1台HC900控制器作为中央控制 单元;配置了两台12槽的IO卡件箱,现场信号通 过隔离栅或者继电器与相应的输人输出模件相 连;上位机为两台DELL计算机,通过密码设定可 以在工程师和操作员权限下切换;上位机采用 WindowsXP操作系统,所安装的主要软件包为: ?PlantScapeServer为上位机数据库以及人机界 面接口软件;?HWIOPC为上位机数据库与控制 器的数据接口;?HybirdControlDesigner为 HC900控制器组态软件,完成对系统硬件,控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,网络通讯等设置. l3 1.2螺杆压缩机组控制器 现场设备为3台F2JLN2LG25FZ型冷冻机, 该套机组主要由制冷剂循环系统,冷冻机油循环 系统以及控制系统组成,其中控制系统的核心部 分——GUARDIANSCC50控制器是专用微电脑 控制器,该控制器可以独立完成螺杆压缩机组现 场自动,手动开停机以及远程控制,通过现场面板 显示机组压力,温度,电机电流,能级,报警等相关 数据.在SCC50控制器面板上有两个RS485通 讯接口,分别是COM1端口和COM2端口,其中 COM2端口通过Modbus 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 来和上位通讯系统 连接(图1为SCC50控制器RS485通讯接口). 2系统连接组成 2.1RS485接口与Modbus协议 RS485是由电子工业协会制订并发布的串行 数据接口标准,是在RS232通信接口标准的基础 上发展起来的,具有传输距离远,传输速率高,抗 干扰能力强,可实现多点,双向通信等功能,是现 代工业生产中常用的一种接口标准.RS485允许 多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发 送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共 模范围,非常适合组网进行数据传输. Modbus协议是一个公开的,被广泛应用的串 行通信协议,最初由Modicon公司为该公司的可 并送到氨碳吸收塔. (6)氨塔的冲洗水量.要保证氨塔的冲洗水 量,以防止氨塔出现结晶堵塞,根据PDI32125和 PDI32126之间的压差可以判断是否出现结晶堵 塞现象. (7)氨塔的操作温度氨塔顶部温度应为 1.6MPa时所对应的氨的饱和温度,约为43? 在压力不变情况下,温度越高,说明气相中的氨的 纯度降低,水含量增加或气相中有二氧化碳.塔 底温度应在保证顶部不超温的情况下尽可能高, 一 般应在100?左右.塔底温度越低,说明氨含 量越高,以气相形式回收的纯氨就减少,返回前系 统的稀甲铵液中的氨含量太高,容易导致急冷水 量减少,泵汽蚀,增加回收负荷,增加新鲜氨的用 量,导致氨消耗上升 (收稿日期2008-08-05)