一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置。該裝置中熱交換器經(jīng)線路管道與冷卻器底部連接，冷卻器頂部經(jīng)線路管道與分離器連接，分離器經(jīng)線路管道與熱交換器連接，形成循環(huán)閉路。熱交換器經(jīng)線路管道還與蒸汽加熱器連接。通過將壓縮后的CO2液化，換熱等裝置分離出其中的不凝惰性氣體組份（H2、N2、CO、CH4等）和油水等重組分。該裝置一方面可提高CO2濃度，減少CO2氣體中的油含量，有效提高尿素生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品品質(zhì)；另一方面將不凝惰性氣體組份分離，可取消傳統(tǒng)裝置中的CO2脫氫裝置，保障尿素高壓尾氣排放安全，同時分離出的不凝惰性氣體組分可回收作為前工序原料利用。
【專利說明】-種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，屬于化工設(shè)備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 在尿素生產(chǎn)過程中，二氧化碳純度的高低直接關(guān)系到尿素的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行， 一般要求C02純度大于95. 7%，純度越高，尿素消耗越低；純度越低，尿素消耗會大幅度增 力口，嚴(yán)重時會造成系統(tǒng)平衡破壞，無法操作；且其中所含油等重組分含碳有機(jī)物將在尿素生 產(chǎn)的高溫環(huán)境下形成結(jié)垢或積碳，即影響換熱效率，又污染尿素降低尿素品質(zhì)。
[0003] 傳統(tǒng)尿素生產(chǎn)中，原料二氧化碳需經(jīng)過脫硫、脫氫工序，因精脫硫和脫氫催 化反應(yīng)以及后續(xù)高壓圈設(shè)備防腐需要，需加入占總量〇.5~1%的氧氣，如專利申請?zhí)枺?CN01128500. 1，"尿素合成用二氧化碳原料氣的脫氫方法"；在加入空氣的同時又將約占空 氣總量的79%的氮?dú)獾榷栊詺怏w加入其中，以防止尿素高壓系統(tǒng)放空尾氣處于爆炸極限之 內(nèi)，從而造成二氧化碳?xì)饧兌认陆?。而以變壓吸附脫碳流程得到的原料C0 2，濃度僅95~96%， 在加入空氣之后，濃度更低。
[0004] 上述傳統(tǒng)工藝中，原料氣中氫氣的脫除需加入氧氣，在一定的溫度、壓力環(huán)境下， 在貴金屬催化劑作用下氫氣與氧氣生成水，造成合成氨原料氣的浪費(fèi)。
[0005] 往復(fù)式二氧化碳?xì)怏w壓縮機(jī)一般需要往缸內(nèi)注入一定量的潤滑油，以降低活塞環(huán) 與缸體之間的摩擦系數(shù)，提高零部件的使用壽命，但是也不可避免導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w中會 帶入少量潤滑油，如果這部分潤滑油帶入到后續(xù)尿素裝置中，會影響尿素質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型提供一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳的凈化裝置，該裝置適用于以C02 為原料的尿素生產(chǎn)工藝，可有效提高C02濃度，降低C02氣體中的油含量，并能夠回收利用對 尿素生產(chǎn)有害的氫氣、一氧化碳等。
[0007] -種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，熱交換器經(jīng)線路管道與冷卻器底部連 接，冷卻器頂部經(jīng)線路管道與分離器連接，分離器經(jīng)線路管道與熱交換器連接，形成循環(huán)閉 路。熱交換器經(jīng)線路管道還與蒸汽加熱器連接。分離器頂部及底部均設(shè)置有排空管道。
[0008] 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，經(jīng)壓縮機(jī)壓 縮后的C02氣體，經(jīng)過換熱器，與從分離器中出來的凈化后的液化C02進(jìn)行換熱降溫，再經(jīng)過 冷卻器，降低C0 2溫度至液化點(diǎn)以下進(jìn)行液化，液化后二氧化碳中的油、水等重組分從分離 器底部排出與二氧化碳分離，不凝惰性氣體（H 2、N2、C0和CH4)自頂部排出回收；液化的純 凈的二氧化碳從分離器中部出來，再通過換熱器，與來自二氧化碳壓縮機(jī)的co 2氣體進(jìn)行換 熱，從換熱器出來的即為凈化后的二氧化碳。
[0009] 經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的C02氣體為精脫硫后的氣體，壓力范圍2. (Γ15. OMPa。
[0010] 從分離器頂部排出的不凝氣體含有H2、N2、C0和CH 4，作為生產(chǎn)原料返回前工序。 [0011] 本實(shí)用新型提供的一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于：
[0012] 1、可有效提高C02濃度。本發(fā)明通過將0)2氣體液化，從而分離回收其中的的油 水和不凝氣體組分，可使C0 2濃度提升至99. 5%以上，相應(yīng)惰性氣體濃度降低至0. 5%以下。 根據(jù)《尿素》（袁一主編),惰性氣體含量每增加1%,轉(zhuǎn)化率約降低0. 6%，本發(fā)明將雜質(zhì)氣體 濃度從1~7%降低到0. 5%以下，提高合成轉(zhuǎn)化率，降低尿素合成壓力，提高產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益顯 著。該裝置特別適合于原料二氧化碳濃度不高的變壓吸附脫碳等流程。
[0013] 2、對于使用往復(fù)式二氧化碳壓縮機(jī)的尿素工藝，可以降低0)2氣體中的油含量，提 高尿素生產(chǎn)設(shè)備的傳熱效率，提升尿素品質(zhì)。
[0014] 3、可以簡化尿素生產(chǎn)流程，去掉0)2脫氫裝置。因氫氣難溶于液化二氧化碳，可以 從氣相中分離出去，使C0 2氣體中氫氣含量小于lOOppm，保障了尿素高壓尾氣排放安全，氫 氣可以回收再利用。
[0015] 4、分離器分離出來的不凝氣體（H2、N2、CO、CH 4等）可送至脫碳等前工序回收再利 用，提高資源利用率；底部排出的油等重組分可送至油回收工段。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳的凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖，1.熱交換器，2.冷卻器， 3.分離器，4.蒸汽加熱器。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，熱交換器1經(jīng)線路管道與冷卻器2底部 連接，冷卻器2頂部經(jīng)線路管道與分離器3連接，分離器3經(jīng)線路管道與熱交換器1連接， 形成循環(huán)閉路。熱交換器1經(jīng)線路管道還與蒸汽加熱器4連接。分離器3頂部及底部均設(shè) 置有排空管道。
[0018] 采用上述裝置進(jìn)行二氧化碳的凈化工藝為：
[〇〇19] 來自往復(fù)式二氧化碳壓縮機(jī)的14. 5-15. OMPa的C02氣，首先經(jīng)過熱交換器1， 與從分離器中出來的的液態(tài)二氧化碳進(jìn)行換熱，降低溫度，再經(jīng)過冷卻器2,將溫度降 至-2(T30°C，溫度降低后，液化二氧化碳存儲在分離器3,液化后的二氧化碳比重在 40(T900kg/m3,其中的油和水b沉積在底部，從分離器3底部排除，不凝惰性氣體c，主要為 H2、N2、CO、CH4等，自頂部排出分離，液化的二氧化碳從分離器3中部出來后，通過熱交換器 1，與來自二氧化碳壓縮機(jī)的二氧化碳進(jìn)行換熱，回收熱量，凈化后的二氧化碳再經(jīng)過蒸汽 加熱器4,加熱至100-120°C，送入尿素合成系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，其特征在于：熱交換器（1)經(jīng)線路管道與 冷卻器（2)底部連接，冷卻器（2)頂部經(jīng)線路管道與分離器（3)連接，分離器（3)經(jīng)線路管 道與熱交換器（1)連接，形成循環(huán)閉路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，其特征在于：熱交換器 (1)經(jīng)線路管道還與蒸汽加熱器（4)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)尿素的二氧化碳凈化裝置，其特征在于：分離器（3) 頂部及底部均設(shè)置有排空管道。
【文檔編號】C01B31/20GK203890067SQ201420241326
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】魏天榮, 車小軍, 李建新, 佘林源, 李發(fā)春 申請人:湖北三寧化工股份有限公司