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当代化工研券
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百家争鸣
浅析尿素高压圈的设备布置与配管
*谢颖
（中国成达工程有限公司四川610041）
2016-12
摘要：尿素高压图作为整个尽素案置的核心，其设备及管道市置有着严格的要求。在满足工艺要求的基本前提下，高压图设备及管适的布置优化能显著提升整个装置的设计求平。本文高委分析了高压国设备及管道布置的要点与难点，并站合某工程实例，对如何做出一个化
秀的高压图市置方案，提出了个人见解。关键词：尽素装置；高压图；布置；管道
中图分类号：T
文献标识码：A
AnalysisoftheDeviceLayoutandPipelineArrangementforUreaHighPressureLoop
XieYing
(China Chengda Engineering Co. , Itd, Sichuan, 610041)
Abstracf: Urea high pressure loop, as the core of rhe whole urea device, its device and pipeline layourt has stricr nequiremenr. Under the basic pnemise of satisfying the lechunologicaf requinemenz, fhe layou and optimizing of high pnessure loop device and pipeline ca obviously improve zhe design level of the whole device. This paper has faken simple analysis of the difficalties and main points of high pressure loop device and pipelin layourt, besides, combined with rhe living example of one engineering, it has ptets forward he personal view abouz how fo make an excellent layout plan for the high presstre loop.
Key words: ared device; high prestre loop; layouf; pipeline
1.绪论
尿素即碳酰胺(carbamide)，是一种分子结构简单，含氮量非常高的中性氮肥，对整个世界的农业生产做出了重大责献。合成氨尿素装置在传统的化工行业中一直占据着非常带重要的地位，在广大的第三世界欠发达国家，尿素装置仍然拥有广阔的市场。故对尿素装置的设计优化仍具有重要的工程意义。本文着重讨论了作为尿素装置核心的高压圈的设备布置与配管，并结合某工程实例，对如何做出一个优秀的高
压圈布置方案，提出了个人见解。 2.尿素工艺技术简介
在170-185℃和13500-14500kPa环境下，液氨和气态 CO,发生反应生成尿素，由两步进行，步骤如下：
o=
2 NH, + CO,
o
NH,-O-C-NH,
NH, - O - C - NH
=o
NH, - C - NH, + H,O
4H=-117kJ/mol △H = + 15.5 kJ/mol
第一个反应中CO,和氨被转化成氨基甲酸铵。此为放热
反应，快速达到平衡。第二个反应中氨基甲酸铵脱水物生成尿素和水，此为慢速吸热反应，被称为尿素平衡。
在当下主流的尿素生产工艺中，最主流的是CO,汽提工艺。其工艺流程主要分为三部分：第一部分为高压合成工段即高压图：第二部分为中低压循环蒸发工段；第三部分为低压解析工段。作为整个装置核心的高压圈，布置方案中应第一优先考虑。
3.高压圈设备布置
尿素高压圈由池式反应器R202、汽提塔E201和高压洗涤塔C203组成。这三台设备合起来形成合成回路，使整个合成系统都保持同样的高压力。连接这些高压设备的高压管
万方数据
道采用的是特种SAFUREX材料，价格非带昂贵。从面要求高压圈的设备在满足工艺要求的前提下应布置得尽量紧读，这不仅可以减少管道长度而节约投资，也能尽量缩短合成回路中尿素-甲胺混合液在管道中的停留时间。
(1)高压图设备布置高度确定
布置有一个基本原则，那就是在满足工艺要求的前提下，各个设备应尽可能布置得低，这不仅可降低框架结构的成本，也更利于设备和管道的吊装与检修。尿素菱置为一个紧读型的高层框架结构，其每层标高的设定，应首先从满足高压圈设备工艺要求的角度出发。工艺通过计算流体重度差，会对关键设备的布置高度提出明确要求，以某尿素装置为例。
高压蒸汽饱和器V905布置在地面(EL.100000)，支撑标高POSEL.101000，V905设备顶部标高EL.103400。按工艺要求，汽提塔E201最低的冷凝液排放口N6B应至少高于 V905顶部2500mm，结合E201的设备工程图，E201支耳高于N6B管口3425mm，故E201的设备支撑高度至少应为 3400+2500+3425=9325mm。考虑到框架一层还有装置内管廊、两组高压泵的吊装检修以及E201底部高压CO,进气管的配管要求，圆整后把框架二层设置为EL.110000，E201支撑在框架二层上，支撑标高POSEL.110500。
池式反应器R202筒体下边缘至少要高于E201上封头切线8000mm。结合设备工程图，E201顶部封头切线比支耳高3488mm，R202筒体下缘高于其鞍座支点900mm，故R202的设备支撑高度至少应为：10500+3288+8000-900=20888。考虑到R202为整个装置最重的一台设备，重量超过330吨，从经济和安装的角度这台设备应尽可能布置得低，故R202的设备支撑标高圆整为POSEL.120900，将其支撑在框架四层，框架第四层的高度设为EL.120400。
高压洗涤塔C203下切线应至少高于R202筒体上边缘