尿素合成塔(r101)塔盤(pán)技術(shù)改造總結(jié)

1、尿素合成塔（尿素合成塔（R101R101）塔盤(pán)技術(shù)改造總結(jié)）塔盤(pán)技術(shù)改造總結(jié)蘭州石化化肥廠年產(chǎn)52萬(wàn)噸尿素裝置從1997年投產(chǎn)后，尿素合成塔內(nèi)的CO2轉(zhuǎn)化率一直偏低，在滿負(fù)荷狀態(tài)下CO2的平均轉(zhuǎn)化率只能維持在57%，造成系統(tǒng)循環(huán)量大、中低壓放空中氨含量高、工藝?yán)淠褐邪睗舛雀哂谠O(shè)計(jì)值、蒸汽消耗偏高。一、一、改造前工況分析改造前工況分析1合成塔設(shè)備參數(shù)：設(shè)計(jì)溫度210℃；設(shè)計(jì)壓力16.7MPa（g）筒體內(nèi)徑φ2200mm；襯里厚7mm；尿

2、素合成塔高45215mm；其中筒體總長(zhǎng)40000mm；人孔直徑φ500mm；容積150m3；塔內(nèi)降液管φ6〞，直管部份總長(zhǎng)25732mm；筒體襯里材料：ASTMA240TP316LMOD；原有塔板位置：在塔頂1500mm以下的地方，依次向下裝有10層篩板塔盤(pán)，篩板厚度5mm，每層篩板上開(kāi)有500個(gè)φ8mm小孔，按正三角形排列，相鄰兩塊篩板間的距離為2500mm；篩板材料：ASTMA240TP316LMOD（尿素級(jí)）；用螺栓、螺母、墊片緊

3、固，它們材料為：00Cr25Ni22Mo2棒材；支承板和托架為8mm厚的ASTMA240TP316LMOD（尿素級(jí)）不銹鋼板；篩板與筒體的環(huán)向縫隙為7.5mm2原合成塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)存在的主要問(wèn)題（1）氣液相分道不明雖然在合成塔底部有很大的空間給予充分的氣液傳質(zhì)、反應(yīng)，進(jìn)入第一塊時(shí)，仍有大量的氣相存在，遇到擋板下部聚集成大的氣泡，由于該塔板底面是平直的，沒(méi)有環(huán)向氣相揠流環(huán)，有一部分大泡將會(huì)從擋板與塔壁之間進(jìn)入上一級(jí)，形成流動(dòng)不穩(wěn)定，且大氣泡占

4、據(jù)了一定的反應(yīng)空間，對(duì)提高反應(yīng)效率不利。（2）存在脈動(dòng)現(xiàn)象經(jīng)過(guò)平篩板的氣相在塔內(nèi)是不穩(wěn)定的，氣體會(huì)在每一塊塔板下聚集，逐漸形成很大的氣相層后，才突然通過(guò)這塊塔板，產(chǎn)生脈動(dòng)現(xiàn)象，因此就形成了氣相停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，液相停留時(shí)間相對(duì)縮短，并且氣液相接觸面減小的現(xiàn)象。（3）塔板上部存在渦流物流是由下向上，經(jīng)過(guò)塔板時(shí)液相從環(huán)隙中向上，氣相從孔向上，液相與氣相并流向的分散狀況如氣泡大小、比表面大小及與液相的混合是否均勻等直接關(guān)系到兩相間的傳熱與傳質(zhì)狀況

5、，將原合成塔的塔板改造成具有優(yōu)良?xì)庖簜髻|(zhì)性能的高效塔板，有利于提高合成塔的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。下圖為高效塔板與傳統(tǒng)塔板的比表面積的比較，可以看出高效塔板比表面積明顯大于傳統(tǒng)塔板。圖1高效塔板與傳統(tǒng)塔板的比表面積的比較圖（2）延長(zhǎng)相對(duì)停留時(shí)間，在1個(gè)穩(wěn)定的連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中，在某一瞬間同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的一定量流體，其各個(gè)物質(zhì)經(jīng)歷一定的停留時(shí)間后依次從系統(tǒng)中流出。由于反應(yīng)器類型不同，流體的流動(dòng)模式不同，反應(yīng)流體在容器內(nèi)停留的時(shí)間可能相同，也可能不同。流體在