專利名稱：結(jié)合尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的超臨界二氧化碳萃取工藝流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)設(shè)備與工藝，特別涉及結(jié)合尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的超臨界二氧化碳萃取工 藝流程。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)行超臨界二氧化碳萃取都是一種獨(dú)立運(yùn)行的整體工藝過(guò)稈。采用這種工藝過(guò)程必須單 獨(dú)建廠，所需的各種設(shè)備需要專門購(gòu)置，運(yùn)行中的二氧化碳?xì)怏w也需要單獨(dú)購(gòu)買，同定資產(chǎn) 一次性投資大，運(yùn)行、維護(hù)和管理成本都非常高，諸多因素阻礙了超臨界二氧化碳萃取技術(shù) 的工業(yè)化推廣應(yīng)用。尤其這類工藝過(guò)程往往由于裝備規(guī)模小、制造技術(shù)不成熟，更加制約了 超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。
目前，尿素生產(chǎn)通常是利用合成氨工序生產(chǎn)的氨和氨合成原料氣脫碳工序分離出的二氧 化碳加壓進(jìn)入尿素合成反應(yīng)器進(jìn)行合成，并經(jīng)后續(xù)分離設(shè)備分離出未合成部分，脫水形成熔 融尿素進(jìn)入尿素造粒塔造粒而完成尿素的生產(chǎn)。在這一生產(chǎn)過(guò)程中，存在以下問(wèn)題1、合成 氨原料氣脫碳工序所分離出的二氧化碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)尿素生產(chǎn)的需求量，這些過(guò)剩二氧化碳除部 分企業(yè)將其作為工業(yè)用氣或進(jìn)一步凈化作為食品添加用氣銷售外，大都排空，形成資源浪費(fèi)； 2、尿素生產(chǎn)企業(yè)為保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，往往設(shè)有備用—氧化碳?jí)嚎s機(jī)，而運(yùn)行壓縮機(jī)的排 氣二氧化碳也往往有相當(dāng)?shù)母辉＃O(shè)備出力不足，影響生產(chǎn)效率；3、尿素生產(chǎn)企業(yè)有著一支 技術(shù)成熟、水平高、經(jīng)驗(yàn)豐富的工人隊(duì)伍、技術(shù)人員隊(duì)伍和管理隊(duì)伍，企業(yè)的生產(chǎn)效率低下 導(dǎo)致人力資源的浪費(fèi)。
超臨界二氧化碳萃取花椒油、辣椒油、核桃油、杏仁油、姜油、大蒜精油、啤酒花浸膏、 小麥胚芽油、月見草油、沙棘籽油、葡萄籽油、玫瑰油、卵磷脂、各種香料和多種中草藥有
效成分時(shí)，其萃取壓力大多在20MPa左右。
尿素生產(chǎn)有多種工藝流程，如熱氣循環(huán)法、氣體分離循環(huán)法、水溶液全循環(huán)法汽提法等，
其尿素合成的操作壓力一般在12 27MPa范圍內(nèi)。具體如水溶液全循環(huán)尿素生產(chǎn)流程中，二氧化碳?xì)怏w的加壓通常采用多級(jí)或者多段往復(fù)式活塞 壓縮機(jī)完成，壓縮機(jī)一般為五級(jí)或五段壓縮。三級(jí)或三段的排出壓力3 5MPa，四級(jí)或四段 的排出壓力7 8MPa，五級(jí)或五段的排出壓力20MPa左右?？梢詽M足部分超臨界二氧化碳萃 取的條件。
二氧化碳汽提尿素生產(chǎn)流程中，二氧化碳?xì)怏w的加壓部分也采用多級(jí)或者多段往復(fù)式活 塞壓縮機(jī)完成，壓縮機(jī)也一般為五級(jí)或五段壓縮。三級(jí)或三段的排出壓力3MPa左右，四級(jí) 或四段的排出壓力6 7MPa，五級(jí)或五段的排出壓力15MPa左右。可以滿足少部分超臨界二 氧化碳萃取的條件。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是充分利用目前尿素生產(chǎn)企業(yè)的過(guò)剩一-氧化碳資源、富余的牛產(chǎn)能力和人 力資源，按照超臨界二氧化碳萃取條件，在不影響尿素生產(chǎn)的條件下，結(jié)合尿素生產(chǎn)過(guò)程添 加少量設(shè)備構(gòu)成超臨界二氧化碳萃取工藝流程。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是根據(jù)超臨界二氧化碳萃取的工藝條件，結(jié)合尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中原有或 新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，組合超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源壓縮機(jī)組單獨(dú)利用尿素生 產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者單獨(dú)利用備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者單獨(dú)利用新增二 氧化碳?jí)嚎s機(jī)或者選擇利用這三者的不同組合之一(1)系統(tǒng)中運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和備 用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合，(2)系統(tǒng)中運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合，(3) 系統(tǒng)中備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合，(4)系統(tǒng)中運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、 備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合；利用選用的壓縮機(jī)組壓縮尿素生產(chǎn)系統(tǒng) 過(guò)剩二氧化碳，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源，輸入到超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)構(gòu)成最高萃取壓力不超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，尿素生產(chǎn)系統(tǒng) 壓力按生產(chǎn)方法不同，在12 27MPa范圍內(nèi)變化；或者對(duì)前者已壓縮的尿素生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)剩二 氧化碳，通過(guò)增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)提高壓力，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源， 輸入到超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)構(gòu)成最高萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳 萃取工藝流程。
或者結(jié)合尿素生產(chǎn)的二氧化碳儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，壓縮尿素生產(chǎn) 系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源，輸入到超臨界二氧化碳萃取 系統(tǒng)構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程。
最高萃取壓力不超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程是將選用的任
一種組合形式的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組壓縮的過(guò)剩二氧化碳輸入緩沖罐，經(jīng)緩沖罐進(jìn)熱交換器換 熱使之達(dá)到超臨界二氧化碳萃取所需的溫度和壓力條件，進(jìn)入萃取器，再經(jīng)換熱器調(diào)溫進(jìn)入
分離器減壓分離后，0 100%排空及100%~0經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后再返回備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或 者新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者同時(shí)返回備用和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，循環(huán)使用。
最高萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程是將選用的任一
種組合形式的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組壓縮的過(guò)剩二氧化碳輸入緩沖罐，緩沖罐連接熱交換器，完 成熱交換后送入二氧化碳增壓壓縮機(jī)，進(jìn)一步提高二氧化碳?jí)毫?，形成萃取所需超過(guò)尿素生 產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界流體壓力條件，然后進(jìn)入高壓緩沖罐和高壓熱交換器，達(dá)到超臨界流體
萃取溫度條件，進(jìn)入萃取器，再經(jīng)換熱器調(diào)溫進(jìn)入分離器減壓分離后，0 100%排空及100% 0 經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后再返回備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者同時(shí)返回備用 和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，循環(huán)使用。
結(jié)合尿素生產(chǎn)的二氧化碳儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮過(guò)剩二氧化碳，
構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程是利用單獨(dú)設(shè)置的二
氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的過(guò)剩二氧化碳?xì)怏w輸入緩沖罐，經(jīng)緩沖罐進(jìn)熱交換器換熱 使之達(dá)到超臨界二氧化碳萃取所需的溫度和壓力條件，進(jìn)入萃取器，再經(jīng)換熱器調(diào)溫進(jìn)入分
離器減壓分離后，0 100%排空及100%~0經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后再返回單獨(dú)設(shè)置的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)， 循環(huán)使用。
結(jié)合尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中原有或新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，組合超臨界二氧化碳萃取的超臨界流 體源壓縮機(jī)組的組合及選用原則，是按照超臨界二氧化碳萃取的工藝條件和依據(jù)尿素生產(chǎn)系 統(tǒng)的產(chǎn)出量大小，以提高尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率及資源利用率和滿足超臨界二氧化碳萃取 的工藝條件，對(duì)壓縮機(jī)組的利用和組合進(jìn)行合理的選用，達(dá)到結(jié)合雙方最佳產(chǎn)能效果。
該發(fā)明工藝流程在實(shí)施過(guò)程中，可以按照超臨界二氧化碳萃取的工藝要求確定萃取器
可以是單臺(tái)間歇萃取的或者是多臺(tái)并聯(lián)或串聯(lián)斷續(xù)萃取的或者是連續(xù)萃取的萃取器類型；分
離器可以是單級(jí)分離器或者是多級(jí)分離器，完成單級(jí)或者多級(jí)分離過(guò)程；可以增加溶劑泵，
加入萃取器以改變超臨界二氧化碳的極性；可以在萃取器內(nèi)部增設(shè)超聲波發(fā)生器，以增強(qiáng)萃
取過(guò)程。
本發(fā)明結(jié)合尿素生產(chǎn)過(guò)程，添加少量設(shè)備構(gòu)成的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，充分利 用和挖掘了尿素生產(chǎn)企業(yè)的過(guò)剩二氧化碳資源、富余的生產(chǎn)能力和人力資源，進(jìn)一步提高了
尿素生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少了超臨界二氧化碳萃取生產(chǎn)的一次性設(shè)備投資；降低了超臨 界二氧化碳萃取生產(chǎn)的運(yùn)行、維護(hù)和管理成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、減排、降耗的目的。 四

圖1為組合利用尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中運(yùn)行、備用和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成萃取壓力不超 過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程示意圖2為組合利用尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中運(yùn)行、備用和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的基礎(chǔ)上，增加二氧 化碳增壓壓縮機(jī)，構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程示意圖'，
圖3為在尿素生產(chǎn)二氧化碳儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)基礎(chǔ)上，單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮過(guò)剩二 氧化碳，構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程示意圖。
附圖標(biāo)記
1、尿素生產(chǎn)系統(tǒng)二氧化碳儲(chǔ)罐2-1、運(yùn)行機(jī)進(jìn)氣閥2-2、備用機(jī)進(jìn)氣閥2-3、新增機(jī) 進(jìn)氣閥3-1、系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a、新增二氧化 碳?jí)嚎s機(jī)3-3b單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī) 4-1、運(yùn)行機(jī)分氣閥4-2、備用機(jī)分氣閥4-3、 新增機(jī)分氣閥5、緩沖罐6、萃取熱交換器7、萃前調(diào)節(jié)閥8、萃取器9、萃后調(diào)節(jié)閥 10、分離熱交換器11、分離器 12、萃取物卸料閥 13、分離調(diào)節(jié)閥14-1系統(tǒng)用氣分 配閥14-2備用系統(tǒng)用氣分配閥15循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥16、循環(huán)氣過(guò)濾器17-1、備用機(jī)循環(huán) 氣閥17-2、新增機(jī)循環(huán)氣閥18、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐19、 二氧化碳增壓壓縮機(jī)20、高 壓緩沖罐21、高壓萃取熱交換器。
五具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程。
工藝流程(1)概述如圖1所示，來(lái)自尿素生產(chǎn)系統(tǒng)二氧化碳儲(chǔ)罐1中的系統(tǒng)過(guò)剩二氧 化碳?xì)怏w，分別經(jīng)過(guò)運(yùn)行機(jī)進(jìn)氣閥2-l、備用機(jī)進(jìn)氣閥2-2和新增機(jī)進(jìn)氣閥2-3的組合開啟， 對(duì)應(yīng)進(jìn)入組合運(yùn)行的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二氧 化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a加以壓縮，二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮壓力達(dá)到系統(tǒng)壓力，其中系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳 壓縮機(jī)3-1壓縮的尿素合成所需二氧化碳?xì)怏w經(jīng)開啟系統(tǒng)用氣分氣閥14-1進(jìn)入尿素合成系 統(tǒng)，系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳?xì)怏w經(jīng)開啟運(yùn)行機(jī)分氣閥4-l進(jìn)入緩沖罐5;系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī) 3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a壓縮的二氧化碳分別經(jīng)開啟的備用機(jī)分氣閥4-2和新增機(jī)分 氣閥4-3，進(jìn)入緩沖罐5;緩沖罐5的二氧化碳?xì)怏w通過(guò)萃取熱交換器6和萃前調(diào)節(jié)閥7調(diào)節(jié) 溫度和壓力，使之達(dá)到萃取所需的條件，進(jìn)入萃取器8。 二氧化碳在萃取器8中與被萃物料 充分接觸，溶解其中的被萃取成分后從萃取器8的頂部出來(lái)，再經(jīng)萃后調(diào)節(jié)閥9減壓至分離 壓力，經(jīng)分離熱交換器10調(diào)溫至分離所需溫度，進(jìn)入分離器ll。在分離器ll中二氧化碳分 離出其中所含的萃取物后由分離器11上部出來(lái)，其中0~100%經(jīng)分離調(diào)節(jié)閥13分流排空， 100% 0經(jīng)循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15分流，由循環(huán)氣過(guò)濾器16過(guò)濾后進(jìn)入循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18，再 由備用機(jī)循環(huán)氣閥17-1和新增機(jī)循環(huán)氣閥17-2分流，返回備用壓縮機(jī)3-2或/和新增二氧化 碳?jí)嚎s機(jī)3-3a循環(huán)壓縮使用，而分離出的萃取物則從分離器11底部由萃取物卸料閥12放出。
工藝流程(2)概述本工藝流程的基礎(chǔ)部分與圖1所示工藝流程相同，不同之處在于本 工藝流程增加了增壓部分；如圖2所示，由于萃取所需壓力大于系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-l 的出口壓力，所以在萃取熱交換器6后端依次連接二氧化碳增壓壓縮機(jī)19、高壓緩沖罐20 和高壓萃取換熱器21，即經(jīng)萃取熱交換器6換熱的二氧化碳?xì)怏w，由二氧化碳增壓壓縮機(jī)19 增壓達(dá)到萃取所需超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界流體壓力條件，進(jìn)入高壓緩沖罐20后，經(jīng) 高壓萃取換熱器21調(diào)節(jié)溫度和萃前調(diào)節(jié)閥7調(diào)節(jié)壓力，使溫度和壓力達(dá)到萃取所需的條件， 進(jìn)入萃取器8。
工藝流程(3)概述如圖3所示，來(lái)自尿素生產(chǎn)系統(tǒng)二氧化碳儲(chǔ)罐1中的系統(tǒng)過(guò)剩二氧 化碳?xì)怏w，經(jīng)過(guò)丌啟的新增機(jī)進(jìn)氣閥2-3，進(jìn)入單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3b加以壓縮，二 氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮壓力超過(guò)系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳?xì)怏w經(jīng)丌啟新增機(jī)分氣閥4-3進(jìn)入 緩沖罐5;緩沖罐5的二氧化碳?xì)怏w通過(guò)萃取熱交換器6和萃前調(diào)節(jié)閥7調(diào)節(jié)溫度和壓力， 使之達(dá)到萃取所需的條件，進(jìn)入萃取器8。 二氧化碳在萃取器8中與被萃物料充分接觸，溶 解其中的被萃取成分后從萃取器8的頂部出來(lái)，再經(jīng)萃后調(diào)節(jié)閥9減壓至分離壓力，經(jīng)分離 熱交換器10調(diào)溫至分離所需溫度，進(jìn)入分離器ll。在分離器ll中二氧化碳分離出其中所含 的萃取物后由分離器11上部出來(lái)，其中0~100%經(jīng)分離調(diào)節(jié)閥13分流排空，100%~0經(jīng)循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15分流，由循環(huán)氣過(guò)濾器16過(guò)濾后進(jìn)入循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18，再由新增機(jī)循環(huán)氣 閥17-2分流，返回單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3b循環(huán)壓縮使用，而分離出的萃取物則從分 離器11底部由萃取物卸料閥12放出。
實(shí)施例一、根據(jù)超臨界二氧化碳萃取的工藝條件，通過(guò)尿素生產(chǎn)中系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)?縮機(jī)、備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的不同組合運(yùn)用，構(gòu)成萃取壓力不超過(guò)尿 素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施方式-.
如某尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中二氧化碳總量為594NmVmin，尿素生產(chǎn)用氣475 NmVmin，過(guò)剩二 氧化碳為119Nm3/min，系統(tǒng)使用4M32-125/210型二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，其排氣壓力為21MPa， 單臺(tái)額定二氧化碳排氣量為125Nm3/min，四開一備，系統(tǒng)運(yùn)行壓縮機(jī)二氧化碳富余排量總和 為25 Nm3/min。
(1) 單獨(dú)利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成的超臨界二氧化碳萃取工藝
流程實(shí)施過(guò)程
如圖1所示，利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1的二氧化碳富余排量，25 Nm3/min。若 按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25Nm"(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)100升萃取器的超臨界二氧 化碳萃取裝置一套，最高萃取壓力為尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力20MPa。
按照這一萃取流程要求，丌啟運(yùn)行機(jī)分氣闊4-l;不設(shè)或停開新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a， 不設(shè)或關(guān)閉新增機(jī)進(jìn)氣閥2-3、新增機(jī)分氣閥4-3和循環(huán)氣閥17-2;停開系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)?縮機(jī)3-2，關(guān)閉備用機(jī)進(jìn)氣閥2-2、備用機(jī)分氣閥4-2和循環(huán)氣闊17-1;另外因僅利用系統(tǒng)運(yùn) 行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的富余排量，且已達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1的飽和產(chǎn)能，故不需 要設(shè)置循環(huán)氣路，即無(wú)需循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16和循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18，或者 關(guān)閉循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15，用后二氧化碳100%排空。
(2) 單獨(dú)利用尿素生產(chǎn)中的新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成的超臨界二氧化碳萃取工藝流程
實(shí)施過(guò)程
如圖1所示，利用新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a壓縮過(guò)剩二氧化碳，型號(hào)也為4M32-125/210， 額定二氧化碳排氣量為125Nm3/min，控制實(shí)際排量為112.5 Nm"min，小于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化 碳?xì)饬?19 NmVmin。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25 NmV(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)450 升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套，最高萃取壓力為新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)額定排出壓 力21MPa。
按照這一使用要求，關(guān)閉運(yùn)行機(jī)分氣閥4-l;啟用新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3，開啟新增機(jī) 進(jìn)氣閥2-3和新增機(jī)分氣閥4-3;停開系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2，關(guān)閉備用機(jī)進(jìn)氣陶2-2、 備用機(jī)分氣閥4-2和循環(huán)氣閥17-1;因所利用的二氧化碳量小于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，不需設(shè) 置循環(huán)氣路，即無(wú)需循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16和循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18，或者關(guān)閉 循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15和循環(huán)氣閥17-2，用后二氧化碳100%排空。
(3) 單獨(dú)利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成的超臨界二氧化碳萃取工藝 流程實(shí)施過(guò)程
如圖1所示，利用系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2壓縮過(guò)剩二氧化碳，額定二氧化碳排氣 量為125NmVmin，控制實(shí)際排量為112.5 NmVmin，小于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳?xì)饬?19NmVmin。 若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25 NmV(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)450升萃取器的超臨界二 氧化碳萃取裝置一套，最高萃取壓力為系統(tǒng)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)額定排出壓力21MPa。
按照這一使用要求，關(guān)閉運(yùn)行機(jī)分氣閥4-l;啟用系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2，開啟備 用機(jī)進(jìn)氣閥2-2和備用機(jī)分氣閥4-2;不設(shè)或停開新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a，不設(shè)或關(guān)閉新增 機(jī)進(jìn)氣閥2-3、新增機(jī)分氣閥4-3和循環(huán)氣閥17-2;因所利用的二氧化碳量小于系統(tǒng)過(guò)剩二氧 化碳，不需設(shè)置循環(huán)氣路，即無(wú)需循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐 18和循環(huán)氣閥17-1;或者關(guān)閉循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15和循環(huán)氣閥17-1，用后二氧化碳100%排空。該技術(shù)方案是可行的，但是從管理的角度分析，在只有一臺(tái)系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)時(shí)，設(shè) 備保障體系有限制的情況下不宜采用。
(4) 組合利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成的超 臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò)程
如圖1所示，組合利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1的二氧化碳富余排量和新增二氧化 碳?jí)嚎s機(jī)3-3a壓縮過(guò)剩二氧化碳，新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)型號(hào)也為4M32-125/210，額定二氧化 碳排氣量為125Nm3/min，兩者可用總排量為150 Nm3/min。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量 0.25 NmV(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)600升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套，最高萃取 壓力為尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力20MPa。
按照這一使用要求，開啟運(yùn)行機(jī)分氣閥4-l;啟用新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3，并開啟新增 機(jī)進(jìn)氣閥2-3和新增機(jī)分氣閥4-3;停開系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2，關(guān)閉備用機(jī)進(jìn)氣閥2-2、 備用機(jī)分氣閥4-2和循環(huán)氣閥17-1;因所利用的二氧化碳量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，需設(shè)置 循環(huán)氣路，即開啟循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15和循環(huán)氣閥17-2，用后二氧化碳21%經(jīng)循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、 循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18、循環(huán)氣閥17-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3循環(huán)使 用，用后二氧化碳79%排空。
(5) 組合利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成 的超臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò)程
如圖1所示，利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1的二氧化碳富余排量和系統(tǒng)備用二氧化 碳?jí)嚎s機(jī)3-2壓縮過(guò)剩二氧化碳，兩者可用總排量為150Nm3/min。若按流過(guò)萃取器的二氧化 碳流量0.25NmV(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)600升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套，最 高萃取壓力為尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力20MPa。
按照這一使用要求，開啟運(yùn)行機(jī)分氣閥4-l;不設(shè)或停開新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3，不設(shè) 或關(guān)閉新增機(jī)進(jìn)氣閥2-3、新增機(jī)分氣閥4-3和循環(huán)氣閥17-2;啟用系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī) 3-2，開啟備用機(jī)進(jìn)氣閥2-2和備用機(jī)分氣閥4-2;因所利用的二氧化碳量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧 化碳，所以需設(shè)置循環(huán)氣路，即開啟循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15和循環(huán)氣閥17-1，用后二氧化碳21% 經(jīng)循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18、循環(huán)氣閥17-1和系統(tǒng)備用二 氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2循環(huán)使用，用后二氧化碳79%排空。該技術(shù)方案是可行的，但是從管理的 角度分析，在只有一臺(tái)系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)時(shí)，設(shè)備保障體系有限制的情況下不宜采用。
(6) 組合利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成的超 臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò)程
如圖1所示，利用系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3壓縮過(guò)剩二 氧化碳，新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)型號(hào)也為4M32-125/210，額定二氧化碳排氣量為125Nm3/min， 兩者總排量為250 Nm3/min。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25 NmV(min.l)氣量計(jì)算，可 帶動(dòng)IOOO升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套，最高萃取壓力為系統(tǒng)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)額 定排出壓力21MPa。
按照這一使用要求，關(guān)閉運(yùn)行機(jī)分氣閥4-l;啟用系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2，開啟系 統(tǒng)備用機(jī)進(jìn)氣閥2-2和系統(tǒng)備用機(jī)分氣閥4-2;啟用新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3，開啟新增機(jī)進(jìn) 氣閥2-3和新增機(jī)分氣閥4-3;因所利用的二氧化碳量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，且超過(guò)一臺(tái)壓 縮機(jī)的額定排量，所以需設(shè)置循環(huán)氣路，即開啟循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣閥17-1和循環(huán)氣閥 17-2,用后二氧化碳52%經(jīng)循環(huán)氣調(diào)節(jié)闊15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18、循 環(huán)氣閥17-1、循環(huán)氣閥17-2、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a循環(huán) 使用，用后二氧化碳48%排空。該技術(shù)方案是可行的，但是從管理的角度分析，在只有一臺(tái) 系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)時(shí)，設(shè)備保障體系有限制的情況下不宜采用。
(7) 結(jié)合利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)及新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，構(gòu)成的超臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò)程
如圖l所示，利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-l、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二 氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3共同壓縮過(guò)剩二氧化碳；新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)型號(hào)為4M32-125/206，其額 定排氣量為125NmVmin，三者可用總排量為275 NmVmin。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量 0.25NmV(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)1100升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套，最高萃取 壓力為尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力20MPa。
按照這一使用要求，開啟運(yùn)行機(jī)分氣閥4-l;啟用系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二 氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3，開啟備用機(jī)進(jìn)氣閥2-2、備用機(jī)分氣閥4-2、新增機(jī)進(jìn)氣閥2-3和新增機(jī)分 氣閥4-3;因所利用的二氧化碳量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，需設(shè)置循環(huán)氣路，用后二氧化碳 57%經(jīng)循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18、循環(huán)氣閥17-1、循環(huán)氣 閥17-2和系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2及新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3循環(huán)使用，用后二氧化碳 43%排空。該技術(shù)方案是可行的，但是從管理的角度分析，在只有一臺(tái)系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)?縮機(jī)時(shí)，設(shè)備保障體系有限制的情況下不宜采用。
實(shí)施例二根據(jù)超臨界二氧化碳萃取的工藝條件，通過(guò)尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳 壓縮機(jī)、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的不同組合運(yùn)用，并增加二氧化碳 增壓壓縮機(jī)，構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施方式
如某尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中二氧化碳總量為594Nm3/min，尿素生產(chǎn)用氣475 NmVmin，過(guò)剩二 氧化碳為119Nm3/min，系統(tǒng)使用4M32-125/210型二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，其排氣壓力為21MPa， 單臺(tái)額定二氧化碳排氣量為125NmVmin，四開一備，系統(tǒng)運(yùn)行壓縮機(jī)二氧化碳富余排量總和 為25 Nm3/min。
對(duì)于該尿素生產(chǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳 壓縮機(jī)的不同組合運(yùn)用，與實(shí)施例一相同，差別在于增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)提高萃取壓力，
從而構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，其典型流程如下
(1) 單獨(dú)利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)，構(gòu)成 的超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò)程
如圖2所示，利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1 二氧化碳的部分富余排量，用量為6 Nm3/min。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25 NmV(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)24升萃取器的 超臨界二氧化碳萃取裝置一套；萃取熱交換器6之前和萃前調(diào)節(jié)閥7之后各流程單元的連接 方式與工藝流程(1)以及實(shí)施例一 (1)相同。在萃取熱交換器6和萃前調(diào)節(jié)閥7之間增加 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19，型號(hào)為G184-2/200-1000隔膜壓縮機(jī)，額定排量2Nm3/min，三臺(tái)并 用，二氧化碳總排量為6Nm3/min， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的入口壓力為系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳 壓縮機(jī)3-1的排氣壓力20MPa， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的出口壓力為lOOMPa，從而得到萃 取壓力為lOOMPa的超臨界二氧化碳萃取流程。
按照這一使用要求，圖2所示的工藝流程圖中，萃取換熱器6之后連接二氧化碳增壓壓 縮機(jī)19，型號(hào)為G184-2/200-1000, 3臺(tái)并聯(lián)，然后與高壓緩沖罐20、高壓萃取熱交換器21 順序相連；因僅利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的部分富余排量，尚未達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳 壓縮機(jī)3-1的飽和產(chǎn)能，故不需設(shè)置循環(huán)氣路，或者關(guān)閉循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15和循環(huán)氣閥17-1 和17-2，用后二氧化碳100%排空。
(2) 組合利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者和系 統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)，構(gòu)成的超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界 二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò)程
如圖2所示，利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1 二氧化碳的富余排量和新增二氧化碳?jí)?縮機(jī)3-3，或者和系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2，兩者可用總排量為150 NmVmin。若按流過(guò) 萃取器的二氧化碳流量0.25 NmV(min.I)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)600升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套；萃取熱交換器6之前和萃前調(diào)節(jié)闊7之后各流程單元的連接方式與工藝流程(l) 以及實(shí)施例一 (4)、實(shí)施例一 (5)相同。在萃取熱交換器6和萃前調(diào)節(jié)閥7之間增加二氧化 碳增壓壓縮機(jī)19，型號(hào)為去掉低壓段的改型MH25B-150/320型氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)，額定排量 150NmVmin， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的入口壓力為系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1的排氣壓 力20MPa， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的出口壓力為32MPa，從而得到萃取壓力為32MPa的超 臨界二氧化碳萃取流程。
按照這一使用要求，圖2所示的工藝流程圖中，萃取換熱器6之后連接二氧化碳增壓壓 縮機(jī)19，型號(hào)為改型MH25B-150/320，然后與高壓緩沖罐20、高壓萃取熱交換器21順序相 連；因二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的排量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳量，故需設(shè)置循環(huán)氣路，即21% 用后二氧化碳經(jīng)開啟的循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18，再由循 環(huán)氣閥17-1回系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2或經(jīng)由循環(huán)氣閥17-2回新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3， 循環(huán)使用；用后二氧化碳79%排空。組合利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-l和 系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2時(shí)，在只有一臺(tái)系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和管理技術(shù)條件受限 的情況下，不宜采用。
(3) 單獨(dú)利用尿素生產(chǎn)中的新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，增加 二氧化碳增壓壓縮機(jī)，構(gòu)成的超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò) 程
如圖2所示，單獨(dú)利用系統(tǒng)新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a，或者系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2， 控制二氧化碳排量為112.5 Nm3/min。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25 NmV(min.l)氣量計(jì) 算，可帶動(dòng)450升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套；萃取熱交換器6之前和萃前調(diào)節(jié) 閥7之后各流程單元的連接方式與工藝流程(1)以及實(shí)施例一 (2)、實(shí)施例一 (3)相同。 在萃取熱交換器6和萃前調(diào)節(jié)閥7之間增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)19，型號(hào)為去掉低壓段的改 型MH25B-150/320型氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)，額定排量150NmVmin，控制其實(shí)際排量為112.5Nm3/min， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的入口壓力為系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1的排氣壓力20MPa， 二 氧化碳增壓壓縮機(jī)19的出口壓力為32MPa，從而得到萃取壓力為32MPa的超臨界二氧化碳 萃取流程。
按照這一使用要求，圖2所示的工藝流程圖中，萃取換熱器6之后連接二氧化碳增壓壓 縮機(jī)19，型號(hào)為改型MH25B-150/320，然后與高壓緩沖罐20、高壓萃取熱交換器21順序相 連；因控制二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的排量小于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳量，故不需設(shè)置循環(huán)氣路， 或關(guān)閉循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣閥17-1和循環(huán)氣閥17-2，用后二氧化碳100%排空。單獨(dú)利 用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2時(shí)，其技術(shù)方案是可行的，但是從管理的角度 分析，在只有一臺(tái)系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)時(shí)，設(shè)備保障體系有限制的情況下不宜采用。
(4) 組合利用尿素生產(chǎn)中的新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，增加二氧 化碳增壓壓縮機(jī)，構(gòu)成的超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程實(shí)施過(guò)程
如圖1和圖2所示，組合利用新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a和系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2， 總二氧化碳排量為250Nm3/min。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25 NmV(min.l)氣量計(jì)算， 可帶動(dòng)1000升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套；萃取熱交換器6之前和萃前調(diào)節(jié)閥7 之后各流程單元的連接方式與工藝流程(1)以及實(shí)施例一 (6)相同。在萃取熱交換器6和 萃前調(diào)節(jié)閥7之間增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)19，型號(hào)為去掉低壓段的改型8M60-300/320型 氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)，額定排量300NmVmin，控制其實(shí)際排量為250NmVmin， 二氧化碳增壓壓縮 機(jī)19的入口壓力為系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3的排氣壓力 20MPa， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的出口壓力為32MPa，從而得到萃取壓力為32MPa的超臨 界二氧化碳萃取流程。
按照這一使用要求，圖2所示的工藝流程圖中，萃取換熱器6之后連接二氧化碳增壓壓縮機(jī)19，型號(hào)為改型8M60-300/320,然后與高壓緩沖罐20、高壓萃取熱交換器21順序相連； 因二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的排量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳量，故需設(shè)置循環(huán)氣路，即52%用后 二氧化碳經(jīng)開啟的循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18，再由循環(huán)氣 閥17-1和循環(huán)氣闊17-2分別回系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3，循 環(huán)使用；用后二氧化碳48%排空。組合利用尿素生產(chǎn)中的新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3a和系統(tǒng)備 用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2時(shí)，在只有一臺(tái)系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和管理技術(shù)條件受限的情況 下，不宜采用。
(5)組合利用尿素生產(chǎn)中的系統(tǒng)運(yùn)行及系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s 機(jī)，增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)，構(gòu)成的超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流 程實(shí)施過(guò)程
如圖2所示，組合利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-l、新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3和系統(tǒng)備 用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2，總二氧化碳排量為275 Nm"min。若按流過(guò)萃取器的二氧化碳流量0.25 Nm"(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)1100升萃取器的超臨界二氧化碳萃取裝置一套；萃取熱交換器 6之前和萃前調(diào)節(jié)闊7之后各流程單元的連接方式與工藝流程(1)以及實(shí)施例一 (7)相同。 在萃取熱交換器6和萃前調(diào)節(jié)閥7之間增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)19，型號(hào)為去掉低壓段的改 型8M60-300/320型氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)，額定排量300NmVmin，控制其實(shí)際排量為275NmVmin， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的入口壓力為系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1、系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s 機(jī)3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3的排氣壓力20MPa， 二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的出口壓力為 32MPa，從而得到萃取壓力為32MPa的超臨界二氧化碳萃取流程。
按照這一使用要求，圖2所示的工藝流程圖中，萃取換熱器6之后連接二氧化碳增壓壓 縮機(jī)19，型號(hào)為改型8M60-300/320，然后與高壓緩沖罐20、高壓萃取熱交換器21順序相連； 因二氧化碳增壓壓縮機(jī)19的排量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳量，故需設(shè)置循環(huán)氣路，即57%用后 二氧化碳經(jīng)開啟的循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18，再由循環(huán)氣 閥17-1和循環(huán)氣閥17-2分別回系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3，循 環(huán)使用；用后二氧化碳43%排空。組合利用系統(tǒng)運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-1、系統(tǒng)備用二氧化 碳?jí)嚎s機(jī)3-2和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3時(shí)，其技術(shù)方案是可行的，但是從管理的角度分析， 在只有一臺(tái)系統(tǒng)備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)時(shí)，設(shè)備保障體系有限制的情況下不宜采用。
實(shí)施例三只利用尿素生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體 源，輸入到單獨(dú)設(shè)置的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)構(gòu)成的超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)，萃取壓力超過(guò)尿素 生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程的實(shí)施方式
如某尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中二氧化碳總量為594Nm3/min，尿素生產(chǎn)用氣475 Nm3/min，過(guò)剩二 氧化碳為119Nm3/min，尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力為20MPa。
如圖3所示，單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3b壓縮過(guò)剩二氧化碳，型號(hào)為MH25B-150/320 型氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)，出口壓力為32MPa，額定二氧化碳排量為150Nm3/min。若按流過(guò)萃取器的 二氧化碳流量0.25 NmV(min.l)氣量計(jì)算，可帶動(dòng)600升萃取器萃取壓力為32MPa的超臨界二 氧化碳萃取裝置一套。
按照這一使用要求，單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3b，開啟新增機(jī)進(jìn)氣閥2-3和新增機(jī)分 氣閥4-3;因所利用的二氧化碳量大于系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，需設(shè)置循環(huán)氣路，用后二氧化碳 21%經(jīng)循環(huán)氣調(diào)節(jié)閥15、循環(huán)氣過(guò)濾器16、循環(huán)二氧化碳儲(chǔ)罐18、循環(huán)氣閥17-2和單獨(dú)設(shè) 置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3-3b循環(huán)使用，用后二氧化碳79%排空。
權(quán)利要求
1、結(jié)合尿素生產(chǎn)過(guò)程的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，其特征為根據(jù)超臨界二氧化碳萃取的工藝條件，結(jié)合尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中原有或新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，組合超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源壓縮機(jī)組單獨(dú)利用尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者單獨(dú)利用備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者單獨(dú)利用新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)；或者選擇利用這三者的不同組合之一(1)系統(tǒng)中運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合，(2)系統(tǒng)中運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合，(3)系統(tǒng)中備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合，(4)系統(tǒng)中運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的組合；利用選用的壓縮機(jī)組壓縮尿素生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源，輸入到超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)構(gòu)成最高萃取壓力不超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力按生產(chǎn)方法不同，在12～27MPa范圍內(nèi)變化；或者對(duì)前者已壓縮的尿素生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，通過(guò)增加二氧化碳增壓壓縮機(jī)提高壓力，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源，輸入到超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)構(gòu)成最高萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程；或者結(jié)合尿素生產(chǎn)的二氧化碳儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，壓縮尿素生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源，輸入到超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的結(jié)合尿素生產(chǎn)過(guò)程的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，其特征 為所述的最高萃取壓力不超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程是將選用 的任一種組合形式的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組壓縮的過(guò)剩二氧化碳輸入緩沖罐，經(jīng)緩沖罐進(jìn)熱交換 器換熱使之達(dá)到超臨界二氧化碳萃取所需的溫度和壓力條件，進(jìn)入萃取器，再經(jīng)換熱器調(diào)溫 進(jìn)入分離器減壓分離后，0~100%排空及100%~0經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后再返回備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)， 或者新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者同時(shí)返回備用和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，循環(huán)使用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的結(jié)合尿素生產(chǎn)過(guò)程的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，其特征為所述的最高萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程是將選用的任一種組合形式的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組壓縮的過(guò)剩二氧化碳輸入緩沖罐，緩沖罐連接熱交換器， 完成熱交換后送入二氧化碳增壓壓縮機(jī)，進(jìn)一步提高二氧化碳?jí)毫Γ纬奢腿∷璩^(guò)尿素 生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界流體壓力條件，然后進(jìn)入高壓緩沖罐和高壓熱交換器，達(dá)到超臨界流體萃取溫度條件，進(jìn)入萃取器，再經(jīng)換熱器調(diào)溫進(jìn)入分離器減壓分離后，0~100%排空及 100%~0經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后再返回備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或者同時(shí)返 回備用和新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，循環(huán)使用。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的結(jié)合尿素生產(chǎn)過(guò)程的超臨界二氧化碳萃取工藝流程，其特征 為所述的結(jié)合尿素生產(chǎn)的二氧化碳儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮過(guò)剩二氧化碳，構(gòu)成萃取壓力超過(guò)尿素生產(chǎn)系統(tǒng)壓力的超臨界二氧化碳萃取工藝流程是利用單獨(dú)設(shè)置的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的過(guò)剩二氧化碳?xì)怏w輸入緩沖罐，經(jīng)緩沖罐進(jìn)熱交換器 換熱使之達(dá)到超臨界二氧化碳萃取所需的溫度和壓力條件，進(jìn)入萃取器，再經(jīng)換熱器調(diào)溫進(jìn)入分離器減壓分離后，0~100%排空及100%~0經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后再返回單獨(dú)設(shè)置的二氧化碳?jí)?縮機(jī)，循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)設(shè)備與工藝，特別涉及結(jié)合尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的超臨界二氧化碳萃取工藝流程。根據(jù)超臨界二氧化碳萃取的工藝條件，結(jié)合尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中原有或新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，組合超臨界二氧化碳萃取的流體源壓縮機(jī)組單獨(dú)利用尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)行二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或單獨(dú)利用備用二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，或單獨(dú)利用新增二氧化碳?jí)嚎s機(jī)；或選擇利用這三者的不同組合之一，壓縮、利用系統(tǒng)過(guò)剩二氧化碳，作為超臨界二氧化碳萃取的超臨界流體源，輸入到超臨界二氧化碳萃取系統(tǒng)構(gòu)成超臨界二氧化碳萃取工藝流程。本發(fā)明充分利用了過(guò)剩的物質(zhì)資源、富余的人力資源，提高了生產(chǎn)效率，減少了一次性投資；降低了運(yùn)行、維護(hù)和管理成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、減排、降耗。
文檔編號(hào)B01D11/02GK101628186SQ20091001664
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者燕 劉, 曲延鵬, 王威強(qiáng), 胡德棟, 郭建章, 陳建國(guó) 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)