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尿素装置上塔管线改造对产品中缩二脲含量的影响分析

[日期:2014-03-13] 来源:《氮肥信息》  作者:贺宏坤  [字体: ]

青海云天化国际化肥有限公司二系列为 40t/a高塔复合肥,其配套生产装置为30t/a熔融尿素装置(采用CO2汽提法生产工艺)。该复合肥装置正常情况下造粒塔生产NPK,市场需求时生产尿素。在尿素生产过程中,高负荷运行时尿素产品中缩二脲含量低于0.9%(农用尿素优等品要求),但低负荷生产时尿素产品中缩二脲含量控制难度较大,特别是冬季受工业用天然气用气量限制时,合成氨低负荷运行,尿素装置只能运行约70%的负荷,使尿素产品中缩二脲含量较高。

我公司造粒塔设计时主要考虑是生产高塔复合肥,复合肥因产品粒度较大,所以造粒塔的总高度达99 m,有效高度80 m,比传统尿素造粒塔高30 m。此外,传统尿素造粒塔一般建在熔融尿素装置旁边,而我公司造粒塔与熔融尿素装置距离较远,达64 m

上述原因造成熔融尿素上塔管线长达150 m,比传统尿素造粒塔管线长近1倍,使熔融尿素在上塔管线中的停留时间相应延长。

为了缩短熔融尿素在上塔管线中的停留时间,公司决定对尿素上塔管线进行改造。

改造前用2台扬程126 m、流量25 m3/h的离心泵分别通过DN50管子将尿液送到2个造粒塔顶进行造粒,单塔上塔量为17 t/h。低负荷生产时,上塔尿液总量只有34 t/h,密度1.335 t/m3。经计算,尿液在上塔管线中的流速为 1.803 m/s,则从尿素熔融泵出口到造粒塔顶所需时间为83.2 s

改造后用1台扬程141 m、流量50 m3/h的离心泵通过DN65管子将尿液送到造粒塔进行单塔造粒,上塔尿液总量为34 t/h,尿液在上塔管线中的流速为2.133 m/s,则从尿素熔融泵出口到造粒塔顶所需时间为70.3 s

改造后熔融尿素在上塔管线中的停留时间减少了12.9 s。查熔融尿素中缩二脲生成率与温度和停留时间关系图,140 ℃时,12.9 s停留时间缩二脲增长率为0.06%

在尿素装置70%负荷和同等操作条件下,对管线改造前、后造粒塔下尿素产品的缩二脲含量进行了分析。分析表明,尿素成品中缩二脲平均含量由改造前的1.132%降低到1.074%。改造后,在生产尿素时只需运行1个造粒塔,另1个塔可备用。 单塔运行时少运行尿素熔融泵(55 kW)、造粒喷头(5.5 kW)、塔底转耙(22 kW)、出塔皮带(11 kW)、出塔斗提机(15 kW)各1台,不仅减少了设备电耗及设备维护费用,还使产品中缩二脲含量降低,且因为有备用造粒塔,在进行清塔及更换造粒喷头时蒸发工序不用停车,避免了蒸发开停车引起的产品质量波动,改造取得了明显的效果。

 
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