尿素产品质量提升技改总结

尿素产品质量提升技改总结

李剑眉

（云南云维集团远东化肥有限责任公司，云南 曲靖655338）

［摘  要］针对300 kt/a CO₂汽提法尿素装置自试车以来出现的产品一级品率为0的状况，分析认为主要是缩二脲严重超标等因素所致，采取一系列技改及优化调整后，尿素产品质量大幅提高，生产成本大大降低，带来了较好的效益。

［关键词］  尿素产品一级品率；缩二脲；块尿；粉尘；水分；改进措施

   ［中图分类号］ TQ 441.41  ［文献标志码］ B  ［文章编号］1004-9932（2015）05-0044-03

我公司C尿素系统采用CO₂汽提法尿素生产工艺，设计产能为300 kt/a，由压缩工序、脱硫工序、脱氢工序、高压合成工序、低压分解工序、蒸发造粒工序、包装工序组成，装置于2010年5月8日投产。2010年公司制定尿素产品一级品率达到50%的要求，但5—7月尿素产品一级品率为0。

1  C尿素系统运行状况

2010年5月试车以来，我们对产品不合格的情况进行了调查统计。2010年5—7月C尿素系统产量、质量统计情况见表1。并对2010年5—7月影响C尿素系统产品一级品率的因素进行统计，见表2。

    表1  C尿素系统产量、质量统计表

   表2  影响C尿素系统产品一级率的因素

在尿素生产中，缩二脲的生成是不可避免的。由于生产过程中各个阶段操作规程、参数、工艺的不同，缩二脲的生成量也不尽相同。在高压合成系统，缩二脲的生成主要受温度和过剩氨的影响，其生成量一般为0.2%～0.3%；在中低压系统，由于氨分压降低，而温度较高，缩二脲生成量为0.1%～0.2%；在蒸发造粒系统，缩二脲的生成主要受加热温度和停留时间的影响，其生成量最多，达0.3%～0.6%。

CO₂汽提法不同于水溶液全循环法和氨汽提法。水溶液全循环法和氨汽提法可以由低压段直接进料入蒸发系统，而CO₂汽提法必须通过尿液槽由尿液泵将尿液送入蒸发系统，由此延长了尿液的停留时间，再加上用的是两段蒸发系统+塔式造粒工艺，就造成该工艺与其他两种工艺相比先天缩二脲含量偏高。

2  原因确认及改进措施

由表1、表2可知，影响C尿素系统产品一级品率的主要因素是缩二脲含量超标（所占频率高达80.60%）。针对缩二脲含量超标进行原因分析，有如下末端因素。

2.1  一蒸冷凝液排水阻力大

2010年6月试生产期间，一段蒸发岀液温度在118～125 ℃（正常指标126～130 ℃），导致蒸发系统尿液循环时间过长，缩二脲随停留时间延长而逐渐增加。现场排查发现，锅炉给水槽超压，安全阀经常启跳（启跳压力0.53 MPa)，而一段蒸发冷凝液排至锅炉给水槽，一蒸加热器蒸汽压力是0.35～0.5 MPa，锅炉给水槽压力基本高于一蒸加热器蒸汽压力，导致一蒸加热器冷凝液不能正常排走，尿液在蒸发系统长时间循环。为此，我们做了如下改进。

（1）锅炉给水槽增加1根φ32 mm的放空管（至地沟），用阀门控制锅炉给水槽压力在0.3 MPa以下。

（2）通过锅炉给水出口调节阀，控制锅炉给水槽液位在80%。

（3）生产中，对一段蒸发冷凝液疏水器的操作方式进行调整，打开疏水器副线导淋，若排出的是冷凝液，则开大疏水器出口；若导淋排出的蒸汽多，则关小疏水器出口，以保证一蒸加热器的换热效率。

改进后，锅炉给水槽压力降到0.3 MPa，减小了一蒸冷凝液排水的阻力，一段蒸发温度由118～125 ℃提到正常指标126～130 ℃，且一段蒸发温度调控已可转投自控。

2.2  二蒸液位显示不准

试生产期间，二段蒸发分离器液位DCS显示为15%，二蒸下液温度在133 ℃，真空度在26 kPa,而现场液位显示为满液，且期间尿素产品缩二脲含量高。经统计，5—7月液位显示不准发生了4个班次，合计462.56 t产品。通过多次测试及与现场的对比，判断二段蒸发液位显示不准，导致尿液在二段蒸发系统的停留时间长，缩二脲增加严重。操作人员只能加强现场的检查并与控制手段相结合来调试。

（1）联系仪表人员检查二段蒸发液位计，拆开二段蒸发液位计墨盒，发现墨盒有结晶现象，仪表人员对墨盒进行清洗处理并恢复。

（2）仪表人员检查发现墨盒与液位计导压管有堵塞，导致液位计信号传送不到液位计交换器，仪表人员对墨盒及液位计导压管进行清洗处理并恢复。

（3）系统开车后，要求各班人员派专人监测二蒸现场液位，现场显示二蒸液位在15%，主控DCS显示在10%，操作规程要求二蒸液位控制在10%以下。生产中，若巡检发现二蒸液位和主控液位偏差在5%以上，及时联系仪表人员检查、调校处理，以保证二蒸液位显示准确。

2.3  化工投料负荷低

C尿素系统采用CO₂汽提法尿素生产工艺，设计上要求投料最低负荷在70%，高压圈出料时间在135 min左右，尿液出高压圈缩二脲含量在0.3%。而在试生产期间，系统投料负荷为45%，高压圈出料时间在296 min，经检测尿液出高压圈缩二脲含量在0.7%～0.8%，即尿液在高压圈的停留时间增加约160 min，导致缩二脲含量增加0.4个百分点以上。

2010年8月，按照CO₂汽提法尿素装置生产要求，系统开车投料负荷控制在70%，该负荷投料可能会出现超温、超压、合成塔窜气等情况，为避免异常情况发生，要求系统NH₃/CO₂控制在3.2～3.3 （体积比）、H₂O/ CO₂控制在0.46～0.81（体积比）；控制高调水进口温度在135～155 ℃；高压、中压、低压汽包压力必须按要求分别控制在0.90～1.0 MPa、 0.85～0.90 MPa、0.53～0.55 MPa。严格按要求控制好上述参数后，70%负荷投料系统能稳定生产。改进前后物料停留时间、成品缩二脲含量统计见表3。

更多内容请见《中氮肥》2015年第5期