段永刚
（广西川化天禾钾肥有限责任公司，广西 北海536017）
［摘 要］反应系统是气相淬冷法三聚氰胺装置的一个重要系统，其运行状况的好坏对物料消耗、三胺产品质量有直接影响，并影响着后续热气冷却系统、过滤系统的稳定运行，而反应系统的优质运行，需以良好的工艺设计、设备制造及安装质量为基础，并以精心操作维护为保障。简述三胺装置反应系统工艺流程，对三胺装置反应系统设备（包括反应器筒体、气体分布板、熔盐盘管、旋风分离器、温度计套管支撑、翼阀等）制造及安装方面的注意项、运行维护方面的注意项（包括反应器内催化剂的流化、载气量控制、雾化气量控制、投料管保畅、数据分析与统计）以及停车检查方面的注意项进行总结。
［关键词］气相淬冷法三胺装置；反应系统；工艺流程；设备制造与安装；运行维护；停车检查
［中图分类号］TQ225.26 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）02-0045-03
0 引 言
反应系统是气相淬冷法三聚氰胺（简称三胺）装置的一个重要系统，其运行状况的好坏对物料消耗、三胺产品质量有直接影响，并影响着后续热气冷却系统、过滤系统的稳定运行。三胺装置反应系统的优质运行，需以良好的工艺设计、设备制造及安装质量为基础，并以精心操作维护为保障。以下基于笔者多年的生产经验，对设备制造及安装、运行维护、停车检查等方面有关事宜作一小结。
1 三胺装置反应系统工艺流程简介
气相淬冷法三胺装置反应系统的任务是，原料尿液在催化剂的作用下，在三胺反应器内生成三胺，反应所需热量（尿素转化为三胺为吸热反应）由浸没在催化剂床层内的熔盐加热管内的熔盐提供；三胺反应器内装有一定数量的催化剂，催化剂的装填量与系统产能、反应器大小有关，如50 kt/a气相淬冷法三胺装置反应器催化剂装填量约300 t。三胺装置开车时，载气压缩机将预热至380～390 ℃的载气（加热介质为载气预热器内的熔盐）从反应器底部送入，通过气体分布器（气体分布器上方还可设置气体分布板）将载气从反应器底部截面各点均匀吹入催化剂床层内，载气搅动催化剂颗粒在反应器内流化，使得催化剂及载气与反应器内的熔盐加热盘管充分接触，熔盐的热量迅速传递到管外的流体中，并使整个催化剂床层温度趋于一致。
液尿循环泵来的温度为135～140 ℃的熔融尿液，经尿液喷嘴送入反应器，其流量由负荷调节阀调控。为使进入反应器内的尿液能迅速得到热量，不形成局部低温区，并减少副反应物的产生，三胺反应器内装有多支尿液喷嘴，安装在反应器同一截面上（为保持生产的连续性，一般分为2组尿液喷嘴，交替使用），投料负荷通过调节阀进行调节（为保证反应器内的尿液尽可能均匀分布，每支喷嘴的投料量还可通过其自身所带手轮进行调节）；喷入反应器内的尿液呈雾化状态，与催化剂和载气充分接触而迅速分散与被加热，尿素分解成异氰酸和氨，异氰酸在催化剂的作用下生成三胺与二氧化碳。载气与反应生成气合为工艺气，自下而上流过催化剂浓相段，工艺气夹带催化剂颗粒进入反应器上部，大量的催化剂由于重力作用会返回反应器；反应器上部设置有挡气除尘器，可拦截大部分催化剂，工艺气夹带的少量催化剂经反应器内旋风分离器（反应器内一般有4～5组二级旋风分离器，第一级旋风分离器的收尘量大，采用带双锥堵头的下料腿；第二级旋风分离器的收尘量相对较少且收尘颗粒更细，一般采用带翼阀的下料腿）分离后大部分颗粒自旋风料腿返回催化剂浓相段，工艺气和少量未分离出的催化剂细粉则从旋风分离器出气管流出反应器，进入热气冷却系统。
反应器内的气体和催化剂应分布均匀，为便于观察与分析，在反应器的不同高度安设多个温度测点；为观察反应器内的运行状况，在不同高度还安装有多个压力测点，并安装有1个催化剂取样点。系统生产中，催化剂有损耗，可通过催化剂加料罐补加催化剂；反应系统设有催化剂储罐，三胺装置停车检修时，需将反应器内的催化剂压入催化剂储罐内，待三胺装置运行时再把储罐内的催化剂压入反应器内；三胺装置开车、停车及生产时，为吹洗管线及喷嘴，每组尿液投料进口管线上配有三阀组的蒸汽吹扫接口。
2 设备制造及安装方面的注意项
气相淬冷法三胺装置反应系统的主要设备为反应器（含内构件）及其附属管线，其制造及安装方面的注意项如下。
2.1 反应器筒体
反应器筒体早期有选择碳钢材质的，实际生产中高温状态下反应器渗碳现象严重；目前反应器筒体一般采用不锈钢（304）材质，运行状况良好。
2.2 气体分布板
由于反应器筒体自身直径较大，反应器内部气体易出现偏流（分布不均），影响反应效率，目前新建的三胺装置其反应器一般会增设气体分布板，一般安装在气体分布器上方，离熔盐盘管底部约0.8～1.0 m。现有三胺装置反应器内气体分布板有1层的，也有2层的（初衷是为使气体分布效果更好），但实际生产中2层分布板间会有堵塞现象，反而影响气流分布。据笔者多年的生产经验，认为采用1层的气体分布板更好。
2.3 熔盐盘管
更多内容详见《中氮肥》2023年第2期