復肥廠成品縮二脲增加的原因及控制措施

1、 復肥廠成品縮二脲增加的原因及控制措施潘浩（青海云天化國際化肥有限公司,青海 西寧）摘要：我公司一、二期尿素裝置自投產至今尿素成品中的縮二脲含量一直維持在1.1%左右，無法達到優(yōu)等品尿素縮二脲含量0.9%的標準。對此，集團公司組織云天化股份領導、專家與青海云天化技術和管理人員以及中寰設計人員分析研究尿液裝置成品縮二脲高的問題召開專題會議，針對在不同生產負荷下的縮二脲生成分析的基礎上，針對低負荷、蒸發(fā)系統(tǒng)縮二脲生成情況等情形，分析縮二脲生成的特點，提出了相應的控制措施。關鍵詞：尿素；縮二脲；分析；控制正文：我公司一、二期尿素均為日產1000噸尿液裝置，由北京中寰工程項目管理有限公司設計，采用斯塔

2、米卡邦二氧化碳汽提工藝，一期裝置于2010年6月26日一次投料開車成功，二期裝置于2011年7月5日一次投料開車成功。投產后至今，因我公司裝置蒸發(fā)造粒上塔管道距離達到138.4m以及操作不穩(wěn)定等因素，尿素成品中的縮二脲含量一直維持在1.1%左右，無法達到優(yōu)等品尿素縮二脲含量0.9%的標準，至能維持在合格品范圍內，嚴重影響了公司的經濟效益。針對這種情況，公司邀請云天化股份公司專家以及設計單位相關人員與復肥廠技術人員共同從生產負荷，蒸發(fā)系統(tǒng)上塔流量、蒸發(fā)系統(tǒng)的操作控制等幾個方面的查找原因，制定控制縮二脲的措施。一、縮二脲生產的機理 縮二脲是尿素生產過程中的副產品，為尿素縮合反應的產物。在整個尿素生

3、產的過程中，都有縮二脲生產反應的發(fā)生，其反應式為： 2CO（NH2）2=NH2CONHCONH2NH3Q影響縮二脲生成的主要因素有：（1）、溫度；（2）、尿液濃度；（3）停留時間；（4）氨分壓溫度和尿液濃度愈高，縮二脲生成量愈大；尿液在設備內的停留時間愈長，生成的縮二脲量愈大；尿液中的氨對縮二脲生成有抑制作用，氨分壓愈大，縮二脲生產量愈少。二、原因分析1、復肥廠尿素生產工序主要分為尿素高壓合成、高壓分解回收、低壓分解回收、蒸發(fā)提濃、造粒工序。 在不同負荷下，縮二脲在各工序中的生成情況見表1從表1可以看出系統(tǒng)在高負荷時，縮二脲相比比較容易控制，低負荷下縮二脲生成可以保證在合格品的范圍內，但無法到

4、達一等品、優(yōu)等品。在高低壓系統(tǒng)中，雖然反應溫度較高，但由于系統(tǒng)內的游離氨含量較高，累計生產縮二脲的相對比例并不大，而在蒸發(fā)系統(tǒng)雖然控制溫度沒有前系統(tǒng)的高，尿液在設備內的停留時間也沒有在前幾個系統(tǒng)內的停留時間長，但是由于尿液濃度比較高，游離氨含量少，所以在蒸發(fā)系統(tǒng)以及上塔管道內的縮二脲生成量是前幾個系統(tǒng)的1.52倍，所以蒸發(fā)系統(tǒng)的操作控制是降低縮二脲的重中之重。2、設計原因復肥廠尿素裝置為配合后續(xù)年產40萬噸NPK裝置生產的要求，在蒸發(fā)系統(tǒng)設計為兩條上塔造粒管道，單塔造粒管道設計滿負荷為28t/h，裝置負荷在低于80%高于70%的情況下無法滿足雙塔同時造粒，只能維持單塔運行，但單塔運行生產滿負荷

5、后又無法與前系統(tǒng)負荷匹配，無法將生產出的尿液全部送去造粒，造成尿液貯槽液位不斷上漲，液位至50%左右，為防止尿液槽液位過高尿液停留時間過長又必須開雙塔運行，雙塔生產運行后尿液貯槽液位拉至低限后停塔運行，這樣單塔、雙塔頻繁切換運行，在開停塔時必然造成蒸發(fā)系統(tǒng)操作工況波動，使產品質量無法穩(wěn)定在一個區(qū)間。3、蒸發(fā)系統(tǒng)運行工況分析；對不同負荷下對蒸發(fā)系統(tǒng)單雙塔運行工況試驗記錄，首先在65%負荷下單塔滿負荷運行，而后在80%負荷下雙塔各穩(wěn)定在70%負荷連續(xù)運行見表2 從表2可以看出：（1）、裝置65%負荷下，尿液槽液位在80%左右高限控制，西塔滿負荷生產上塔尿液量維持在27t/h，縮二脲穩(wěn)定在1.1%左

6、右，無法到達一等品范圍。（2）、裝置80%負荷下，尿液槽液位在10%20%低限控制，西塔上塔尿液流量維持在19.5t/h。西塔上塔尿液流量維持在19.5t/h，縮二脲穩(wěn)定在1.0%以下，可以保證一等品范圍內，偶爾可以達到優(yōu)等品的范圍內。（3）、裝置負荷在65%或在80%，只要二段蒸發(fā)溫度控制超過135以上，縮二脲只能保證在合格品范圍內，無法達到一等品范圍。4、蒸發(fā)系統(tǒng)熔融泵無取樣口 蒸發(fā)系統(tǒng)熔融泵沒有設計取樣口，無法對上塔造粒之前尿液中的縮二脲含量進行分析。5、造粒噴頭轉速控制在中控室無顯示，中控人員無法及時有效的對造粒噴頭進行調節(jié)。6、造粒塔無清料人員入口，進造粒塔清料存在安全隱患7、造粒塔

7、百葉窗強度不夠并且安裝角度錯誤8、造粒塔百葉窗漏料多三、討論確定的方案1、獨立生產尿素產品時，二段蒸發(fā)出來的熔融尿素通過單泵、單管線和單塔造粒模式運行，提高上塔管道內的尿素流速。減少尿液在上塔管道內的停留時間；2、在開單塔和雙塔造粒時，記錄東西塔流量、分析尿素貯槽、二段蒸發(fā)出口、東、西塔底產品的縮二脲和計算各工況下的熔融尿液在管道內的流速；3、尿素做到負荷必須在全部消化合成氨產的CO2量的工況下運行，盡可能的維持高負荷生產；4、盡可能的避免蒸發(fā)系統(tǒng)打循環(huán)；5、盡可能的保證裝置負荷正在80%以上，雙塔平均消化負荷生產，保證不停塔。6、對目前蒸發(fā)打循環(huán)方式進行改造，在熔融泵出口增加至尿液槽的管道；

8、7、上塔管線夾套保溫蒸汽溫度降低2控制；8、造粒噴頭轉速控制及顯示引至主控、實現(xiàn)主控增減負荷時能及時調節(jié)噴頭轉速，工況調整后及時現(xiàn)場宏觀檢查產品粒子狀況；9、造粒塔安裝進塔門方便進塔清理粘塔；10、百葉窗強度不夠以及安裝角度錯誤，重新安裝并將上面三個做成可調風量的；11、在塔內安裝裙邊，使物料不會撒出塔外；12、做好以上各種運行工況下的上塔尿液管線流速計算；四、生產管理要求1、二段蒸發(fā)溫度（位號:TICA-2402）控制范圍：1321342、東、西塔進造粒噴頭溫度（位號:TR-2601 TR-2601A）控制范圍：1341353、二段蒸發(fā)液位控制范圍：視鏡可見液位4、尿液小槽液位（位號:LRCA-2303）控制范圍:20%40%5、尿液大槽液位（位號:LR-2305）控制范圍:10%20%6、嚴格控制二段蒸發(fā)液位，保持在視鏡可見，蒸發(fā)總控操作人員與現(xiàn)場巡檢人員隨時進行總控顯示與現(xiàn)場液位的對應，如果出現(xiàn)偏差過大，要通知儀表進行校對處理，確保指示準確；7、將存在問題建立臺賬，如果屬于設計、施工的問題要以書面提交給中寰公司解決；8、加強各專業(yè)技術人員培訓和經驗交流，提高裝置的運行管理水平