（北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司，黑龙江 伊春153103）
［中图分类号］ TQ 441.41 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2012）
我公司现有2套水溶液全循环法尿素装置，第1套为1974年建老尿素装置，设计能力110 kt/a；第2套建于1990年，设计能力130 kt/a，经多次改造，2套装置的总产能已达到300 kt/a。在2008年公司进行年增产合成氨60 kt、尿素113 kt的改造中，在第2套尿素装置的一段循环系统分别引进预分离-预蒸馏工艺和一吸塔外冷器，投运后节能效果显著。1 改造后的流程
第2套尿素装置一段循环系统改造后的流程简图见图1。
从尿素塔出来的反应混合物（内含尿素、甲铵、氨和水）减压到1.75 MPa后进入预分离器，在此分离出53%的氨，气相去一吸塔外冷器，液相靠位差自流进入预蒸馏塔，与一段分解加热器的分解气体逆流接触，进行传质、传热、蒸馏，使液相中的部分甲铵与过剩氨进一步分解，同时气相中的水蒸气部分冷凝。蒸馏后的液相（温度约为130 ℃）进入一段分解加热器，通过调节加热蒸汽用量，使尿液温度升至155～160 ℃，再进入预蒸馏塔底部分离段，约88%的甲铵在此分解。为防止一段分解加热器及预蒸馏塔腐蚀，在一段分解加热器进口管线上设有中压防腐空气管线。气液两相分离后，液相进入二分塔，气相进入上部蒸馏段，经蒸馏塔的溶液换热后与二段循环来的稀甲铵液（简称二甲液）混合，进入预浓缩器热能利用段，气体冷凝放出的热量将尿素溶液从90 ℃加热到约102 ℃，气液混合物（120 ℃）再进入一吸塔外冷器，在软水的循环冷却作用下气体进一步发生冷凝。出一吸塔外冷器的气液混合物（95～100 ℃）进入一段吸收塔鼓泡段吸收，约有95%的气态CO2和全部水蒸气被吸收成氨基甲酸铵。未被吸收的气体上升到精洗段（共设7层塔板），被氨水和回流氨吸收，气体中CO2几乎在此全部除去。在一吸塔气相得到较纯的气态氨（包括惰性气体），其温度在45～50 ℃。
2 改造新增设备
将预精馏工艺改为预分离-预蒸馏工艺并引入一吸塔外冷器，需在原有设备的基础上新增设1台预蒸馏塔（如原有预精馏塔可改做预蒸馏塔，不必新增）、1台一吸塔外冷器、1台软水冷却器（也叫温水冷却器）、2台软水循环泵（也叫温水循环泵）、1台预分离器及部分工艺管道和仪表控制阀。新增设备规格参数如下：
预蒸馏塔 φ1 432 mm×9 498 mm，壁厚16 mm，DL型塔盘（5块），材料316L；
一吸外冷器 φ1 124 mm×7 469 mm，壁厚12 mm，换热管φ25 mm×2 mm,n=379，F=300 m2，材料316L；
软水冷却器 波纹板式，F=200 m2，材料 碳钢/304；
循环软水泵 流量300 m3/h，扬程60 m，电机功率115 kW；
预分离器 φ1 432 mm×4 140 mm，壁厚16 mm，材料316L。
3 改造后装置运行情况
2008年12月装置改造完成。开车初期因对该工艺了解和掌握还不完全透彻，在出现一吸塔超温时，操作人员将进一吸塔外冷器的软水温度调降到了75 ℃。由于一吸塔外冷器的工艺介质是一甲液（组分：CO2 28%～34%，NH3 38%～42%，H2O 25%～30%），在1.75 MPa的工艺压力下结晶温度在80 ℃左右，而操作人员只考虑到降低温度有利于一吸塔外冷器换热，忽略了一甲液结晶对换热的影响，结果使进一吸塔外冷器的软水温度降低过多，造成一甲液在外冷器结晶，结晶后使热量传递率降低，导致外冷器失去换热和冷却作用。直到将进一吸塔外冷器的软水温度提高到90 ℃以上，一甲液结晶物缓慢溶解后，系统才恢复正常。
4 对一吸塔外冷器流程的改进