(川化股份有限公司,四川 成都610301)
[摘 要]对常压法和高压法三聚氰胺装置与水溶液全循环法尿素装置联产方式进行了介绍,重点对常压法三聚氰胺装置与尿素装置联产时三胺厂甲铵液的3种处理方案进行了分析比较,确定选用中压解吸装置进行处理方案更为合适。对尿素装置与多套三胺装置联产过程中出现的问题及所进行的优化、改造进行了讨论。
[关键词]尿素;三胺;联产;甲铵;处理
[中图分类号] TQ 441.41[文献标识码]B[文章编号] 1004-9932(2013)
三聚氰胺与尿素联产是川化股份有限公司推进节能降耗和减污、增效的措施之一。实现联产有2个关键点:一是尿素溶液的提供,二是三聚氰胺尾气回收液的处理。川化目前在运的三聚氰胺生产装置(简称三胺,下同)有4套,总产能约60 kt/a,分别采用欧技工艺(高压法)和气相淬冷技术(常压法),其中高压法三胺外送浓甲铵液约7 t/h,含水量35%,常压法三胺外送稀甲铵液约25 t/h,含水量55.4%。4套三胺均与公司第二尿素装置联产,为保障在第二尿素装置停车期间的三胺生产,公司尝试将第一尿素装置正式纳入三胺的联产路线。
1 确定联产方式
第一尿素装置(简称一尿)建成投产于1978年,采用水溶液全循环生产工艺。装置在2002年初完成了扩能改造,其主要改造项目包括:① 对合成塔、一段分解塔、一段吸收塔进行扩容、增效改造;② 新建1套水解装置。改造后尿素装置的生产能力由110 kt/a提高到了160 kt/a。2002年开始着手的与多套三胺联产首先要解决的问题是2种浓度的三胺甲铵液接入尿素装置的位置确定。
1.1 常压法三胺与尿素装置的联产
单套常压法三胺年产能为12 000 t,其尾气在吸收塔内采取两级逆流吸收处理,用脱盐水吸收尾气中的NH3、CO2,制成含NH3 19.5%(质量分数,下同)、CO2 20.5%的甲铵液,满负荷产生量为9 t/h。2002—2009年一尿用3种方法分别对稀甲铵液的接入点进行了尝试。
(1)利用废水处理装置进行处理
废水处理装置采用美国孟山都水解汽提技术,设计处理废水含NH3、6.6%、CO2 2.5%,处理量为27 m3/h。废水的处理流程如图1,于2002年3月开始运行,4月尝试接收稀甲铵液。
将三胺稀甲铵液导入废水处理装置,必须对甲铵液进行稀释,废水处理装置对其的接收量必然受到限制,通常情况下只能收3~5 m3/h,进而影响三胺的生产负荷。如果强行加大甲铵液的接收量,易造成废水处理装置核心设备——汽提塔压力偏高,导致其中部温度偏低,出塔底的净水氨氮超标,塔顶大量氨气放空,有可能发生安全环保事故。
(2)直接进系统处理
因三胺稀甲铵液的组成比较接近于尿素二段吸收液(二甲液CO2含量为16%~18.5%),故将稀甲铵液与二甲液混合后送至尿素一段吸收系统。
2002年5月尿素车间对部分管线进行了改造:将三胺至尿素的甲铵液管在进贮槽前增设三通,配管至公用泵进口,由公用泵加压与二甲液混合后送至一段蒸发系统换热段,再通过外冷器送至一吸塔。表1数据可间接说明接收三胺稀甲铵液后的系统工况。
改造后,尿素装置接收甲铵液量由3.5 t/h增大到6 t/h,尿素系统循环水量增加,合成转化率下降。从总控DCS操作曲线上看,