“IDR”尿素装置高压系统工艺改进探讨

（四川泸天化股份有限公司，四川 泸州646300）

［摘  要］通过优化加氨方式，提高高压甲铵冷凝器氨碳比，以解决“IDR”尿素装置高压系统存在的操作压力高、汽提效率低、异常工况调整难度大以及加减负荷工况稳定性差等问题，达到优化高压系统运行工况的目的。

［关键词］ 高压系统；运行优化；氨量分配；高压甲铵冷凝器；氨碳比

［中图分类号］ TQ 441.41［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2013）06-0005-04

1  高压系统流程简介

我公司老系统尿素装置是1989年在原水溶液全循环法的基础上采用斯那姆等压双汽提工艺（简称“IDR”）进行扩能改造而成，改造后生产能力由500 t/d扩大到750 t/d。

“IDR”尿素装置的尿素合成塔(R1)分为上、下2段，占加入高压系统总氨量约50%的氨送入上段，约20％的氨送入下段。出R1的尿素溶液流入氨汽提塔（E1），因存在氨反溶现象，E1的汽提效果差，E1已停止加氨，仅作为加热分解器使用，顶部高温混合气体返回R1上段。出E1的尿素溶液流入CO₂汽提塔（E2），出E2的尿素溶液送后工段处理。出E2的气体和大部分中压甲铵冷凝器E8循环回来的甲铵液混合进入高压甲铵冷凝器（E3）冷凝，并在E2气相出口管道中加入占总氨量约30％的氨。出E3的气液混合物在高压甲铵分离器（D1）下段进行分离，甲铵液靠重力流到R1上段，气相与R1顶部尾气汇合后与一小部分E8循环回的甲铵液在高压甲铵尾气冷凝器（E4）中冷凝。出E4的气液混合物在D1下段进行分离，甲铵液通过降液管流入下段，尾气经减压后送中压吸收系统。

2  存在的问题

2.1  加减负荷稳定性差

“IDR”尿素装置高压系统流程长，加减负荷易引起系统氨碳比波动，特别是加负荷幅度过大时，D1下段气相至E4管道易发生结晶堵塞，不利于装置的稳定运行。为避免此现象的发生，规定系统每次加负荷不得超过10％，待调整稳定后再继续加负荷，极大地限制了装置的运行调节能力。

2.2  操作压力高，汽提效率低，能耗高

高压系统操作压力相对较高（16.0 MPa左右），CO₂汽提塔汽提效率偏低（设计值为67.3%，实际约62.5%），装置能耗高（吨尿素耗蒸汽约1.2 t，耗电约145 kW·h）。高压系统主要设备出液数据见表1。

3  原因分析

3.1  高压系统加氨方式复杂且加氨量分配不合理

3.1.1  氨预热系统复杂

“IDR”尿素装置氨预热系统由5个换热器串联组成，向高压系统提供