殷联刚
（陕西渭河煤化工集团有限责任公司，陕西 渭南714000）
［摘 要］ 随着环保形势的日益严峻，尿素废液的达标排放在很大程度上决定着尿素装置的正常、稳定运行及企业的生存。陕西渭河煤化工集团有限责任公司520 kt/a的ACES尿素装置解吸水解系统排放工艺冷凝液中的氨含量始终未能达到原始设计要求，因此，探究解吸水解系统排放工艺冷凝液氨含量超标的原因显得尤为重要。通过分析，指出解吸水解系统排放工艺冷凝液氨含量超标的工艺方面和设备方面的原因，并提出相应的处理措施。
［关键词］ ACES尿素装置；解吸水解系统；工艺冷凝液；尿素含量；氨含量；原因分析；处理措施
［中图分类号］ TQ441.41［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）04-0031-03
陕西渭河煤化工集团有限责任公司520 kt/a的ACES尿素装置于1996年建成投产，经过不断的消化吸收和优化改进，整体上装置运行状况良好；按照设计要求，其解吸水解系统排放工艺冷凝液中的氨和尿素含量应不大于1×10-6，但实际情况是，2009年装置进行进一步改造后，解吸水解系统的运行状况仍未能达到最初的设计要求。然而，随着环保形势的日益严峻，解吸水解系统排放工艺冷凝液能否达标（或接近指标）就显得格外重要了。
1 解吸水解系统简介
520 kt/a的ACES尿素装置解吸水解系统主要包括工艺冷凝液汽提塔（DA501）、尿素水解塔（DA502）、工艺冷凝液汽提塔预热器（EA504）、尿素水解塔预热器（EA505）、工艺冷凝液泵（GA501A/B）、尿素水解塔给料泵（GA502A/B）、工艺冷凝液回收泵（GA505A/B）等设备，其工艺流程及相关参数（设计值）如下。
来自蒸发系统的工艺冷凝液由汽提塔给料泵（GA501）送往工艺冷凝液汽提塔（DA501）的预热器（EA504），进料流量（FI504）40～43 t/h，被加热到130 ℃（T506）后进入DA501顶部。工艺冷凝液汽提塔（DA501）由上塔和下塔2部分组成，塔内共有50块筛板，操作压力（P501）为0.29 MPa，利用直接进入塔底的低压蒸汽将冷凝液中的NH3和CO2汽提出来。工艺冷凝液经过DA501的汽提，上塔塔顶氨含量7.61%（质量分数，下同）、CO2含量6.49%的气体经压力调节阀（PICA501） 控制压力后，温度（T507）为136 ℃送入低压分解器（DA202）回收其中的NH3和CO2；上塔底部的工艺冷凝液中仍含有5 000×10-6的尿素，此部分冷凝液用尿素水解泵（GA502）送往尿素水解塔预热器（EA505）加热后，再去尿素水解塔（DA502）底部。在DA502内，含有尿素的工艺冷凝液被底部送入的中压蒸汽直接加热，在温度（T511）205 ℃、压力（P502）1.96 MPa条件下，经42 min的停留，尿素充分水解为NH3和CO2。出水解塔顶部的气体经压力调节阀（PV502）进入DA501上塔第12块塔板作汽提气用，DA502底部的液体（尿素含量＜5×10-6），在EA505中与尿素水解塔给料泵（GA502A/B）送来的工艺冷凝液换热后，经液位调节阀（LV504）返回DA501下部，通过汽提进一步回收NH3和CO2。处理后的工艺冷凝液残余尿素含量和氨含量均为1×10-6，温度（T508）≥146 ℃，此冷凝液从DA501下塔底部出来，与GA501A/B送来的工艺冷凝液换热后，用工艺冷凝液回收泵（GA505A/B）送出界区。
2 存在的问题
按设计要求，解吸水解系统排放工艺冷凝液中的氨和尿素含量均不大于1×10-6，但在整个ACES尿素装置前系统运行基本稳定、解吸水解系统进料符合要求的情况下，解吸水解系统排放工艺冷凝液中的尿素含量接近设计值（≤1×10-6，满足尿素车间尿素含量≤10×10-6的指标要求），氨含量不能满足不大于1×10-6的设计要求，有时甚至超过尿素车间氨含量≤10×10-6的指标要求，导致动力车间离子交换树脂有瘫痪的可能。2017年解吸水解系统运行数据见表1。
3 原因分析
3.1 工艺方面的原因
据系统运行数据不难发现，排放工艺冷凝液中的尿素含量基本上能满足设计要求，但氨含量明显偏高，这表明尿素水解塔（DA502）水解尿素的能力是没有问题的。那么，尿素废液氨含量偏高的原因应该是工艺冷凝液中的氨未得到有效处理（汽提、解吸）。
整个解吸水解系统分为解吸和水解2个过程。解吸是吸收的逆过程，处理尿素生产中的工艺冷凝液，一般是在解吸塔（DA501）底直接通入蒸汽，工艺冷凝液预热后从塔顶送入，只要其NH3和CO2的平衡分压大于气相中相应的分压，即可将液相中的NH3和CO2逐出
更多内容详见《中氮肥》2018年第4期