王付生
（安徽六国化工股份有限公司，安徽 铜陵244023）
［摘 要］CO2汽提法尿素装置中，高压洗涤器担负着尿素合成塔出气的冷凝回收任务，当高压洗涤器出气带液时，会给尿素装置带来高压系统压力升高、高调水温差减小、高压甲铵冷凝器出液温度降低、循环系统压力升高、精馏塔甲铵分解率和总氨蒸出率下降、解吸系统工况恶化等不良影响。分析认为，高调水温度控制不当、高压洗涤器下液管堵塞、尿素合成塔严重满液、高压洗涤器填料层杂物堵塞、高压洗涤器出气调节阀（HV202）瞬间开度过大、HV202阀前气体流速大等是造成高压洗涤器出气带液的原因，并提出相应的应对措施。
［关键词］CO2汽提法尿素装置；高压洗涤器；出气带液；影响；原因分析；应对措施
［中图分类号］TQ441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］ 1004-9932（2020）03-0030-03
1 高压洗涤器的工作原理
CO2汽提法尿素装置中，高压洗涤器担负着尿素合成塔出气的冷凝回收任务。其工作原理是：循环系统的甲铵液，经高压甲铵泵加压到13.7～14.5 MPa后，送入高压洗涤器的洗涤段；在高压洗涤器内，甲铵液由进液喷头均匀喷洒在填料层上，自上而下与来自气液分离段的上升气逆向接触，对上升气予以洗涤吸收；洗涤后气体由出气调节阀（HV202）减压至0.40 MPa进入4巴吸收塔再次冷凝吸收；洗涤后的甲铵液则由填料层下的“漏斗”收集起来由“漏斗”下液管（习惯上称之为“中心管”）进入换热列管正下方的溢流槽；溢流出来的甲铵液和穿过防爆空间进入换热列管底部的尿素合成塔出气均匀混合，自下而上通过换热列管，在换热列管内进行鼓泡式冷凝吸收，过程中放出的热量由列管壳侧的高调水移走，冷凝吸收后的气液混合物在换热列管上花板上进行气液分离，液体依靠位差向下流入液氨喷射泵加压后送入高压甲铵冷凝器、尿素合成塔回收利用，分离出的气体则向上进入填料层用循环系统来的甲铵液进行洗涤吸收。从高压洗涤器的工作原理可以看出，若高压洗涤器工作不正常，势必造成高压系统压力和吨尿素氨耗急剧升高。
2 高压洗涤器出气带液对尿素装置的影响
所谓高压洗涤器出气带液，是指高压洗涤器出气夹带着甲铵液通过高压洗涤器出气调节阀（HV202）后进入4巴吸收塔。高压洗涤器出气带液后，对尿素高压系统、循环系统、解吸系统均会带来影响，具体如下。
2.1 高压洗涤器出气带液对高压系统的影响
2.1.1 高压系统压力升高
高压洗涤器出气带液时，靠自身重力向下进入填料层的甲铵液量减少，通过填料层、换热器中心管进入高压洗涤器换热器底部液封槽向上进入换热列管内参与鼓泡式冷凝吸收的甲铵液量不足，不能完成对尿素合成塔出气的冷凝吸收任务，通过高压洗涤器吸收段未冷凝吸收的气体增多，致使高压系统压力升高。
2.1.2 吨尿素消耗升高
高压洗涤器出气带液时，高压系统压力升高，为控制高压系统压力，被迫开大HV202，致使吨尿素消耗升高；同时，高压洗涤器出气带液时，高压甲铵泵送过来的甲铵液不能全部回收到高压甲铵冷凝器，高压甲铵冷凝器内NH3、CO2因没有充分的甲铵液带来的水，NH3、CO2冷凝率降低，甲铵生成量减少，尿素合成塔内合成反应（可逆反应）向反应物方向移动，致使CO2转化率降低，进而造成吨尿素氨耗和电耗升高。
2.1.3 高调水温差减小
由高压甲铵泵送入高压洗涤器的甲铵液部分被其出气带走，由高压洗涤器填料段通过换热器中心管进入下部液封槽与尿素合成塔出气混合的甲铵液量减少，进而使高压洗涤器换热列管内高压甲铵液生成量减少，相应地反应热减少，用于移走反应热的高调水温差减小。
2.1.4 高压甲铵冷凝器出液温度降低
由高压甲铵泵送入高压洗涤器的甲铵液部分被其出气带走，高压洗涤器出口甲铵液量减少，通过液氨喷射器进入高压甲铵冷凝器内的甲铵液量减少，物料组分变化而致高压甲铵冷凝器出液温度有所下降。
2.2 高压洗涤器出气带液对循环系统的影响
2.2.1 循环系统压力升高
高压洗涤器出气夹带的甲铵液通过HV202减压后进入4巴吸收塔，最终回到氨水槽，氨水中NH3含量升高；氨水中NH3含量升高后，解吸系统处理氨水时解吸塔出气NH3、CO2含量高，造成解吸系统的回流液浓度高；回流液加入循环系统低压甲铵冷凝器内作为吸收液，低压甲铵液浓度偏高，导致循环系统压力偏高。
2.2.2 精馏塔甲铵分解率和总氨蒸出率下降
循环系统精馏塔和低压甲铵冷凝器处于同一压力下，在循环系统压力偏高的情况下，据甲铵分解原理——一定的压力下甲铵分解对应一定的温度，在低压系统压力升高而精馏塔出液温度维持现行操作温度的情况下，精馏塔的甲铵分解率和总氨蒸出率就会下降。
2.3 高压洗涤器出气带液对解吸系统的影响
（1）如上所述，高压洗涤器出气带液后，高压洗涤器出气夹带的甲铵液通过HV202减压后进入4巴吸收塔，最终会造成解吸系统回流液浓度高。
（2）高压洗涤器出气带液后，进入解吸塔的氨水中NH3含量升高，解吸负荷加重，解吸塔压力升高，解吸塔蒸汽消耗随之增多，且不利于解吸系统的操作及解吸废液的达标排放。
3 高压洗涤器出气带液的原因分析
3.1 高调水温度控制不当
高调水温度控制过低时，高压洗涤器换热列管内的甲铵液会因过度冷凝吸收致其浓度升高，甲铵液温度一旦接近甲铵液的熔点，就会造成甲铵液局部结晶，表现为高压洗涤器换热列管出来的高压甲铵液粘度大，甲铵液依靠位差下流进液氨喷射器的阻力增大，此时高压洗涤器换热列管上花板上就会积液，甚至换热列管上花板上液位高至填料层，从而导致高压洗涤器出气带液。
3.2 高压洗涤器下液管堵塞
停车时如操作不当，很容易发生高压洗涤器下液管内甲铵液结晶堵塞；系统重启时，高压洗涤器内吸收气相后的甲铵液因高压洗涤器下液管堵塞不能顺利进入液氨喷射器，甲铵液在高压洗涤器上花板上积存，导致高压洗涤器出气带液。
3.3 尿素合成塔严重满液
当尿素合成塔严重满液时，合成液通过气相管道进入高压洗涤器，此时高压洗涤器内因合成液进入而造成高压洗涤器换热列管上花板上甲铵液量剧增，上花板液位增高，甲铵液越积越多，到达填料层而致高压洗涤器出气带液。
3.4 高压洗涤器填料层杂物堵塞
更多内容详见《中氮肥》2020年第3期