侯立业，顾占军，姚佳斌，苏顺
（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江 鹤岗154100）
［摘 要］ 中海石油华鹤煤化有限公司520 kt/a尿素装置采用荷兰斯塔米卡邦2000+TM工艺，自2015年投产以来，尿素蒸发系统一段蒸发和二段蒸发真空度一直波动较大，导致大颗粒尿素产品粉尘含量较高、产品颗粒强度较差、大颗粒尿素洗涤系统溶液浓度无法有效控制等问题。为此，华鹤煤化通过对蒸发系统停车排查、对相关数据进行分析，以及生产经验的积累，找到了蒸发系统真空度频繁波动的原因，通过实施蒸发分离器内部改造及操作优化、蒸发冷凝器至氨水槽排液管改造、常压吸收塔顶部增设冲洗水等优化措施，使尿素蒸发系统真空度的稳定性得到保证，确保了蒸发系统与造粒系统的长周期稳定运行及尿素产品质量的稳定。
［关键词］尿素蒸发系统；真空度；频繁波动；原因分析；优化措施；蒸发分离器改造；排液管改造；增设冲洗水
［中图分类号］TQ441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）04-0039-03
0 引 言
中海石油华鹤煤化有限公司（简称华鹤煤化）520 kt/a尿素装置采用荷兰斯塔米卡邦2000+TM工艺，大颗粒尿素造粒系统采用荷兰荷丰流化床造粒机技术。实际生产中，自2015年尿素装置投产以来，尿素蒸发系统一段蒸发和二段蒸发真空度一直波动较大——真空度过低时，尿液浓度不合格，尿素蒸发系统蒸汽消耗量增大，造粒机中结块较多，影响造粒系统的长周期稳定运行；真空度过高时，尿液在蒸发系统中的停留时间延长，尿液中副产物缩二脲含量增高，影响造粒机喷头喷淋状态，造粒机易发生多孔板堵塞。总的来说，华鹤煤化尿素装置投产后的一段时间内，其蒸发系统一段蒸发和二段蒸发尿液浓度无法保证，送至造粒系统的尿液浓度波动频繁，影响造粒系统工况的稳定，进而导致大颗粒尿素产品粉尘含量较高、产品颗粒强度较差、大颗粒尿素洗涤系统溶液浓度无法有效控制等问题。后通过对蒸发系统停车排查、对相关数据进行分析，以及生产经验的积累，实施了蒸发系统的优化改造，基本上解决了尿素蒸发系统真空度波动频繁的问题，实现了造粒系统的长周期稳定运行，保证了尿素产品质量。以下对有关情况作一介绍。
1 尿素蒸发系统工艺流程简述
在尿素蒸发系统中，真空闪蒸分离器来的浓度约72%（质量分数，下同）的尿液进入尿液槽中，由尿液泵送至一段蒸发加热器加热后，进入真空度约-67 kPa的一段蒸发分离器中被提浓至约95%，出一段蒸发分离器温度约130 ℃的尿液，经二段蒸发加热器加热后，进入真空度约-78 kPa的二段蒸发分离器，在二段蒸发分离器中被提浓为浓度约97.6%的熔融尿液，出二段蒸发分离器的熔融尿液温度约132 ℃，经尿素熔融泵送至造粒系统造粒；一段蒸发分离器和二段蒸发分离器上方的蒸气分别经一段蒸发冷凝器和二段蒸发冷凝器冷凝后收集入氨水槽中，未凝气则被送至常压吸收塔中处理。
2 尿素蒸发系统真空度波动频繁原因分析
尿素装置蒸发系统作为尿液提浓的重要单元，其真空度的好坏直接影响着造粒系统的稳定运行及尿素产品的质量。2015—2017年，华鹤煤化蒸发一段真空度一直波动频繁，在真空度波动最为频繁时取蒸发系统气相组分进行分析，发现蒸发气相中的NH3含量、尿素含量偏高（见表1），最终蒸发系统停车进行排查。
2.1 一段蒸发分离器内部百叶窗变形损坏
华鹤煤化一段蒸发分离器顶部配置有百叶窗（波形板）分离器，百叶窗分离器是由许多平行的波浪形薄钢板组成的，相邻两块波形板之间的距离为10 mm，并用2～3 mm厚的钢板边框固定。水蒸气、氨等蒸发气相进入百叶窗分离器后，在波形板之间曲折流动，气相中的小水滴在离心力、惯性力和重力的作用下被抛到板壁上，在附着力的作用下水滴附着在波形板上形成水膜，水膜在重力作用下流入降液管，最终流入一段蒸发分离器底部，实现气液分离。
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