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尿素解吸水解系统常见问题原因分析及应对

[日期:2025-02-14] 来源:《中氮肥》2025年第1期  作者: [字体: ]

夏礼鹏,杨涛,钟树文,肖飞,张泰日

(海洋石油富岛有限公司,海南 东方572600

 

[摘  要]中海石油化学股份有限公司富岛一期520 kt/a斯纳姆氨汽提法尿素装置解吸水解系统开车过程中,出现过解吸塔液泛、水解器给料泵多次跳车、水解器满液、水解预热器封头泄漏、外送工艺冷凝液(解吸废液)电导率合格所需时间长等问题,不仅影响系统开车进度,而且严重时会造成解吸塔内件损坏、机泵损坏、水解器安全阀启跳、蒸汽管线“倒液”等;正常运行过程中,解吸水解系统出现过解吸塔和水解器结垢、水解器出液温度提不起来、水解器气相压力(PIC41040)示数偏低等问题,影响系统的安全稳定运行。通过深入分析其原因和多年的摸索,总结出了相应的对策与优化改进措施,如今已能保证解吸水解系统一次性顺利开车(不影响尿素装置开车进度),并确保尿素装置在日常生产中能够实现平稳运行。

[关键词]解吸水解系统;解吸塔液泛;水解器给料泵跳车;水解器满液;水解预热器封头泄漏;水解器出液温度低;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]1004-9932202501-0033-05

 

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中海石油化学股份有限公司富岛一期520 kt/a斯纳姆氨汽提法尿素装置(其造粒系统采用海德鲁流化床大颗粒造粒工艺)自1996年投产以来,总体运行状况较好。其中,解吸水解系统的任务是将蒸发系统冷凝与密闭排放的含NH3CO2、尿素的工艺冷凝液处理成几乎不含NH3CO2和尿素的工艺净化水(解吸废液)送造粒洗涤系统和公用工程系统回收利用。多年来,解吸水解系统开车过程中出现过解吸塔液泛、水解器给料泵多次跳车、水解器满液、水解预热器封头泄漏、外送公用工程系统工艺冷凝液(解吸废液)电导率合格所需时间长等问题,不仅影响系统开车进度,而且严重时会造成解吸塔内件和机泵损坏、水解器安全阀启跳、蒸汽管线“倒液”等;此外,正常运行中解吸水解系统出现过解吸塔和水解器结垢、水解器出液温度提不起来、水解器气相压力(PIC41040)示数偏低等问题,影响系统的安全稳定运行。

1  解吸水解系统工艺流程简介

工艺冷凝液贮槽(T-102)收集的废液,由解吸塔进料泵(P-114)送到解吸塔预热器(E-115)预热后送解吸塔(C-102)上段,由塔底加入的0.52 MPa蒸汽加热解吸出部分NH3CO2,气相从C-102顶部排出,液相逐级下落到C-102上段的底部,由水解器给料泵(P-115A/B,一开一备)抽出,在水解预热器(E-117)管侧与来自水解器(R-102)的出口液相换热升温后送R-102R-102底部加入4.90 MPa蒸汽,使液相中的尿素水解为NH3CO2R-102顶部出口气相与C-102出口气汇合后送入氨预热器(E-107)低压壳侧回收;R-102出口液相则在E-117壳侧与P-115送来的液体换热降温后进入C-102下段,与C-102底部来的0.52 MPa蒸汽逆流接触,汽提出溶液中的NH3CO2,上升气流进入C-102上段;C-102下段底部NH3含量<3×10-6、尿素含量<3×10-6的液体经废液外送泵(P-117A/B,一开一备)先送高压甲铵加热器(E-104),再到E-115预热P-114来的溶液,最后经冷却器(E-122)冷却至50 ℃后送造粒系统,剩余部分送界区回收。若工艺冷凝液(解收废液)不合格,可循环送至T-102、废液槽(T-103),还可就地排入地沟,最终进入污水处理系统。

2  开车过程中解吸水解系统易出现的问题

2.1  解吸塔液泛

2.1.1  事故现象

解吸塔(C-102)出现液泛时,C-102塔顶出气温度>126 ℃、底部压力< 0.45 MPa,低压系统压力< 0.37 MPa,氨预热器(E-107)低压壳侧出液温度> 100 ℃;若C-102出现溢流液泛(淹塔),其底部压力> 0.50 MPa,蒸汽流量下降,当C-102底部压力高于蒸汽压力0.52 MPa时,蒸汽无流量显示。另外,C-102上塔液位长时间偏高,其液位控制阀开大也无法降低液位,且C-102下塔底部液位高,液位示数波动较小。

2.1.2  原因分析及应对措施

1C-102底部加入蒸汽过多。当C-102底部进汽过多时,上升的高温蒸汽多,热量上移使C-102顶部出气温度上涨,蒸汽加入“过猛”还会吹翻塔板或使塔板倾斜而引起偏液,致上升蒸汽阻力小、流量增大,解吸水解系统出口气相带液多,带出的液体进入低压系统吸收气氨,会使低压系统压力下降,因整体物料温度上涨,加上吸收氨放热,造成氨预热器(E-107)出液温度高;此时,因C-102内上升蒸汽阻力减小,C-102底部压力会下降。C-102出现淹塔时,上塔液位高,开大上塔液位阀作用并不明显,塔底被液体充满超过液位计量程而液位示数平稳(波动小),由于液柱的静压作用,C-102底部压力上升快。应对措施:系统开车过程中,C-102底部蒸汽少量多次加入,控制每次蒸汽加入量≤ 50 kg/h,控制蒸汽流量≤ 5.5 t/h

2)水解器(R-102)液相返回C-102温度过高。R-102液相返回C-102温度过高,会使C-102上塔负荷增加,过多高温水汽带液多上升到C-102上塔塔顶而引起液泛。应对措施:系统开车过程中,控制好R-102的升温速率,控制R-102出液温度< 235 ℃、R-102返回C-102液相温度< 154 ℃。

3C-102底部液位阀开度小。系统开车过程中,C-102底部液位波动大,液位阀手控操作频繁,开度过小时易造成液位上涨漫过蒸汽入口,进汽阻力大而蒸汽流量逐渐变小,最终导致C-102塔板间积液过多而出现淹塔。应对措施:系统开车C-102充液过程中,其底部液位达到45%左右时投自控,防止淹塔。

更多内容详见《中氮肥》2025年第1

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