多种类增效尿素生产工艺探讨
徐卫忠，付 磊
（四川大学化工学院，四川 成都610015）
［摘 要］重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司自2011年开始进行增效尿素的研发并在其第一套化肥装置上进行试生产后，几年来，在尽量降低投入成本的基础上，通过不断的设备改造及工艺优化，现已具备连续、稳定、大批量生产各类优质增效尿素产品的能力。
［关键词］ 增效尿素；生产工艺；增效剂；设备改造；工艺优化
［中图分类号］TQ 441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2016）02-0042-03
0 引 言
目前市场上单质农用尿素行情低迷，各类新型增效农用尿素产品则不断涌现，今后增效尿素在市场上必然会占据一席之地。长远看增效农用尿素将会成为尿素装置常态化产品之一。
重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司（以下简称“建峰化工”）第一套化肥装置（以下简称“一化”）采用意大利斯那姆氨汽提工艺，设计生产能力为1 750 t/d。而生产增效尿素存在品种多、产量小、颜色多样以及系统切换频繁、操作复杂等特点，因此，利用现有装置直接生产增效尿素存在诸多难点，需一一解决。
自2011年以来，建峰化工不断进行各类增效尿素的研发及在第一套化肥装置上进行试生产，2012—2013年，通过自主创新，对现有的甲醛添加系统进行改造，满足了螯合钾加锌尿素产品的间断生产需要。随着新型增效尿素产品品种不断涌现、市场不断扩大，2014年开始，建峰化工第一套化肥装置在产品定位上将各类增效农用尿素的份额提高至年产量的20%以上。
目前，增效农用尿素产品具有间断生产的特点，且各种增效剂物化性质不同，并采用200 kg/桶包装，生产中需经过增效剂卸至卸料槽、增效剂送入贮槽、增效剂通过计量泵加入到生产系统等步骤，需对增效剂进行人力卸料、加热保温搅拌、精确计量添加等操作。现就建峰化工第一套化肥装置如何克服各种困难并实现批量生产各类优质增效尿素的过程作一简介。
1 设备改造
在生产普通农用尿素时期，为使尿素产品粒径增大、粉尘量减少、强度增加，2000年建峰化工一化采取在一段蒸发分离器与二段蒸发分离器之间连接U形管处加入微量甲醛的方式，即增设甲醛添加系统。甲醛添加系统由4个储槽300TK07A/B/C/D、2台计量泵300P50A/B、1台卸料泵300P50C组成，增效尿素添加剂也通过该系统（进行局部改造后）进行添加。
近年来，为适应多种增效尿素生产的需要，在原有甲醛添加系统基础上，按照尽可能减少投入但又具备增效尿素生产能力的原则对原有添加系统进行了多处改造。
1.1 第一次技改（2011年完成）
卸料泵选型为移动式自吸泵，并配备泵进出口快装接头及软管。在已有的卸料泵300P50C出口至300TK07A/B/C的管路切断阀后加装三通，装配一快装接头供增效剂充罐之用。
因原有计量泵300P50B使用年限已久，出现老化、计量不准等问题，因此对该泵进行更新，利用已有300P50B基座及进出口管路，选择了1台流量为1 000 L/h、出口压力＞0.5 MPa的柱塞泵作为计量泵。
由于增效尿素添加剂需要精准添加，因此原有的转子流量计已无法满足要求，利用原有的转子流量计的管路位置、法兰进行改造，将转子流量计换型为差压式现场数显流量计，便于现场及时对计量泵打量进行调节。
1.2 第二次技改（2013年完成）
由于增效尿素添加剂具有密度高、黏度大、易沉淀等特点，在生产过程中存在着操作不便、添加量控制精度不高的问题。因此，对添加系统再次进行了如下改造。
（1）计量泵300P50A/B进口过滤器增设副线，一旦出现添加剂中杂质堵塞过滤网，可立即投用过滤器旁路继续生产，同时对堵塞的过滤器进行清洗。
（2）由于增效尿素添加剂密度高、黏度大，气温低时可能出现流动不畅而影响加入量，因此第二次技改时在300TK07A/B/C内增加了蒸汽盘管，并增加温度探头及显示，300TK07A/B/C至300P50A之间管线及过滤器增加了伴管保温。
1.3 第三次技改（2014年完成）
2014年首次进行锌钾硼增效尿素试生产时，由于只有2 t锌钾硼添加剂，而300TK07总容积为21 m3,，且300TK07A/B/C不能单独隔离，如将2 t原液卸料至300TK07A/B/C，液位不足10%，再加上原液黏度大，很有可能出现计量泵打量不稳定甚至因计量泵进口静压头不足而无法正常运行的情况。为此，再次对添加系统进行技改，即将300TK07A与300TK07B/C进行分隔，以便小批量生产时可以将300TK07A单独隔离出来盛装添加剂。
1.4 第四次技改（2015年完成）
2014年3月，首次进行了锌钾硼增效尿素试生产，由于锌钾硼添加剂物化性质有温度低于20 ℃时易出现结晶的问题，因此试生产过程中出现了较严重的添加剂结晶现象。2014年9月，首次进行了锌钾硼增效尿素批量生产，生产过程也出现添加剂加入量不稳定甚至管线堵塞的现象。为了后续大批量生产锌钾硼增效尿素做准备，2015年大修时对整个甲醛出口管线增加了伴管保温，即从300P50出口开始，直到一、二段蒸发分离器之间U形管处管线均增加了伴管保温，以确保生产锌钾硼增效尿素时不再发生硼结晶析出堵塞管道的现象。
2 工艺优化
更多内容详见《中氮肥》2016年第2期