一种颗粒尿素和尿素硝铵溶液的联产装置
陆 勇
（皖北煤电淮化集团有限公司，安徽 淮南232001）
［摘 要］尿素硝铵溶液（UAN）是一种稳定、无色、常压的液态氮肥，无论从肥效、节能、减少环境污染方面，还是经济效益方面，均优于固态氮肥，在国外市场有着广阔的应用前景。淮化公司经过市场调研，大胆抓住机遇主动开发新产品，实现了颗粒尿素和UAN的联产，创造了较好的经济效益。
［关键词］ 尿素硝铵溶液（UAN）；颗粒尿素；水溶液全循环法尿素装置；技改；联产
［中图分类号］ TQ 441.41 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）03-0054-02
0 引 言
尿素硝铵溶液（UAN）是将75%～95%的硝铵溶液和68%～75%的尿素溶液及防腐试剂经过计量、混合、冷却后得到的一种无压氮肥溶液。不过由于复合粒肥的发展，过去无压和有压氮肥溶液在国内未能得到推广。而目前，国内固体尿素及硝铵产能均过剩，市场低迷，尿素价格下滑，而UAN在国外有着广阔的应用前景，尿素装置若能根据市场情况进行UAN的生产，不仅可降低生产成本，取得更好的经济效益，而且能使企业的产品多样化，增强企业的竞争力。为此，我公司决定将原110 kt/a的水溶液全循环法尿素装置技改成300 kt/a的UAN装置。现简介如下。
1 技改的总体思路
实际生产中，我公司现有的水溶液全循环法尿素装置，在确保产品质量的情况下，一方面只能单独生产颗粒尿素或UAN，而且即使全部生产UAN也远远满足不了市场的需求；另一方面，由于UAN和颗粒尿素的价格随时会发生波动，这就需要经常在2种产品之间进行调整和切换，同时要保证颗粒尿素的产品质量达标，以及要根据市场情况来调整UAN的浓度，以降低UAN的生产成本。如果上述问题不能得到解决，企业将不能实现产品结构的合理化，也就不能带动产业链的良性发展，进而导致公司效益下滑。
技改的关键在于克服现有生产装置的上述不足，实现颗粒尿素和UAN液态尿素的联产，即既能单独生产颗粒尿素或所需浓度的液态尿素，又能在不减负荷的情况下联产颗粒尿素和所需浓度的液态尿素，实现企业利润的最大化。
2 工艺技术方案
颗粒尿素和UAN液态尿素的联产装置（见图1），包括闪蒸系统和蒸发造粒系统。闪蒸系统主要包括闪蒸加热器、闪蒸分离器、尿液槽、尿液中转泵以及尿液缓冲槽。闪蒸加热器的进口端与尿液输送管路连接，闪蒸加热器的出口端与闪蒸分离器的液相进口端连接，尿液槽内用隔板分为尿液事故室和尿液新鲜室，闪蒸分离器的液相进口端与闪蒸加热器的出口端连接，闪蒸分离器的气相出口端管路上设有压力调节阀；闪蒸分离器的液相出口端分为两路，一路通过第一截止阀与蒸发造粒系统连接，另一路通过第二截止阀与尿液新鲜室的进口端连接；尿液新鲜室的出口端与尿液中转泵的进口端连接；尿液中转泵的出口端分为3路，一路通过第一调节阀与蒸发造粒系统连接，一路通过第二调节阀与尿液缓冲槽连接，还有一路与尿液事故室进口端连接。
蒸发造粒系统包括依次相连的一段蒸发闪蒸加热器、一段蒸发分离器、二段蒸发闪蒸加热器、二段蒸发分离器、熔融泵以及造粒塔。一段蒸发分离器的液相进口端分为两路，一路与闪蒸分离器的液相出口端通过第一截止阀连接，一路与中转泵的出口端通过第一调节阀连接。闪蒸分离器的气相出口端连接有闪蒸表冷器。
尿液事故室的出口端通过尿液槽回收泵与闪蒸加热器的进口端连接。尿液槽内的尿液事故室与尿液新鲜室通过隔板分隔。
将来自低压系统的尿素溶液送入闪蒸分离器闪蒸，通过控制闪蒸加热器的温度以及利用闪蒸分离器气相出口的压力调节阀来调节闪蒸分离器内的真空度，从而调节进入尿液新鲜室的尿液浓度，以达到UAN液体氮肥配制所需要的浓度。尿液新鲜室内的尿液通过尿液中转泵，一部分送至蒸发造粒系统，通过第一调节阀来控制进入蒸发系统的量，经蒸发浓缩后去造粒；另一部分送至尿液缓冲槽贮存，用来配制UAN液体氮肥，通过第二调节阀来控制流量以及尿液新鲜室的液位，防止闪蒸分离器破真空。开车初期或出现事故时，尿液可以通过尿液中转泵副线送至尿液事故室，通过与尿液事故室连接的尿液回收泵送回闪蒸加热器回收利用。
图1颗粒尿素和UAN液态尿素联产装置工艺流程
1—尿液槽（尿液事故室）；2—尿液槽（尿液新鲜室）；3—隔板；4—闪蒸分离器；5—闪蒸加热器；6—闪蒸表冷器；7—一段蒸发闪蒸加热器；8—一段蒸发分离器；9—二段蒸发闪蒸加热器；10—二段蒸发分离器；11—尿液缓冲槽；12—第二调节阀；13—第一调节阀；14—压力调节阀；15—第一截止阀；16—第二截止阀；17—尿液中转泵；18—熔融泵；19—造粒塔；20—尿液槽回收泵；21—二分出液管
更多内容详见《中氮肥》2016年第3期