青海盐湖工业股份有限公司化工分公司33万t/a尿素装置采用传统的斯塔米卡邦（Stamicarbon）二氧化碳汽提法工艺技术。其中，氨水槽主要是接收以下几个系统所产生的含有不同浓度氨及二氧化碳的工艺废水：① 高压系统中尿素合成反应时所生成的副产物——水，通过蒸发系统在真空状态下将其分离，一则使得尿素溶液浓缩至浓度达到工艺指标要求（99.7%），二则是减少尿素成品中副产物——缩二脲的生成；② 氨泵来的含氨密封水；③ 甲铵泵来的含氨、氨基甲酸铵（或甲铵液）及二氧化碳组分的密封水；④ 高压系统气相尾气放空到吸收塔后，吸收了氨、氨基甲酸铵及二氧化碳的工艺废水；⑤ 低压甲铵冷凝器气相管线冲洗后的含氨、氨基甲酸铵及二氧化碳组分的工艺废水；⑥ 低压甲铵冷凝器、回流冷凝器事故状态下含高浓度氨、氨基甲酸铵及二氧化碳的工艺废水；⑦ 尿素生产中各工艺系统排放的含氨、氨基甲酸铵及二氧化碳的工艺废水。
各系统中产生的工艺废水收集到氨水槽中，送至解吸水解系统进行解吸和水解，一则可以回收工艺废水中所含的氨、二氧化碳、氨基甲酸铵和少量水返回至高压系统利用，减少吨尿素氨耗，节约成本；二则可以将工艺废水处理达到环保要求，作为锅炉水回收利用，节约水资源，提高水的重复利用率，保护环境。
1.运行中存在的问题
尿素氨水槽自投入试车以来，一直运行不稳定，常常出现液位过高，在80%～90%之间，水解解吸负荷加到110%～120%也不能将其液位降下来，特别是遇到工艺系统停车时，大量含氨、二氧化碳及少量尿素的工艺废水只能就地排放，增加了废水处理系统的处理难度。2014年曾多次出现氨水槽满液溢流，工艺废水只能就地排放才能维持尿素生产，多次迫使尿素高压系统减负荷运行。可见，尿素氨水槽液位高的问题不仅影响尿素装置的稳定运行，使尿素产量受到严重影响，同时工艺废水中所含的氨、氨基甲酸铵及二氧化碳等也不能回收利用，使得吨尿素氨耗增加，尿素生产成本和环保处理费用随之增加。
2.原因分析
（1）试车前期氨水槽中氨、尿素、甲铵液浓度远远超过设计指标，加之解吸水解系统结垢比较严重，运行不正常，导致工艺冷凝液达不到排放指标要求，不能及时送出尿素系统。
（2）蒸发系统中第二蒸发冷却器列管腐蚀穿孔，大量循环水漏到氨水槽中，致使氨水槽液位过高。
（3）原设计氨泵A/B密封水采用φ25 mm管送来的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液是从蒸汽冷凝液泵出口接至氨泵，密封水进口压力为1.5 MPa，压力较高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，导致回到氨水槽的工艺冷凝液量大，氨水槽液位过高。
（4）原设计甲铵泵A/B密封水采用φ25 mm管送来的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液也是从蒸汽冷凝液泵出口接至甲铵泵，密封水进口压力为1.5 MPa，压力较高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，导致回到氨水槽的工艺冷凝液量大，氨水槽液位过高。
（5）由于低压系统及回流冷凝器运行不正常，回流冷凝器内的物料不能及时送往低压系统，只能排放到氨水槽，而低压系统只能补水维持运行，当补水量控制不好时，低压系统也只能通过排放工艺废水到氨水槽维持系统运行，大量的工艺冷凝液排到氨水槽，致使氨水槽液位过高。
（6）高压系统负荷后移，导致低压系统中低压甲铵冷凝器液位槽气相管常常结晶堵塞，而设计中低压甲铵冷凝器液位槽气相管冲洗水为蒸汽冷凝液，频繁冲洗低压甲铵冷凝器液位槽气相管，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽，导致氨水槽液位过高。
（7）原设计一段蒸发分离器、二段蒸发分离器冲洗水采用蒸汽冷凝液，根据蒸发系统运行工况，工艺要求蒸发系统1 h冲洗1次，冲洗时间为10～15 min，频繁冲洗，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽内，致使氨水槽液位过高。
（8）由于我公司尿素装置地处高原寒冷地区，冬季为了防冻和保护系统，各系统导淋都留有开度，大量的蒸汽冷凝液、蒸汽、工艺液及工艺冷凝液排到氨水槽，致使氨水槽液位高。
3.改进措施
（1）对水解解吸系统进行工艺优化，保证水解解吸系统稳定运行，保证工艺冷凝液持续送往供热中心作为锅炉用水或化水站作为循环水回收利用，减少循环次数。具体措施如下：① 加强对一、二段蒸发冷凝器回到氨水槽工艺冷凝液组分的监控，每班至少分析1次，主要分析尿素、氨、二氧化碳含量，保证进入到氨水槽的工艺冷凝液组分在指标范围内，从而保证解吸水解系统的正常运行；② 从合成氨车间引1根DN50、压力3.9 MPa的中压蒸汽作为水解塔加热的热源，保证水解解吸系统运行参数达到设计工艺指标，从而保证解吸后的工艺冷凝液组分达到设计工艺指标要求；③ 每年利用大检修机会对解吸水解系统进行1次化学清洗。
（2）加强对一、二段蒸发冷凝器回到氨水槽的工艺冷凝液组分中中Ca2+、Mg2+、Cl-含量的监控，如果工艺冷凝液中中Ca2+、Mg2+、Cl-等含量高，停车对一、二段蒸发冷凝器进行检查，对泄漏的列管进行堵管。
（3）将氨泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵来的蒸汽冷凝液改为从氨水槽送来的工艺冷凝液，通过氨水槽内工艺冷凝液的自循环减少生产过程中工艺冷凝液的产生量。
（4）将甲铵泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵来的蒸汽冷凝液改为从氨水槽送来的工艺冷凝液，同样通过氨水槽内工艺冷凝液的自循环减少生产过程中工艺冷凝液的产生量。
（5）稳定高压系统运行，防止高压系统负荷后移，从而稳定低压甲铵冷凝器液位槽的液位，减少不正常的介质排放到氨水槽中。
（6）稳定解吸塔的运行，保证回流冷凝器的正常运行，从而减少回流系统向氨水槽的非正常排放。
（7）对低压甲铵冷凝器液位槽气相管进行改进，将原设计冲洗低压甲铵冷凝器液位槽气相管的蒸汽冷凝液改为从氨水槽来的工艺冷凝液，将原设计低压甲铵冷凝器液位槽气相管管道伴热方式改为盘管伴热方式，防止低压甲铵冷凝器液位槽气相管频繁结晶，防止频繁冲洗，减少排向氨水槽的工艺冷凝液。
（8）将原设计的一段蒸发分离器、二段蒸发分离器采用蒸汽冷凝液冲洗的方式改为既可以采用蒸汽冷凝液冲洗，也可以采用氨水槽来的工艺冷凝液冲洗的方式，运行中可根据蒸发系统运行工况及氨水槽液位选择冲洗介质和冲洗方式，以有效控制氨水槽的液位。
（9）冬季尽量稳定系统运行，减少停车次数甚至不停车，减少各导淋向氨水槽排放工艺介质及其他介质。
4.改进后的运行效果
采取改进措施后，彻底解决了导致氨水槽液位高的瓶颈问题，氨水槽能稳定控制在低液位（20%～25%）运行，解吸水解系统运行负荷最高也只需达到90%，且尿素解吸水解运行工况稳定，工艺冷凝液也能达标排放，事故状态下也能全部接收整个工艺装置所排放的介质，为实现尿素装置高产、低耗奠定了基础。
（青海盐湖 徐猛 刘宁娟 谭晓龙）