CO2汽提法尿素装置高负荷运行中的问题与解决方案

CO₂汽提法尿素装置高负荷运行中的问题与解决方案

廖容波¹ ，沈永伦²

（1.北京众联盛化工工程有限公司，北京100101；2.湖北三宁化工股份有限公司，湖北枝江443214）

［摘要］介绍某180 kt/a CO₂汽提法尿素装置的高负荷运行状况，通过对运行问题的分析及与同类装置的比较，阐明尿素装置的产量过高、高压系统和低压系统的能力不足是高压系统超温、低压系统超压、副产蒸汽压力低、尿素产品水分高的主要原因，并结合装置的情况，提出切合实际的解决方案和建议。

［关键词］ CO₂汽提法尿素装置；高压系统；低压系统；问题分析；解决方案

［中图分类号］ TQ 441.41 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2015）06-0044-03

湖北某尿素装置始建于2005年，是由中国五环化学工程公司设计的1套年产180 kt/a CO₂汽提法尿素装置。为追求产量和效益，经过生产技术人员的不断调整，该装置的产量达到800 t/d，但是高压系统超温、低压系统超压、水解系统负荷重、尿素成品中水含量高等问题一直困扰着生产人员。

1 尿素装置运行中存在的问题

本装置采用传统的国产化CO₂汽提工艺，分为高压系统和低压系统以及蒸发造粒和水解系统。当尿素产量达到800 t/d，整个尿素装置运行参数偏离正常操作指标（见表1），氨耗高，严重时吨尿达到590 kg。其主要问题为：高压汽提塔超温，最高达到175 ℃，汽提效率下降，副产蒸汽压力过低,仅022 MPa(G)；精馏塔和低压洗涤吸收系统超压，达到057 MPa(G)，低压甲铵液温度偏高，洗涤后的放空量大，氨水槽中氨水浓度偏高，超过12％；由于副产蒸汽压力偏低，其热品味不高，不能用作循环加热器和一段蒸发器的热源，只能从界外引入05 MPa(G)的蒸汽来加热，进而导致副产蒸汽剩余；同时，尿素产品水分偏高，水解系统负荷重也是困扰生产人员的又一难题。

表1 尿素装置运行参数对比

项目	湖北某尿素装置		张家港尿素装置
项目	设计	运行	设计	运行
尿素产量/t·d^-1	550	800	500	550
吨尿氨耗/kg	575	585	575	572
汽提塔出液温度/˚C	168	174	168	166.5
汽提效率/%	80	75	80	81
副产蒸汽压力/MPa	0.35	0.22	0.35	0.32
低甲液出液温度/˚C	65	78	65	68
低甲冷压力 /MPa	0.224	0.57	0.224	0.25
稀氨水氨含量/%(wt)	6.52	13.2	6.52	7.3
尿素产品水含量/%(wt)	0.4	1.0	0.4	0.42

2 高负荷运行问题分析

2.1 高压系统

通过2套尿素装置高压系统运行参数的比较（见表1）可以看出，湖北的这套尿素装置产量达到设计值的145%，汽提塔出液温度明显偏高，汽提效率下降，副产蒸汽压力低，而同期建设的张家港尿素装置的实际操作指标与设计值比较吻合，运行正常。由于汽提塔的汽提效率仅有75%，较设计值低5个百分点，造成汽提后尿液中甲铵不能有效分解为氨和CO2，并使氨从尿液中逸出，进而导致汽提后的尿液温度不能有效降低。

2套尿素装置高压设备参数的比较见表2。由表2可以看出，湖北的这套尿素装置高压设备的规格比张家港的尿素装置高压设备规格稍大些，所以其设计产量也相应有所增加。

更多内容请见《中氮肥》2015年第6期