减少ACES尿素装置低压回收系统放空的措施和方法
赵 龙，李晓锋，张国鑫
（陕西渭河煤化工集团有限责任公司，陕西 渭南714000）
［摘 要］简介ACES尿素装置回收系统的运行情况，针对日益严峻的环保形势，采用管理、技术等手段，通过调整系统、优化操作、技术改造等措施，改善低压回收系统超压现象，减少放空，基本实现装置周围 “低噪声、无异味”生产，同时进一步挖掘了装置的潜力，使生产能耗得以降低，实现了安全、经济、环保多重效益。
［关键词］ ACES尿素装置；低压回收系统；放空；汽提塔；低压吸收器；优化调整；技术改造；节能环保
［中图分类号］ TQ 441.41 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）03-0050-04
1 ACES尿素工艺及回收系统运行情况简介
1.1 ACES尿素工艺简介
ACES尿素装置回收系统的主要作用是用工艺冷凝液吸收净化系统分离出来的NH3和CO2，然后以甲铵液的形式返回合成工序重新利用，而含有少量NH3的惰性气体在洗涤塔（DA401）洗涤后放空。与传统的尿素工艺不同，ACES尿素工艺蒸发系统设有预浓缩器，通过尿液在中压吸收器中的循环为预浓缩提供热量，回收系统运行状况的好坏直接影响着高压合成回路以及分解、蒸发、解吸水解系统的工况。因此，维持好中、低压回收系统的稳定运行对尿素装置的良性、平稳运行至关重要。
中、低压分解及回收系统工艺流程见图1。在开停车阶段，根据回收系统操作压力、温度以及放空量的变化并参考分析数据来判断系统内组分是否正常；在正常生产中，对中、低压回收系统内的组分进行优化调整，通过改变低压分解器（DA202）的CO2量将低压回收系统的NH3/CO2控制在3.1～3.3，通过中压回收系统补氨量将中压回收系统NH3/CO2控制在2.1～2.2。由于防腐空气的加入，中压回收系统放空阀PV401阀位一般在32%～36%，而低压回收系统放空阀开度很小甚至全关。
图1 中、低压分解及回收系统工艺流程图
1.2 回收系统运行状况及问题
2014年7月份以来，由于CO2汽提塔（DA101）汽提效率下降，加之2#甲铵冷凝器（EA102)壳侧结垢严重，造成后续系统负荷加重，回收系统特别是低压回收系统放空量增大，在天气不良时，会有烟雾团弥漫在周围，一定程度上影响了空气质量和居民生活，甚至时常出现超压现象，威胁到人员及设备的安全。面对日益严峻的环保压力，解决低压系统放空量偏大的问题刻不容缓。为确保装置“低放空，无异味”生产，我们采取了一系列的管理、技术手段。
2 减少低压回收系统放空的措施和方法
2.1 调整高压系统物料组分，提高汽提效率
ACES尿素装置设计合成系统的操作条件为NH3/CO2=4.0、H2O/CO2=0.64、操作温度190 ℃、操作压力17.1 MPa，以上操作条件下CO2单程转化率可达68%。
提高系统的NH3/CO2，有利于提高CO2转化率，有效降低系统介质的腐蚀性，也有利于系统温度的控制；但过高的NH3/CO2会造成系统压力升高，物料输送功耗增大，造成系统氨循环量过大，加重回收系统负荷且降低NH3的转化率。
H2O/CO2增加，不利于尿素的生成，但H2O/CO2的增加可以降低系统的操作压力，对提高回收系统的吸收率、减小放空量有好处。生产中我们及时调节系统新鲜液氨进入量，以保证与系统负荷相匹配，据经验将NH3/CO2控制在3.6～3.，在满负荷生产时将系统总水量控制在75 t/h（1#甲铵冷凝器进液量FIC7106控制在43 t/h，2#甲铵冷凝器进液量FIC7104控制在32 t/h)左右，加减负荷时及时作出相应调整，维持系统H2O/CO2在0.8左右，这样既保证了CO2转化率又兼顾了汽提效率，且使系统内建立起了良好的物料循环。
CO2汽提塔（DA101)是实现未反应物在高压系统内分离及循环的核心设备。从尿素合成塔出来的尿液经出料阀控制进入CO2汽提塔，尿液在CO2汽提塔中经精馏和汽提，其中的甲铵分解为NH3和CO2气体，并将其从尿液中分离出来。
CO2汽提塔汽提效率的高低直接决定了后系统的负荷，而装置经过较长时间的运行，CO2汽提塔内列管结垢严重，势必造成换热效率下降，汽提效率降低。优化调整前CO2汽提塔出液组分及温度见表1。
更多内容详见《中氮肥》2016年第3期