侯立业，于丽娜
（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江 鹤岗154110）
［摘 要］中海石油华鹤煤化有限公司520 kt/a尿素装置采用斯塔米卡邦2000+TM工艺，大颗粒尿素造粒系统采用荷兰荷丰流化床造粒机技术。2018—2019年华鹤煤化尝试性生产了205 kt增值尿素，发现生产增值尿素会对尿素装置带来诸多不利影响，尤其是池式反应器低压侧隔板及汽提塔列管分布器的腐蚀问题。为此，2020年提出并实施了增设1套小蒸发系统的优化技改——小蒸发系统作为尿素装置原有蒸发系统的“副线”（进料量约9 t/h），生产增值尿素时其蒸发冷凝液进入小氨水槽继而直接送入大颗粒洗涤系统中，最终循环进入小蒸发系统入口与药剂混合后进行蒸发提浓。本技改项目完成后，增值尿素的产能提高至1 910 t/d左右，完全避免了尿素装置设备腐蚀的问题，解吸水解系统能正常运行，生产增值尿素时的操作弹性得到提高，利于蒸发造粒系统各项工艺指标的控制，利于尿素装置的长期稳定运行。
［关键词］尿素装置；增值尿素；设备腐蚀；优化技改；小蒸发系统；独立蒸发冷凝液回收系统；优越性分析
［中图分类号］TQ441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2021）06-0031-04
0 引 言
利用现有尿素装置生产增值尿素，通常需将不同种类的药剂按照一定浓度、流量等并入蒸发系统中，经过蒸发后将一定浓度的混合尿液（尿液和药剂）一并送至大颗粒尿素流化床造粒机中进行流化造粒（或送入尿素造粒塔进行造粒），最终产出增值尿素产品。利用（或依托）现有工艺流程生产增值尿素,工艺操作上简单便捷，生产成本及设备投资较低，但也会带来诸多不利影响，例如：加剧设备的腐蚀，成品颗粒中镍含量偏高；蒸发造粒系统工艺参数不易控制，尤其是大颗粒洗涤系统溶液密度、洗涤器除沫网压差偏高，易导致造粒机“死床”，间接增加造粒机的清洗频次；解吸水解系统失调，集中表现为外送工艺冷凝液电导率偏高，其水质长时间不达标会增加污水处理系统等工段的运行成本及处理压力，甚至会酿成环保事故，同时解吸水解系统加热蒸汽消耗量增大，解吸压力和水解压力过高；生产增值尿素期间遇到尿素装置整体减负荷或者停产增值尿素时产品质量难以把控，若药剂中添加有多种色素添加剂，会产生大量的过渡产品（不合格产品），影响销售的同时也造成一定的经济损失。
中海石油华鹤煤化有限公司（简称华鹤煤化）300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素装置主要产品为大颗粒尿素，近年来为实现产品的多元化，满足市场所需，提高企业的经济效益与市场竞争力，自2018年开始生产一定量的增值尿素产品，增值尿素设计产能为1 820 t/d，2018—2019年累计生产205 kt增值尿素。此后，对生产增值尿素期间的相关工艺参数以及分析化验数据进行全面、科学地评估，得出的结论为：生产增值尿素所用的部分药剂对尿素装置的设备等产生了一定的腐蚀，尤其是尿素高压系统设备——池式反应器低压侧隔板及汽提塔列管分布器，而这两处发生严重腐蚀损坏后会迫使尿素装置停车检修，其经济损失远大于生产增值尿素所获得的利润。
为此，2020年华鹤煤化在生产增值尿素前，经全面考量与研究，提出增设小蒸发系统来生产增值尿素的设想，即重新设计（新增）1套小蒸发系统（具体施工装配图及设计参数委托相关设计单位完成），以便从根本上解决上述问题或不利因素，有效避免设备的腐蚀，利于蒸发造粒系统各项工艺指标的控制，使解吸水解系统能正常运行，在不影响原有蒸发系统生产的前提下提高生产增值尿素时的操作弹性。本技改项目完成后，增值尿素产能提高至1 910 t/d左右，最大的益处是完全解决了设备腐蚀的问题，利于尿素装置的长期稳定运行。以下对有关情况作一介绍。
1 原增值尿素生产工艺流程简介
华鹤煤化尿素装置采用荷兰斯塔米卡邦2000+TM工艺（尿素装置工艺流程简图见图1），大颗粒尿素造粒系统采用荷兰荷丰流化床造粒机技术。原增值尿素生产工艺流程为：所需的药剂在配药小罐中按照一定比例、温度等要求进行混合配制，然后通过加药小泵将配制好的药剂经流量计计量后输送到原蒸发系统一段与二段之间的U形管处，依靠二段蒸发系统的吸力将尿液和药剂吸入二段蒸发加热器列管中，尿液以升膜的方式流入二段蒸发分离器中，于此尿液及药剂中的水、氨、二氧化碳、（部分）药剂等以气相的形式进入冷凝器中，冷凝后的液体进入氨水槽中，氨水槽中的液体再循环送入高/低压系统等；经过二段蒸发后的尿液和药剂混合液依靠重力流入尿液泵入口，由尿液泵将其送入流化床造粒机中进行造粒，再经筛分等工序最终产出增值尿素产品。
2 原增值尿素生产中存在的问题
华鹤煤化的增值尿素种类主要有稳定性尿素、鱼蛋白尿素、聚天门冬氨酸尿素、聚铵锌（禾谷素）尿素、锌腐酸增效尿素、壳寡糖尿素等，色素添加剂有果绿、柠檬黄、坚固艳蓝、85%亮蓝。上述增值尿素生产时对设备腐蚀性大，严重影响系统稳定运行的有锌腐酸增效尿素、壳寡糖尿素生产所用药剂以及色素添加剂；其中，锌腐酸药剂中腐殖酸含量200 g/L、H2SO4含量0.1%、pH 5.5～7.5，不同种类色素添加剂成分见表1（数据来自于色素添加剂生产厂家）。
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