何启德
［甘肃刘化（集团）有限责任公司，甘肃 永靖731603］
［摘 要］甘肃刘化（集团）有限责任公司300 kt/a CO2汽提法尿素装置自原始开车以来，每年都会因CO2汽提塔出液超温短停检修2～3次，每次检修时间3～4 d，汽提塔出液超温严重影响系统的安全、稳定、长周期运行；汽提塔出液超温后，汽提效率下降，低压系统循环负荷增加，汽提塔腐蚀加剧，严重时尿素产品中镍含量增高，系统被迫停车处理。经总结与梳理，确认汽提塔出液超温的原因主要是汽提塔液体分布器小孔被杂物堵塞、设备安装缺陷、汽提塔液位及壳侧蒸汽压力控制不当等，据此提出相应的防范措施；同时指出，其他影响因素也不能忽视，需加强岗位人员的操作技能培训、加强操作管理、保证检修质量、做好运行维护等方面的工作。现阶段甘肃刘化汽提塔出液超温情况得到了较好控制。
［关键词］CO2汽提塔出液超温；原因分析；液体分布器小孔堵塞；设备安装缺陷；汽提塔液位；壳侧蒸汽压力；防范措施
［中图分类号］TQ441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2021）06-0013-04
1 概 况
甘肃刘化（集团）有限责任公司（简称甘肃刘化）现有3套尿素装置，其中2套为水溶液全循环法尿素装置、1套为300 kt/a CO2汽提法尿素装置。CO2汽提法尿素装置中，CO2汽提塔（简称汽提塔）的运行状况直接关乎系统的稳定运行与消耗，若汽提塔运行状况不好，其出液温度偏高乃至严重超标，设备腐蚀就会加剧，汽提效率也低，低压系统放空量增大，消耗上升，生产负荷下降，严重时只有通过系统停车排放对汽提塔进行检修消缺，才能恢复正常生产。
甘肃刘化CO2汽提法尿素装置于2010年2月3日原始开车以来，每年都会因汽提塔出液超温问题停车（短停）检修2～3次，每次检修时间3～4 d，检修内容是用洗油清洗汽提塔升气管及分布器，对分布器小孔进行吹扫，使其全部畅通。2020年6月20日，汽提塔出液温度开始上升；6月23日汽提塔出液超温，达178 ℃（正常状况下汽提塔出液温度为160～175 ℃），将系统生产负荷由28 t/h液氨减到20 t/h，汽提塔出液温度降至175 ℃左右运行2～6 h，再次将系统负荷慢慢提升，汽提塔出液温度相应升高，负荷加不上去，表明汽提塔汽提效率下降，于是，系统短停进行反吹处理（用CO2气对汽提塔液体分布器小孔进行吹扫），然后系统重启，生产负荷加到26 t/h液氨，汽提塔出液温度保持在172 ℃左右，维持运行2个月，表明本次反吹效果尚好。但反吹只能是短期或临时采取的处理措施，不能从根本上解决问题，系统仍需停车排放进行处理。
汽提塔出液超温严重影响CO2汽提法尿素装置的安全、稳定、长周期运行，也给企业造成了不小的损失。如何防止汽提塔出液超温，以及超温时采取何种处理措施，成为亟待解决的问题。以下结合甘肃刘化CO2汽提法尿素装置的实际运行情况，对汽提塔出液超温问题及其防范措施作一总结与梳理。
2 汽提塔出液超温原因分析
正常生产中汽提塔出液温度为160～175 ℃，汽提塔出液温度高于175 ℃后，汽提效率开始下降，低压系统循环负荷增加，此时必须加大系统氨量，导致氨耗大幅上升，汽提塔腐蚀加剧，严重时尿素产品中镍含量增高，系统被迫停车重新进行升温钝化。正常操作时通过控制汽提塔壳侧蒸汽压力来调节汽提塔出液温度，实际生产过程中最严重的时候汽提塔出液温度可达185 ℃以上，此时必须及时分析原因并进行相应的处理。
2.1 液体分布器小孔被杂物堵塞
汽提塔的液体分布器是其关键部件，其主要作用是将液体负荷均匀地分布到每一根升气管中，并在每一根升气管管壁上保持一层液膜。液体分布器由分配头和升气管组成，分配头上有3个φ2.3～φ2.5 mm的小孔（呈120o排列），升气管顶部装有1个φ（7～8） mm的限流孔板（目的是使通过每根汽提管的CO2气量均匀）。若汽提塔液体分布器小孔被杂物堵塞，会造成尿素合成塔来的反应液在汽提塔内分布不均，各汽提管内物料量差别大，部分管内缺液，严重影响汽提效果。而液体分布器小孔堵塞的原因如下。
（1）甘肃刘化合成氨装置大机组（主要为氢氮气压缩机、循环气压缩机）多采用润滑油密封，当氢氮气压缩机、循环气压缩机机械密封出现较大泄漏时，密封油进入其缸体内，最终随原料液氨来到尿素装置，润滑油在高温下发生碳化，造成液体分布器沉积物多，各汽提管内液体分布不均匀，导致汽提塔出液超温，继而对汽提塔产生严重影响。2011年9月，因尿素合成塔出液带油严重导致汽提塔出液超温，最高达到183 ℃，最终被迫停车检修;检修发现汽提塔液体分布器部分分配头小孔焦泥堵塞，升气管颜色发黑、管壁结垢严重。
（2）高压液氨泵和高压甲铵泵填料磨损下来的细小颗粒，随液氨和甲铵液进入尿素合成系统，最后在汽提塔液体分布器的小孔处被截留下来，造成分布器小孔堵塞。
（3）检修设备时，焊渣等杂物进入系统，经过汽提塔时堵塞汽提塔液体分布器小孔，造成液体分布不均，液体流量大的汽提管液膜增厚，气体流通阻力增大，气体通过量减少；反之，液体流量小的汽提管液膜减薄，气体流通阻力减小，气体流通量增加。这样一来，各汽提管内气液比出现差异，气液比低的汽提管汽提效率下降。
2.2 设备安装缺陷
更多内容详见《中氮肥》2021年第6期