冯萍，王献
（合肥瑞鑫化工科技有限公司，安徽 合肥230061）
［摘 要］目前国内大中型尿素装置多采用CO2汽提工艺，其放空总管排放气中含氨约1%～3%，普遍存在氨损失较大及污染环境的问题。基于CO2汽提法尿素生产工艺部分基础数据，结合山西天泽煤化工集团股份公司煤气化厂和奎屯锦疆化工有限公司实地考察获得的尿素装置放空总管含氨尾气排放数据，合肥瑞鑫化工科技有限公司技术人员在查阅有关资料的基础上，开发出“循环洗涤+酸洗+精洗”的三段式放空气精洗塔技术。着重介绍放空总管尾气精洗技术应用涉及的优化技改内容，包括精洗塔及其高效降膜喷射塔盘的设置、配套运转设备、精洗塔系统工艺流程、设备概况及投资估算、项目效益分析等。在建设绿色工厂的大背景下，尿素装置放空总管含氨尾气治理将会是大势所趋，对放空总管尾气进行精洗，既可减轻尿素装置的环保压力，又可助力企业的降本增效，期待在业内得到推广应用。
［关键词］CO2汽提法尿素装置；放空总管含氨尾气；优化技改；三段式放空气精洗塔；高效降膜喷射塔盘；运转设备；工艺流程；效益分析
［中图分类号］TQ441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）04-0042-04
0 引 言
上世纪50年代初，新中国刚刚成立不久，百废待兴，诸多工业领域一穷二白，国内没有1套尿素装置；上世纪50年代中期，第一套尿素生产试验装置在南京诞生；上世纪60年代，我国从国外引进10多套水溶液全循环法及氨汽提法尿素装置，在对引进技术不断消化的基础上，上海化工研究院研究开发并建造了4套中压联尿装置；上世纪70年代，化学工业部第四设计院（现中国五环工程有限公司）研究开发了具有自主知识产权的水溶液全循环法尿素生产工艺（俗称小尿素装置）；从上世纪70年代开始，我国先后引进了多套520 kt/a尿素装置，在此基础上，通过不断的消化吸收和革新，而今中国五环工程有限公司设计的单套尿素装置产能已达1 000 kt/a以上；目前我国已有上百套大型尿素装置，基本上实现了大型化，而上世纪60、70年代国内自行设计建造的小尿素装置基本上已改造或淘汰。
从工艺流程来看，国内自建中小型尿素装置前期以水溶液全循环法工艺为主，后期中型尿素装置多采用国产化CO2汽提法工艺；引进尿素装置主要采用荷兰斯塔米卡邦的CO2汽提法与意大利斯纳姆的氨汽提法，个别大型尿素装置采用意大利蒙特爱迪生公司的氨/CO2双汽提工艺、日本东洋工程公司的节能型改良C法汽提工艺。当前国内尿素装置大多采用CO2汽提工艺，其优点主要是蒸汽单耗较低，生产成本较其他工艺低，但缺点之一是氨的损失较大。CO2汽提工艺氨损失较大的原因在于，低压吸收塔出口排放气氨含量较高，常解塔出口排放气、蒸发造粒抽真空排放气、碳铵液槽排放气、尿液槽排放气最后汇集到1条放空总管，直接排入大气中，排放气中含氨约1%～3%，不仅增加了消耗，削弱了企业的经济效益，还带来了不良的环境影响。在节能减排及大气污染治理要求日益严苛的背景下，尿素装置放空总管所排含氨尾气的治理已刻不容缓。
1 CO2汽提法尿素生产工艺部分基础数据
（1）CO2汽提法尿素生产工艺中，放空总管放空气中的氨主要有两个来源，其一是低压吸收塔及常解塔排放的惰性气中的氨，其二是尿素蒸发系统抽真空时蒸发气中含有的氨。据《氮肥工艺设计手册：尿素》［1］，生产1 t尿素所产生的混合放空气（低压吸收塔排放气+常解塔排放气）为60～66 m3，上游合成氨装置净化系统送入尿素装置中的CO2气中的O2含量约0.8%，生产吨尿素所产生的惰性气约7 m3，合计生产吨尿素产生的放空气约73 m3，折合生产吨尿素损失氨约1.8 kg。
（2）尿素蒸发系统抽真空消耗的蒸汽，一段蒸发系统约30 kg（约4.6 m3），二段蒸发系统约40 kg（约6.25 m3）［1］；据《氮肥工艺设计手册：尿素》［1］，生产吨尿素蒸发系统抽真空损失的氨约为0.8 kg，可忽略不计。
综上，生产1 t尿素，低压吸收塔及常解塔排放的放空气约73 m3。以1 400 t/d（58 t/h）尿素装置为例，尾气放空量约101 616 m3/d，其中，从低压吸收塔及常解塔排放掉的氨为58×1.8=104.4 kg/h，即2 505.6 kg/d。
2 CO2汽提法尿素装置放空总管尾气放空情况
为了解CO2汽提法尿素装置放空总管尾气放空情况，2020年4月和2021年10月，合肥瑞鑫化工科技有限公司（简称合肥瑞鑫）派出专业技术人员分别对山西天泽煤化工集团股份公司煤气化厂（简称山西天泽）和奎屯锦疆化工有限公司（简称奎屯锦疆）进行了实地考察，并配合这两家企业人员进行了现场取样分析，有关情况具体如下。
2.1 山西天泽尿素装置放空总管尾气放空情况
更多内容详见《中氮肥》2022年第4期