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浅谈尿素装置低压系统的压力控制 重庆建峰化肥有限公司 沈克川 蒋刚 摘要 目前建峰化肥有限公司尿素装置低压系统压力较高，氨放空量大，对系统NH3耗造成较大影响。本文从高压合成的CO2转化率降低，汽提塔E01工况的变化等进行分析，确定出造成低压压力高的原因，并提出相应对策，降低低压系统压力，减少氨放空。 关键词 低压压力 放空 控制 建峰化肥有限公司尿素装置采用意大利斯那姆氨汽提工艺，整个生产流程分为高、中、低压、蒸发和造粒系统。在系统运行过程中，低压系统压力控制一直较为困难。按照设计低压压力PI403为0.45Mpaabs，但实际都在0.62Mpaabs左右。低压系统压力高，造成低压放空中氨含量一般都在90％以上，而为了维持系统消耗就被迫加大低压系统的外加洗涤水以降低放空中的NH3含量，外加水增加，系统水碳比增加，高压转化率就进一步下降，从而造成系统恶性循环。因此，在实际操作中，控制低压系统压力，减少放空量显得尤为必要。 低压系统流程简图见图1。来自中压的物料进入低压分离器V03，在此除去释放出的闪蒸气体，溶液则进入下部低压分解器E03，利用低压饱和蒸汽（0.35MPa，147℃）加热分解残余甲铵。 塔板洗涤水 塔板洗涤水 氨 尾气放空 蒸汽冷凝液 蒸汽 来自水解系统 来自 去 去 图1 低压系统流程图 1 高压原因分析及对策 1.1 高压系统N/C高 按照斯那姆工艺设计，合成塔NH3/CO2=3.5， H2O/CO2=0.67，转化率65％。实际运行中，转化率从未达到设计指标，尤其是在超负荷状态，转化率大大低于设计值。统计数据见表1。由于合成塔R01的容积一定，负荷高，物料在合成塔的停留时间缩短，转化率就降低。氨碳比高，转化率低就造成大量未反应氨及二氧化碳需要在后续工段分离、回收，从而导致后续工段压力上涨，放空损失加大。从表1可以看出，实际的CO2转化率在氨碳比较高的情况下比设计值低了很多， 表1 R01出液组分（wt%）设计与实测对比 项目 NH3 CO2 Ur CO2转化率（%） H2O/CO2 NH3/CO2 设计值 32.36 13.33 33.75 65 0.67 3.5 实测值（负荷在28000nm3/h） 2006.8.20 36.12 17.99 28.89 54 0.52 3.46 2006.8.21 34.55 17.54 29.04 55 0.64 3.4 2006.8.22 33.66 18.17 29.96 55 0.56 3.26 2006.8.23 33.56 17.46 30.66 56 0.56 3.3 因此就有远远大于设计量的未反应物料需要回收。因此根据现有装置的具体情况适当降低高压合成塔入塔物料的氨碳比是有必要的。根据尿素的经验公式可知，氨碳比降低0.1，则转化率降低1％左右，水碳比提高0.1，转化率降低1.5～2％，在目前将系统氨碳比由3.3～3.4降到3.2左右运行，降低氨碳比转化率下降，但同时由于循环的气氨减少，系统外加水降低，水碳比得以同步下降，由0.62下降到0.55。在综合作用下高压转化率基本保持在55％左右，高压未反应的物料得以降低。 1.2 高压E01分解效果差 按原有设计值，汽提塔的出液温度控制在207℃，由于负荷、CO2转化率等因素影响，汽提塔的出液温度TI210一直不能达到设计指标，汽提效率也达不到设计值。统计数据见表2。 表2 E01出液组分（wt%）设计与实测对比 项目 NH3 CO2 Ur NH3汽提率（%） 设计值 23.86 5.85 44.94 44.6 实测值（负荷在28000nm3/h） 2006.8.20 27.05 8.09 41.53 48 2006.8.21 26.84 7.59 40.79 44.7 2006.8.22 26.44 7.65 41.56 43.4 2006.8.23 26.53 7.56 40.86 40.7 在设备安全角度内只有尽量提高汽提塔分解温度，才能减轻后续分解回收负荷。E01底部温度低一方面于E01运行状态不好有关，另一方面与高压合成塔来物料大有关。当物料量一定的条件下，只有采取办法尽可能保证E01处于良好工况。当E01加热温度提不起来时，调整措施就是通过让列管重新受料建立良好液膜来实现。操作方法就是逐渐降低E01壳侧蒸汽压力，关小E01液位控制阀，让工艺介质逐渐充满整个列管，然后逐渐开大液位控制阀，壳侧蒸汽逐渐提高压力，最后将E01的工作状况调整过来，进而将E01底部温度提高。通过这种办法，一般能将E01控制温度提高2℃左右，同时壳侧蒸汽压力得到下降，及提高了汽提率，也保护了设备。在2005年E01由于列管减薄，达到外方设计掉头的条件，在2005年大修中对E01进行掉头。在汽提塔掉头后，底部出液