三聚氰胺氨回收系統的穩定操作

孟 杰，李永保，宋 君

河南省煤業化工集團中原大化公司三胺事業部，河南 濮陽 457000

河南煤化集團中原大化三聚氰胺公司共有3套三聚氰胺生產裝置，年生產能力達6萬噸，是目前國內較大的三聚氰胺生產基地。為尿素高壓法，該生產工藝采用美國應用信號技術，意大利歐技公司進行工程基礎設計，化三院詳細設計。產品質量優良，工藝成熟，技術力量強，產品優級品率高，產品適用于蜜胺樹脂、高檔油漆、粘合劑等所有三聚氰胺后加工行業。自2000年7月投產以來，經過近10年的實際運行，該裝置總體上性能還是良好的。但是，在近期正常生產過程中氨回收系統出現了波動，直接制約著裝置的穩定運行情況，針對這一問題，做出以下分析及總結。以便更加有效地保證三聚氰胺裝置的穩定良好運行。

1 氨回收系統流程簡介及波動經過和原因

1.1 氨回收系統流程簡介

母液在流量控制下，用氨汽提塔給料泵送到氨汽提塔，母液中所含的氨在頂部與二氧化碳和水一起回收，在氨汽提塔冷凝器A內部分冷凝，并回收至氨塔中。來自氨汽提塔冷凝器A中的二氧化碳液體被全部吸收，從氨塔的底部將溶液送至后系統做急冷水回收利用。氨汽提塔冷凝器A未冷凝的氣相中含有的氨和少量的水流過氨塔填料，通過氨回流在頂部獲得純氨氣體。氨塔頂部的氨通過氨汽提塔冷凝器B全部冷凝并回收氨受槽中。

1.2 氨回收系統波動和原因

1）因氨回收系統之后的回路需短停處理，為了穩定氨回收，操作班組將氨塔的液相且至回路循環，由于某種原因開車時未能及時恢復，使CO2和HN3不斷在氨回收系統集聚，造成氨汽提塔底部不合格、氨汽提塔冷凝器A，氨塔在氨汽提塔頂部溫度很低的情況下嚴重超溫，CO2上竄嚴重，導致氨泵嚴重汽化，精制系統無法配氨等嚴重后果，長時間超溫，泵的汽化和處理還造成了氨回收槽滿液；

2）氨回收系統調整負荷過程中大幅度調整，蒸汽加入量過大，造成了系統長時間的波動，進而嚴重影響到后系統的穩定。

2 氨回收系統經驗總結

氨回收系統是一典型的汽提精餾操作單元，在整個裝置中具有相當重要的位置，操作中應給予足夠重視，以保證系統的穩定。

1）在氨回收系統中，氨和二氧化碳是發揮性組分，水、ME、OAT等為不揮發組分，其中ME、OAT等物質被視為惰性物質，在氨回收系統中，用蒸汽加熱把NH3和CO2從液相蒸出，其中CO2量相對較少，經降溫后可全部被液相吸收冷凝，而未被液相吸收冷凝的大量NH3和微量的CO2沿氨塔上升過程與回流氨逆向接觸，最后形成純凈的氣氨在氨回收槽中冷凝回收，而CO2以氨塔底部液相的形式通過調節閥門送到后系統，形成急冷水，達到全部回收的目的。故而氨回收系統應遵循汽提精餾單元以及甲銨液的特性進行操作。

正常操作中，在一定壓力下，氨塔、氨氣提塔各點物料組分與該點的溫度是一一對應的，也就是說：

（1）氨汽提塔底部溫度控制為207℃，即純水在1.7MPa下的沸點溫度，換句話說，在氨汽提塔底部，氨和二氧化碳要被全部蒸出;

（2）氨汽提塔頂部溫度的高低與氣相中所含的水分即底部加熱蒸汽相對負荷的高低有密切關系，加熱蒸汽相對負荷加的多了，蒸出的水分就會相應增加，溫度升高，相反，溫度會下降，而該點溫度的高低對氨塔底部液相的溫度有很大影響，故而應通過及時加減底部蒸汽使其盡量保持在一個穩定的水平，以保證整個系統的穩定;

（3）氨塔的頂部溫度控制在43℃，即保證頂部溫度是純氣氨，但該溫度僅對于氨塔的頂部壓力為1.6MPa的情況，如果壓力升高，該溫度點也會相應的升高，例如1.7MPa對應45.5℃，同樣也能保證氣相的純度，不需要增加回流氨，及時增加回流氨溫度也不會回落到43℃，只會造成氨塔的底部液相溫度降低，引起系統波動。故判斷氨塔溫度是否升高，首先確認壓力是否正常;

（4）氨塔底部液相溫度。如果整個系統負荷一定，可認定液相中的二氧化碳量是相對穩定的，溫度的高低與含氨量密切相關，也就與系統的穩定及氨耗密切相關。

2）氨汽提塔和其他的汽提塔一樣，若操作不當會出現攔液或液泛的現象，這主要是因為直徑一定的塔，可供氣液兩相自由流動的界面是有限的，兩者之一的流量若增大到一定限度，降液管內的液體便不能順暢流下，產生不正常積液，最終可導致兩層板之間被泡沫液充滿，形成液泛。攔液和液泛都是塔器操作的禁忌，是工況惡化逐漸發展而成的后果。氣液兩相的流量對應的是塔器的負荷和再沸器的蒸汽量，這就要求我們再沸器的蒸汽應根據負荷的大小及時調整，即在進料組分一定情況下，進料量與加入蒸汽量存在一個一一對應的關系，不能超過太多，否則所形成的氣量會增大，輕則頂部溫度升高，重則形成氣液夾帶，甚至液泛。

3）氨塔底部溫度可通過氨汽提塔頂部溫度及氨塔的回流氨量來控制。兩者我們要綜合利用，超前操作，并積累經驗。增加負荷和底部蒸汽后可適當調整溫度，在氨塔中部溫度有所反應但底部溫度升高前適當增加回流氨量，穩定后及時減下來，在氨塔液位升起來之前開大液相閥門，這樣很快氨回收系統能夠穩定下來。氨回收操作，經驗非常重要，我們應注意積累下列經驗以備平時參考：

（1）不同負荷對應的蒸汽量；

（2）不同負荷下對應的回流氨量及液相排放量；

（3）不同負荷及相應的蒸汽量的情況下，氨汽提塔及氨塔各點的溫度趨勢，他們能客觀的反映出系統的穩定性和母液組分的變化；

（4）裝置負荷在100%、50%、25%等不同負荷時氨回收的工況；

（5）注意積累系統出現問題時工況參數及發展過程，提高自己的事故判斷能力。

3 結論

通過對三聚氰胺裝置在運行中氨回收系統波動的原因與總結分析，穩定了氨回收系統的操作，從而解決了制約三聚氰胺裝置穩定生產的問題，保證了三聚氰胺裝置的平穩運行。

[1]譚天恩.化工原理[M].化學工業出版社，1998，1.

[2]歐技公司.三聚氰胺裝置操作手冊.內部參考資料，1998，8.

[3]中國化工節能技術協會.化工節能技術手冊[M].化學工業出版社，1999，10.