尿素合成塔塔板改造小結

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(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉 453731)

1 概 述

我公司二分廠400 kt/a水溶液全循環法尿素裝置，高壓合成系統采用雙塔并聯工藝，原始設計合成塔塔板采用傳統泡罩塔板。裝置自2006年建成投入運行以后，隨著運行時間的延長，合成塔塔板產生了腐蝕；2013年中修時檢查發現塔板腐蝕比較嚴重，塔板母材整體減薄，孔徑沖刷變大，翅片嚴重腐蝕且大部分脫落，塔板周圍固定勾頭螺栓除與螺帽嚙合處外其余大部分均腐蝕脫落。塔板腐蝕不但影響尿素合成塔的正常運行，而且造成CO2轉化率降低，系統蒸汽消耗增加。

為降低生產消耗，同時也為了保障設備正常運行，公司決定于2014年中修期間更換合成塔塔板。經對目前市場上幾種主流塔板的考察和對比分析后，我們發現浙工大的節能高效塔板在大型汽提法尿素裝置中運行效果較好，但在水溶液全循環法尿素裝置中未有應用業績。為保險起見，我們決定將1#合成塔塔板更換為浙江工業大學化工設備有限公司的節能高效塔板作為試驗，2#合成塔塔板仍采用傳統泡罩塔板，待驗證性能后決定是否逐步在公司內部進行推廣改造。

2 高效塔板工作原理[1]

節能高效塔板工作原理如圖1所示，塔內上升的氣、液兩相在波形塔板上進行氣液分流，液相從波谷處開設的液相孔及環向間隙通過，氣相則從波峰處開設的氣相孔以較高的速度射出，進入上一層塔板的液相中，由此強化氣液接觸，促進尿素合成反應，提高CO2轉化率。

圖1 節能高效塔板工作原理示意圖

3 塔板改造過程及運行情況

尿素合成塔屬于特種設備，為減少改造過程對尿素合成塔內襯的損壞，經討論，合成塔支座采用原支座，同時保留原塔底下部5塊旋流塔板，上部26塊塔板則全部更換為節能高效塔板。

2014年4月25日，高效塔板進廠檢驗合格；5月5日1#合成塔塔板掏出，新塔板開始打孔安裝；5月8日22時尿素裝置投運。到目前為止，高效塔板運行穩定，極大地提高了CO2轉化率，具體情況如表1所示。

由表1可見，在同等條件下，改造后的1#合成塔CO2轉化率高于2#合成塔CO2轉化率約1.5個百分點。

4 結 語

通過以上改造，不僅消除了設備隱患，更重要的是降低了尿素裝置的蒸汽消耗，達到了預期目標，同時也表明我們之前的決策是正確的。鑒于改造后顯現出來的良好經濟效益，我們計劃將在公司一、三分廠尿素裝置中進行推廣改造。

表1 塔板改造前后CO2轉化率的對比 %

注：生產負荷以CO2壓縮機一出壓力為準。

參考文獻：

[1]張朝暉.尿素合成塔塔板改造后對工藝系統的影響[J].大氮肥，2008，31(1)：374～376.