尿素氨水槽液位高的原因分析及處理措施

徐 猛，劉寧娟，譚曉龍

（1.青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000；2.青海鹽湖工業股份有限公司鎂業公司，青海格爾木 816000）

尿素氨水槽液位高的原因分析及處理措施

徐 猛1，劉寧娟1，譚曉龍2

（1.青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000；2.青海鹽湖工業股份有限公司鎂業公司，青海格爾木 816000）

簡述了氨水槽在尿素生產中的作用，對其在運行中出現的問題及原因進行了分析，并提出了改造措施。技術改造后解決了尿素工藝系統不能穩定運行的工藝問題，為實現尿素產品的高產和低耗夯實了基礎。

氨水槽；液位；工藝冷凝液；溢流；密封水

1 概述

我公司33萬t/a尿素裝置采用傳統的斯太米卡邦（Stamicarbon）二氧化碳汽提法工藝技術。其中氨水槽主要是接收以下幾個系統所產生的含有不同濃度組分的原料氨及二氧化碳的工藝廢水：

1）接收高壓系統中合成尿素反應時所生成的副產物——水，通過蒸發系統在真空狀態下將其分離，一則使得尿素溶液得到濃縮，達到工藝指標99.7%；二則是減少尿素成品中副產物——縮二脲的生成。

2）接收氨泵含的密封水。

3）接收甲銨泵含氨、氨基甲酸銨（或甲銨液）及二氧化碳組分密封水。

4）接收高壓系統氣相尾氣放空到4巴吸收塔后，吸收含氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。

5）接收低壓甲銨冷凝器氣相管線沖洗后含氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。

6）接收低壓甲銨冷凝器、回流冷凝器事故狀態下含高濃度的氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。

7）接收尿素生產中各工藝系統排放的含氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。將各系統中產生的工藝廢水收集到氨水槽中，再送至解吸水解系統進行解吸和水解，一則可以回收各工藝系統所產生的工藝廢水中所含的原料氨、二氧化碳、氨基甲酸銨和少量的水，返回至高壓系統進行利用，減少噸尿素氨耗，節約成本；二則可以將工藝廢水處理達到環保要求，作為鍋爐水回收利用，節約水資源，提高水的重復利用率，保護環境。

2 運行中存在的問題

該設備自投入試車以來，一直運行不穩定，常常出現液位過高，在80%～90%之間，水解解吸負荷加到110%～120%之間運行也不能將其液位降下來。特別在遇到工藝系統停車時，大量含氨、二氧化碳及少量尿素的工藝廢水沒有去處，只能就地排放，這增加了我單位廢水處理系統處理難度。2014年曾多次出現氨水槽滿液溢流，工藝廢水只能就地排放才能維持尿素生產，多次迫使尿素高壓系統減負荷運行。這不僅影響尿素工藝的穩定運行，使得尿素年產量受到嚴重影響，同時工藝廢水中所含的氨、氨基甲酸銨及二氧化碳等原料組分不能回收利用，噸尿素耗氨量增加，尿素成本也隨之增加，同時也增加了環保處理費用。

3 原因分析

1）由于試車前期氨水槽中氨、尿素、甲銨液濃度遠遠超過設計指標；同時解吸水解系統結垢比較嚴重，解吸水解系統運行不正常，工藝冷凝液達不到排放指標要求，工藝冷凝液不合格，不能及時送出尿素系統。

2）蒸發系統中第二蒸發冷卻器列管腐蝕穿孔，大量循環水漏入到氨水槽中，致使氨水槽液位過高。

3）原設計氨泵AB泵密封水采用Ф25的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液是從蒸汽冷凝液泵出口接至氨泵，密封水進口壓力為1.5MPa，壓力較高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，導致回到氨水槽的工藝冷凝液量大，液位過高。

4）原設計甲銨泵AB泵密封水采用Ф25的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液是從蒸汽冷凝液泵出口接至氨泵，密封水進口壓力為1.5MPa，壓力較高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，導致回到氨水槽的工藝冷凝液量大，液位過高。

5）低壓系統及回流冷凝器運行不正常，回流冷凝器內物料不能及時送往低壓系統，只能通過排放排到氨水槽。而低壓系統只能補水維持運行，當補水量控制不好時，低壓系統也只能通過排放到氨水槽維持系統運行，大量的工藝冷凝液排到氨水槽，致使氨水槽液位過高。

6）高壓負荷后移，導致低壓系統中低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管常常結晶堵塞管道，而設計中低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管沖洗水為蒸汽冷凝液，頻繁沖洗低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽，導致液位過高。

7）原設計一段蒸發分離器、二段蒸發分離器沖洗水采用蒸汽冷凝液，根據蒸發系統運行工況，工藝要求蒸發系統1h沖洗一次，沖洗時間為10～15min，頻繁沖洗，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽內，致使氨水槽液位過高。

8）由于裝置地處高原寒冷地區，冬季為了防凍，保護系統，各系統倒淋都留有開度，大量的蒸汽冷凝液、蒸汽、工藝液及工藝冷凝液排到氨水槽，致使氨水槽液位高。

4 改進措施

1）首先從下列幾個方面對水解解吸系統進行工藝優化，保證水解解吸系統穩定運行，保證持續送往供熱中心作為鍋爐用水或化水站作為循環水回收利用，減少循環次數。①加強對一、二段蒸發冷凝器回到氨水槽的工藝冷凝液組分進行監控，每個班至少分析1次，主要分析尿素、氨、二氧化碳，保證進入到氨水槽的工藝冷凝液在指標范圍內，從而保證解吸水解系統的正常運行。② 從合成氨車間引一根DN50，壓力為3.9MPa的中壓蒸汽作為水解塔加熱的熱源，保證水解解吸系統達到設計工藝指標，保證解吸后的工藝冷凝液達到設計工藝指標。③每年利用大檢修期間對解吸水解系統進行化學清洗。

2）加強對一、二段蒸發冷凝器回到氨水槽的工藝冷凝液組分中鈣鎂及其氯離子的監控，如果工藝冷凝液中鈣鎂或氯離子等組分含量高，應停車對一二段蒸發冷凝器進行檢查，對泄漏的列管進行堵管。

3）將氨泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵來的蒸汽冷凝液改為從氨水槽送來的工藝冷凝液，減少生產過程中工藝冷凝液的產生量，使用氨水槽內的工藝冷凝液自循環。

4）將甲銨泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵來的蒸汽冷凝液改為從氨水槽送來的工藝冷凝液，減少生產過程中工藝冷凝液的產生量，使用氨水槽內的工藝冷凝液自循環。

5）穩定高壓系統運行，防止高壓負荷后移，從而穩定低壓甲銨冷凝器液位槽液位，減少不正常的介質排放到氨水槽中。

6）穩定解吸塔的運行，保證回流冷凝器的運行，從而減少回流系統向氨水槽的非正常排放。

7）對低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管進行改進，將原設計沖洗低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管的蒸汽冷凝液改為從氨水槽來的工藝冷凝液，將原設計低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管伴熱采用管道伴熱方式改為盤管伴熱的方式，防止低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管頻繁結晶，防止頻繁沖洗，減少排向氨水槽的工藝冷凝液。

8）將原設計的一段蒸發分離器、二段蒸發分離器沖洗水采用蒸汽冷凝液沖洗的方式改為既可以采用蒸汽冷凝液沖洗，又可以采用氨水槽來的工藝冷凝液沖洗的方式，運行中可根據蒸發系統運行工況及氨水槽液位，選擇采用的沖洗介質和沖洗方式。

9）在冬季盡量穩定系統運行，減少停車次數甚至不停車，減少各倒淋向氨水槽排放工藝介質及其他介質。

5 采取改進措施后的運行效果

采取改進措施后，徹底解決了限制氨水槽液位高的瓶頸問題，氨水槽液位能控制在低液位（20%～25%）運行，解吸水解系統運行負荷最高也只能達到90%運行，穩定了尿素解吸水解運行工況，工藝冷凝液也能達標排放，低液位狀態下保證了在尿素工藝事故狀態下也能全部結束整個工藝所排放的介質。

6 結束語

采取改造措施后，解決了氨水槽液位高甚至溢流的問題，穩定了尿素工藝生產，為實現尿素產品高產、低耗奠定了基礎。

Urea is Analysed the Reasons of High Ammonia Tank Liquid Level of Analysis and Treatment Measures

Xu Meng，Liu Ning-juan，Tan Xiao-long

Briefl y describes the ammonia tank in urea production function，the problems and reasons in the running are analyzed，and puts forward some reform measures，the urea process has been solved by the modifi ed system not stable operation process problems，in order to achieve the high productivity and low consumption of urea product solid foundation.

ammonia tank；liquid level；process condensate；overfl ow；seal water

TQ441.41

B

1003-6490（2016）07-0003-02

2016-06-29

徐猛（1970—），男，貴州畢節人，2000年畢業于貴州工業大學，助理工程師，任青海鹽湖工業股份有限公司生產調度中心調度長。