影響尿素產品質量的原因及對策

【摘要】本文結合我廠裝置近幾年的實際生產情況，分析低負荷下尿素產品縮二脲的原因，并提出相應的解決對策和措施，達到提產品優級品的目的，實現了裝置低負荷下的平穩運行，對實際操作和降低能耗有著重要的意義。

【關鍵詞】尿素；低負荷；縮二脲；措施

前言

我廠自尿素投料以來，經常有尿素質量未達到優等品的現象，其中主要是縮二脲及水含量超標，粒子粉化等問題。主要受到生產負荷、設備狀況、人員操作水平的影響，通過對其分析，采取一些技改措施，使優級品明顯提高。

一、縮二脲問題分析及解決對策

縮二脲的產生存在于整個過程中，其反應式如下

2CO（NH2）2=NH2CONH2CONH2+NH3-Q

式中表明Bi的生成與溫度.停留時間.Ur濃度成正比，與NH3分壓成反比。其中主要因素是停留時間和溫度，NH3分壓及Ur濃度相對較易控制，下表為Bi在各階段理論與實際生成的情況對照表，從表中可以看出我們與標準還有一定差距。現具體分析如下

1、高壓系統

a、由于本裝置甲銨泵打入高壓系統H2O偏高，導致高壓系統溫度偏高，可適當提高NH3/CO2，既可控制好高壓壓力，又可以提高氨分壓，減少Bi的生成。通過實際測試，控制在3.1—3.2比較合適。b、在氣提塔中由于氨的分壓降低，溫度影響十分顯著。在保證汽提效率的同時，應該嚴格控制汽提塔的出液溫度。主要是控制好高壓合成塔液位.NH3/CO2H2O/Ur，注意汽提塔殼側加熱蒸汽壓力與負荷相適應。適當提高蒸汽飽和器液位，防止蒸汽過熱。C、氣提塔液位應控制在低限，以盡量減少它的停留時間。

2、低負荷生產對尿素產品質量的影響

我廠尿素生產設計滿負荷在12000N㎡/h，近幾年以來，我廠生產負荷基本在6800-8500N㎡/h（60﹪-70﹪）左右的水平，低負荷生產物料停留時間延長，蒸發系統真空波動大，氣體效率受到了一定的影響，系統溫度、壓力等參數偏離正常值，系統操作難度加大，穩定性差，縮二脲生成量增多，產品質量控制不易。

3、采取的優化措施

結合生產實際，我們從停留時間、溫度、氨碳比及水碳比等方面對高壓系統、低壓系統和蒸發系統進行了相應的調節，（1）高壓系統的相應操作。裝置生產強度低，物料在系統各個設備相應的停留時間相應延長。因此，在保證生產安全的前提下，是對的降低各設備液位是必要的，尤其在高壓系統合成塔（R3101）和氣體塔（E3101），我們控制合成塔液位在60%-75%之間，氣體塔液位在30%-45%之間。（2）高壓系統的溫度，以控制氣體塔的出液溫度為主，此溫度控制指標為160℃-168℃，操作中一般不應超出168℃，低負荷生產時，由于系統過料量相對少，出液溫度應不超過168℃為宜，此溫度主要與系統水碳比和高壓汽飽的壓力有關，水碳比高很容易造成系統轉化率下降較多，氣體塔負荷加重，出液溫度高，汽飽壓力應用負荷對應。

二、二段采用夾套保溫方式

夾套蒸汽的壓力由原來的過熱蒸汽（0.28MPa）改造（汽包）為飽和蒸汽，以造粒管線的造粒溫度TI31601溫度為參考，保證TI31601的溫度高于二段TI31402溫度的1-2℃左右即可，因為熔融態尿素在高溫、低壓條件下緩慢放出NH3而縮合成縮二脲，縮二脲的相對分子量為103，無水縮二脲熔點為192-193℃，難溶于水。尿素在低壓高溫下長期加熱將促進縮二脲的生成；在一定壓力下，縮二脲與氨共熱可以恢復為尿素。因此產品中縮二脲高會燒傷植物的葉和嫩枝；尿素產品的縮二脲含量過高，施用后延長植物返青時間，嚴重時會燒死植物，所以作為肥料的尿素產品，其縮二脲含量不得過高。二段蒸發分離器（V3108）下液管線至造粒噴頭的管線均設有夾套蒸汽。設置夾套蒸汽的目的就是保證尿液具有一定的流動性，高于尿液的結晶溫度。鴻基焦化化肥廠的上塔夾套蒸汽由0.28Mpa的飽和汽包產生。如果夾套蒸汽壓力高，夾套蒸汽對熔融尿液加熱導致尿素產品縮二脲指標超標；如果夾套蒸汽壓力過低，不能對熔融尿液進行保溫，反而吸收尿液熱量，嚴重的結果是導致尿液結晶。

三、蒸發打循環對縮二脲影響

造成蒸發打循環的因素有很多，下面列舉幾種比較常見的情況并提出相應處理措施。蒸發打循環必然導致尿液在尿液槽停留時間增加。（1）尿素熔融泵（P3105A/B）出現不打量或抽空。蒸發系統運行一段時間由于氣體夾帶尿液，在一段分離器（V3107）、二段分離器（V3108）和升壓器（X3103）處累積大量尿素，最后轉變為縮二脲塊，堵塞通道，導致蒸發真空度提不起來，所以每小夜班對設備的結晶部位用稀氨水進行沖洗。V3108沖洗水量控制在1.0m3，時間控制在5分鐘之內；X3103沖洗水（共兩根），大量縮二脲塊的墜落，堵塞管道，造成蒸發系統波動。（2）噴頭溢流。進入造粒噴頭尿液的量和離開噴頭尿液的量沒有達到一個平衡均會產生噴頭溢流現象。下面列舉幾種比較常見的引起噴頭溢流的現象。①噴頭轉速與生產負荷不對應導致噴頭溢流；②蒸發系統波動導致噴頭間隙供料導致噴頭溢流；③P3105A/B故障或尿液管線堵塞導致噴頭溢流；④拉大槽，調整不當；⑤倒噴頭預熱時間不夠導致噴頭溢流；⑥倒噴頭時備用噴頭有積液，冷熱介質相遇，熔融尿素結晶導致噴頭溢流；⑦成品包裝故障導致噴頭溢流；⑧噴頭未清理干凈，噴頭小孔堵塞導致噴頭溢流；

四、尿素產品質量指標

尿素產品的質量包括內在質量和外觀質量。內在質量即總氮、縮二脲、水含量等；外觀質量即粒度、強度、顏色。目前我廠對尿素指標控制總氮/%≥46.6縮二脲/%≤1.5水含量/%≤1.0粒度/%0.85～2.80≥90車間要求控制在以下范圍內：縮二脲/%≤1.0水含量/%≤0.5粒度/%0.85～2.80≥96顏色（白色）根據國家標準我廠尿素產品已達到優等品。

作者簡介

馬松，男，出生年份：1985年.助理工程師.