影響尿素產品質量的因素及解決對策

苗長潤

摘要：尿素是工農業生產中常用的化工產品，其是由碳、氮、氧、氫組成的有機化合物，尤其在農業生產中是常用的肥料，作為植物的氮肥為植物生長提供必要的養分。尿素產品的質量直接影響到其功效，如果產品質量不符合國家生產標準，則無法達到預期效果，直接影響到工農業生產的效率。文章對影響尿素產品質量的因素及解決策進行了探討。

關鍵詞：尿素；產品質量；化工產品；有機化合物；肥料；氮肥 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ441 文章編號：1009-2374（2016）24-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.037

由于尿素的生產工藝比較復雜，其生產過程中是化學反應的過程，所以在生產的過程中，會受到各種因素的影響，從而導致質量參數不均衡。尿素的質量主要是通過含氮量、縮二脲含量、含水量、粒度、強度以及粉塵等指標進行衡量，在這些指標當中，只有含氮量是通過生產工藝可以進行有效控制的，但是其他各項指標會受到生產過程中的溫度、反應時間、設備運行狀況以及外部環境的因素影響，從而對產品性能產生不同程度的影響。為了高效控制尿素產品的質量，需要從其生產工藝、設備裝置、儲存、包裝、堆放等各個環節進行優化管理，建立完善的質量管控體系，加強對每個環節的質量監督管理。從管理制度方面進行全局管控，從生產工藝方面進行技術改進，從設備裝置方面優化運行，從而最大程度地控制尿素產品質量。

1 影響尿素產品質量因素分析

1.1 縮二脲含量影響因素

縮二脲含量偏高是影響尿素產品質量的重要因素之一，而引發縮二脲偏高的原因主要是生產負荷、蒸發系統沖洗、降尿素溶液槽液位過程以及真空度等因素。縮二脲為白色長片結晶體，主要是尿素在水溶液或者熔融的狀態下，因為氧氣缺乏并且溫度升高而發生的異構化作用而產生的。在尿素生產的過程中，如果溶液的濃度較高，則其生成縮二脲的幾率越大。當尿素生產負荷處于65%以下時，對于整個生產系統的尿素質量控制將非常困難；在蒸發系統沖洗的過程中，大量的沖洗水會造成溫度的劇烈波動，而在溫度快速升高的過程中，縮二脲的生成速度也會加快，由此導致縮二脲含量偏高；在切換造粒噴頭的過程中，蒸發系統需要停止運行，而此時尿素溶液會儲存在溶液槽中，由于在之前的蒸發環節已經經歷了高溫，縮二脲的含量已經偏高，而此時停留的時間越長，會為反應提供一定的時間，由此縮二脲的生成量也會逐漸增加。

1.2 含水量影響因素

影響含水量的主要因素有以下三點：一是蒸發溫度；二是真空度；三是出現泄漏。如一、二段蒸發溫度不達標會增加水分含量；一、二段分離器真空度不達標也會增加含水量；另外，容易出現泄漏的部件有二段蒸發加熱器列管、上造粒塔保溫夾套和蒸汽吹出閥、熔融泵進口沖洗水閥、造粒噴頭預熱蒸汽閥等。除以上原因外，雨季時空氣濕度高也會影響產品含水量。

1.3 粒度影響因素

噴射速度、噴量多少、孔徑大小會對尿素成品粒度產生影響。噴孔初速越大，拉斷時間短，尿素溶液溫度高、黏度小，所得成品粒度小；噴量大，流股變細時間延長，尿液溫度下降較多，黏度增加，所得尿素粒度就大；孔徑大，流股粗，相同斷裂時間時，產品粒度大。

1.4 粉塵的影響因素

在尿素生產的過程中，如果因為操作不當或者機械設備自身運行存在問題，都會導致粉塵的產生，會直接影響到尿素的質量。在尿素熔融物從塔頂噴頭噴出時，在高溫與低含量氮的共同作用下，就會產生大量的異氰酸和氮，如果溫度越高，劇烈的反應下所產生的粉塵量就會越多；噴頭在長期運行的情況下，會在噴口的邊緣形成較多的毛刺，由此在運行時會產生粉塵；如果噴頭沒有及時清理，被尿素溶液中的雜物堵塞，就會導致轉速過低，由此增加粉塵量。

1.5 設備裝置對尿素質量的影響

由于設備裝置原因對尿素質量所產生的影響，一般都會體現在外觀上，主要是黑色粒子或者顆粒表面為紅色等。對外觀質量產生影響的因素一般都是由于生產設備在停工檢修重新開工后出現的，皮帶輸送機清潔不徹底或者造粒塔底部有水，會導致尿素中含有一定量的黑色粒子。在裝置脫氫反應器恢復走主線時，在包裝口尿素的外觀會出現紅色，需要重新返工處理。這些一般都是在設備維修后重新開工出現的，所以應該加強設備檢修后的處理工作。

1.6 尿素在散庫儲存期間發生變質

尿素成品一般都會放置在散庫中儲存，而在尿素儲存期間需要做好各項防護措施，在濕度以及溫度較高的環境下，就會對尿素質量產生影響。如果散庫為高料位，并且對于定點堆料現象，容易導致尿素粗細粒子明顯分離的現象，并且隨著儲存時間的延長，尿素還會出現結塊以及粉化的現象；如果在雨季進行生產設備的大修，則會影響到尿素生產的連續性，由于受到氣候、環境以及儲存時間較長的影響，存放在散庫中的尿素表面就會受到不同程度的污染，外觀會呈現灰黑色；如果遇到生產突發情況，不合格的尿素產品會臨時改卸到合格料區，由此會對合格產品產生一定的影響。

2 提高尿素產品質量的措施

2.1 縮二脲含量的控制措施

為了盡量控制縮二脲的生成量，應該對生產負荷、蒸發溫度、停留時間等各個環節進行改進。生產負荷過低是縮二脲生成的主要原因，當生產負荷低于65%時，在汽提塔上部的液位十分不穩定，由于合成液的分布不均勻，在進液較少的列管中可能會形成干管，由此在局部溫度較高的情況下，就會增加縮二脲的生成量。所以應該對生產工藝的技術參數進行調整和改進，使其在低負荷運行狀態下能夠盡量控制縮二脲的生成，可通過調整汽提塔蒸汽壓力的上限以及低壓系統壓力的上限來完成。另外還應該盡量避免尿素系統在低負荷狀態下運行，將運行負荷量控制在標準范圍內；合理控制一、二段運行溫度、真空差；避免在高濃度、高溫、真空條件下打循環；縮短尿素溶液在槽內存放時間。

2.2 含水量控制措施

一是溫度的控制。實際生產中一段溫度控制在128℃～132℃，二段溫度控制在136℃～138℃較為合適，既能保證縮二脲含量不增加，還能有效降低水分；二是真空度的控制。嚴格蒸發負荷，減少不凝性氣體含量。及時檢測噴射泵噴嘴蒸汽壓力、磨損及堵塞狀況，確保其抽吸能力正常。檢測冷凝器含水量、水溫、液管通暢性，確保其冷凝效果達到最佳。檢查系統各部件是否存在泄漏、水封注水量、尿素溶液中游離氨的含量，將系統內不凝性氣體含量控制在合理范圍內。檢查造粒塔周邊環境、塔頂是否存在泄漏，及時進行修復處理。

2.3 粒度均勻性控制措施

在實際生產時，應根據噴頭各排孔徑大小對離心速度大小和噴孔初速度進行合理設置，才能獲得較為均勻的顆粒；系統工藝要保持穩定性，溫度、壓力要滿足生產需求；定期對噴頭進行養護，定期進行倒換噴頭并清洗；根據系統負荷狀況，調節造粒變頻器，保持勻速運轉。

2.4 粉塵降低措施

為了控制尿素生產過程中產生粉塵，應該及時改進生產工藝，并且加強對操作人員的培訓，做好機械設備的日常維護清理。為了控制異氰酸和氮的反應程度，應該控制好冷卻溫度，降低分解反應發生幾率，從而控制粉塵的產生；定期檢查噴頭，如果使用時間較長，出現毛刺，應該及時更換噴頭，同時檢查噴頭內部是否有堵塞現象，如果有要及時清理。在有條件的情況下，可以在噴頭前安裝過濾裝置或者更換智能噴頭，減少噴頭堵塞情況的發生，從而控制粉塵的產生。

2.5 加強尿素生產裝置的控制

為了防止設備裝置對尿素產品外觀造成的影響，對于設備裝置停工重新開工的情況，應該對散料尿素輸送皮帶進行全面的清理，并且做好造粒塔底部的清潔工作，相關部門要對整個輸送線的清潔狀況以及干燥程度進行檢查，防止因為裝置重新開工對尿素產生的影響。為了進一步防范裝置停工后開工對尿素的污染，對于裝置停止運行30分鐘以上再恢復造粒的情況，應該將最初10分鐘生產的尿素改進散庫的不合格區，如果10分鐘以后外觀仍然不合格，則繼續卸至不合格區，如果外觀質量合格，則改進合格料區。在脫氫反應器恢復走主線時，不可將尿素包裝料直供包裝。操作人員要對尿素的外觀進行檢查，如果仍然存在不合格的現象，應該及時與質量部門進行聯系，在質量管理人員到現場確認后判斷為不合格產品時，應該立即改進散庫的不合格區。

2.6 提高尿素散庫存放期間的質量控制

為了防范尿素成品在散庫存放期間發生粗細分離的現象，應該嚴格控制卸料小車的卸料方式，一定要采取移動卸料的方式，嚴禁定點卸料，并且盡量采取低料位卸料。為防止尿素發生粉化現象，可以通過調整噴頭的轉速以及降低尿素出塔溫度來控制，先存放的尿素優先出庫，盡量減少在散庫中存放的時間；如果尿素生產裝置停工時間較長，則應該對散庫中的尿素進行耙平處理，并且用篷布進行遮蓋。在裝置重新開工前，應該對散庫中的尿素進行質量檢查，如果表層尿素出現不合格現象，應該進行清除，并且單獨包裝，進行不合格料處理。根據污染的范圍以及程度，采取不同的處理措施；對于尿素生產過程中出現異常波動的情況，在此期間生產的尿素不能直接包裝，不可運送至散庫的合格料區，嚴禁摻雜。

3 結語

尿素產品是在各種化學反應的過程中而形成的，而在生產以及成品存放的過程中，會因為種種原因而對尿素產品的質量產生影響，如果尿素產品不符合國家工業生產規定的標準，就不得出廠使用。所以為了控制尿素產品的質量，應該從生產工藝、生產設備、成品存放等各個環節加強管理，確保尿素各項指標都達到合格的標準。加強對生產設備的運行監測，發現異常及時處理，確保生產工藝的技術參數。加強尿素成品存放的管理，嚴格控制散庫的溫濕度，做好尿素儲存區的防護措施，明確合格產品和不合格產品的分區。建立完善的尿素質量管理體系，切實保障尿素的質量符合標準。

參考文獻

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（責任編輯：王 波）