煤化工企業(yè)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能與降耗研究

李 偉

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

節(jié)能減排

煤化工企業(yè)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能與降耗研究

李 偉

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000)

就相關(guān)企業(yè)中尿素生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行介紹，同時分析探討了尿素生產(chǎn)中可能造成的危害現(xiàn)象，以及對節(jié)能與降耗技術(shù)探究。以期為相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能與降耗發(fā)展提供參考。

煤化工企業(yè)；尿素生產(chǎn)；節(jié)能降耗；研究

引 言

要實(shí)現(xiàn)尿素生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的節(jié)能降耗目標(biāo)，首先要從尿素生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行探討，加強(qiáng)對相關(guān)工藝流程的分析，就當(dāng)前生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的能耗問題進(jìn)行明確，之后再有針對性地對節(jié)能降耗進(jìn)行技術(shù)研究。積極從實(shí)現(xiàn)合成轉(zhuǎn)化率提升，降低廢氣排放量等方面展開工作。這樣不僅能有效實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，還能在一定程度上保證尿素生產(chǎn)不對環(huán)境造成過大的損害，有利于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)。

1 尿素生產(chǎn)工藝探究

尿素即為碳酰二胺，被廣泛運(yùn)用于植物氮肥，其在合成過程中主要是由液氨與二氧化碳產(chǎn)生相互反應(yīng)生成甲銨，之后再由甲銨發(fā)生脫水，進(jìn)而生產(chǎn)出尿素。其中第一步生成甲銨的反應(yīng)較為容易，往往在常溫常壓條件下就可完成。但是在進(jìn)行甲銨脫水環(huán)節(jié)時，為保證甲銨的液相條件，在該反應(yīng)過程中給予合適的溫度與壓力才能實(shí)現(xiàn)。

在當(dāng)前，尿素的生產(chǎn)技術(shù)包括水溶液全循環(huán)以及氨氣提法兩種。其中水溶液全循環(huán)方式是指在尿素生成之后將未反應(yīng)的氨與二氧化碳等進(jìn)行分解，之后再與水混合形成甲銨溶液，并將甲銨溶液重新帶回系統(tǒng)完成循環(huán)，該方法在使用過程中不需要添加昂貴的溶劑，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，被廣泛運(yùn)用。但該方法在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一定的問題，首先在能量不能完全利用的情況下，將會造成反應(yīng)熱的大量消耗。其次，會造成甲銨泵的腐蝕，不利于后期的設(shè)備維修。同時，尿素生產(chǎn)過程中存在的二氧化碳與氨氣的回收循環(huán)過程較為復(fù)雜，不利于操作。而氨氣提法則是在以上方法進(jìn)行改良的情況下形成，在由外供熱的基礎(chǔ)上就氨氣與二氧化碳進(jìn)行分壓，從而有效實(shí)現(xiàn)對未完全反應(yīng)的甲銨的分解。該方式與前者相比，具有更好的節(jié)能特性，能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱的完全利用，同時也能降低有害氣體的排放量。

2 尿素生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要性[1-2]

當(dāng)前我國煤化工企業(yè)在進(jìn)行尿素生產(chǎn)時，存在生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)落后、能源消耗高以及產(chǎn)出量低等狀況，所以加強(qiáng)尿素生產(chǎn)的節(jié)能降耗研究是十分重要的。而其所體現(xiàn)的多種危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。一，煤化工企業(yè)在進(jìn)行位置選定時，沒有依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與法律來確定與居民區(qū)、學(xué)校等地點(diǎn)的距離，以至于造成不小的安全隱患，不利于環(huán)保建設(shè)。二，缺乏完善的行政服務(wù)設(shè)施等，對參與尿素生產(chǎn)的相關(guān)工作人員沒有提供必要的職業(yè)病危害防護(hù)保證。基于以上問題，相關(guān)企業(yè)單位應(yīng)當(dāng)積極就當(dāng)前的裝置設(shè)施以及生產(chǎn)技術(shù)等進(jìn)行創(chuàng)新研究，在保證環(huán)境保護(hù)以及對相關(guān)工作人員身體健康進(jìn)行保障的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗技術(shù)的研究與探討。

3 尿素生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的相關(guān)舉措[3-4]

3.1 實(shí)現(xiàn)尿素合成塔優(yōu)化，提高生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率

對于尿素生產(chǎn)來說，合成塔的轉(zhuǎn)化過程是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，若尿素合成塔本身存在轉(zhuǎn)化率不高的情況，則將直接造成該尿素裝置在實(shí)際生產(chǎn)過程中的運(yùn)行效果較差，最終導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)能源消耗提升。所以，要實(shí)現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的能源消耗量降低，就勢必要實(shí)現(xiàn)尿素合成塔優(yōu)化，提高生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率。決定合成塔的轉(zhuǎn)化率程度的重要部分就是其內(nèi)件，設(shè)備設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)內(nèi)件的選擇工作。這是由于具有高強(qiáng)性能的內(nèi)件能在實(shí)際使用中避免氣液分離現(xiàn)象發(fā)生，有效阻止生成物的反混。可有效實(shí)現(xiàn)尿素所用的相關(guān)物料到時系混合強(qiáng)度與速度得到顯著的提升，在實(shí)現(xiàn)能源降低的同時提升尿素生產(chǎn)質(zhì)量。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)二氧化碳轉(zhuǎn)化率提升

在尿素生產(chǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控氨碳比與水碳比，可有效實(shí)現(xiàn)二氧化碳實(shí)際轉(zhuǎn)化率的提升。提高生產(chǎn)中的氨碳比例可有效避免系統(tǒng)腐蝕，還能進(jìn)一步促進(jìn)未反應(yīng)氨的循環(huán)進(jìn)行。尿素在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的水，而過度的水存在，將可能造成甲氨水解反應(yīng)，降低轉(zhuǎn)化率，對尿素的生成造成更多的壓力。同時水的存在也會使甲銨的熔點(diǎn)得到降低，造成甲銨的回收負(fù)荷不斷攀升，導(dǎo)致尿素銨的消耗量不斷提升，這和尿素生成需在液相中展開是相輔相成的。

3.3 加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備的回收系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)氨耗量的降低

尿素在生產(chǎn)過程中要實(shí)現(xiàn)氨耗量的最大程度降低，除了要提升合成塔的轉(zhuǎn)化率，還應(yīng)加強(qiáng)對該設(shè)備中回收系統(tǒng)的優(yōu)化。這是由于在尿素生產(chǎn)過程中只有保證中亞吸收塔具有良好的吸收性能，使得之后進(jìn)入高壓圈的甲銨溶液具有較高的氨含量，才能最大程度實(shí)現(xiàn)氨耗量的降低。就中壓吸收塔的吸收性能來說，吸收塔塔底的溫度控制是保證良好吸收效果的重要部分。同時，為保證回收系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行效果，還應(yīng)嚴(yán)格把控循環(huán)水的水溫，若溫度過高，將對甲銨、碳氨的生成造成限制。此外還應(yīng)注重蒸汽向解析塔中的輸入，蒸汽注入過多或過少都將造成吸收效果的降低。

3.4 降低尿素生產(chǎn)設(shè)備的用電消耗量

尿素生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備往往面臨著長周期滿負(fù)荷的運(yùn)行條件，在這個過程中會造成過量的用電消耗量。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)備的用電消耗量的控制。首先，在生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)盡量減少停開設(shè)備，避免兩臺同類型設(shè)備在低負(fù)荷情況下同時運(yùn)行。另外，在保證該系統(tǒng)能夠長時間進(jìn)行運(yùn)行工作的基礎(chǔ)上，可通過降低壓縮機(jī)進(jìn)入溫度，提升大氣量以及提高氨泵的打量方式來實(shí)現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的設(shè)備用電消耗量降低，不斷提升生產(chǎn)負(fù)荷。

3.5 重視環(huán)境保護(hù)，避免生產(chǎn)過程中的危害情況

尿素在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行大量的生產(chǎn)物料運(yùn)行，面對的生產(chǎn)環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，往往會對周圍的環(huán)境造成影響，同時還可能導(dǎo)致對相關(guān)生產(chǎn)人員的身體健康造成危害。所以企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)操作時，應(yīng)當(dāng)重視環(huán)境保護(hù)，避免生產(chǎn)過程中的危害情況。首先，企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)先進(jìn)的綠色技術(shù)與設(shè)備，同時進(jìn)行定期的設(shè)備檢查與維護(hù)工作，尤其是對生產(chǎn)環(huán)節(jié)中存在潛在危險的部位進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。針對涉及到放射源的工作操作，還應(yīng)注重對相關(guān)工作人員的防護(hù)工作，這需要企業(yè)積極為相關(guān)人員提供崗前專業(yè)技術(shù)，并在工作人員任職或離職期間進(jìn)行定期的健康檢查，避免尿素生產(chǎn)對相關(guān)人員造成的職業(yè)病危害。

4 結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗對于煤化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益提升有著重要的意義，同時也有助于環(huán)境保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)就當(dāng)前的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行能耗探討，抓住當(dāng)前高能耗現(xiàn)象的根本原因，并積極進(jìn)行節(jié)能裝置的設(shè)置以及節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。首先應(yīng)當(dāng)不斷提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，避免由于轉(zhuǎn)化不足而造成過度的廢氣排放，其次應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)二氧化碳、氨與尿素高壓甲醛的反應(yīng)，積極從實(shí)現(xiàn)內(nèi)件優(yōu)化，工藝技術(shù)提升等多方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗工作的開展。

[1] 丁雷.煤化工企業(yè)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能與降耗研究[J].化工管理,2013(22):207.

[2] 關(guān)衛(wèi)龍.基于煤化工企業(yè)尿素生產(chǎn)過程的節(jié)能和降耗研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(14):56.

[3] 何淑梅.煤化工裝置尿素生產(chǎn)過程節(jié)能降耗的分析與研究[J].化學(xué)工程與裝備,2012(8):79-81.

[4] 張玲,張海峰.淺談煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗的有效途徑[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010(24):113.

Studyonenergysavingandconsumptionreductioninureaproductionofcoalchemicalenterprises

LIWei

(YangquanCoalIndustry(Group)Co.,Ltd.,YangquanShanxi045000,China)

This paper briefly introduces the production technology of urea in related enterprises,analyzes the possible harm caused by urea production, and probes into the technology of energy saving and consumption reduction, in order to provide reference for relevant enterprises to realize the development of energy saving and consumption reduction in the process of factor production.

coal chemical enterprises; urea production; energy saving and consumption reduction; research

2017-05-09

李 偉，男，1981年出生，2006年畢業(yè)于沈陽化工學(xué)院，本科，工程師。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.35

TQ441;TQ083

A

1004-7050(2017)03-0102-02