鋅腐酸尿素的開發(fā)與生產(chǎn)

孟將將，魏萬強(qiáng)，許明洪，郭錦先

(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司 青海格爾木 816000)

“十二五”期間，我國(guó)尿素產(chǎn)能年均增長(zhǎng)4.5%，總計(jì)新增產(chǎn)能達(dá)到28 700 kt/a，而退出產(chǎn)能不足14 000 kt/a。雖然從2014年開始新建產(chǎn)能增速放緩，退出產(chǎn)能有所加快，但在短期內(nèi)產(chǎn)能過剩的矛盾難以緩解，由此導(dǎo)致企業(yè)運(yùn)營(yíng)困難、盈利能力下降。

在此背景下，青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司根據(jù)地域特色，與中國(guó)農(nóng)科院合作，在CO2汽提法尿素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，通過技改生產(chǎn)出鋅腐酸尿素。

1 鋅腐酸尿素簡(jiǎn)介

鋅腐酸尿素是在尿素生產(chǎn)過程中加入鋅腐酸等天然活性物質(zhì)所生產(chǎn)出的肥料改性增效產(chǎn)品。鋅腐酸是由小分子活性腐殖酸螯合鋅離子所得到，含有大量羧基、酚羥基、羰基等活性基團(tuán)，可促進(jìn)作物生長(zhǎng)、增強(qiáng)光合作用，對(duì)尿素、磷酸鹽等肥效具有促進(jìn)作用。此外，鋅腐酸與尿素反應(yīng)產(chǎn)生腐脲，可減緩尿素在土壤中的分解和釋放速率。

鋅腐酸增效劑采用噸桶包裝，常溫下密度約為1.08 g/mL，不具有毒性和腐蝕性，溫度在5 ℃以上時(shí)呈流動(dòng)性較好的液態(tài)，溫度降低后流動(dòng)性變差，當(dāng)溫度在-5 ℃時(shí)呈果凍狀。呈果凍狀的鋅腐酸增效劑不會(huì)影響其效果，只需在使用前用低壓蒸汽加熱15 min即可恢復(fù)流動(dòng)性。為保持鋅腐酸增效劑呈良好的流動(dòng)性，儲(chǔ)槽內(nèi)鋅腐酸增效劑的溫度保持在50～70 ℃，因此需在儲(chǔ)槽內(nèi)設(shè)置蒸汽盤管。

與普通尿素相比，鋅腐酸尿素具有如下優(yōu)點(diǎn)：①可提高根系活力，促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收；②具有氮素緩釋功能，可顯著減少氨的揮發(fā)損失，提高氮肥利用率；③補(bǔ)充和活化土壤中鈣、鎂、鋅、硼、錳等中微量元素；④增強(qiáng)免疫功能，提高植株抗病、抗寒、抗旱性等；⑤調(diào)動(dòng)作物本身吸收養(yǎng)分的能力，促進(jìn)作物豐產(chǎn)，改善產(chǎn)品品質(zhì)。

2 鋅腐酸尿素生產(chǎn)流程

通過市場(chǎng)調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)增值尿素的產(chǎn)量呈逐年增加的趨勢(shì)，而且隨著增值尿素的逐步推廣以及市場(chǎng)的逐漸成熟，其銷售熱情會(huì)不斷增強(qiáng)。為此，青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司在現(xiàn)有的CO2汽提法尿素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，通過技改生產(chǎn)增值尿素以提高經(jīng)濟(jì)效益是可行的。

鋅腐酸尿素的生產(chǎn)是在原尿素生產(chǎn)過程中添加一定量的鋅腐酸增效劑(噸尿素添加15 kg)，再經(jīng)濃縮、造粒而成，基本不改變尿素的原有性質(zhì)，其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 鋅腐酸尿素生產(chǎn)工藝流程

將鋅腐酸增效劑送至腐殖酸地下槽，經(jīng)地下槽攪拌器充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，通過自吸泵打入加藥裝置中的1#和2#加藥罐內(nèi)。自吸泵與1#和2#加藥罐的液位聯(lián)鎖，當(dāng)加藥罐液位低時(shí)，自吸泵聯(lián)鎖自啟，向加藥罐內(nèi)打液；當(dāng)液位高報(bào)時(shí)，泵自停。根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷，加藥罐內(nèi)的鋅腐酸增效劑通過計(jì)量泵計(jì)量后送至一、二段蒸發(fā)U形管中與尿液充分混合，經(jīng)二段減壓蒸發(fā)后，質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.7%的尿液送造粒塔造粒，在造粒塔塔底得到粒狀鋅腐酸尿素。

3 試生產(chǎn)情況

2016年10月中旬項(xiàng)目施工完成，10月中下旬開始試車，10月31日第1次投料并試車成功，通過連續(xù)10 d的試運(yùn)行，裝置運(yùn)行穩(wěn)定。

2016年11月18日09:00至11月26日09:00對(duì)鋅腐酸尿素項(xiàng)目進(jìn)行了性能考核，考核結(jié)果表明：該項(xiàng)目試車成功，具備長(zhǎng)周期運(yùn)行條件，且產(chǎn)品質(zhì)量均滿足如表1所示的鋅腐酸尿素企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/QYG 015—2016)的要求；噸產(chǎn)品平均消耗鋅腐酸增效劑12.2 kg，低于設(shè)計(jì)值(15.0 kg)。

表1 鋅腐酸尿素企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/QYG 015—2016)

項(xiàng)目指標(biāo)值腐殖酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥0.12總氮(N)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥46.0氨揮發(fā)抑制率/%≥10縮二脲質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤1.5水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤1.0粒度質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% d(0.85～2.80 mm)d(2.00～4.75 mm)≥90

4 結(jié)語

鋅腐酸尿素技改項(xiàng)目的成功實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了尿素多元化生產(chǎn)的目標(biāo)，成功緩解了企業(yè)尿素銷售壓力。在鋅腐酸尿素生產(chǎn)過程中，仍存在一些不足，如計(jì)量泵因腐殖酸沉淀而出現(xiàn)打量不準(zhǔn)的現(xiàn)象，擬在計(jì)量泵進(jìn)口以及出口管線增設(shè)導(dǎo)淋，以便及時(shí)進(jìn)行處理，確保裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。