縮短尿素造粒清洗時間的措施

王 超

（中海石油化學股份有限公司，海南東方 572600）

海洋石油富島有限公司二期尿素造粒裝置采用挪威海德魯流化床造粒技術，自投產以來，尿素造粒系統運行一個周期后都要進行一次全面的清洗，振動篩負荷重、易結塊、易堵料，破碎機負荷高、易結疤、電流偏高、同時返料比嚴重失調，系統進一步惡化，影響造粒系統長周期穩(wěn)定運行，同時對系統的能耗也很大，所以定期清洗造粒機是很有必要的，但每次清洗的時間都有很多的不確定因素導致恢復時間較長，不利于系統的盡快恢復，同時導致尿液的儲槽液位太高，影響后期的一系列調整。

因此，本文探討了如何進一步縮短清洗造粒機的時間，從而降低尿液儲槽的液位，降低能耗，提高系統的運行質量。

1 工藝概述

海德魯流化床造粒技術，其關鍵部分是造粒系統，主要分為前后6個腔室，前3室有4組噴頭/室，共12組312個噴頭（通過噴頭的投用來加減造粒機的負荷），后3室無噴頭。各室之間通過隔板隔開。前三室設置為造粒區(qū)域，后三室設置為冷卻區(qū)域。造粒機風道經引風機抽風經過洗滌系統處理凈化后排放到造粒煙囪。濃度為96%的尿液由尿液泵直接送往造粒機的噴頭，噴頭將尿液噴灑在造粒機的核心床層，霧化空氣（霧化空氣風機提供）在噴頭噴灑尿液的同時將尿液形成霧化狀態(tài)變?yōu)闊o數極為微小的液滴，進到造粒機內，均衡的噴灑到床層中，持續(xù)不斷地在晶種表面黏結累積、冷卻和干燥，最終達到一定粒徑后從床層排出，進到各冷卻器進行冷卻降溫。造粒機內尿素冷卻結晶熱則由流化空氣帶出。

1.1 尿素顆粒

尿素顆粒進入第一冷卻器里進行冷卻，然后由斗提機將尿素顆粒送往振動篩進行篩分，振動篩將尿素顆粒分為4種：

（1）超大顆粒；

（2）大顆粒；

（3）尿素成品

（4）尿素細粉。

超大顆粒進入尿液廢水槽，大顆粒進入破碎機破碎后和尿素細粉進入造粒機作為造粒晶種，尿素成品進入最終冷卻器進行冷卻，然后由成品皮帶送往成品車間進行包裝。

1.2 工藝技術特點

（1）系統負荷較高；

（2）所得產品質量好；

（3）對環(huán)境造成的污染小；

該技術應用的是低差壓高效濕式洗滌器，對尿素粉塵進行洗滌處理，效率可達 99% 以上，經洗滌后的尿素粉塵含量低于20mg/m3（即1000kg 產品最終損失 0.1kg 尿素），符合環(huán)保標準的要求。而應用造粒塔噴淋造粒法，最終的排放粉塵量可達到 100～200mg/m3。

（4）返回尿素合成系統的返料量低，僅為4%，減輕了濃縮步驟的負荷，隨之減少了蒸汽、冷卻水等的消耗。

（5）操作簡便，可靠性高。

（6）具有較高的操作彈性，在設計標準的 50%～120% 可進行相應操作。

（7）蒸發(fā)設施投資較低，水解負荷小，避免了蒸汽的過多消耗。

（8）返料比較低，僅為 0.5 ∶1，有效地減輕了傳輸系統的動力損耗。

（9）因為該技術應用的是96% 尿液造粒，尿素結晶熱用來對殘余水分進行蒸發(fā)，也就實現了系統內的平衡性，因此降低了能量損耗。

2 清洗時間長的原因分析

雖然海德魯流化床造粒工藝在應用中有著諸多優(yōu)點，但造粒系統在生產過程中難免會出現粒度變差、負荷變重的現象。針對產生的問題，通過對整個造粒系統進行全面的清洗（包括造粒機的噴頭、冷卻器、振動篩、破碎機），利用清洗造粒機的機會檢查噴頭有無問題、冷卻器多孔板是否完好、振動篩篩網是否需要更換，破碎機皮帶是否老化等問題。

造粒系統清洗的時間太長，對尿素高壓系統和蒸發(fā)系統恢復都有很大的影響。

造粒系統清洗過程包括的主要環(huán)節(jié)有：UF 系統的退氨、尿液，減高壓系統負荷，水解解析負荷，蒸發(fā)負荷，造粒系統退噴頭、保料，返料等過程，以及最后的造粒機、冷卻器、振動篩、破碎機的清洗等幾個關鍵環(huán)節(jié)。

下面從以下幾個方面分析對影響造粒系統清洗時間太久的原因進行分析，最終得出影響造粒系統清洗時間長的主要原因。

2.1 清洗前的準備過程太長

清洗造粒之前需要確認造粒單元各返料管線是否暢通，已經延長了很多時間，如果遇到管線不暢，處理完畢已經消耗很多力氣，在后續(xù)的清洗造粒機必然受到體力等多方面的影響。裝備、電儀專業(yè)辦票時間太久，也是影響整個進度的重要一環(huán)。

2.2 系統減負荷的時間不一

系統減負荷的時間不固定，有些班組主控崗位、現場崗位配合不默契，技術不過硬導致每一步操作時間耗費太久。

2.3 UF系統的操作

由于UF 系統是由大約30%的甲醛和12%的尿液在堿性條件下反應生成MDU 溶液，反應很慢。在減負荷的同時要關注此溫度，待溫度明顯下降時，才可退甲醛的加入量，一定程度上影響整體進度。

2.4 噴淋實驗的用水

造粒機清洗完之后，必須對12組噴頭逐一做噴淋實驗，方法就是投用一組噴頭，控制蒸汽冷凝液的壓力在20kPa（g）左右，檢查噴淋效果都為橢圓形。用水溫度高、進而影響進入造粒機的時間。

2.5 流化空氣的風量控制

流化空氣的風量過大，則導致造粒機的多孔板承受的風吹更大，使設備承受的風險更高；流化空氣的風量過小，則需要的時間就會更久，達到目標溫度的時間就需要的更多。

2.6 UF系統恢復的時間

造粒系統恢復過程中UF 系統的并入節(jié)點不夠明確，蒸發(fā)負荷恢復到120t/h 左右才考慮。這樣在一定程度上便拖延了反應了時間，在產出優(yōu)等合格品上也同樣滯后了一些時間。

2.7 傳統工具的使用

在清洗造粒機的同時，可以對振動篩、破碎機和冷卻器全面清洗，在傳統觀念上，依舊采用膠管大量的脫鹽水沖洗，用水量很大，效率也不算太高。

3 改進措施

3.1 做好計劃清洗造粒系統的準備工作

在清洗造粒系統之前做好返料管線的暢通檢查、料倉清理，需要的臨時膠管安排提前到位并且很好的使用，該辦理的工作票、受限空間票、斷電票準備到位。協助裝備、電儀專業(yè)做好清洗造粒的維護、檢修工作清單，并請電氣專業(yè)安排專人做好斷電、送電工作。

3.2 工藝減負荷的時間有把控

嚴格按照工藝組下發(fā)的清洗造粒機確認卡執(zhí)行，高壓系統負荷減至75%左右，蒸發(fā)負荷減至80t/h 以下，并控制時間在30min 以內，達到主控崗位、現場崗位熟練銜接，提高了效率。節(jié)約了時間。

3.3 UF系統的操作

計劃清洗造粒系統，可以把UF 系統提前退出蒸發(fā)系統，根據UF 系統的壓力、溫度提前做出判斷、處理，不至于被動。

3.4 采用脫鹽水做噴淋實驗

清洗完造粒機后的噴淋實驗采用常溫狀態(tài)下的脫鹽水，同樣投用一組噴頭，壓力控制在20kPa（g）左右，檢查噴淋效果都為橢圓形，脫鹽水溫度低，避免了高溫燙傷到人，也冷卻了造粒機，方便人員更快進入檢查。

3.5 控制熱烘造粒機的流化空氣的風量

熱烘造粒機的流化空氣的風流控制在65t/h 左右，在此風量下設備承受的風險降低，同時也可以盡快地熱烘造粒機，使溫度可以盡快的在90℃以上維持45min 左右，控制各參數穩(wěn)定在指標范圍。

3.6 控制UF系統的恢復節(jié)點

UF 系統應盡早的恢復，才足以保證產品的高等級質量。造粒系統恢復過程，蒸發(fā)系統提高出液溫度在125～135℃之間，真空緩慢提到75kPa（g），在蒸發(fā)負荷加到100t/h 左右時，可以準備UF 系統的稍許的尿液和氨，達到盡快提高產品優(yōu)等品質的目的。

3.7 清洗工具的升級

傳統的膠管沖水太過落后，部門的裝備組根據合理化建議采購了清洗槍頭，可以很方便的拼接到膠管上，又可以很徹底地清洗以前很難清洗的死角（比如振動篩的底部、破碎機的死角、冷卻器的高處），更重要的是可以快速、高效地清洗完畢，減少了用水，更節(jié)約了時間。

4 結束語

通過上述措施的實施，極大地縮短了清洗尿素造粒系統的整體耗時，生產效率以及產品質量也得到提高。

1）尿液儲槽的液位由之前的53%～56%降低到48%，縮短了拉儲槽液位的時間；

2）高壓系統的負荷可以盡快的恢復3%，從而降低能耗，提高產品的內在質量；

3）通過全方面的優(yōu)化使造粒裝置的運行周期更長（由原來的20d 增加到30d），減少了清洗造粒機的次數，降低了能耗；

4）通過系統的優(yōu)化，使設備減少了在溫度反復變化、壓力反復變化的狀態(tài)下運行的次數；

5）造粒系統得到優(yōu)化，降低了出事故的風險，節(jié)約了生產成本；

6）產品質量得到了優(yōu)化，用戶的滿意度得到了提升，品牌效應也得到了體現。