高塔硝基肥裝置改造生產(chǎn)高塔尿基肥總結(jié)

沈金忠

(貴州開磷息烽合成氨有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 551109)

貴州開磷集團(tuán)息烽合成氨有限責(zé)任公司2008年建廠,合成氨公司為了調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，充分利用開磷集團(tuán)磷酸一銨優(yōu)勢資源，因此決定建設(shè)硝酸、硝酸銨及硝硫基復(fù)合肥項(xiàng)目(即“三硝項(xiàng)目”)，以便更好地平衡合成氨產(chǎn)能、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造更好的效益。

合成氨公司“三硝項(xiàng)目”于20011年4月6日開工，于 2012年8月5日順利投入化工試生產(chǎn)。硝基復(fù)合肥系統(tǒng)于2012年9月1日生產(chǎn)出合格硝基復(fù)合肥。合成氨公司“三硝項(xiàng)目”硝酸裝置生產(chǎn)規(guī)模為27萬t/a、硝銨溶液裝置生產(chǎn)規(guī)模為2×20萬t/a、熔體法高塔硝硫基復(fù)合肥裝置為2×20萬t/a。

熔體法高塔硝硫基復(fù)合肥生產(chǎn)裝置主要由固體原料處理、計量、粉體輸送，熔融料漿制備和料漿造粒，成品冷卻、篩分、包膜處理和包裝等工序組成。

來自磷銨混料上塔斗提機(jī)的物料被提升至塔頂后，送入1#混合槽；與來自硝銨溶液裝置的硝銨熔融液在1#混合槽中充分混合成氮磷料漿后，流入2#混合槽，與來自鉀鹽混料上塔斗提機(jī)的物料在2#混合槽充分混合形成氮磷鉀料漿。最后經(jīng)乳化機(jī)，流入造粒機(jī)，從塔頂噴淋成液滴，在塔內(nèi)下落過程中與上升的空氣流熱交換后凝結(jié)、冷卻成顆粒，落至塔底集料漏斗上。復(fù)合肥物料通過塔底輸送帶、成品斗提機(jī)、冷卻機(jī)、篩分機(jī)后進(jìn)入成品處理和包裝工段。

1 高塔硝基肥改產(chǎn)尿基復(fù)肥的必要性

2016年由于國際國內(nèi)經(jīng)濟(jì)不景氣，化肥產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致復(fù)合肥市場競爭更趨激烈。同時“十三·五”期間國內(nèi)化肥要調(diào)控，實(shí)現(xiàn)化肥“零”增長，去產(chǎn)能調(diào)結(jié)構(gòu)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)。

因此，為搞好供給側(cè)改革、降本增效，滿足市場對尿基高氮高鉀復(fù)合肥的需求，2016年3月決定將A#造粒塔生產(chǎn)線進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)既能生產(chǎn)硝基復(fù)合肥(原流程配置保持不變)，又能實(shí)現(xiàn)尿基復(fù)合肥的生產(chǎn)；在既不新增復(fù)肥產(chǎn)能的同時，實(shí)現(xiàn)對化肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以更好地滿足市場需求，提高公司化肥產(chǎn)品的市場適應(yīng)性和競爭力。

2 技術(shù)改造方案

A#造粒塔生產(chǎn)線要實(shí)現(xiàn)既能生產(chǎn)硝基復(fù)合肥，又能實(shí)現(xiàn)尿基復(fù)合肥的生產(chǎn)，需要在A#造粒塔東側(cè)新建一套小顆粒尿素熔融裝置及熔融尿液輸送裝置，以滿足20萬t/a產(chǎn)能規(guī)模的尿液需求。新增主要設(shè)備有：尿素計量秤、尿素皮帶輸送機(jī)、尿素提升機(jī)、鉀肥計量秤、尿素熔融槽、尿素熔融液緩沖槽、尿素熔融液上塔泵、蒸汽減溫減壓裝置等。

根據(jù)現(xiàn)場情況，新建尿素投料地坑(地坪以下-4.00 m)、斗提機(jī)地坑-5.50 m，便于利用位差輸送物料。地坑內(nèi)布置二臺計量秤、尿素皮帶和斗提機(jī)基座。尿素熔融槽鋼筋砼框架7.0 m×4.5 m×3.60 m(地坪標(biāo)高作為±0.00 m)。

配套新建尿素熔融裝置廠房22.5 m×12 m，輕鋼結(jié)構(gòu)。屋面瓦為玻璃鋼材質(zhì)。

原0.6 MPa蒸汽作為熔融槽加熱蒸汽，新增一臺減溫減壓器將0.6 MPa蒸汽減溫減壓成0.25 MPa蒸汽，作為尿素上塔管道、熔融槽、緩沖槽、塔上一二級混合槽的保溫用蒸汽，減少縮二脲的生成。

2.1 流程簡述及流程方框圖

外購小顆粒尿素解包倒入料倉，計量后進(jìn)入熔融槽；為了降低尿素熔融溫度，可以加入部分經(jīng)計量的氯化鉀形成低熔點(diǎn)共熔物。熔融槽在攪拌器和0.6 MPa加熱蒸汽作用下，加熱到137℃(夏季：132～135℃；冬季：134～137℃)呈尿素熔融液，溢流流入尿液緩沖槽。熔融槽及緩沖槽設(shè)置液位指示、高低報警；尿液溫度采用自動控制、設(shè)置高低報警。

尿液緩沖槽尿液，通過料漿泵(上塔泵)加壓到1.5～1.8 MPa、通過原有預(yù)留的夾套管送入造粒塔一級混合槽。造粒塔原有磷銨混料提升機(jī)計量后送來的磷銨加入一級混合槽，一級混合槽料漿溫度：夏季：115～125℃；冬季：125～132℃，料漿溫度采用自動控制、設(shè)置高低報警。

一級混合槽料漿液位升高后，溢流進(jìn)入二級混合槽。造粒塔原有鉀肥混料提升機(jī)計量后送來的鉀肥混料加入二級混合槽，二級混合槽料漿溫度：夏季：105～115℃；冬季：115～120℃，料漿溫度采用自動控制、設(shè)置高低報警。

二級混合槽料漿液位升高后，溢流進(jìn)入乳化機(jī)再到差動式造粒機(jī)去噴漿造粒。后續(xù)生產(chǎn)過程與硝基復(fù)肥相同。

A#造粒塔生產(chǎn)線既能生產(chǎn)硝基復(fù)合肥，又能實(shí)現(xiàn)尿基復(fù)合肥生產(chǎn)，改造后的流程方框圖如圖1。

圖1 高塔改產(chǎn)尿基復(fù)肥方框圖

2.2 新增設(shè)備

本改造需新增設(shè)備如表1。

表1 高塔改產(chǎn)尿基復(fù)肥新增主要設(shè)備表

2.3 新增熔融尿素裝置流程圖

圖2 高鐵改造尿基復(fù)肥項(xiàng)目流程圖

3 化工投料試車

2016年5月完成設(shè)備公開招標(biāo)。7月土建施工，7月底設(shè)備到廠；2016年8月開始設(shè)備、電氣、儀表安裝。新建裝置設(shè)備、管道清洗吹掃、試壓工作以及設(shè)備單體試車和聯(lián)動試車于2016年 9 月25日完成。

2016年10月21日至10月29日對高塔尿基復(fù)合肥改造項(xiàng)目進(jìn)行化工投料試車。試車期間我們生產(chǎn)出了尿基復(fù)肥N∶P∶K=23∶15∶7配方的產(chǎn)品，合計67.60 t；尿基復(fù)肥N∶P∶K=18∶18∶18配方的產(chǎn)品,合計996.60 t,全部產(chǎn)品質(zhì)量合格。

針對化工試車期間暴露出的問題進(jìn)行了整改：

(1)上塔溶液管塔上90 m處加遠(yuǎn)傳熱電偶溫度計，上塔溶液泵出口總管處增加一個貼片溫度計，信號均遠(yuǎn)傳到DCS控制系統(tǒng)。

(2)熔融槽粉料下料口槽內(nèi)加下料擋板；槽內(nèi)溢流管口加過濾網(wǎng)，下料底閥處加過濾網(wǎng)，減少異物雜質(zhì)堵塞料漿溢流管。

(3)上塔尿素料漿夾套管塔內(nèi)垂直段夾套分段保溫、增加加疏水閥組，確保保溫效果減少料漿低溫結(jié)晶堵管。

(4)熔融槽平臺下導(dǎo)淋總閥處增加一個材質(zhì)為304的敞口型接液盤，便于開停車收集殘存的料漿。

(5)熔融槽、緩沖槽放空管延伸到硝銨A套框架頂，并加遮雨罩，減少尿素熔融廠房內(nèi)飄散的氨氣味。

(6)塔上一二級混合槽排風(fēng)管改為直排到塔頂，不再經(jīng)過除塵室，增強(qiáng)抽風(fēng)效果，減少氨氣味。上塔溶液循環(huán)回流管上流量自調(diào)閥，容易結(jié)晶卡塞閥桿，自調(diào)不能使用，導(dǎo)致上塔尿素溶液流量不穩(wěn)定，復(fù)肥養(yǎng)分有波動。

(7)上塔循環(huán)回流管將傾斜度加大，單獨(dú)接入夾套保溫蒸汽；上塔料漿流量自調(diào)閥移到靠近垂直段，單獨(dú)對閥體夾套接入保溫蒸汽。

上述整改措施，于11月上旬全部整改完成。2016年11月29日中午開車。

表2為11月30日～12月9日尿基復(fù)肥生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量匯總表。

表2 產(chǎn)品質(zhì)量匯總表(11月30日～12月9日)

4 結(jié)語

(1)塔上二級混合槽原料漿溢流口高度要適當(dāng)降低，一般下移350～500 mm，減少料漿停留時間。最大限度保留原硝基復(fù)肥裝置，具備根據(jù)市場需求及時調(diào)整，是生產(chǎn)尿基復(fù)合肥還是硝基復(fù)合肥。

(2)高塔生產(chǎn)硝基復(fù)合肥時，塔上混合槽加熱盤管蒸汽為1.3 MPa，保溫盤管蒸汽為0.6 MPa。改造后生產(chǎn)尿基復(fù)合肥時0.6 MPa蒸汽要減溫減壓到0.25 MPa蒸汽，作為尿素熔融液上塔夾套管、混合槽保溫盤管用蒸汽，減少縮二脲生成。

(3)尿素熔融槽溢流口與緩沖槽進(jìn)口標(biāo)高差宜控制在1.5 m以上，并保證一定傾斜度，避免熔融槽溢流管產(chǎn)生氣阻，排液不暢。

(4)生產(chǎn)中熔融槽、緩沖槽溶液溫度控制在指標(biāo)下限；臨時停車要及時將熔融槽、緩沖槽、塔上混合槽內(nèi)溶液處理干凈，嚴(yán)禁長時間保溫攪拌下儲存，減少尿素溶液在槽中的加熱停留時間，減少縮二脲生成。

(5)原料地坑和尿素地坑，投料過程中應(yīng)盡量避免劃包帶入編織袋碎物、碎石等雜物，可考慮在原料收料倉增設(shè)篩網(wǎng)、混料皮帶增設(shè)吸鐵器等措施。如條件具備，建議采用汽運(yùn)散裝磷酸一銨、散裝尿素來組織生產(chǎn)，可以節(jié)省大量人工費(fèi)用。減少編織袋碎物進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，延長造粒機(jī)運(yùn)行周期。