影响尿素产品质量的原因及对策

    【摘要】本文结合我厂装置近几年的实际生产情况，分析低负荷下尿素产品缩二脲的原因，并提出相应的解决对策和措施，达到提产品优级品的目的，实现了装置低负荷下的平稳运行，对实际操作和降低能耗有着重要的意义。

    【关键词】尿素；低负荷；缩二脲；措施

    前言

    我厂自尿素投料以来，经常有尿素质量未达到优等品的现象，其中主要是缩二脲及水含量超标，粒子粉化等问题。主要受到生产负荷、设备状况、人员操作水平的影响，通过对其分析，采取一些技改措施，使优级品明显提高。

    一、缩二脲问题分析及解决对策

    缩二脲的产生存在于整个过程中，其反应式如下

    2CO（NH2）2=NH2CONH2CONH2+NH3-Q

    式中表明Bi的生成与温度.停留时间.Ur浓度成正比，与NH3分压成反比。其中主要因素是停留时间和温度，NH3分压及Ur浓度相对较易控制，下表为Bi在各阶段理论与实际生成的情况对照表，从表中可以看出我们与标准还有一定差距。现具体分析如下

    1、高压系统

    a、由于本装置甲铵泵打入高压系统H2O偏高，导致高压系统温度偏高，可适当提高NH3/CO2，既可控制好高压压力，又可以提高氨分压，减少Bi的生成。通过实际测试，控制在3.1—3.2比较合适。b、在气提塔中由于氨的分压降低，温度影响十分显著。在保证汽提效率的同时，应该严格控制汽提塔的出液温度。主要是控制好高压合成塔液位.NH3/CO2H2O/Ur，注意汽提塔壳侧加热蒸汽压力与负荷相适应。适当提高蒸汽饱和器液位，防止蒸汽过热。C、气提塔液位应控制在低限，以尽量减少它的停留时间。

    2、低负荷生产对尿素产品质量的影响

    我厂尿素生产设计满负荷在12000N㎡/h，近几年以来，我厂生产负荷基本在6800-8500N㎡/h（60﹪-70﹪）左右的水平，低负荷生产物料停留时间延长，蒸发系统真空波动大，气体效率受到了一定的影响，系统温度、压力等参数偏离正常值，系统操作难度加大，稳定性差，缩二脲生成量增多，产品质量控制不易。

    3、采取的优化措施

    结合生产实际，我们从停留时间、温度、氨碳比及水碳比等方面对高压系统、低压系统和蒸发系统进行了相应的调节，（1）高压系统的相应操作。装置生产强度低，物料在系统各个设备相应的停留时间相应延长。因此，在保证生产安全的前提下，是对的降低各设备液位是必要的，尤其在高压系统合成塔（R3101）和气体塔（E3101），我们控制合成塔液位在60%-75%之间，气体塔液位在30%-45%之间。（2）高压系统的温度，以控制气体塔的出液温度为主，此温度控制指标为160℃-168℃，操作中一般不应超出168℃，低负荷生产时，由于系统过料量相对少，出液温度应不超过168℃为宜，此温度主要与系统水碳比和高压汽饱的压力有关，水碳比高很容易造成系统转化率下降较多，气体塔负荷加重，出液温度高，汽饱压力应用负荷对应。

    二、二段采用夹套保温方式

    夹套蒸汽的压力由原来的过热蒸汽（0.28MPa）改造（汽包）为饱和蒸汽，以造粒管线的造粒温度TI31601温度为参考，保证TI31601的温度高于二段TI31402温度的1-2℃左右即可，因为熔融态尿素在高温、低压条件下缓慢放出NH3而缩合成缩二脲，缩二脲的相对分子量为103，无水缩二脲熔点为192-193℃，难溶于水。尿素在低压高温下长期加热将促进缩二脲的生成；在一定压力下，缩二脲与氨共热可以恢复为尿素。因此产品中缩二脲高会烧伤植物的叶和嫩枝；尿素产品的缩二脲含量过高，施用后延长植物返青时间，严重时会烧死植物，所以作为肥料的尿素产品，其缩二脲含量不得过高。二段蒸发分离器（V3108）下液管线至造粒喷头的管线均设有夹套蒸汽。设置夹套蒸汽的目的就是保证尿液具有一定的流动性，高于尿液的结晶温度。鸿基焦化化肥厂的上塔夹套蒸汽由0.28Mpa的饱和汽包产生。如果夹套蒸汽压力高，夹套蒸汽对熔融尿液加热导致尿素产品缩二脲指标超标；如果夹套蒸汽压力过低，不能对熔融尿液进行保温，反而吸收尿液热量，严重的结果是导致尿液结晶。

    三、蒸发打循环对缩二脲影响

    造成蒸发打循环的因素有很多，下面列举几种比较常见的情况并提出相应处理措施。蒸发打循环必然导致尿液在尿液槽停留时间增加。（1）尿素熔融泵（P3105A/B）出现不打量或抽空。蒸发系统运行一段时间由于气体夹带尿液，在一段分离器（V3107）、二段分离器（V3108）和升压器（X3103）处累积大量尿素，最后转变为缩二脲块，堵塞通道，导致蒸发真空度提不起来，所以每小夜班对设备的结晶部位用稀氨水进行冲洗。V3108冲洗水量控制在1.0m3，时间控制在5分钟之内；X3103冲洗水（共两根），大量缩二脲块的坠落，堵塞管道，造成蒸发系统波动。（2）喷头溢流。进入造粒喷头尿液的量和离开喷头尿液的量没有达到一个平衡均会产生喷头溢流现象。下面列举几种比较常见的引起喷头溢流的现象。①喷头转速与生产负荷不对应导致喷头溢流；②蒸发系统波动导致喷头间隙供料导致喷头溢流；③P3105A/B故障或尿液管线堵塞导致喷头溢流；④拉大槽，调整不当；⑤倒喷头预热时间不够导致喷头溢流；⑥倒喷头时备用喷头有积液，冷热介质相遇，熔融尿素结晶导致喷头溢流；⑦成品包装故障导致喷头溢流；⑧喷头未清理干净，喷头小孔堵塞导致喷头溢流；

    四、尿素产品质量指标

    尿素产品的质量包括内在质量和外观质量。内在质量即总氮、缩二脲、水含量等；外观质量即粒度、强度、颜色。目前我厂对尿素指标控制总氮/%≥46.6缩二脲/%≤1.5水含量/%≤1.0粒度/%0.85～2.80≥90车间要求控制在以下范围内：缩二脲/%≤1.0水含量/%≤0.5粒度/%0.85～2.80≥96颜色（白色）根据国家标准我厂尿素产品已达到优等品。

    作者简介

    马松，男，出生年份：1985年.助理工程师.