改造低壓吸收系統(tǒng) 降低尿素氨耗

陳 雨

（安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400）

本公司于2011年11月份投產(chǎn)一套年產(chǎn)500kt的二氧化碳汽提法尿素，一次投料開車成功。生產(chǎn)負(fù)荷從70%逐漸加到100%，氨耗、蒸汽耗、電耗均在理想狀態(tài)。由于公司合成氨產(chǎn)量較大，公司決定將尿素負(fù)荷加至1 500t／d。在超負(fù)荷運(yùn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)暴露出問題。主要表現(xiàn)在噸尿素氨耗上升了5～7kg。相當(dāng)于每年尿素生產(chǎn)成本增加750～1 000萬元。因此，節(jié)能降耗的工作迫在眉睫。

從工藝上來看，在1 500t／d時(shí)，常壓吸收塔出現(xiàn)氣相帶液。

吸收的工藝流程是，來自4b吸收塔的氨水進(jìn)入常壓吸收塔填料層，吸收低壓洗滌器出氣和回流冷凝器液位槽出氣中的氨和二氧化碳，見圖1。由于4b吸收塔下液的濃度高并且低壓洗滌器出氣和回流冷凝器液位槽出氣量大，造成4b吸收塔下液不暢，直接帶入常壓吸收塔氣相管，最后進(jìn)入氨水槽。

我們對低壓吸收系統(tǒng)進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析，數(shù)據(jù)如表1。

從分析數(shù)據(jù)來看，負(fù)荷高于100%時(shí)消耗高的原因有以下幾方面。

表1 低壓吸收系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)

（1）由于負(fù)荷高于設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，高壓系統(tǒng)的高壓洗滌器相對來說就小了，造成高壓洗滌器出氣的HV－202自調(diào)閥開度較大，4b吸收塔吸收負(fù)荷重，下液濃度高于指標(biāo)較多。

（2）較高濃度的4b吸收塔下液進(jìn)入常壓吸收塔，造成吸收效果差，常壓吸收塔出氣中氨含量高，并且常壓吸收塔下液濃度高。

（3）常壓吸收塔氣相帶液，造成進(jìn)入常壓吸收塔填料層的吸收液量少，進(jìn)一步加劇常壓吸收塔下液濃度高，吸收效果差。

根據(jù)以上對問題的分析，我認(rèn)為如果作如下改進(jìn)會(huì)改善這種情況。

（1）高壓洗滌器設(shè)備造價(jià)太高暫不更換，將4b吸收塔下液不再送入常壓吸收塔，改道進(jìn)入氨水槽。

理由 由于4b吸收塔下液濃度較高，不適合再進(jìn)入常壓吸收塔作吸收液。

圖1 吸收系統(tǒng)簡圖

（2）常壓吸收泵進(jìn)口不再抽吸常壓吸收塔的氨水循環(huán)提高濃度，而改抽氨水槽中濃度較低的氨水來作為吸收液。

理由 常壓吸收塔的下液濃度已經(jīng)很高，再循環(huán)提濃只會(huì)讓常壓吸收塔吸收效果更差。

（3）常壓吸收塔下液增設(shè)自調(diào)閥，控制常壓吸收塔液位。

理由 常壓吸收塔下液管是通過倒U型管形成液封來控制液位的，一旦塔壓力過高，液封會(huì)沖破，形成塔內(nèi)空液，造成常壓吸收塔竄氣，氨水槽冒氣和吸收塔吸收效果下降。

（4）對于常壓吸收塔氣相帶液的問題，主要是靠降低吸收液的濃度來解決。第一，4b吸收塔下液濃度高，容易在常壓吸收塔填料層形成結(jié)晶，液體下不去就帶液。第二，即使不結(jié)晶也由于濃度高吸收能力差，無法有效吸收低壓洗滌器和回流冷凝器出氣中的氨和二氧化碳，造成常壓吸收塔出氣量大，向下流的吸收液阻力大而無法落下，形成帶液。用氨水槽內(nèi)低濃度氨水來作吸收液，問題就得到改善。

流程改造示意如圖2。

圖2 吸收系統(tǒng)改造簡圖

通過此次改造，我們的系統(tǒng)逐漸步入正常，消耗比改造前噸尿素下降了3～4kg。小試水平，其中關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)——CO選擇性脫氫催化劑的選擇性、草酸二甲酯合成催化劑的時(shí)空收率和草酸二甲酯加氫催化劑EG的選擇性等處于國際領(lǐng)先水平。催化劑累計(jì)運(yùn)行時(shí)間1 500～2 900h，大裝置穩(wěn)定操作壽命預(yù)計(jì)均可達(dá)2a以上，期望值3～4a。

（3）三項(xiàng)關(guān)鍵催化劑配套的反應(yīng)器專有技術(shù)、酯化再生專有反應(yīng)器及其酯化再生工藝新技術(shù)、乙二醇的精餾與精制專有技術(shù)和全套專有分析檢測技術(shù)均先進(jìn)可靠。

（4）生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品經(jīng)國家石油石化產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東）檢測，產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)達(dá)到GB／T 4649－2008優(yōu)等品和美國ASTM E 2470－2007聚合級(jí)要求，這在國內(nèi)是第一家。

（5）本中試項(xiàng)目市場推廣前景廣闊，采取三家聯(lián)合開發(fā)的方式，三項(xiàng)催化劑的關(guān)鍵指標(biāo)——活性、選擇性居國際領(lǐng)先水平，國家級(jí)工程公司牽頭進(jìn)行工程化放大，四項(xiàng)專有技術(shù)具有創(chuàng)造性、先進(jìn)性，配套的氣體凈化技術(shù)、催化劑應(yīng)用技術(shù)成熟可靠等。

［1］趙宇培，劉定華，劉曉勤，等.合成氣合成乙二醇工藝進(jìn)展和展望［J］.天然氣化工，2006，31（3）：56～60.

［2］景志宏.乙二醇市場展望 ［J］.油氣田地面工程，2009，32（6）：91.

［3］王鈺.我國煤制乙二醇發(fā)展的問題思考 ［J］.化學(xué)工業(yè)，2009，27（6）：17～20.

［4］亞化咨詢.第三屆煤制乙二醇技術(shù)經(jīng)濟(jì)研討會(huì)資料 ［G］.2012年3月.

［5］武戈，閆亞明，鄧蜀平，等.CO催化合成乙二醇的工業(yè)化前景［J］.煤化工，1998，26（1）：6～8.