一起縮二脲含量異常升高事故的處理

宮志武，萬(wàn)金良，汝志山，王 全

（中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司，吉林松原 131109）

一起縮二脲含量異常升高事故的處理

宮志武，萬(wàn)金良，汝志山，王 全

（中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司，吉林松原 131109）

敘述了一次縮二脲異常升高事故的分析和處理過(guò)程。由此解決了問(wèn)題，積累了經(jīng)驗(yàn)，希望能夠給兄弟單位提供一個(gè)可以借鑒的方案。

縮二脲；溫度；停留時(shí)間；蒸發(fā)系統(tǒng)

0 引 言

中化吉林長(zhǎng)山化工有限公司始建于1969年，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為50kt／a合成氨、80kt／a尿素。后經(jīng)擴(kuò)產(chǎn)以及系統(tǒng)挖潛改造，達(dá)到目前的180kt／a合成氨、300kt／a尿素的產(chǎn)能。我公司的第二套尿素生產(chǎn)裝置采用水溶液全循環(huán)工藝，于1992年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為100kt／a，因前部系統(tǒng)挖潛改造，目前該套裝置達(dá)到160kt／a的產(chǎn)量。該套裝置自投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行平穩(wěn)，尿素產(chǎn)品優(yōu)等品率達(dá)到97%以上。但在一次系統(tǒng)短停后再開(kāi)車，縮二脲含量異常升高，最高達(dá)到2．4%（合格品≤1．5%），降低負(fù)荷后縮二脲有所下降，如果增加負(fù)荷，縮二脲又會(huì)升高。

1 問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)的生產(chǎn)情況

（1）該裝置短停開(kāi)車后，對(duì)尿素取樣分析，縮二脲含量達(dá)到2．0%，當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)負(fù)荷是CO28 000m3／h，繼續(xù)增加負(fù)荷后，縮二脲增加到2．4%。操作工停止向蒸發(fā)系統(tǒng)補(bǔ)加尿液槽中的尿液后，縮二脲沒(méi)有明顯的下降。

（2）循環(huán)系統(tǒng)一段分解溫度為160℃、二段分解溫度為150℃，蒸發(fā)系統(tǒng)一段蒸發(fā)溫度為128℃、二段蒸發(fā)溫度為132℃，只有二段蒸發(fā)溫度低于工藝指標(biāo)，其他三點(diǎn)溫度均在工藝指標(biāo)之內(nèi)。而且當(dāng)時(shí)操作工將二段蒸發(fā)加熱器的蒸汽入口閥全開(kāi)，二段蒸發(fā)溫度也提不起來(lái)。對(duì)上述四個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，都是準(zhǔn)確的。

（3）循環(huán)系統(tǒng)各分離器液位都控制在低限。

（4）蒸發(fā)系統(tǒng)保溫蒸汽壓力0．28～0．30MPa。

2 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析

為了便于說(shuō)明問(wèn)題，蒸發(fā)系統(tǒng)流程示意如圖1。

影響縮二脲生成的主要因素有溫度、氨分壓、停留時(shí)間。溫度偏高、氨分壓偏低、停留時(shí)間長(zhǎng)，都有利于縮二脲的生成。

（1）蒸發(fā)系統(tǒng)保溫蒸汽壓力0．28～0．30MPa，在工藝指標(biāo)之內(nèi)。因此，縮二脲的升高不是保溫造成的。

（2）對(duì)合成塔物料取樣分析，氨碳比為4．0（摩爾比），循環(huán)及蒸發(fā)系統(tǒng)的溫度和壓力都在工藝指標(biāo)之內(nèi)，這就意味著系統(tǒng)內(nèi)的氨分壓在合理的范圍內(nèi)，所以此項(xiàng)可以排除。

（3）循環(huán)系統(tǒng)各分離器液位都在低限，尿液停留時(shí)間較短，縮二脲生成較少。

（4）因尿液槽中的尿液停留時(shí)間比較長(zhǎng)，縮二脲含量較高。但是，停止向蒸發(fā)系統(tǒng)補(bǔ)加后，縮二脲卻沒(méi)有明顯下降，所以此項(xiàng)可以排除。

（5）是否在系統(tǒng)內(nèi)有局部堵塞的地方，或是設(shè)備有損壞的地方，使通過(guò)的尿液減少，并造成一部分尿液停留時(shí)間延長(zhǎng)，從而造成縮二脲升高？

（6）通過(guò)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)和蒸發(fā)系統(tǒng)四個(gè)加熱器溫度的測(cè)定，都是準(zhǔn)確的，但是二段蒸發(fā)溫度偏低，二段蒸發(fā)加熱器的蒸汽入口閥全開(kāi)也不能將溫度提起來(lái)，所以二段蒸發(fā)系統(tǒng)有問(wèn)題的可能性大。

筆者對(duì)系統(tǒng)觀察后發(fā)現(xiàn)：蒸發(fā)系統(tǒng)一段溫度在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，這說(shuō)明蒸發(fā)系統(tǒng)一段至二段的過(guò)料是正常的（一段蒸發(fā)測(cè)溫點(diǎn)在一段蒸發(fā)分離器下液管上，位于二段蒸發(fā)加熱器之前，見(jiàn)圖1），而二段蒸發(fā)溫度偏低，且提不起來(lái)，應(yīng)該是二段有問(wèn)題。根據(jù)以上判斷，建議蒸發(fā)系統(tǒng)停車檢查。

圖1 蒸發(fā)系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

3 對(duì)二段蒸發(fā)系統(tǒng)的檢查

蒸發(fā)系統(tǒng)停車后，打開(kāi)二段蒸發(fā)加熱器及分離器進(jìn)行檢查，沒(méi)發(fā)現(xiàn)有雜物堵塞的地方，但是發(fā)現(xiàn)在二段蒸發(fā)分離器尿液入口處（內(nèi)壁上）有一個(gè)隆起，且隆起較高。

對(duì)內(nèi)壁隆起的原因分析如下。

該裝置自1992年建成投產(chǎn)，設(shè)備已經(jīng)使用20a，特別是1999年和2001年前部系統(tǒng)挖潛改造，增加了該裝置的生產(chǎn)負(fù)荷。在超負(fù)荷生產(chǎn)的情況下，二段蒸發(fā)分離器尿液進(jìn)口處被沖刷減薄，為了防止該設(shè)備漏真空，已經(jīng)在減薄處補(bǔ)焊了加強(qiáng)板。但是，經(jīng)過(guò)大負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間的沖刷，使二段蒸發(fā)分離器原有的器壁被磨穿，在加強(qiáng)板與原器壁之間形成了一個(gè)開(kāi)放式的空腔。蒸發(fā)系統(tǒng)停車水泡時(shí)，此空腔被水充滿，但排水時(shí)卻不能把水排出（因破口較小且在上部）。當(dāng)蒸發(fā)系統(tǒng)開(kāi)車提真空時(shí)，此空腔內(nèi)的水不能馬上被抽出，造成空腔內(nèi)的壓力高于二段分離器內(nèi)的壓力，使器壁向內(nèi)隆起。

4 縮二脲升高的原因

尿液是按切線方向進(jìn)入二段蒸發(fā)分離器的，并沿著器壁旋轉(zhuǎn)向下，分離出的氣體則從分離器中間向上被抽出。器壁隆起后，改變了尿液的流動(dòng)方向，使尿液在隆起處沿著徑向噴灑，并在分離器內(nèi)產(chǎn)生折射，阻擋氣體的上升通道，下部分離出的氣體在上升過(guò)程中與液相逆流接觸，被液相冷凝，使尿液水含量升高，尿液進(jìn)入下液管后，在夾套保溫的作用下形成再沸，尿液中的水被蒸發(fā)出來(lái)，在下液管中形成向上的氣流，將分離器內(nèi)的尿液托住，當(dāng)液位達(dá)到一定高度后，在重力作用下尿液流入下液管內(nèi)。而分離器內(nèi)則維持一定高度的液位，使尿液的停留時(shí)間延長(zhǎng)，縮二脲上升。

尿液進(jìn)入二蒸分離器后，一部分水在液相吸熱汽化分離出來(lái)，使尿液溫度迅速降低。又因尿液的停留時(shí)間延長(zhǎng)，熱量進(jìn)一步損失，使尿液溫度繼續(xù)降低（雖然此時(shí)在二蒸分離器內(nèi)發(fā)生了蒸汽冷凝，釋放出熱量，但此冷凝熱無(wú)法將大量的尿液加熱），而二段測(cè)溫點(diǎn)在二蒸分離器的下液管上，溫度顯示滯后，操作工見(jiàn)到溫度低就開(kāi)大加熱蒸汽，此時(shí)尿液在二段蒸發(fā)加熱器內(nèi)被過(guò)度加熱，縮二脲急劇上升。

5 問(wèn)題的解決

經(jīng)研究，公司決定緊急訂購(gòu)一臺(tái)二段蒸發(fā)分離器。在新設(shè)備到廠前，暫時(shí)作如下處理。

（1）將二蒸分離器內(nèi)隆起處的鋼板割掉，消除設(shè)備缺陷。

（2）在二段蒸發(fā)加熱器出口處加裝一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)（見(jiàn)圖1），監(jiān)測(cè)尿液溫度。

（3）二蒸分離器還有兩處補(bǔ)焊了加強(qiáng)板，所以，當(dāng)發(fā)現(xiàn)開(kāi)大加熱蒸汽后，二段蒸發(fā)加熱器出口溫度升高而二蒸分離器下液溫度偏低時(shí)，可暫時(shí)降低二段真空，破壞二蒸分離器內(nèi)壓力，使尿液能依靠重力流入下液管中（即不積液），當(dāng)二蒸分離器內(nèi)的尿液放凈后，再把真空度提到工藝指標(biāo)內(nèi)。如果縮二脲升高，則停車處理。

6 結(jié) 語(yǔ)

化工生產(chǎn)中各種問(wèn)題層出不窮，本次事故就充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。采取上述措施后，產(chǎn)品質(zhì)量有了保證，并為新設(shè)備的制造贏得了時(shí)間。

Treatment of an Accident of Biuret Content Abnormal Increasing

GONG Zhi－wu，WAN Jin－liang，RU Zhi－shan，WANG Quan
（Sinochem Jilin Changshan Chemical Co．，Ltd．，Songyuan Jilin 131109，China）

Introduce analysis and treatment of an accident of biuret content abnormal increasing．Experience of solving the problems provides a reference solution for other plants．

biuret；temperature；residence time；vaporization system

TQ441．41

B

1003－6490（2012）03－0059－02

2012－03－30

宮志武（1973－），男，吉林松原人，主要從事化工生產(chǎn)工作。