尿素產(chǎn)品質(zhì)量影響因素及對策

楊曉峰

摘 要：尿素是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的一種化工產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量主要由含氮量、縮二脲含量、含水量、粒度、強(qiáng)度以及粉塵等指標(biāo)進(jìn)行衡量，在各項(xiàng)指標(biāo)中，除含氮量能夠在生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)階段可有效控制外，其他指標(biāo)均可能受到溫度、反應(yīng)時間、設(shè)備運(yùn)行狀況以及外部環(huán)境等多種因素的影響，因此應(yīng)采取有效控制措施，確保其他指標(biāo)能夠達(dá)到國家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供合格的尿素產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：尿素；產(chǎn)品；質(zhì)量；對策

1 概述

尿素是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛的一種化工產(chǎn)品，尿素質(zhì)量指標(biāo)主要包括含氮量、縮二脲含量、含水量、粒度、強(qiáng)度以及粉塵等。在實(shí)際生產(chǎn)中含氮量基本能夠達(dá)標(biāo)，因而其他指標(biāo)的控制就成為影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量的主要影響因素。如果尿素產(chǎn)品粒子呈現(xiàn)乳白色、結(jié)塊、不均勻或刺激性氣味過大時，說明尿素產(chǎn)品沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，需要采取有效的措施控制縮二脲、水、粒度及粉塵等各項(xiàng)指標(biāo)。

2 影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量因素分析

2.1 縮二脲含量影響因素

縮二脲是尿素在水溶液或熔融狀態(tài)下由于失氧受熱而發(fā)生異構(gòu)化作用生成的，因此其含量主要受以下因素影響：尿素溶液濃度，在一定溫度下改變尿素溶液濃度，隨著尿素溶液濃度的增高，生成縮二脲的速度逐漸加快；氨分壓越大，縮二脲含量越小；溫度影響，當(dāng)尿素溶液濃度一定時，縮二脲的生成速率隨著溫度的升高而逐漸加快；停留時間的影響，當(dāng)反應(yīng)停留時間越長時，縮二脲生成量越大。根據(jù)塔里木油田塔西南勘探開發(fā)公司化肥廠生成系統(tǒng)檢驗(yàn)，尿素汽提塔出來液體中縮二脲的含量在0.2%，至蒸發(fā)系統(tǒng)入口增加至0.4%，一段蒸發(fā)和二段蒸發(fā)過程中縮二脲含量繼續(xù)增加，至造粒噴頭時增加至0.8%。

2.2 含水量影響因素

影響水量的主要因素有以下幾點(diǎn)：一是蒸發(fā)溫度，二是真空度，三是出現(xiàn)泄漏。如一、二段蒸發(fā)溫度不達(dá)標(biāo)會增加水分含量；一、二段分離器真空度不達(dá)標(biāo)也會增加含水量；另外，容易出現(xiàn)泄漏的部件有二段蒸發(fā)加熱器列管、上造粒塔保溫夾套和蒸汽吹出閥、熔融泵進(jìn)口沖洗水閥、造粒噴頭預(yù)熱蒸汽閥等。除以上原因外，雨季時空氣濕度高也會影響產(chǎn)品含水量。

2.3 粒度影響因素

噴射速度、噴量多少、孔徑大小會對尿素成品粒度產(chǎn)生影響。噴孔初速越大，拉斷時間短，尿素溶液溫度高，粘度小，所的成品粒度?。粐娏看?，流股變細(xì)時間延長，尿液溫度下降較多，粘度增加，所得尿素粒度就大；孔徑大，流股粗，相同斷裂時間時，產(chǎn)品粒度大。

2.4 粉塵的影響因素

粉塵不僅會對環(huán)境造成污染，還會加大尿素產(chǎn)品損失。在尿素生產(chǎn)過程中，粉塵主要來源于化學(xué)反應(yīng)、噴頭噴射或操作不當(dāng)、塔內(nèi)風(fēng)速以及其他機(jī)械原因。如尿素熔融物自塔頂噴頭小孔噴出時，每根射流的顆粒系會形成螺旋線形式呈拋物面降落，在降落過程中斷裂成滴，并且在周圍冷空氣的作用下凝固。噴頭噴出的熔融物在高溫和低含量氨共同作用下會生成異氰酸和氨，溫度越高，反應(yīng)越劇烈，產(chǎn)生的粉塵量也就增多；而在低溫作用下，異氰酸和氨會重新反應(yīng)生成尿素，因此控制好冷卻溫度，可減少分解反應(yīng)的發(fā)生，控制粉塵量。噴頭使用時間過長，未及時更換，噴孔邊緣帶有的毛刺會產(chǎn)生粉塵；噴頭被尿素溶液夾帶的雜物堵塞、噴頭轉(zhuǎn)速低、孔徑大等都可能會增加產(chǎn)品中粉塵的含量。另外，操作過程中，熔融溫度過低，噴量過小，噴頭轉(zhuǎn)速太快或太慢時，噴頭里面旋轉(zhuǎn)液層厚度分布不均勻，容易影響粒子質(zhì)量，細(xì)小或空心顆粒增多，導(dǎo)致出現(xiàn)大量粉塵。

3 提高尿素產(chǎn)品質(zhì)量的措施

3.1 縮二脲含量的控制措施

對縮二脲含量影響因素進(jìn)行分析后，可采取如下措施對其進(jìn)行有效控制：尿素系統(tǒng)應(yīng)避免在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，應(yīng)確保其運(yùn)行負(fù)荷量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；一、二段運(yùn)行應(yīng)在低限狀態(tài)下進(jìn)行，溫度分別控制在128℃和138℃，一、二段真空差控制在0.02MPa；嚴(yán)格控制分離器液位，縮短尿素溶液在設(shè)備中的滯留時間；避免在高濃度、高溫、真空條件下打循環(huán)；正常生產(chǎn)時真空進(jìn)料操作，尿素溶液在槽內(nèi)存放時間盡量縮短；控制上塔管線夾套保溫和其他伴管保溫的蒸汽壓力，使其在0.28MPa以下；及時維修或更換二段蒸發(fā)分離器，減少積液，影響真空度。

3.2 含水量控制措施

首先，溫度的控制。溫度過高，則縮二脲含量會升高，影響尿素質(zhì)量；溫度過低，尿素溶液會結(jié)晶（132.7℃），且真空度無法保障，熔融尿素中水分不能有效蒸發(fā)，影響最終品質(zhì)。因此，實(shí)際生產(chǎn)中一段溫度控制在128-132℃，二段溫度控制在136-138℃較為合適，既能保證縮二脲含量不增加，還能有效降低水分。其次，真空度的控制。嚴(yán)格蒸發(fā)負(fù)荷，減少不凝性氣體含量；及時檢測噴射泵噴嘴蒸汽壓力、磨損及堵塞狀況，確保其抽吸能力正常；檢測冷凝器含水量、水溫、液管通暢性，確保其冷凝效果達(dá)到最佳；檢查系統(tǒng)各部件是否存在泄漏、水封注水量、尿素溶液中游離氨的含量，將系統(tǒng)內(nèi)不凝性氣體含量控制在合理范圍內(nèi)；檢查造粒塔周邊環(huán)境、塔頂是否存在泄漏，及時進(jìn)行修復(fù)處理。

3.3 粒度均勻性控制措施

在實(shí)際生產(chǎn)時，應(yīng)根據(jù)噴頭各排孔徑大小，對離心速度大小和噴孔初速度進(jìn)行合理設(shè)置，才能獲得較為均勻的顆粒；系統(tǒng)工藝要保持穩(wěn)定性，溫度、壓力要滿足生產(chǎn)需求；定期對噴頭進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，定期進(jìn)行倒換噴頭并清洗；根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷狀況，調(diào)節(jié)造粒變頻器，保持勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4 粉塵降低措施

要有效減少粉塵含量，應(yīng)提高工藝的穩(wěn)定性，消除生產(chǎn)設(shè)備的缺陷。首先，定期更換造粒噴頭，做好噴頭的清潔工作，必要時可在造粒噴頭前增加過濾裝置，有條件的生產(chǎn)廠家可更換智能噴頭。其次，控制蒸發(fā)溫度，防止溫度過高增加粉塵含量。

4 結(jié)語

在實(shí)際生產(chǎn)中，影響尿素質(zhì)量的指標(biāo)較多，而各指標(biāo)受不同因素影響，因此應(yīng)對各項(xiàng)要素進(jìn)行分析，然后選擇科學(xué)的生產(chǎn)工藝參數(shù)為生產(chǎn)提供有利條件；另外，還應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測和檢查工作，及時消除設(shè)備中的缺陷，保障生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和持續(xù)性，為生產(chǎn)合格尿素提供物質(zhì)保障。

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