尿素氨水槽液位高的原因分析及處理措施

徐 猛，劉寧娟，譚曉龍

（1.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000；2.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司鎂業(yè)公司，青海格爾木 816000）

尿素氨水槽液位高的原因分析及處理措施

徐 猛1，劉寧娟1，譚曉龍2

（1.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000；2.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司鎂業(yè)公司，青海格爾木 816000）

簡(jiǎn)述了氨水槽在尿素生產(chǎn)中的作用，對(duì)其在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及原因進(jìn)行了分析，并提出了改造措施。技術(shù)改造后解決了尿素工藝系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行的工藝問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)尿素產(chǎn)品的高產(chǎn)和低耗夯實(shí)了基礎(chǔ)。

氨水槽；液位；工藝?yán)淠?；溢流；密封?/p>

1 概述

我公司33萬(wàn)t/a尿素裝置采用傳統(tǒng)的斯太米卡邦（Stamicarbon）二氧化碳汽提法工藝技術(shù)。其中氨水槽主要是接收以下幾個(gè)系統(tǒng)所產(chǎn)生的含有不同濃度組分的原料氨及二氧化碳的工藝廢水：

1）接收高壓系統(tǒng)中合成尿素反應(yīng)時(shí)所生成的副產(chǎn)物——水，通過(guò)蒸發(fā)系統(tǒng)在真空狀態(tài)下將其分離，一則使得尿素溶液得到濃縮，達(dá)到工藝指標(biāo)99.7%；二則是減少尿素成品中副產(chǎn)物——縮二脲的生成。

2）接收氨泵含的密封水。

3）接收甲銨泵含氨、氨基甲酸銨（或甲銨液）及二氧化碳組分密封水。

4）接收高壓系統(tǒng)氣相尾氣放空到4巴吸收塔后，吸收含氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。

5）接收低壓甲銨冷凝器氣相管線沖洗后含氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。

6）接收低壓甲銨冷凝器、回流冷凝器事故狀態(tài)下含高濃度的氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。

7）接收尿素生產(chǎn)中各工藝系統(tǒng)排放的含氨、氨基甲酸銨及二氧化碳組分的工藝廢水。將各系統(tǒng)中產(chǎn)生的工藝廢水收集到氨水槽中，再送至解吸水解系統(tǒng)進(jìn)行解吸和水解，一則可以回收各工藝系統(tǒng)所產(chǎn)生的工藝廢水中所含的原料氨、二氧化碳、氨基甲酸銨和少量的水，返回至高壓系統(tǒng)進(jìn)行利用，減少噸尿素氨耗，節(jié)約成本；二則可以將工藝廢水處理達(dá)到環(huán)保要求，作為鍋爐水回收利用，節(jié)約水資源，提高水的重復(fù)利用率，保護(hù)環(huán)境。

2 運(yùn)行中存在的問(wèn)題

該設(shè)備自投入試車(chē)以來(lái)，一直運(yùn)行不穩(wěn)定，常常出現(xiàn)液位過(guò)高，在80%～90%之間，水解解吸負(fù)荷加到110%～120%之間運(yùn)行也不能將其液位降下來(lái)。特別在遇到工藝系統(tǒng)停車(chē)時(shí)，大量含氨、二氧化碳及少量尿素的工藝廢水沒(méi)有去處，只能就地排放，這增加了我單位廢水處理系統(tǒng)處理難度。2014年曾多次出現(xiàn)氨水槽滿液溢流，工藝廢水只能就地排放才能維持尿素生產(chǎn)，多次迫使尿素高壓系統(tǒng)減負(fù)荷運(yùn)行。這不僅影響尿素工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，使得尿素年產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響，同時(shí)工藝廢水中所含的氨、氨基甲酸銨及二氧化碳等原料組分不能回收利用，噸尿素耗氨量增加，尿素成本也隨之增加，同時(shí)也增加了環(huán)保處理費(fèi)用。

3 原因分析

1）由于試車(chē)前期氨水槽中氨、尿素、甲銨液濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)；同時(shí)解吸水解系統(tǒng)結(jié)垢比較嚴(yán)重，解吸水解系統(tǒng)運(yùn)行不正常，工藝?yán)淠哼_(dá)不到排放指標(biāo)要求，工藝?yán)淠翰缓细?，不能及時(shí)送出尿素系統(tǒng)。

2）蒸發(fā)系統(tǒng)中第二蒸發(fā)冷卻器列管腐蝕穿孔，大量循環(huán)水漏入到氨水槽中，致使氨水槽液位過(guò)高。

3）原設(shè)計(jì)氨泵AB泵密封水采用Ф25的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液是從蒸汽冷凝液泵出口接至氨泵，密封水進(jìn)口壓力為1.5MPa，壓力較高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，導(dǎo)致回到氨水槽的工藝?yán)淠毫看?，液位過(guò)高。

4）原設(shè)計(jì)甲銨泵AB泵密封水采用Ф25的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液是從蒸汽冷凝液泵出口接至氨泵，密封水進(jìn)口壓力為1.5MPa，壓力較高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，導(dǎo)致回到氨水槽的工藝?yán)淠毫看螅何贿^(guò)高。

5）低壓系統(tǒng)及回流冷凝器運(yùn)行不正常，回流冷凝器內(nèi)物料不能及時(shí)送往低壓系統(tǒng)，只能通過(guò)排放排到氨水槽。而低壓系統(tǒng)只能補(bǔ)水維持運(yùn)行，當(dāng)補(bǔ)水量控制不好時(shí)，低壓系統(tǒng)也只能通過(guò)排放到氨水槽維持系統(tǒng)運(yùn)行，大量的工藝?yán)淠号诺桨彼?，致使氨水槽液位過(guò)高。

6）高壓負(fù)荷后移，導(dǎo)致低壓系統(tǒng)中低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管常常結(jié)晶堵塞管道，而設(shè)計(jì)中低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管沖洗水為蒸汽冷凝液，頻繁沖洗低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽，導(dǎo)致液位過(guò)高。

7）原設(shè)計(jì)一段蒸發(fā)分離器、二段蒸發(fā)分離器沖洗水采用蒸汽冷凝液，根據(jù)蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行工況，工藝要求蒸發(fā)系統(tǒng)1h沖洗一次，沖洗時(shí)間為10～15min，頻繁沖洗，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽內(nèi)，致使氨水槽液位過(guò)高。

8）由于裝置地處高原寒冷地區(qū)，冬季為了防凍，保護(hù)系統(tǒng)，各系統(tǒng)倒淋都留有開(kāi)度，大量的蒸汽冷凝液、蒸汽、工藝液及工藝?yán)淠号诺桨彼郏率拱彼垡何桓摺?/p>

4 改進(jìn)措施

1）首先從下列幾個(gè)方面對(duì)水解解吸系統(tǒng)進(jìn)行工藝優(yōu)化，保證水解解吸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保證持續(xù)送往供熱中心作為鍋爐用水或化水站作為循環(huán)水回收利用，減少循環(huán)次數(shù)。①加強(qiáng)對(duì)一、二段蒸發(fā)冷凝器回到氨水槽的工藝?yán)淠航M分進(jìn)行監(jiān)控，每個(gè)班至少分析1次，主要分析尿素、氨、二氧化碳，保證進(jìn)入到氨水槽的工藝?yán)淠涸谥笜?biāo)范圍內(nèi)，從而保證解吸水解系統(tǒng)的正常運(yùn)行。② 從合成氨車(chē)間引一根DN50，壓力為3.9MPa的中壓蒸汽作為水解塔加熱的熱源，保證水解解吸系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)，保證解吸后的工藝?yán)淠哼_(dá)到設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)。③每年利用大檢修期間對(duì)解吸水解系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗。

2）加強(qiáng)對(duì)一、二段蒸發(fā)冷凝器回到氨水槽的工藝?yán)淠航M分中鈣鎂及其氯離子的監(jiān)控，如果工藝?yán)淠褐锈}鎂或氯離子等組分含量高，應(yīng)停車(chē)對(duì)一二段蒸發(fā)冷凝器進(jìn)行檢查，對(duì)泄漏的列管進(jìn)行堵管。

3）將氨泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵來(lái)的蒸汽冷凝液改為從氨水槽送來(lái)的工藝?yán)淠?，減少生產(chǎn)過(guò)程中工藝?yán)淠旱漠a(chǎn)生量，使用氨水槽內(nèi)的工藝?yán)淠鹤匝h(huán)。

4）將甲銨泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵來(lái)的蒸汽冷凝液改為從氨水槽送來(lái)的工藝?yán)淠?，減少生產(chǎn)過(guò)程中工藝?yán)淠旱漠a(chǎn)生量，使用氨水槽內(nèi)的工藝?yán)淠鹤匝h(huán)。

5）穩(wěn)定高壓系統(tǒng)運(yùn)行，防止高壓負(fù)荷后移，從而穩(wěn)定低壓甲銨冷凝器液位槽液位，減少不正常的介質(zhì)排放到氨水槽中。

6）穩(wěn)定解吸塔的運(yùn)行，保證回流冷凝器的運(yùn)行，從而減少回流系統(tǒng)向氨水槽的非正常排放。

7）對(duì)低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管進(jìn)行改進(jìn)，將原設(shè)計(jì)沖洗低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管的蒸汽冷凝液改為從氨水槽來(lái)的工藝?yán)淠?，將原設(shè)計(jì)低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管伴熱采用管道伴熱方式改為盤(pán)管伴熱的方式，防止低壓甲銨冷凝器液位槽氣相管頻繁結(jié)晶，防止頻繁沖洗，減少排向氨水槽的工藝?yán)淠骸?/p>

8）將原設(shè)計(jì)的一段蒸發(fā)分離器、二段蒸發(fā)分離器沖洗水采用蒸汽冷凝液沖洗的方式改為既可以采用蒸汽冷凝液沖洗，又可以采用氨水槽來(lái)的工藝?yán)淠簺_洗的方式，運(yùn)行中可根據(jù)蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行工況及氨水槽液位，選擇采用的沖洗介質(zhì)和沖洗方式。

9）在冬季盡量穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，減少停車(chē)次數(shù)甚至不停車(chē)，減少各倒淋向氨水槽排放工藝介質(zhì)及其他介質(zhì)。

5 采取改進(jìn)措施后的運(yùn)行效果

采取改進(jìn)措施后，徹底解決了限制氨水槽液位高的瓶頸問(wèn)題，氨水槽液位能控制在低液位（20%～25%）運(yùn)行，解吸水解系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷最高也只能達(dá)到90%運(yùn)行，穩(wěn)定了尿素解吸水解運(yùn)行工況，工藝?yán)淠阂材苓_(dá)標(biāo)排放，低液位狀態(tài)下保證了在尿素工藝事故狀態(tài)下也能全部結(jié)束整個(gè)工藝所排放的介質(zhì)。

6 結(jié)束語(yǔ)

采取改造措施后，解決了氨水槽液位高甚至溢流的問(wèn)題，穩(wěn)定了尿素工藝生產(chǎn)，為實(shí)現(xiàn)尿素產(chǎn)品高產(chǎn)、低耗奠定了基礎(chǔ)。

Urea is Analysed the Reasons of High Ammonia Tank Liquid Level of Analysis and Treatment Measures

Xu Meng，Liu Ning-juan，Tan Xiao-long

Briefl y describes the ammonia tank in urea production function，the problems and reasons in the running are analyzed，and puts forward some reform measures，the urea process has been solved by the modifi ed system not stable operation process problems，in order to achieve the high productivity and low consumption of urea product solid foundation.

ammonia tank；liquid level；process condensate；overfl ow；seal water

TQ441.41

B

1003-6490（2016）07-0003-02

2016-06-29

徐猛（1970—），男，貴州畢節(jié)人，2000年畢業(yè)于貴州工業(yè)大學(xué)，助理工程師，任青海鹽湖工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)調(diào)度中心調(diào)度長(zhǎng)。