淺談SNAM氨汽提中壓系統(tǒng)的控制與改造

王 堅，王 斌，張昊彧，栗曉輝

（1.湖南金宏泰公司，湖南湘潭 411201；2.河南煤業(yè)化工集團中原大化公司，河南濮陽 457000）

0 引 言

中原大化集團公司尿素生產(chǎn)裝置是國內(nèi)第一套從意大利引進的氨汽提尿素生產(chǎn)工藝，設(shè)計生產(chǎn)能力為1 760t／d。1990年5月5日投產(chǎn)。

相較于Stamicarbon的CO2汽提法汽提液，其NH3／CO2比較低（摩爾比為2），氨汽提工藝控制NH3／CO2比較高（摩爾比為3.5）。氨汽提工藝N／C控制較高，增加了后系統(tǒng)的分解回收負(fù)荷。若在較低壓力下分解并加以回收，再送回合成系統(tǒng)，需添加大量的水，這樣，將導(dǎo)致水碳比增加，轉(zhuǎn)化率下降，形成惡性循環(huán)；若通過降低溫度來增加冷凝吸收效果，又受限于冷卻水的溫度，并有析出固相的危險。因此，氨汽提工藝設(shè)有中壓系統(tǒng)，而且對于整個系統(tǒng)來說，中壓系統(tǒng)控制的好壞，直接關(guān)系到系統(tǒng)是否可以正常運行。增加中壓系統(tǒng)，能使相當(dāng)多的氨以液氨的形式回收，這樣就降低了碳銨液中的氨碳比，有利于吸收。因此，中壓系統(tǒng)的控制對整個系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。

通過多年對中壓系統(tǒng)的探索和總結(jié)，同時公司尿素裝置與三胺裝置聯(lián)產(chǎn)以來，通過對中壓系統(tǒng)的技術(shù)改造和中壓系統(tǒng)操作的規(guī)范，維護和優(yōu)化了系統(tǒng)的操作，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1 中壓系統(tǒng)的優(yōu)化操作及改造

1.1 中壓冷凝器E106結(jié)晶堵塞

裝置開車以來，由于系統(tǒng)負(fù)荷較高，加之與三胺聯(lián)產(chǎn)，三胺大量尾氣回收到中壓系統(tǒng)，以上原因造成E106頻繁結(jié)晶堵塞，影響到系統(tǒng)的正常運行。三胺與中壓系統(tǒng)連接流程如圖1。

1.2 中壓冷凝器E106的優(yōu)化操作

（1）高壓系統(tǒng)氨碳比低，造成到中壓系統(tǒng)氨基甲酸銨濃度高。容易造成E106結(jié)晶堵塞，因此，要嚴(yán)格控制氨碳比在3.2～3.8（摩爾比），嚴(yán)防氨碳比低。

（2）中壓甲銨泵P103到三胺的循環(huán)甲銨量偏小，導(dǎo)致三胺返回的甲銨濃度升高，容易造成E106結(jié)晶堵塞。因此，要積極聯(lián)系三胺，保證中壓甲銨泵P103到三胺的循環(huán)甲銨量正常，防止流量偏低。

圖1 三胺與中壓系統(tǒng)連接流程圖

1.3 中壓冷凝器E106的改造

在原E106前新增設(shè)一臺E106B換熱器（其流程如圖2），采用動力廠來的脫鹽水作為冷卻介質(zhì)。

圖2 中壓冷凝器E106B流程示意

運行總結(jié)：可以減輕原E106的熱負(fù)荷，減緩中壓冷凝器一直存在的列管結(jié)垢問題，同時使熱能得以綜合利用。

1.4 中壓冷凝器E106上水管改造

將氨冷凝器E109循環(huán)水上水管線和回水管線至E106的循環(huán)水管線去掉，E106循環(huán)水東西兩側(cè)均采用32寸循環(huán)水總管來的一次水。

運行總結(jié)：E106循環(huán)水量比以前部分采用E109來水量大，而且一次水水溫較低，同時避免了E109循環(huán)水量的不足及該管線腐蝕泄漏問題。

通過以上改造，避免了中壓冷凝器E106頻繁超溫及頻繁堵塞的現(xiàn)象，極大地穩(wěn)定了系統(tǒng)的運行。

2 中壓吸收塔C101的優(yōu)化操作及改造

中壓吸收塔C101塔底溶液經(jīng)P102升壓，送往高壓系統(tǒng)，因此，中壓吸收塔C101液位控制對系統(tǒng)的運行非常重要。

長期以來，由于C101液位波動，及組分變化，經(jīng)常造成P102內(nèi)汽化，影響到系統(tǒng)的正常運行。根據(jù)以往經(jīng)驗，對中壓吸收塔C101進行以下改造：

（1）將C101內(nèi)的十字分布器上提300mm；

（2）C101去P102管線入口下延200mm；

（3）在P102入口上200mm處加一個直徑為800mm的罩；

（4）P102入口管線加十字止旋器。

運行總結(jié)：改造后徹底解決了P102的汽化問題。

3 液氨貯槽V105改造及優(yōu)化操作

由于液氨貯槽V105中的液氨經(jīng)中壓氨泵P105打出的液氨除一部分作為中壓吸收塔C101回流外，還有一部分經(jīng)高壓泵P101送入高壓系統(tǒng)，因此，控制好液氨貯槽V105內(nèi)液氨的純度及液位，對整個系統(tǒng)的運行至關(guān)重要。

正常生產(chǎn)中，液氨貯槽V105影響系統(tǒng)運行主要有以下幾個方面。

3.1 V105液位指示不準(zhǔn)

造成液位指示不準(zhǔn)的原因主要有以下幾點。

（1）熱洗V105后，V105液位計總管下部U形管內(nèi)積存的水未排放，導(dǎo)致引氨后視鏡指示一直在60%左右，而實際V105處于滿液狀態(tài)。

（2）開車引氨時，V105視鏡氣相閥未開，指示偏差很大。

（3）甲銨結(jié)晶或催化劑粉、鐵銹等雜物堵塞導(dǎo)液管。

從上述可以看出，引起V105液位指示不準(zhǔn)主要是開車引氨時的原因較多，因此，在開車時要多注意，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免因V105液位指示不準(zhǔn)影響系統(tǒng)的正常運行。

3.2 液氨貯槽V105進氨基甲酸銨

液氨貯槽V105進氨基甲酸銨后，再經(jīng)中壓氨泵P105進入高壓氨泵P101，直接造成高壓氨泵P101內(nèi)汽化，嚴(yán)重時造成高壓氨泵P101跳車，整個系統(tǒng)停車，因此，要嚴(yán)格防止液氨貯槽V105進氨基甲酸銨。

液氨貯槽V105的技術(shù)改造如下。

（1）P105A／B進液總管改造

P105A／B進液總管原設(shè)計高出V105底部10cm，甲銨進入V105后，很容易進入P105A／B，于是P105A／B內(nèi)汽化，P101跳車，系統(tǒng)停車。后將P105A／B進液總管增高了10cm，目的是防止甲銨進入P105A／B，效果比較好。

（2）P105A／B進液總管處加一擋板

E109下液管和P105A／B進液總管之間加一擋板，V105進甲銨液以后，可以有效地降低甲銨液進入P105、P101的量及濃度，可以提供時間引新鮮液氨對甲銨液進行稀釋，防止P105A／B內(nèi)汽化，P101跳車，系統(tǒng)停車。

3.3 液氨貯槽V105進氨基甲酸銨后的操作原則

（1）控制好高壓系統(tǒng)及C101，防止更多的甲銨液進入V105；

（2）積極聯(lián)系合成，從合成引入大量純凈的液氨，置換V105；

（3）立即啟動P105雙機運行，防止P101內(nèi)汽化；

（4）加大P101送入合成塔的液氨量，將V105內(nèi)帶甲銨的液氨送入合成塔，防止V105內(nèi)甲銨對管線及P105、P101機封造成腐蝕。

4 結(jié) 語

通過以上對中壓系統(tǒng)的改造和優(yōu)化操作，保證了SNAM尿素中壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，減少了系統(tǒng)的停車次數(shù)，增加了公司的經(jīng)濟效益。

［1］譚天恩主編.化工原理 ［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［2］陳留栓主編，氨汽提法尿素生產(chǎn)知識問答 ［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.