三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)尿素裝置運(yùn)行總結(jié)

令狐瓦奇

(潞安豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司臨猗分公司, 山西臨猗 044100)

2017年11月，潞安豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司臨猗分公司(簡(jiǎn)稱潞安豐喜臨猗分公司)5萬t/a高效節(jié)能型低壓氣相淬冷法三聚氰胺與尿素聯(lián)產(chǎn)裝置安裝并試車成功?，F(xiàn)將過程中存在的問題進(jìn)行總結(jié)，以提高三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)尿素裝置的運(yùn)行及尾氣處理水平。

1 三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)尿素裝置現(xiàn)狀

目前，潞安豐喜臨猗分公司有2套三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)尿素裝置，其中一期裝置使用尿素系統(tǒng)送來的熔融液尿作為生產(chǎn)原料，其產(chǎn)生的尾氣經(jīng)碳銨液吸收、洗滌、中壓解吸后去水溶液全循環(huán)尿素系統(tǒng)生產(chǎn)尿素(日產(chǎn)量為1 200 t)；二期裝置也使用尿素系統(tǒng)送來的熔融液尿作為生產(chǎn)原料，其產(chǎn)生的尾氣也是經(jīng)碳銨液吸收、洗滌、中壓解吸后去CO2汽提法尿素系統(tǒng)生產(chǎn)尿素(日產(chǎn)量為1 400 t)。2套三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)尿素裝置內(nèi)設(shè)備、管線、閥門等均因尿素系統(tǒng)消化三聚氰胺尾氣后出現(xiàn)不同程度的腐蝕。目前，單套系統(tǒng)三聚氰胺產(chǎn)量均為105 t/d，接近設(shè)計(jì)負(fù)荷的70%，生產(chǎn)系統(tǒng)反應(yīng)器壓力為0.55 MPa。主要消耗包括：噸三聚氰胺尿素單耗為3 t、用電單耗為500～600 kWh、催化劑單耗為1～3 kg、反吹氣氨單耗約為200 kg。

2 工藝簡(jiǎn)介

低壓氣相淬冷法生產(chǎn)三聚氰胺工藝簡(jiǎn)單，主要裝置包含反應(yīng)器、熱氣冷卻器、熱氣過濾器、三聚氰胺結(jié)晶器、液尿洗滌塔、壓縮機(jī)、成品輸送系統(tǒng)、熔鹽系統(tǒng)、加熱熔鹽的燃燒系統(tǒng)、脫硝裝置，以及尾氣吸收和解吸裝置[1]。尿素系統(tǒng)送來的液尿儲(chǔ)存于液尿洗滌塔中，通過液尿循環(huán)洗滌泵循環(huán)洗滌工藝氣中的三聚氰胺粉末。另有小部分液尿經(jīng)霧化噴頭噴入三聚氰胺反應(yīng)器中，在催化劑的作用下高溫反應(yīng)生成三聚氰胺，然后經(jīng)過道生油冷卻、濾袋過濾、冷氣壓縮機(jī)輸送來的冷生產(chǎn)尾氣淬冷等裝置，把熱反應(yīng)氣體溫度冷卻到210 ℃后結(jié)晶成固體產(chǎn)品，經(jīng)鼓風(fēng)降溫后輸送至成品料倉(cāng)。其中反應(yīng)生成的氣體氨和二氧化碳經(jīng)液尿洗滌除去三聚氰胺粉末后，部分氣體經(jīng)壓縮、升溫后作為反應(yīng)器載氣用，部分氣體經(jīng)壓縮作為淬冷氣體用，還有部分氣體送至吸收、洗滌、解吸裝置后送尿素系統(tǒng)，以維持系統(tǒng)壓力。系統(tǒng)反應(yīng)所需的熱量主要通過熔鹽加熱供應(yīng)，為熔鹽提供熱量的是燃?xì)庋b置及配套的脫硝裝置[2-4]。

3 系統(tǒng)存在的主要問題及措施

3.1 生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，尾氣經(jīng)處理后去尿素中壓、低壓系統(tǒng)時(shí)，會(huì)對(duì)管線、設(shè)備等造成腐蝕。將管線材質(zhì)更換為雙相鋼2205后，腐蝕程度相對(duì)減小，生產(chǎn)負(fù)荷可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.2 尿素洗滌塔管束腐蝕

尿素洗滌塔管束材質(zhì)為316L，但是該材質(zhì)中鎳含量在標(biāo)準(zhǔn)的下限。由于泄漏較為頻繁，已經(jīng)更換了一批管束。盡可能減少水汽帶入，將循環(huán)液尿溫度控制在142 ℃以下。

3.3 結(jié)晶器塌方

結(jié)晶器塌方較為頻繁，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起攪拌機(jī)、螺旋鉸刀等卡死，從而被迫停車檢修。究其原因，是結(jié)晶器伴熱保溫不均勻造成結(jié)晶器內(nèi)局部結(jié)塊后塌方。一期原采取蒸汽盤管塔外保溫，對(duì)比二期裝置，采用夾套式熱氮?dú)獗匦Ч?，現(xiàn)計(jì)劃大修時(shí)改為夾套式熱氮?dú)獗亍?/p>

3.4 輸料尾氣放空后存在氨逃逸

實(shí)際生產(chǎn)中頻繁出現(xiàn)氨味。為避免氨逃逸，防止料層少而封不住工藝氣體，針對(duì)放空氣增加循環(huán)水吸收環(huán)節(jié)；同時(shí)，系統(tǒng)開車排濕氣時(shí)也可吸收氨氣，并將其送至其他工段使用。

3.5 投料前存在氨逃逸

開車過程中，由于存在補(bǔ)壓、升溫環(huán)節(jié)，系統(tǒng)內(nèi)氨氣會(huì)通過出料管線逃逸。雖然設(shè)計(jì)有重密封和氮?dú)饷芊庋b置，但是隨著使用時(shí)間增加，密封錐體會(huì)發(fā)生輕微腐蝕，密封氮不能完全密封，導(dǎo)致密封效果差。經(jīng)多次討論后決定，在出口星型下料器的基礎(chǔ)上增加刀閘閥，排濕氣后關(guān)死閥門以解決逃逸氨問題。

3.6 停車泄壓存在氨逃逸

停車泄壓時(shí)，尾氣氨的排放吸收存在問題。由于該三聚氰胺裝置尾氣供尿素使用，其尾氣吸收裝置區(qū)別于聯(lián)產(chǎn)碳銨的吸收裝置，每次系統(tǒng)泄壓到20 kPa左右時(shí)，考慮到吸收液位液封問題，只能排放尾氣。通過增加噴射循環(huán)吸收裝置，可徹底解決對(duì)空排放問題。

4 影響長(zhǎng)周期運(yùn)行的問題

4.1 熱氣冷卻器壓差

反應(yīng)器出口的熱氣冷卻器壓差是影響系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行的主要因素。生產(chǎn)過程中氣體夾套的催化劑粉末及副產(chǎn)物被道生油冷卻到320 ℃時(shí)，會(huì)堵塞列管，導(dǎo)致阻力增大，引起裝置被迫檢修。二期三聚氰胺裝置已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在線切換熱氣冷卻器功能。熱氣冷卻器因結(jié)構(gòu)、介質(zhì)不同，其運(yùn)行周期也不相同。目前，正在研究聲波振動(dòng)裝置運(yùn)用于熱氣冷卻器裝置的可行性。

4.2 過濾器壓差

過濾器壓差也是影響系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行的主要因素。為了保證三聚氰胺產(chǎn)品質(zhì)量，反應(yīng)生成的三聚氰胺氣體及副產(chǎn)物尾氣必須要經(jīng)過濾袋，以過濾夾帶的催化劑粉末和副反應(yīng)的高聚物。使用一段時(shí)間后，濾袋逐漸會(huì)被糊住。雖然設(shè)計(jì)了自動(dòng)反吹的氣氨，但是使用時(shí)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致阻力增大，此時(shí)必須更換濾袋。

4.3 液尿洗滌塔換熱效果差

隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，液尿洗滌塔管束上會(huì)黏結(jié)三聚氰胺和縮二脲等物質(zhì)，影響換熱效果，導(dǎo)致工藝指標(biāo)難以維持，需要停機(jī)沖洗。

5 結(jié)語

根據(jù)2套三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)尿素裝置運(yùn)行情況來看，關(guān)鍵點(diǎn)在于設(shè)計(jì)，尤其是設(shè)備結(jié)構(gòu)是重中之重。二期三聚氰胺裝置在一期基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，避免了設(shè)計(jì)缺陷。同時(shí)，三聚氰胺裝置中尾氣的處理也是關(guān)鍵，不論是尾氣壓縮后去尿素系統(tǒng)還是液體吸收中壓解吸后去尿素系統(tǒng)，必須要慎重考慮裝置間的能力配套問題。