CO_(2)汽提法尿素装置解吸废液达标改造小结

山西丰喜华瑞煤化工有限公司1000t/dCO_(2)汽提法尿素装置于2006年7月建成投产,其解吸水解系统解吸废液量约35m^(3)/h,长期以来,解吸废液中氨含量20~30mg/L、尿素含量70~80mg/L,远达不到环保排放要求;将此高氨氮含量的废液补入尿素循环水系统,不利于循环水系统的优质运行。经调研考察与对标分析等,找到了症结所在,2022年8—9月尿素装置停车大修期间实施了加高解吸塔塔体、更换解吸塔与水解塔塔盘、增设卧式水解器及板式换热器等优化改造。改造后,解吸水解系统运行正常,解吸废液氨含量、尿素含量均小于5mg/L,水解塔(含新增的卧式水解器)中压蒸汽用量大幅减少,助力了尿素装置的优质运行。

CO_(2)汽提塔超温原因分析与应对

青海云天化国际化肥有限公司有2套300 kt/a CO_(2)汽提法尿素装置,汽提塔的运行状况直接关乎尿素装置的安全稳定运行与高产低耗,其中汽提塔超温(或出液温度升高)是CO_(2)汽提法尿素装置运行中的常见问题。收集不同工况下汽提塔的运行数据,理论联系实际(案例),就液体分布器堵塞、液气比失调、汽提塔液位高或满液、高压蒸汽饱和器压力或液位变化、原料CO_(2)温度升高、高压系统水碳比(H/C)升高等致汽提塔超温(或出液温度升高)进行分析与探讨,并总结出一套预防、检查、处理汽提塔超温的应对方案,可为操作与工艺人员提供一些指导与参考。

尿素装置CO_(2)汽提塔满液与空液原因分析及处理

中海石油华鹤煤化有限公司520 kt/a尿素装置采用荷兰斯塔米卡邦CO_(2)汽提2000+TM工艺。2015年投产以来汽提塔多次出现满液与空液现象,累计造成高压系统封塔停车3次、蒸发造粒后系统停车8次。经总结与梳理得出,汽提塔满液的主要原因为汽提塔雷达液位计检测失真、池式反应器下液调节阀故障等,汽提塔空液的主要原因为CO_(2)压缩机四段放空阀故障、池式反应器下液调节阀故障、汽提塔下液调节阀故障等。并据多年来的生产经验总结得出尿素装置不同负荷与池式反应器下液调节阀阀位、汽提塔下液调节阀阀位及甲铵液流量的对应关系,据此经验数据操作,基本上可以稳定汽提塔液位。

CO_(2)汽提法尿素生产工艺中的设备腐蚀与处理

结合CO_(2)汽提法尿素生产工艺流程,对生产过程中容易出现的腐蚀特征进行描述,分析腐蚀原因,并对检修过程进行概括与评估,给出解决措施。

CO_(2)汽提法尿素装置解吸废液减排技改小结

安徽六国化工股份有限公司300 kt/a CO_(2)汽提法尿素装置每生产1 t尿素产生约0.60 t的氨水,需在解吸水解系统中处理成NH_(3)含量<5×10^(-6)、尿素含量<5×10^(-6)的合格废液排出。传统尿素装置氨水处理采用外来加热蒸汽直接加入解吸塔底部的方法,加热蒸汽冷凝液与解吸废液混合在一起造成解吸废液排放量大、蒸汽冷凝液难以回收利用等弊端。为此,六国化工对尿素解吸水解系统进行了解吸废液减排技改——在第二解吸塔底部外置蒸汽发生器,部分解吸废液经蒸汽发生器壳侧中压蒸汽间接加热产生二次蒸汽以加热第二解吸塔塔底解吸废液,中压蒸汽冷凝液则回收至蒸汽冷凝液系统循环利用,由此实现了降低解吸废液排放量、减轻企业环保压力、无污染高品质蒸汽冷凝液回收利用的目标,有力地推动了尿素装置的节能减排。

CO_(2)汽提法尿素高压系统三个核心调节阀失灵对系统的影响分析

池式反应器下液调节阀、汽提塔下液调节阀以及高压洗涤器气相调节阀失灵严重影响尿素各个系统的运行稳定,甚至会导致系统封塔停车。针对不同原因的故障,采取了相应的解决措施,分析了CO_(2)汽提法尿素高压系统3个核心调节阀失灵对高压系统的影响。

CO_(2)汽提法尿素装置降低消耗的新举措

中海石油华鹤煤化有限公司520 kt/a CO_(2)汽提法尿素装置采用斯塔米卡邦2000+TM工艺,装置投运以来总体运行平稳。2015—2019年的生产统计数据表明,吨尿素蒸汽消耗和循环水消耗超过设计值。分析认为症结在于,尿素装置长时间运行在105%~108%负荷下,因池式反应器低压侧副产蒸汽量无法满足低压蒸汽用户(主要是蒸发系统)需求而需引中压蒸汽致蒸汽消耗偏高,解吸水解系统回流冷凝器调温水换热器因其列管结垢严重而致循环水用量大大超过设计值。为此,提出增设尿液预热器(利用解吸塔部分气相作为热源来对进入蒸发系统前的尿液预热提浓)及回流冷凝器冷媒直接采用循环水的技改思路,并结合系统工艺流程进行可行性分析与论证。2019年7月尿素装置大修期间上述两项技改实施后,吨尿素蒸汽消耗由高于1.20 t降至1.12 t以下、吨尿素循环水消耗由高于67 m^(3)降至61 m^(3)以下,尿素生产成本显著降低。

CO_(2)汽提法尿素装置池式反应器液位调节阀故障判断及处理

中海石油华鹤煤化有限公司520 kt/a尿素装置采用荷兰斯塔米卡邦2000^(+TM)工艺,高压系统由池式反应器、CO_(2)汽提塔、高压洗涤器3台设备组成,池式反应器液位调节阀是尿素高压系统中的重要调节阀之一,生产操作中及时准确地分析与判断出该调节阀故障并采取相应的处理措施非常重要。简介华鹤煤化尿素装置高压系统的设计特点和池式反应器液位调节阀状况,着重阐述池式反应器液位调节阀故障的判断、可能的原因与故障处理方法及维护保养措施,以利保障尿素装置的安全、稳定、长周期运行。

CO_(2)汽提法尿素装置放空总管含氨尾气精洗技术

目前国内大中型尿素装置多采用CO_(2)汽提工艺,其放空总管排放气中含氨约1%~3%,普遍存在氨损失较大及污染环境的问题。基于CO_(2)汽提法尿素生产工艺部分基础数据,结合山西天泽煤化工集团股份公司煤气化厂和奎屯锦疆化工有限公司实地考察获得的尿素装置放空总管含氨尾气排放数据,合肥瑞鑫化工科技有限公司技术人员在查阅有关资料的基础上,开发出“循环洗涤+酸洗+精洗”的三段式放空气精洗塔技术。着重介绍放空总管尾气精洗技术应用涉及的优化技改内容,包括精洗塔及其高效降膜喷射塔盘的设置、配套运转设备、精洗塔系统工艺流程、设备概况及投资估算、项目效益分析等。在建设绿色工厂的大背景下,尿素装置放空总管含氨尾气治理将会是大势所趋,对放空总管尾气进行精洗,既可减轻尿素装置的环保压力,又可助力企业的降本增效,期待在业内得到推广应用。

CO_(2)汽提法尿素工艺中的节能方法

尿素生产过程中,尿素混合液通过蒸汽加热的方式完成分解,高温气体需要冷却水冷却,最大程度对物料进行回收,从而缩短消耗的目标。大部分热能被循环水带走后,冷却水温度增高,导致冷却设备功能无法体现。主要对传统二氧化碳汽提法发展角度进行分析,探究CO_(2)汽提法蒸汽消耗的因素,提出CO_(2)汽提法尿素工艺中节能方法。

尿素成品粒度优化研究及应用

甘肃刘化(集团)有限责任公司于2022年将尿素成品粒度优化作为科技创新项目,通过对其300 kt/a CO_(2)汽提法尿素装置生产实际、工艺操作条件等进行分析与研究,明确了氨碳比、蒸发温度与真空度、造粒喷头转速、环境温度、造粒塔通风量以及筛分机、沸腾冷却床运行状态等是影响尿素成品粒度指标的主要因素,相应开展了尿素成品粒度优化阶段性试验,并改进造粒喷头、强化设备运行维护等,确定了尿素成品粒度最优工艺操作参数并进行成果应用,实现了尿素成品粒度优等品率≥95.0%的目标,解决了尿素成品结块及肥效差等问题,提升了尿素产品市场竞争力,助力了尿素装置的优质运行。

尿素放空总管尾气氨含量超标原因分析及治理

阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司460kt/aCO_(2)汽提法尿素装置于2018年8月利用大修机会进行增设了中压分解系统、中压吸收系统以及增设预蒸发器、低压甲铵预冷凝器等一系列优化改造,以适应回收二期50kt/a气相淬冷法三聚氰胺装置尾气。2019年1月尿素装置与三胺装置联产后,出现了尿素放空总管尾气中氨含量超标等问题。分析认为,其主要原因为低压吸收塔吸收液浓度高、常压吸收塔洗涤液量小、联产技改设计存在缺陷等。为此,提出了改造低压吸收塔、优化蒸发冷凝液工艺流程、增设低压甲铵冷凝器液位槽气相洗涤器、增设放空气洗涤塔等优化改造措施。技改后,预期二期三胺装置70%负荷时产生的三胺尾气可完全被尿素装置回收,尿素装置中压/低压吸收系统操作弹性与装置运行稳定性将大大提高,尿素装置放空尾气可实现达标排放,间接经济效益和环保效益良好。

蒸发系统改造降低产品缩二脲

河北正元氢能科技有限公司尿素系统采用传统CO_(2)汽提法工艺,自开车以来产品缩二脲质量分数一直在1.0%左右。为了降低缩二脲含量,提高产品优等品率,分析尿素系统并对蒸发系统进行了改造,使产品缩二脲质量分数降低到0.9%以下。

缩减尿液停留时间以降低尿素成品缩二脲含量技改总结

安徽六国化工股份有限公司300kt/a尿素装置采用荷兰斯塔米卡邦CO_(2)汽提工艺,于2013年2月建成投产,其运行初期尿素成品中缩二脲含量高达1.20%。分析与探讨影响缩二脲生成量的因素,对尿素装置实施持续性的优化改造,尤其是缩减尿液在装置中停留时间方面的技改——增设尿液小槽、新增熔融尿液上造粒塔管线、改造低压精馏塔出液管线、改造一段至二段蒸发分离器间管线,并配合尿素装置尽量满负荷运行以及将蒸发系统各段温度控制在指标低限的操作方法,实现了尿素成品中缩二脲含量稳定在0.80%~0.87%,保证了尿素产品优等品率不低于80%。

金新化工尿素装置氨碳比控制系统的设计优化

呼伦贝尔金新化工有限公司尿素合成塔液相氨碳比分析仪采用荷兰Stamicarbon公司研发的专利技术,并委托AMEC SPIE公司生产氨碳比分析系统,可实现尿素合成塔出液氨碳比的实时在线监测,但由于氨与CO2反应生成尿素需要较长的时间,直接采用尿素合成塔出液氨碳比控制存在一定的滞后性。为此,金新化工对其尿素装置氨碳比控制系统进行了设计优化——将进料氨碳比与液氨量设计成串级控制回路,进料氨碳比为主变量,高压氨泵(P102A)透平转速或液氨流量(FT1202)为副变量,即通过调控尿素合成塔进料氨碳比来间接控制尿素合成塔出液氨碳比。尿素装置氨碳比控制系统优化设计后,尿素合成系统氨碳比实现了自动控制,实验室分析次数有效减少,尿素装置运行更加稳定,工艺操作难度明显降低,为实现尿素装置的节能降耗与生产效益最大化发挥了积极的作用。

池式冷凝器管板孔的冲刷腐蚀分析及处理

在CO_(2)汽提法尿素生产工艺中,池式冷凝器的管板与列管连接采用深孔焊专利技术,在介质长期的冲刷腐蚀下,管板孔易出现变形、剥离、扩大等问题。分析了管板孔损坏的原因,实施池式冷凝器管板孔增设材质为2205双相不锈钢套管的改造后,套管无松动、变形、腐蚀等现象,管板孔无进一步增大的迹象,延长了设备的使用寿命,保障了装置的安全运行。

尿素成品低水分调控技术研究及应用

甘肃刘化(集团)有限责任公司300 kt/a CO_(2)汽提法尿素装置于2009年12月投产,总体运行情况较好,尿素成品质量大多数时候可保证为优等品,尿素成品质量偶有不佳主要表现为易结块,分析认为原因在于尿素成品水分含量较高。为此,刘化集团组织工程技术人员等成立项目课题组,对客户使用体验进行调查,制定降低尿素成品水分含量的研究方案,并对尿素蒸发系统一段、二段温度与真空度进行调整试验。研究试验结果表明,尿素装置尿素成品水分含量的主要影响因素为蒸发系统真空度、温度,并确定了蒸发系统真空度、温度的最佳工艺操作区间。本研究成果应用后,尿素成品水分含量可控制在0. 35%以下,尿素成品各项指标均优于《尿素》(GB/T 2440—2017)优等品标准。

黄腐酸钾硼增效剂及黄腐酸钾硼尿素的生产

为提高尿素的利用率,对CO_(2)汽提法尿素生产装置进行了简单改造,实现了黄腐酸钾硼尿素的生产。考察了黄腐酸钾硼增效剂质量分数、加入位置、加入温度及加入量等因素,分析了工艺流程设计中存在的问题并提出了改进措施。以水稻为试验对象的田间试验结果表明,与普通尿素相比,施用黄腐酸钾硼尿素的增产效果明显,达到减肥增效的目的。

尿素装置节能技改总结

山东华鲁恒升化工股份有限公司随着公司的高速发展,新项目的建设,公司产能增加,生产系统用汽量快速增长,蒸汽系统越来越紧张。提高装置生产余热的回收利用,改善蒸汽短缺问题,才能实现公司效益的最大化。本文结合两套CO2汽提法尿素工艺的生产实际,对该工艺中潜在的热能高调水、低调水、低压蒸汽等提出建议分析。