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1、第十八届全国尿素厂年会论文资料集 尿素装置节能技术改造小结 辛向阳王成刚张旭罗学英 ( 山东阿斯德化工有限公司2 7 1 6 0 0 ) ( 宁波远东化工集团有限公司3 1 5 0 4 0 ) O 前言 山东阿斯德化工有限公司( 原肥城市化肥厂) 共有两套尿素装置，A 套4 0k t a 尿素装 置采用水溶液全循环法一版通用设计于1 9 9 1 年2 月峻工投产，B 套6 0k t a 尿素装置采用 水溶液全循环法二版通用设计，于1 9 9 5 年8 月峻工投产，经过多年不断挖潜和技术改造， 现两套装置年生产能力已达到3 0 0k t a ，各项消耗指标均达到同行业先进水平。 1 技术改造前装
2、置设备情况 1 1 高压系统 A 套尿素原为1 7m 3 尿素合成塔，B 套尿素原为2 0m 3 尿素合成塔，因扩产需要，于2 0 0 5 年5 月份和2 0 0 7 年4 月份先后将两套尿素合成塔改为3 lm 3 合成塔，塔盘总数各2 1 层A 套自下而上为6 层旋流板，1 4 层驼峰板，l 层多孔板。B 套自下而上为5 层旋流板，l 层多 孔板，1 4 层翅片板，l 层多孔板。( A 、B 两套原均为翅片板，但在检塔过程中发现翅片易 脱落，于是在2 0 0 8 年A 套检塔时，将翅片板改为驼峰板，B 套塔板因全为钛材板，翅片脱 落较轻。故仍使用) 。A 套在生产能力达到5 9 0tu r
3、d h ，C 0 2 转化率6 0 “ - - 6 6 ，B 套在生 产能力达到51 0tu r d h ，转化率6 0 - - - 6 3 。 1 2 中压系统 1 2 - l中压分解系统均由原设计的预蒸馏工艺改为预分离一预蒸馏工艺，A 套增l 台m1 0 0 0 预分离器，B 套增l 台1 2 0 0 预分离器。A 套2 0 0 5 年上了自汽提一分塔，加热器面积改为 3 0 0m 2 ：B 套预精馏塔更换了大流通量塔板，将原塔板泡罩中心孔径由0 5 0 增大为0 7 0 ，数 量不变。加热器面积1 3 4m 2 改为2 0 0m 2 ，使一分加热器出口尿液甲铵分解率和总氨蒸出率 均能达到
4、设计要求。 1 2 2A 套一吸塔原设计规格为巾1 0 0 0 x 8 4 8 0 ，B 套一吸塔原设计规格为1 1 0 0 X 8 8 8 8 ，精 洗段均为9 层泡罩塔盘；因操作困难做了如下改造： ( 1 ) 将一吸塔鼓泡段加粗加长；加长段为A 套o1 4 0 0 2 7 0 0m m ，B 套m1 4 0 0 3 0 0 0 m m o ( 2 ) 一吸塔塔盘去掉最底下一层塔盘。上部8 层塔盘更换为大流量塔盘，将塔盘上的 泡罩由Q 5 0 增加为0 7 0 ，经改造后，一吸塔操作稳定彻底杜绝了一吸塔运行不稳定对装 置长周期运行的影响。 1 2 3 氨冷器A 套原设计氨冷A 1 1 0m
5、2 ，氨冷B 、氨冷C 各2 2 0m 2 ，我们将氨冷A 和氨冷 C 加大为两个3 4 6m 2 的换热器，使总换热面积达到9 1 2m 2 ，B 套原氨冷A 为1 1 0m 2 加大为 4 0 1m 2 ，使总换热面积达到8 4 1m 2 ，保证了气氨的回收，放空量明显减少，降低了氨耗。 1 3 低压系统 A 套二循一冷器换热面积1 6 8m 2 ，B 套二循一冷器换热面积2 2 0m 2 ，均已不能满足要 求，早在2 0 0 3 年我们就在两套低压系统分别串联( 增加) 了1 台1 5 0m 2 的二循一冷外冷器， 已满足生产需要。 第十八届全国尿素厂年会论文资料集 1 3 2 1 4
6、蒸发系统 1 4 1 两套系统均采用了三段蒸发工艺，A 套尿素曾于2 0 0 5 年改成降膜闪蒸。加热器用中 压预分离气一分气和二甲液的气液混合物作加热源但在使用过程中降膜加热器多次爆管， 且A 套蒸汽耗均在1 5 5 1 6t t1 1 1 “ 。 1 4 2 两套尿素先后于2 0 0 3 年和2 0 0 4 年采用了水抽真空的新工艺。原蒸汽喷射泵保留备用， 使工艺操作更简单稳定。 1 5 装置主要运转设备情况 1 5 1 为满足装置生产能力扩产需要。公司又子2 0 0 6 年新增了l 台4 M 3 2 1 2 5 2 1 0 1 B X 压 缩机，对原两台4 M 1 2 - 4 9 2 1
7、 0 一C 0 2 机和l 台4 M 1 2 - 6 6 2 1 0 C 铊机进行电机改造，增加转速以提 高压缩机的打气量。A 、B 两套尿素于2 0 0 7 年各增加了l 台3 J A 1 6 2 2 J B 一甲泵，对原来 系统4 台3 w A 4 l 液态泵加大柱塞，扩缸改造，增加了打液量，所有液氮泵和一甲泵采用变 频调速，正常生产时液氨泵开4 备l ，一甲泵开4 备2 。 1 5 2 两套原打液量2 2m 3 的二甲泵淘汰l 台，A 套再配备3 D J - 5 5 2 Q F 二甲泵两台， 3 J 2 A 79 2 5 二甲泵l 台，B 套配备3 D J 5 5 2 - Q F 二甲泵
8、3 台且全部采用变频调速。 2 技术改造前装置运行情况 装置在动力设备及静止设备做过相应改造后。装置生产能力大幅度提高，两套尿素装置 最高产量达到9 0 0 多们，系统运行也比较稳定但经过测定两套装置平均消耗偏高，尤其 蒸汽消耗高达1 5 0 0 “ - 1 5 5 0k g t 尿素，虽然装置尿素产能达到预先设计指标，但因消耗偏高从 而达不到经济运行。2 0 0 8 年初公司根据装置运行情况，经过多方考察，最终确定由宁波远东 化工集团有限公司提供技术改造方案，并提供相应的主要设备，对系统进行节能扩产改造。 3 技术改造项目的实施 3 1 技术改造目的 尿素装置生产能力1 0 0 0t d ，
9、蒸汽消耗1 2 0 0k g t ，氨耗5 8 0k g t 。 3 2 方案的制定 本次改造方案完全委托宁波远东化工集团有限公司设计。 3 3 方案的实施 3 3 1 中压吸收系统加大了一段蒸发热能利用段面积。由原来的8 0m 2 加大为1 7 0m 2 ，A 、 B 各新增了l 台1 2 0m 2 二甲液预热器，l 台0 4 0 0 的二甲液混合器，A 套将原7 1m 2 的一吸 外冷器去掉改为两个1 5 0m 2 的一吸外冷器串联：B 套在原2 个7 1m 2 的基础上去掉1 个7 1m 2 更换为l 台1 5 0m 2 的一吸外冷器与原外冷器串联，为确保热量外移A 、B 两套新上2 0
10、 0m 3 h 热水循环泵各l 台，新上2 0 0m 2 的板式换热器各1 台，一吸冷却器热水和尿素蒸汽冷凝液 与溴化锂岗位形成热网络，有效利用了各种热能，节约了蒸汽。 3 3 2 增加一分加热器冷凝液膨胀槽，充分利用二次膨胀蒸汽的潜能。 3 3 3 借用改造下来的旧设备，A 套将原7 1m 2 的一吸外冷器改为惰洗冷却器：B 套则将原 5 0r n 2 热能利用段改为惰洗冷却器，有效降低了惰洗器的负荷，降低了氨耗。 3 3 4A 套将原1 0 0 0 的预精馏塔改为二分塔，加热器面积1 3 4m 2 ( 原B 套一分加热器) ， 将内件改为宁波远东化工集团有限公司的3 1 6L 渗铝规整填料
11、；B 套则将原0 6 0 0 t D 5 0 0 的 二分塔改为o1 0 0 0 t D 5 0 0 的二分塔，原加热段换热面积由3 6m 2 改为7 7m 2 ，内件由原来的 拉西环改为远东化工集团公司的3 1 6L 渗铝规整填料，同时两套尿素均利用一分加热器冷 第十八届全国尿素厂年会论文资抖集 1 3 3 凝液槽闪蒸出的二次蒸汽加热二分液，有效降低了蒸汽消耗。 3 3 5解吸系统新上一套宁波远东化工集团有限公司开发的处理能力为2 0m 3 h 的深度低压 水解装置一套。并于2 0 0 8 年9 月份投入运行；停用原两套解吸系统，并将B 套老解吸塔改 为精洗塔，将中压放空尾气先进精洗塔，再进
12、尾吸塔，降低了尾吸塔的负荷低压水解投运 后，尿素废液氨氮含量可降至0 “ - - 5p p m 尿素含量一直检测为零，大大降低了环保压力， 因水解装置能力较大，还能将系统停车热洗后排往事故池的含氨氮液体在正常生产时全部回 收利用；降低了系统氨耗。 3 3 6 蒸发工段A 套将降膜式闪蒸发改为闪蒸蒸发，增加1 2 0 0 闪蒸分离器l 台，将原5 0 m 2 的老热能利用段改为闪蒸加热器，退下来的7 1m 2 的一吸外冷器改为闪蒸冷凝器；B 套在 老闪蒸的基础上，将原两套尿素备用的5 0I n 2 的热能利用段改为闪蒸加热器，将退下来的7 l m 2 的一吸外冷器改为闪蒸冷却器，两套闪蒸加热器均
13、采用低压膨胀槽闪蒸出的低压蒸汽作 为加热源，降低了蒸汽消耗。 3 3 7A 、B 两套装置的一蒸加热器都更换为4 0m 2 的加热器，更换后加热室内蒸汽压力由 1 0M P a 降至0 4 - - - 0 5I V P a ：两套尿素曾先后配上一段蒸发洗涤装置，低压深度水解运行后 本可停用，但考虑到一表冷换热面积A 套1 0 5m 2 ，B 套1 2 2m 2 ，相对能力已不足，为减轻 一表冷负荷，蒸发洗涤装置仍继续运行 3 3 8 二段蒸发加热器两套均加大为1 5m 2 ，材质均为钛材，杜绝了二段加热器易泄漏现象 的发生，二表冷均改为2 2 0m 2 换热面积，并将原5 0m 2 的老水冷改
14、为中间冷，确保了二段蒸 发冷却效果。二表冷利用后的冷却循环水再做一表冷的冷却源，降低冷却循环水不足的压力。 3 3 9 利用A 、B 两套造粒塔底沸腾流化床，降低产量提高后成品尿素的出塔温度，提高尿 素成品的外在质量。 3 3 10 对装置中部分工艺管线重新设计配置 4 技术改造完成后的运行情况 技术改造完成后因市场经济的影响，A 、B 两套装置的生产负荷一直没有加满，在2 0 0 8 年底至2 0 0 9 年6 月份借单套尿素装置检修的机会分别对两套装置的运行效果进行测定。 4 1 2 0 0 8 年1 2 月份至2 0 0 9 年1 月份，B 套停产检修，A 套运行数据( 该数据为月平均数
15、据) ： 表l 潜 产量 氨耗蒸汽耗电耗 备注 时间 ( t ) ( k g tu r )( t t u r ) ( k W h ) 2 0 0 8 1 2 月 1 6 7 7 3 3 65 7 61 3 31 3 2 4 9受前系统影响停车2 次( 1 2 号、3 l 号) 2 0 0 9 1 月 l7 4 5 0 6 75 7 01 2 91 3 3 1 7 停车1 次1 0 号 平均1 7 1 1 25 7 31 3 l1 3 2 8 表l 中氨耗是因尿素系统使用合成氨系统氨水；每天多给尿素系统多增加3t 液氨的消耗 ( 两套生产每天多增加6t ) ，因水解处理的氨水量大，表现出氨耗偏低
16、，蒸汽耗偏高( 下同) 。 4 22 0 0 9 年6 月1 2 日1 4 日因A 套尿素一段分解自汽提加热器漏，装置停车检修。B 套尿 素运行数据： 4 3 尿素成品质量达到合格率1 0 0 ；一等品率9 0 ：优等品率 1 8 5 。 4 4 尿素总产量1 0 0 0 t d 。( 下转第1 4 1 页) 第十八届全国尿素厂年会论文资料集 强管理。在生产维修、拆检后要注意恢复连接。要定期对接地设施做无损检查和电阻值检查。 只有保证接地完好和达标的电阻值，才能保证防静电产生的安全。 5 2 3 对可燃爆气体作迁移化处理 尿素装置中存在的可燃爆气体一般都是N i l 3 - C H 4 - 1 4 2 H 2 0 2 多元混合气，根据相图原理， 在相关尿素生产技术书籍查找可燃气体在不同压力、温度
