在尿素生产中如何提高合成转化率

在尿素生产中如何提高合成转化率　张新柱（大唐呼伦贝尔化肥有限公司，内蒙古呼伦贝尔０２１０１２）　摘要：本文就尿素生产中如何提高合成转化率展开了探究，首先对二氧化碳汽提尿素高压系统进行了简要介绍，而后进一步指出　了该系统中所存在的问题，如合成塔反应温度过低、蒸汽消耗量过大、低压循环负荷重、氨水槽溶液中二氧化碳与氨含量升高等，　并在对发生原因进行分析的基础上进一步提出了一些具体的应对措施。　关键词：尿素高压系统；合成转化率；问题；措施　在二氧化碳汽提尿素生产工艺领域内，高压合成系统运行　应当尽可能确保过程稳定，以免导致氨含量在短时间内发生剧　的质量对整体系统能耗及氨耗影响巨大。尤其是高压合成系统　烈波动。要按照具体的负荷需求来判断所需用到的氨量水平并　当中的合成转化率，是最关键的一项衡量参数，体现了系统本　采取行之有效的控制措施，在调整后还应观测周边环境温度及　身的实际运行情况。因此，进一步促成对高压系统的优化处理，　提高合成转化率也就变得更加重要。希望通过本文关于尿素高　压力的改变情况，特别是池式冷凝器底端温度、出液温度、合成　塔气相温度、高压洗涤器出气温度及汽提塔气相温度改变等状　在间隔一定时间后再次做出调整。基于对实际生产过程的　压合成系统所存在的问题的分析，以及所提出的几点应对措施　况，分析探讨后，控制高压系统的氮碳比保持在３．１０±０．５ｍｏｌ左　能够为同行提供一些有价值的参考、借鉴。　ｌ尿素高压合成系统概述　大唐化肥厂尿素装置所采用的二氧化碳汽提工艺，其设计　年生产能力为３０　Ｘ　１０　吨尿素。高压合成系统构成包括了合成　右，便可确保系统达到较高的转化率且压力适中。　３．２降低高压系统内的水碳比　依据甲铵脱水生成尿素反应进行分析，可了解到系统水量　在增多后，甲铵脱水反应化学平衡逆向开展，对于尿素的产生　塔、汽提塔、高压洗涤器、池式冷凝器等四大部分。下文将重点　反应并无益处，将会造成合成转化率降低，使得汽提塔与低压　针对装置在实际生产过程当中提升尿素合成转化率的具体措　系统将遭受巨大负荷。系统内的水碳比在升高之时，高压系统　施展开探究分析。　将会出现以下几种情况：　２存在的主要问题及原因　２．１存在的问题　（１）汽提塔出液温度升高，合成转化率与汽提效率降低，汽　提塔汽提蒸汽总量增大；　尿素合成塔的反应效率将会直接影响到整个高压及低压　（２）高压洗涤器顶端气相温度下降，底端出液温度大幅度升高；　系统，其不但会对装置本身的生产强度造成重大影响，且对于　（３）基于同等负荷水平下，合成塔出液阀开度较大，出液阀　产品质量同样影响巨大。在整个系统的合成转化率相对较低　开度较小亦或是未发生改变；　时，其问题具体表现在以下几方面：首先，合成塔的反应温度　（４）低压循环系统负荷加大，低压压力升高情况显著，气相　相对偏低，未能够达到正常标准；其次，汽提塔的蒸汽损耗量　控制阀开度较大；　明显增多，出液温度也更高；再次，整个低压循环系统本身压　（５）合成塔与池式冷凝器各点处温度明显降低，高压合成　力水平相对较高，载荷也更大，气象控制阀开度更大，蒂塔甲铵　系统的压力亦会同时下降。　冷凝器液位槽控制难度加大，长时间处于饱和状态下。最后，氨　可供选用的应对措施：针对低压操控系统实施优化改　水槽溶液当中的二氧化碳与氨水平明显升高，水分解效率大大　进，确保低压甲铵液浓度水平可得以有效提升，并将甲铵泵转　降低，解析废液超过标准要求。　动速率予以有效控制。在设计标准中低压甲铵液体质量分数　２．２原因分析　为６９．２％，但是在实际生产过程当中，这一指标长时间维持在　从尿素合成塔的工艺设计标准来看，其转化率为５９％，然　６４％～６６％之间，这也就需要对低压操控系统采取稳固处置　而大部分情况下其转化率均未能够达到这一标准。鉴于长期的　措施，确保甲铵液的浓度水平能够得以有效提升。其中的核心　低转化率影响，使得之后各工段负荷大大升高，使得蒸汽耗损　关键即将低调水温始终控制在５５．５℃左右，低压压力控制在　总量也明显增大，对于系统优化影响巨大。经过长时间的操控调　０．３４ＭＰａ，且保证对低压洗手液做到妥善应用。在具体生产之　节处理，结果表明导致系统转化率长期未能够得到有效提升的　时必须在确保低压压力的基础之上将转数水平适度减小。在系　原因主要包括以下几点：（１）系统氮与碳比例失衡，长期处于低　统运行时考虑到系统的反应效率存在一定延迟，甲铵液浓度难　位运行状态；（２）合成塔的温控水平相对较低；（３）高压系统的　以符合标准要求，因此对于泵投入时间切忌过早，且同时要能　水碳比过大（４）高压系统内所包含的惰性气体总量大，加入了较　够将转数始终控制在合理范围以内。　多的防腐空气；（５）蒂塔汽包压力控制及总负荷水平差距较为明　３．３提升合成塔操控温度　显；（６）系统工作状况波动幅度大，负荷增减变化过快。　甲铵脱水生成尿素反应过程会吸收大量的热能，因此合成　３应对措施　塔的高温环境对于尿素生产有一定的促进作用，综合考虑实际　通过对上述几点导致尿素合成塔反应效率偏低的原因分　的尿素生产以及高压设备材料质量，合成塔气相温度需始终被　析，现提出几点在实际生产过程当中应当采用的具体措施。　控制在１８３℃左右相对比较适宜。　３．１控制高压系统氮碳比　在实际生产过程中，对于系统内的氨含量在做出调控之时　３．４低压汽包压力及系统负荷对应　只有确保低压汽包压力和系统负荷的准确对应，方可实现　２０１８年３月化，　卵Ｊ　１９１　低压汽包的良好稳定性。在对高压合成系统的工作操控标准做　出调整措施时，低压汽包压力控制十分关键，要尽可能确保基　于多种生产负荷影响之下针对各项低压汽包压力一一对应，从　而确保池式冷凝器内的冷凝热量被及时排出，生成低压蒸汽，　电脱盐运行优化分析　杭广成（就职于宁波中金石化有限公司，浙江宁波３１５２０４）　同时还需确保合成塔内发生反应所需要的热能可得到有效供　应，以实现对二氧化碳转化效率的有效提升。　３。５控制惰性气体比例　生产原料当中的二氧化碳纯净度将直接影响到最终的转　化率效率。考虑到合成氨装置供应二氧化碳内包含有一部分　的氢气，为确保高压系统尾气的安全性以及避免尿素设备遭受　摘要：本文对ＩＩＩ套常减压装置电脱盐运行情况进行了介绍，对　影响脱后原油含盐因素进行了分析，针对各影响因素进行调整　优化分析，最终确定造成脱后原油含盐高的原因及解决办法。　关键词：电脱盐；优化调整；问题分析　腐蚀影响，通常需在生产原料二氧化碳气体内添加部分惰性气　体。受到系统内所含有的惰性气体影响，将会导致合成反应物　的二氧化碳及按期分压明显降低，反应物浓度也会随之下降，　并最终使得二氧化碳转化率降低。在开展生产工作时将系统的　氧气添加量始终控制在合理化的范围之内，确保其体积分数保　持在０．７０％左右，空气用量稳固，不出现严重变化，操作时确保　吸收塔开度和负荷对应，切忌出现偏差。　０引言　原油从地下开采出来都含有水，水中又溶解有ＮａＣ１、　ＣａＣ１２、ＭｇＣｌ　等盐类。原油中的ＣａＣ１２、ＭｇＣ１：水解产生具有腐　蚀性的ＨＣ１，对分馏塔顶部系统造成低温腐蚀。原油经电脱盐　预处理进行脱盐，使脱后原油含盐达￣ｌＪ３ｍｇＮａＣｌ／Ｌ以下，可　有效降低对低温部位的腐蚀。　３．６其他应对措施　除了采取以上五点主要应对措施以外，还应当做好以下几　ｌ电脱盐运行情况　１．１电脱盐简介　镇海炼化Ⅲ套常减压装置于１９９９年ｌ１月建成投产，设计　规模为８００万吨／年，电脱盐内件引进了美国Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ公　的　Ｂｉｔｅｃｔｒｉｃ技术，采用二级　３６００×１７６００ｍｍ的高速电脱盐罐。　２００１年装置进行扩能改造，设计加工油种为伊朗轻油，原　点细节应对措施：（１）增强对高压合成系统运行状况的监管，　将低压气包压力始终控制在合理范围之内，确保汽提塔效率能　够得到良好保障，以免造成温度、压力及液位的剧烈变化。（２）如　在运行过程当中系统发生异常故障，应当在合成塔出料以后联　系实验室进行样本分析，以便及时了解氮碳比、氢碳比等指标状　况，并同时综合压力及温度改变情况做出调整措施。（３）定期检　测合成塔内塔板的实际情况，确保其能够保持正常、稳定的运行　状态，提升转化率。（４）加强和上游合成氨装置的沟通，降低系统　负荷波动，在调整负荷时需减低运行速度，确保稳定性。　４绪１者　综上所述，在对合成塔进行优化处理时，应确保操作工程　的稳定有序开展，以避免导致系统出现剧烈变化，且应当在参　考实验检测数据的基础上再做出相应的操作行为。针对高压系　统内有可能会出现的各项意外因素，应及时找出最为合理化的　油实际加工能力增加至９００万吨／年；考虑到电脱盐的实际操　作工况，２００３年在二级电脱盐罐上增设二台７５ｋｗ的变压器，　以强化脱盐效果。　１．２电脱盐运行情况　２００１年改造后￣１１２００９年３月的两个周期内，运行工况较　好。２００９年６月开始，伊朗重油等原油加工比例不断提高，使得　电脱盐系统脱盐效率一直处于较低的水平下。　２脱后原油含盐高问题分析　电脱盐设备投入运行以后能否达到各项要求的技术指　标，关键取决于以下七大因素：　（１）操作温度；　操控方法，以期能够实现对合成转化效率的有效提升，并最终　达到节能降耗的目的。　参考文献：　【１］李永华，张成林，杨德福，等．含锌尿素生产工艺研究　【Ｊ］．天然气化工（ｃｌ化学与化工），２０１６，４１（２）．　［２］马志鹏，杨旭．尿素生产过程中降低氨耗的措施［Ｊ］．　中国化工贸易，２Ｏ１　７，９（１　９）．　［３］肖瑶．我国尿素生产技术进展及展望［Ｊ］．商品与质　量，２　０１　７，（１　６）．　（２）强电场、弱电场电场强度；　（３）破乳剂和注入量；　（４）注水水质和注水量；　（５）混合阀混合强度；　（６）稳定的油水界面；　［４］丁彩丽，曾迎军，刘立考，等．聚氨酸钾锌尿素生产总　结［Ｊ】．化肥工业，２　０１　６，４　３（４）．　（７）油水乳化液在电场内的上升速度ｕ。　电脱盐罐中水滴沉降速度基本上符合球形粒子在静止流　体中自由沉降的斯托克斯（Ｓｔｏｋｅｓ）定律：…　：　［５］李永华，张成林，杨德福，等．含锌尿素生产工艺研究　［Ｊ】．石油与天然气化工，２０１　６，４１（２）．　［６］白志刚．关于含锌尿素生产的工艺设计探索［Ｊ】．中国　化工贸易，２０１４，６（３１）．　作者简介：张新柱（１９８８一），男，汉内蒙古自治区呼伦贝尔人，　大专，毕业于吉林工业职业技术学院，助理工程师，研究方向．尿　素工艺。　二　１８ｖ２Ｐ２　。　式中：　为水滴沉降速度，ｍ／ｓ；ｄ　为水滴直径，ｍ；Ｐ　为水密度，　ｋｇ／ｍ　；ｐ２为原油密度，ｋｇ／ｍ　；　为原油粘度，ｍ　／ｓ；ｇ　为重力加速度，ｍ／ｓ　。　１９２　Ｉ化工彳鲜２０１８ｆ￣ｇ３Ｉｇ