摘 要:介绍氨汽提尿素生产工艺原操作规程高压系统开车投料方式存在的技术操作难点,分析原因,提出优化投料和出料操作的具体控制措施及存在问题和注意事项,不仅节省物料损失,还避免了高压放空带来的环境污染,保障装置的稳定运行。
关键词:氨汽提工艺 高压放空 氨碳比 水碳比
宁夏和宁化学有限公司(简称和宁公司)尿素装置采用斯那姆氨汽提工艺,于 2014 年 7 月试车投产,主要设备来自二手装置,设计年产能 52 万吨,现扩能至日产尿素 2 100 t,配套年产 40 万吨合成氨装置。 随着对氨汽提尿素工艺的不断熟悉掌握, 在实际运行中发现原操作规程高压系统开车投料方式存在一定的不足, 对操作人员的技术水平和熟悉程度都有很高的要求, 一直是装置操作人员的控制难点, 完全不适合目前日趋严格的安全环保要求。
1 氨汽提尿素工艺操作流程
氨汽提尿素工艺设计氨碳比 3.2~3.5 (一般正常生产按 3.2 作物料平衡),水碳比 0.5~0.7,采用中压分解吸收,CO2和 NH3分开回收,该工艺操作弹性大,正常生产只要氨碳比控制稳定,工艺生产就很稳定。 中压吸收塔是装置生产运行的重中之重,特别是开车出料过程,需要重点监控和调整。
按照工艺专利商提供的操作规程, 高压开车投料方式一般是:高压系统升温到位后,氨升压至 9.0MPa, 合成塔和高压甲铵冷凝器打水 10 min 后投料。投料顺序为先投 NH3耗时 5~8 min,当液氨送入合成塔后, 将与已进入塔底的水结合生成 NH3/H2O 溶液,放出反应热,合成塔底部温度在几分钟内将会上升,当溶液饱和后,合成塔底部温度便停止上升,并开始下降,然后合成塔开始投 CO2,投料负荷按 15 000 m3/ h 计,氨碳比按 2.9 调整氨量。根据相图,氨碳比在 2.85~2.9,反应物平衡压最低、沸点最高[1]。从原始投料到合成塔出料一般需要 120min 的时间,在汽提塔没有受料的情况下 ,高压系统自身循环并未建立,高压甲铵冷凝器并未受料,是不需要回收 NH3和 CO2的, 如果投料氨碳比匹配过高,会造成合成塔内氨大量过剩,出料时高压圈压力上涨过快,不易控制。在合成塔投料到出料整个过程当中,为防止高压甲铵分离器抽空,需要关闭高压甲铵分离器下液阀。关闭后,高压系统前后其实处于断开状态,气相空间处于半封闭状态,后段气相压力会持续上涨较快。为平衡压力,在出料过程中需要多次打开高压甲铵分离器下液阀,待压力平衡后再关闭。一般在出料前半小时,启动高压甲铵泵打循环, 待汽提塔液位猛然上涨直....