尿素氨水槽液位高的原因分析及处理措施

徐 猛，刘宁娟，谭晓龙

（1.青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海格尔木 816000；2.青海盐湖工业股份有限公司镁业公司，青海格尔木 816000）

尿素氨水槽液位高的原因分析及处理措施

徐 猛1，刘宁娟1，谭晓龙2

（1.青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海格尔木 816000；2.青海盐湖工业股份有限公司镁业公司，青海格尔木 816000）

简述了氨水槽在尿素生产中的作用，对其在运行中出现的问题及原因进行了分析，并提出了改造措施。技术改造后解决了尿素工艺系统不能稳定运行的工艺问题，为实现尿素产品的高产和低耗夯实了基础。

氨水槽；液位；工艺冷凝液；溢流；密封水

1 概述

我公司33万t/a尿素装置采用传统的斯太米卡邦（Stamicarbon）二氧化碳汽提法工艺技术。其中氨水槽主要是接收以下几个系统所产生的含有不同浓度组分的原料氨及二氧化碳的工艺废水：

1）接收高压系统中合成尿素反应时所生成的副产物——水，通过蒸发系统在真空状态下将其分离，一则使得尿素溶液得到浓缩，达到工艺指标99.7%；二则是减少尿素成品中副产物——缩二脲的生成。

2）接收氨泵含的密封水。

3）接收甲铵泵含氨、氨基甲酸铵（或甲铵液）及二氧化碳组分密封水。

4）接收高压系统气相尾气放空到4巴吸收塔后，吸收含氨、氨基甲酸铵及二氧化碳组分的工艺废水。

5）接收低压甲铵冷凝器气相管线冲洗后含氨、氨基甲酸铵及二氧化碳组分的工艺废水。

6）接收低压甲铵冷凝器、回流冷凝器事故状态下含高浓度的氨、氨基甲酸铵及二氧化碳组分的工艺废水。

7）接收尿素生产中各工艺系统排放的含氨、氨基甲酸铵及二氧化碳组分的工艺废水。将各系统中产生的工艺废水收集到氨水槽中，再送至解吸水解系统进行解吸和水解，一则可以回收各工艺系统所产生的工艺废水中所含的原料氨、二氧化碳、氨基甲酸铵和少量的水，返回至高压系统进行利用，减少吨尿素氨耗，节约成本；二则可以将工艺废水处理达到环保要求，作为锅炉水回收利用，节约水资源，提高水的重复利用率，保护环境。

2 运行中存在的问题

该设备自投入试车以来，一直运行不稳定，常常出现液位过高，在80%～90%之间，水解解吸负荷加到110%～120%之间运行也不能将其液位降下来。特别在遇到工艺系统停车时，大量含氨、二氧化碳及少量尿素的工艺废水没有去处，只能就地排放，这增加了我单位废水处理系统处理难度。2014年曾多次出现氨水槽满液溢流，工艺废水只能就地排放才能维持尿素生产，多次迫使尿素高压系统减负荷运行。这不仅影响尿素工艺的稳定运行，使得尿素年产量受到严重影响，同时工艺废水中所含的氨、氨基甲酸铵及二氧化碳等原料组分不能回收利用，吨尿素耗氨量增加，尿素成本也随之增加，同时也增加了环保处理费用。

3 原因分析

1）由于试车前期氨水槽中氨、尿素、甲铵液浓度远远超过设计指标；同时解吸水解系统结垢比较严重，解吸水解系统运行不正常，工艺冷凝液达不到排放指标要求，工艺冷凝液不合格，不能及时送出尿素系统。

2）蒸发系统中第二蒸发冷却器列管腐蚀穿孔，大量循环水漏入到氨水槽中，致使氨水槽液位过高。

3）原设计氨泵AB泵密封水采用Ф25的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液是从蒸汽冷凝液泵出口接至氨泵，密封水进口压力为1.5MPa，压力较高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，导致回到氨水槽的工艺冷凝液量大，液位过高。

4）原设计甲铵泵AB泵密封水采用Ф25的蒸汽冷凝液，且蒸汽冷凝液是从蒸汽冷凝液泵出口接至氨泵，密封水进口压力为1.5MPa，压力较高，大量的蒸汽冷凝液排向氨水槽，导致回到氨水槽的工艺冷凝液量大，液位过高。

5）低压系统及回流冷凝器运行不正常，回流冷凝器内物料不能及时送往低压系统，只能通过排放排到氨水槽。而低压系统只能补水维持运行，当补水量控制不好时，低压系统也只能通过排放到氨水槽维持系统运行，大量的工艺冷凝液排到氨水槽，致使氨水槽液位过高。

6）高压负荷后移，导致低压系统中低压甲铵冷凝器液位槽气相管常常结晶堵塞管道，而设计中低压甲铵冷凝器液位槽气相管冲洗水为蒸汽冷凝液，频繁冲洗低压甲铵冷凝器液位槽气相管，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽，导致液位过高。

7）原设计一段蒸发分离器、二段蒸发分离器冲洗水采用蒸汽冷凝液，根据蒸发系统运行工况，工艺要求蒸发系统1h冲洗一次，冲洗时间为10～15min，频繁冲洗，大量蒸汽冷凝液排到氨水槽内，致使氨水槽液位过高。

8）由于装置地处高原寒冷地区，冬季为了防冻，保护系统，各系统倒淋都留有开度，大量的蒸汽冷凝液、蒸汽、工艺液及工艺冷凝液排到氨水槽，致使氨水槽液位高。

4 改进措施

1）首先从下列几个方面对水解解吸系统进行工艺优化，保证水解解吸系统稳定运行，保证持续送往供热中心作为锅炉用水或化水站作为循环水回收利用，减少循环次数。①加强对一、二段蒸发冷凝器回到氨水槽的工艺冷凝液组分进行监控，每个班至少分析1次，主要分析尿素、氨、二氧化碳，保证进入到氨水槽的工艺冷凝液在指标范围内，从而保证解吸水解系统的正常运行。② 从合成氨车间引一根DN50，压力为3.9MPa的中压蒸汽作为水解塔加热的热源，保证水解解吸系统达到设计工艺指标，保证解吸后的工艺冷凝液达到设计工艺指标。③每年利用大检修期间对解吸水解系统进行化学清洗。

2）加强对一、二段蒸发冷凝器回到氨水槽的工艺冷凝液组分中钙镁及其氯离子的监控，如果工艺冷凝液中钙镁或氯离子等组分含量高，应停车对一二段蒸发冷凝器进行检查，对泄漏的列管进行堵管。

3）将氨泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵来的蒸汽冷凝液改为从氨水槽送来的工艺冷凝液，减少生产过程中工艺冷凝液的产生量，使用氨水槽内的工艺冷凝液自循环。

4）将甲铵泵柱塞所使用的密封水由蒸汽冷凝液泵来的蒸汽冷凝液改为从氨水槽送来的工艺冷凝液，减少生产过程中工艺冷凝液的产生量，使用氨水槽内的工艺冷凝液自循环。

5）稳定高压系统运行，防止高压负荷后移，从而稳定低压甲铵冷凝器液位槽液位，减少不正常的介质排放到氨水槽中。

6）稳定解吸塔的运行，保证回流冷凝器的运行，从而减少回流系统向氨水槽的非正常排放。

7）对低压甲铵冷凝器液位槽气相管进行改进，将原设计冲洗低压甲铵冷凝器液位槽气相管的蒸汽冷凝液改为从氨水槽来的工艺冷凝液，将原设计低压甲铵冷凝器液位槽气相管伴热采用管道伴热方式改为盘管伴热的方式，防止低压甲铵冷凝器液位槽气相管频繁结晶，防止频繁冲洗，减少排向氨水槽的工艺冷凝液。

8）将原设计的一段蒸发分离器、二段蒸发分离器冲洗水采用蒸汽冷凝液冲洗的方式改为既可以采用蒸汽冷凝液冲洗，又可以采用氨水槽来的工艺冷凝液冲洗的方式，运行中可根据蒸发系统运行工况及氨水槽液位，选择采用的冲洗介质和冲洗方式。

9）在冬季尽量稳定系统运行，减少停车次数甚至不停车，减少各倒淋向氨水槽排放工艺介质及其他介质。

5 采取改进措施后的运行效果

采取改进措施后，彻底解决了限制氨水槽液位高的瓶颈问题，氨水槽液位能控制在低液位（20%～25%）运行，解吸水解系统运行负荷最高也只能达到90%运行，稳定了尿素解吸水解运行工况，工艺冷凝液也能达标排放，低液位状态下保证了在尿素工艺事故状态下也能全部结束整个工艺所排放的介质。

6 结束语

采取改造措施后，解决了氨水槽液位高甚至溢流的问题，稳定了尿素工艺生产，为实现尿素产品高产、低耗奠定了基础。

Urea is Analysed the Reasons of High Ammonia Tank Liquid Level of Analysis and Treatment Measures

Xu Meng，Liu Ning-juan，Tan Xiao-long

Briefl y describes the ammonia tank in urea production function，the problems and reasons in the running are analyzed，and puts forward some reform measures，the urea process has been solved by the modifi ed system not stable operation process problems，in order to achieve the high productivity and low consumption of urea product solid foundation.

ammonia tank；liquid level；process condensate；overfl ow；seal water

TQ441.41

B

1003-6490（2016）07-0003-02

2016-06-29

徐猛（1970—），男，贵州毕节人，2000年毕业于贵州工业大学，助理工程师，任青海盐湖工业股份有限公司生产调度中心调度长。