氨气提法尿素工厂降低氨耗的途径

樊国帅(东华工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024)

氨气提法尿素工厂降低氨耗的途径

樊国帅(东华工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024)

我国的尿素生产，主要采用水溶液全循环法尿素装置，但由于科学技术有限，在改进和提升方面并没有太大起色，生产过程中氨耗情况并不理想，尿素的生产效率大大受限。因而，国内的生产商转换思路，通过与专利商的协调，并考察了实际生产装置后，开始重视氨气提法和二氧化碳提法的学习和引进。本文主要就氨气提法的具体装置构成、生产流程及其降低氨耗的方式进行分析。

氨气提法，生产装置，生产流程，降低氨耗

1 氨气提法的生产装置及生产流程

我国传统生产氨气时使用的水溶液全循环法，由于对设备的压力系统要求严格，在生产上难以推广普及。第一代氨气提法尿素的装置，设备多采用框架式结构，氨气由汽提塔底部进入，对于资源的浪费情况较为严重。约四十年前，技术人员对于装置进行了改进，将设备由原先的立体架构改为平面架构，辅以压力装置的推进，虽然在施加压力的成本方面有所提高，但胜在不需要像第一代设备向汽提塔直接加入氨气，大大降低了生产过程中的氨耗。平面结构的低框架布置，不仅保留了原有装置热效率高的优点，还提高了操作的弹性，在生产装置的成本方面也有所降低。

氨气的生产流程主要由各成分的压缩加压，在中低压下分别进行的气体的合成分解与回收等部分构成。

2 降低氨气提法尿素生产过程中氨耗的途径

(1）提升含氨尾气的吸收率 在使用氨气提法生产尿素时，氨气作为生产过程的中间媒介，需要在生产过程中循环使用。但由于受生产过程中的各种因素的影响，氨气在生产过程中的使用效率大大低于预估水平。因而，提升含氨尾气的使用率，降低生产过程中的气相损失，对于降低氨耗有着不可忽视的作用。而含氨尾气的损耗的发生，大多是由于生产负荷过高，蒸吸冷却系统无法得到有效地控制，使得蒸馏塔的出气温度高于生产指标，导致了溶剂温度过高，氨气大量挥发。因而，在生产过程中，为了避免由于此类问题而导致的吸收洗涤塔的氨耗，应该注意加强对蒸吸冷却系统的管控，采用双控制的方式互相配合协调，在提升生产量的同时，保证质量。

此外，在具体装置中，还需要加入新的冷却系统，氨气作为极易溶于水的一种易挥发气体，受热时容易分解。蒸馏塔的温度过高，不仅降低了氨气在水中的溶解率，还会导致氨气的分解，从而造成氨耗的不可逆，这在生产过程中是必须加以防范的一个重点问题。在生产装置中加装气相冷却机及加压泵，从温度和压强两方面着手，控制蒸馏塔的出气温度，在保证含氨尾气的溶解情况的同时，也规避了氨气分解的不可逆情况。此外，换用面积更大的氨盐水板式换热器，也可以为溶剂温度的降低提供保障，不失为一种经济高效的有效途径。

(2）降低液相氨耗 液相损失是氨气提法生产过程中产生氨耗的主要原因之一。导致这一损失出现的原因是多样化的，如洗涤吸收塔中废液的排放，生产管道的跑冒滴漏问题，各设备维修时的含氨母液的排放等，都会造成氨气的液相损失。生产过程中，由于生产效率的提高，生产负荷增大，部分冷凝液泵出现输出量不稳定的问题，导致了含氮废液的流失。因而，需要加装控制设备和调节系统，加强对于冷凝液泵的管理效果。

脱盐水中的氨的损耗也是液相损失的原因之一。由于生产流程复杂，作为溶液的精盐水的分布难以精确掌控，氨盐水指标波动较大。但是受到生产周期的限制，在未采取有效回收氨气的措施的情况下，大量脱盐水被直接排出。在工业改进上，可以加装一条回收线路，对于真空泵和真空机中的脱盐水进行回收，通过洗涤提纯，重新送至洗水高位槽参与氨水的过滤。

(3）延长蒸馏塔和洗涤吸收塔的工作周期 由于氨气极易且极快溶于水的特征，在生产过程中，极难被完全的蒸馏利用。因而，生产人员应以尽量高的提升使用率作为生产目标。为了达到这一目标，一个有效的途径便是延长作为循环吸收氨气主体的蒸馏塔和洗涤吸收塔的运行周期。蒸馏塔和洗涤吸收塔在生产过程中难免会出现一定程度的污染，因而为了提升蒸馏吸收的质量，许多企业会定期对这两个部分进行清理和维修。然而蒸馏塔和洗涤吸收塔在退出生产流程时，需要排出塔内的母液，并且需要一段时间的预热，才能重新投入生产。由于氨气的大量溶解，排出母液必然会导致严重的氨耗。同时，预热时的生产空窗期也会对生产的过程造成一定的波动与影响。然而，清理和维护作为保证氨气生产过程中的安全保障和质量保障，又是绝对不允许减免的。因而，就要求在选购建造设备的时候，注意选取更耐介质腐蚀的材料。此外，在生产过程中，注意使用高质量的石灰乳，在石灰乳精制时采用高规格的分砂筛，降低石灰乳中的含砂量和杂质含量，提高石灰乳的活性，就可以有效的降低石灰乳在生产过程中沉积结垢的现象，减少清理和维修的次数，从而达到延长蒸馏塔和洗涤吸收塔的工作周期。

(4）加大氨气的密度与浓度 为了保护生产装置，除了上文中提到的使用耐介质腐蚀的材料外，还应该加大氨气的密度与浓度，保证在整个气提塔和尿素高压系统中，有大量过量氨的存在，降低腐蚀发生的可能性。同时，氨气浓度的提升，也提高了生产过程中原料的转化率和生产效率，虽然对前期投入要求较大，但是在整个生产流程中还是具有积极的促进作用，氨气的大量存在也避免了因为过量氧气存在从而导致爆炸型混合气体的可能性，降低了出现工业事故的风险，提高了生产过程的安全系数。

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