煤化工企业尿素生产过程中的节能与降耗研究

李 伟

(阳泉煤业(集团)有限责任公司，山西 阳泉 045000)

节能减排

煤化工企业尿素生产过程中的节能与降耗研究

李 伟

(阳泉煤业(集团)有限责任公司，山西 阳泉 045000)

就相关企业中尿素生产技术进行介绍，同时分析探讨了尿素生产中可能造成的危害现象，以及对节能与降耗技术探究。以期为相关企业实现尿素生产过程中的节能与降耗发展提供参考。

煤化工企业；尿素生产；节能降耗；研究

引 言

要实现尿素生产环节中的节能降耗目标，首先要从尿素生产技术进行探讨，加强对相关工艺流程的分析，就当前生产过程中出现的能耗问题进行明确，之后再有针对性地对节能降耗进行技术研究。积极从实现合成转化率提升，降低废气排放量等方面展开工作。这样不仅能有效实现能源节约，还能在一定程度上保证尿素生产不对环境造成过大的损害，有利于我国可持续发展战略的推进。

1 尿素生产工艺探究

尿素即为碳酰二胺，被广泛运用于植物氮肥，其在合成过程中主要是由液氨与二氧化碳产生相互反应生成甲铵，之后再由甲铵发生脱水，进而生产出尿素。其中第一步生成甲铵的反应较为容易，往往在常温常压条件下就可完成。但是在进行甲铵脱水环节时，为保证甲铵的液相条件，在该反应过程中给予合适的温度与压力才能实现。

在当前，尿素的生产技术包括水溶液全循环以及氨气提法两种。其中水溶液全循环方式是指在尿素生成之后将未反应的氨与二氧化碳等进行分解，之后再与水混合形成甲铵溶液，并将甲铵溶液重新带回系统完成循环，该方法在使用过程中不需要添加昂贵的溶剂，具有较高的经济效益，被广泛运用。但该方法在实际应用中也存在着一定的问题，首先在能量不能完全利用的情况下，将会造成反应热的大量消耗。其次，会造成甲铵泵的腐蚀，不利于后期的设备维修。同时，尿素生产过程中存在的二氧化碳与氨气的回收循环过程较为复杂，不利于操作。而氨气提法则是在以上方法进行改良的情况下形成，在由外供热的基础上就氨气与二氧化碳进行分压，从而有效实现对未完全反应的甲铵的分解。该方式与前者相比，具有更好的节能特性，能实现反应热的完全利用，同时也能降低有害气体的排放量。

2 尿素生产过程中实现节能降耗的重要性[1-2]

当前我国煤化工企业在进行尿素生产时，存在生产设备与技术落后、能源消耗高以及产出量低等状况，所以加强尿素生产的节能降耗研究是十分重要的。而其所体现的多种危害主要表现在以下几个方面。一，煤化工企业在进行位置选定时，没有依据相关标准与法律来确定与居民区、学校等地点的距离，以至于造成不小的安全隐患，不利于环保建设。二，缺乏完善的行政服务设施等，对参与尿素生产的相关工作人员没有提供必要的职业病危害防护保证。基于以上问题，相关企业单位应当积极就当前的装置设施以及生产技术等进行创新研究，在保证环境保护以及对相关工作人员身体健康进行保障的基础上，实现节能降耗技术的研究与探讨。

3 尿素生产过程中实现节能降耗的相关举措[3-4]

3.1 实现尿素合成塔优化，提高生产转化率

对于尿素生产来说，合成塔的转化过程是重要的生产环节，若尿素合成塔本身存在转化率不高的情况，则将直接造成该尿素装置在实际生产过程中的运行效果较差，最终导致生产过程中的各项能源消耗提升。所以，要实现尿素生产过程中的能源消耗量降低，就势必要实现尿素合成塔优化，提高生产转化率。决定合成塔的转化率程度的重要部分就是其内件，设备设计人员应当加强内件的选择工作。这是由于具有高强性能的内件能在实际使用中避免气液分离现象发生，有效阻止生成物的反混。可有效实现尿素所用的相关物料到时系混合强度与速度得到显著的提升，在实现能源降低的同时提升尿素生产质量。

3.2 加强技术研究，实现二氧化碳转化率提升

在尿素生产过程中，应当严格把控氨碳比与水碳比，可有效实现二氧化碳实际转化率的提升。提高生产中的氨碳比例可有效避免系统腐蚀，还能进一步促进未反应氨的循环进行。尿素在生产过程中会产生一定量的水，而过度的水存在，将可能造成甲氨水解反应，降低转化率，对尿素的生成造成更多的压力。同时水的存在也会使甲铵的熔点得到降低，造成甲铵的回收负荷不断攀升，导致尿素铵的消耗量不断提升，这和尿素生成需在液相中展开是相辅相成的。

3.3 加强生产设备的回收系统优化，实现氨耗量的降低

尿素在生产过程中要实现氨耗量的最大程度降低，除了要提升合成塔的转化率，还应加强对该设备中回收系统的优化。这是由于在尿素生产过程中只有保证中亚吸收塔具有良好的吸收性能，使得之后进入高压圈的甲铵溶液具有较高的氨含量，才能最大程度实现氨耗量的降低。就中压吸收塔的吸收性能来说，吸收塔塔底的温度控制是保证良好吸收效果的重要部分。同时，为保证回收系统具有良好的运行效果，还应严格把控循环水的水温，若温度过高，将对甲铵、碳氨的生成造成限制。此外还应注重蒸汽向解析塔中的输入，蒸汽注入过多或过少都将造成吸收效果的降低。

3.4 降低尿素生产设备的用电消耗量

尿素生产的相关设备往往面临着长周期满负荷的运行条件，在这个过程中会造成过量的用电消耗量。生产企业应加强对相关设备的用电消耗量的控制。首先，在生产过程中应当尽量减少停开设备，避免两台同类型设备在低负荷情况下同时运行。另外，在保证该系统能够长时间进行运行工作的基础上，可通过降低压缩机进入温度，提升大气量以及提高氨泵的打量方式来实现尿素生产过程中的设备用电消耗量降低，不断提升生产负荷。

3.5 重视环境保护，避免生产过程中的危害情况

尿素在生产过程中需要进行大量的生产物料运行，面对的生产环节较为复杂，往往会对周围的环境造成影响，同时还可能导致对相关生产人员的身体健康造成危害。所以企业在进行生产操作时，应当重视环境保护，避免生产过程中的危害情况。首先，企业应当积极引进先进的绿色技术与设备，同时进行定期的设备检查与维护工作，尤其是对生产环节中存在潜在危险的部位进行严格监控。针对涉及到放射源的工作操作，还应注重对相关工作人员的防护工作，这需要企业积极为相关人员提供岗前专业技术，并在工作人员任职或离职期间进行定期的健康检查，避免尿素生产对相关人员造成的职业病危害。

4 结束语

实现尿素生产过程中的节能降耗对于煤化工企业的生产经济效益提升有着重要的意义，同时也有助于环境保护。在实际生产环节中应当就当前的生产环节进行能耗探讨，抓住当前高能耗现象的根本原因，并积极进行节能装置的设置以及节能技术的应用。首先应当不断提高反应转化率，避免由于转化不足而造成过度的废气排放，其次应当实现二氧化碳、氨与尿素高压甲醛的反应，积极从实现内件优化，工艺技术提升等多方面实现节能减耗工作的开展。

[1] 丁雷.煤化工企业尿素生产过程中的节能与降耗研究[J].化工管理,2013(22):207.

[2] 关卫龙.基于煤化工企业尿素生产过程的节能和降耗研究[J].山东工业技术,2015(14):56.

[3] 何淑梅.煤化工装置尿素生产过程节能降耗的分析与研究[J].化学工程与装备,2012(8):79-81.

[4] 张玲,张海峰.浅谈煤矿企业生产过程中节能降耗的有效途径[J].科技创新导报,2010(24):113.

Studyonenergysavingandconsumptionreductioninureaproductionofcoalchemicalenterprises

LIWei

(YangquanCoalIndustry(Group)Co.,Ltd.,YangquanShanxi045000,China)

This paper briefly introduces the production technology of urea in related enterprises,analyzes the possible harm caused by urea production, and probes into the technology of energy saving and consumption reduction, in order to provide reference for relevant enterprises to realize the development of energy saving and consumption reduction in the process of factor production.

coal chemical enterprises; urea production; energy saving and consumption reduction; research

2017-05-09

李 伟，男，1981年出生，2006年毕业于沈阳化工学院，本科，工程师。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.35

TQ441;TQ083

A

1004-7050(2017)03-0102-02