在合成氨尿素生产过程中能量优化技术的应用研究

潘从龙

摘 要：目前化肥产业改革步伐加快，农业化肥使用量年控制增长率在1.0%以内，加重了化肥市场产能过剩的严峻形势。随之而来的不仅是电价改革接轨，铁路运价上调、化肥出口淡旺季差别关税取消、化肥征收增值税的恢复及行业环保治理的强化等等，化肥产业面临“生死相逼”的态势。基于此，本文主要对合成氨尿素生产过程中能量优化技术的应用进行分析探讨。

关键词：合成氨尿素；生产过程；能量优化技术；应用

1 前言

农业是社会稳定发展的保障，我国对农业生产越来越重视，大力提倡农业生产技术创新。合成氨尿素在农业生产中最为常用，在农业生产中有重大作用，而合成氨尿素生产过程却是复杂的，需要大量的能源材料以及高科技技术做支撑，在合成氨生产过程中能量被大量浪费，因此，如何在合成氨尿素生产过程中进行能量优化是业内关注的问题。

2 在合成氨尿素生产过程中能量优化技术的应用

2.1 合成氨尿素生产过程中能量优化技术方案调研

合成氨尿素生产厂家应该根据本厂的实际条件，进行可行性方案研究找出做适用的方案。具体步骤是：首先，必须严格贯彻国家对合成氨尿素生产过程中能量要求的规定，反复阅读材料，领悟文件的实质性含义，避免制定的方案与国家规定脱离；其次，对本厂生产条件及原料渠道进行调查，对方案实施有影响的隐患立即排除。再次，与合作单位进行沟通，建立稳定的合作关系，最后，派专业人员到市场进行调查，关注市场的最新动态，为能量技术方案制定提供依据。

2.2 合成氨尿素生产过程中能量优化技术方案思路

合成氨生产装置属于能量集中型且耗能量大的装置，对它进行能量优化技术改进时首先考虑的就是生产过程的用能优化。由于过程系统中的三环节能量结构模型已经在合成氨尿素中推广应用，并在實践中取得了令人满意的成效，因此，在对合成氨尿素生产过程中能量优化技术方案思路探索时，要将这三环节能量结构模型作为前提条件，构建合成氨尿素生产能量优化思路图为：单元（工艺装置用能优化、装置渐热联合系统、重点耗能设备）→子系统（厂级间热联合系统、装置间热联合）→整个系统（蒸汽动力系统优化），在这各个系统间必须预先制定科学的能量优化顺序，并在优化过程中严格执行设计方案。

2.3 优化合成氨尿素生产过程中能量优化技术方案

结合以上方案设计思路对方案进行再次优化，对不同的级别的合成氨尿素生产的化肥用途以及适用范围进行研究，其能量综合能力优化技术方案构架是：首先，合成氨尿素生产厂家要与相关电力单位建立长期稳定的合作关系，由该电力单位向化肥厂提供所需动力；其次，合成氨尿素生产厂家要建立科学的动力接受系统，将电厂输送到能量充分接受，并经系统转化为合成氨生产需要的动力；其次，把动力按照各系统能量需求进行分配，主要系统包括合成氨工艺蒸汽系统、尿素蒸汽透平系统、循环水蒸汽透平系统；最后，将上述过程没有充分利用的能量及废料渣进行加工处理，一部分外送到电力部门作电力生产原料，另一部分回收应用到化肥成合成炉中循环利用。

2.4 合成氨尿素生产过程中能量优化技术使用情况

第一，分离内件合理运用。在分离内件应用与合成氨尿素生产系统以前，蒸汽内部所有气体都是利用外螺线离心分离或者是旋流板丝网进行分离，取得的成效并明显，气体中所含气体不能有效分离，还有大部分对合成氨生产有影响的气体会进入到合成塔内，导致合成塔内反应物不能充分反应或者是合成氨中掺杂气体，从而减小了整个生产系统生产合成氨尿素的产量。自采用分离内件以来，对系统氨分气体取样调查分析，混合气体中氨含量明显提高，主要是原因是混合气体中其他杂质气体被有效分离，从而合成氨转化率必然会有所升高；合成塔内氨气含量增大，那么合成系统压力就会减小，从而节约了压缩机能耗；出口气中体积分数明显降低，设备生产能力提升。可见，在合成氨尿素系统中合理运用分离内件，是实现能量优化的主要途径。

第二，合成氨尿素生产装置采用预分离器。传统的合成氨尿素生产系统中普遍使用预蒸馏工艺，而现代的尿素生产量不断增加，原有的工艺技术不能符合现代生产技术要求，阻碍合成氨尿素的生产，工艺状况易变化，蒸汽大量浪费，致使经济投资逐年增高。自从合成氨尿素生产装置采用预分离器后，合成塔出口处的混合液需提前流经预分离器内，大多数游离氨与少数含有氨基的胺会被充分解离，释放的热量顺着反应液流经到下段反应池中；其气相通常与中压一级冷却器接通，再进入中压吸收塔。合成氨尿素生产装置采用预分离器系统结构并不复杂，然而取得的经济技术效果却很明显，要想在短期内就实现合成氨尿素生产能量优化目标，此方法是最佳的选择。

3 结语

随着我国发展对农业产量需求增加，合成氨尿素的使用也会随之增加，所以我们要在已有的合成氨尿素生产过程能量优化技术基础上，不断探索出更加高效节能的技术措施，从而为合成氨尿素工业发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]李孟璐，周大明.合成氨、尿素生产节电措施综述[J].氮肥技术，2016.

[2]张泉贞.我国复合肥的生产及发展趋势[J].大众科技，2014.