缩短尿素造粒清洗时间的措施

王 超

（中海石油化学股份有限公司，海南东方 572600）

海洋石油富岛有限公司二期尿素造粒装置采用挪威海德鲁流化床造粒技术，自投产以来，尿素造粒系统运行一个周期后都要进行一次全面的清洗，振动筛负荷重、易结块、易堵料，破碎机负荷高、易结疤、电流偏高、同时返料比严重失调，系统进一步恶化，影响造粒系统长周期稳定运行，同时对系统的能耗也很大，所以定期清洗造粒机是很有必要的，但每次清洗的时间都有很多的不确定因素导致恢复时间较长，不利于系统的尽快恢复，同时导致尿液的储槽液位太高，影响后期的一系列调整。

因此，本文探讨了如何进一步缩短清洗造粒机的时间，从而降低尿液储槽的液位，降低能耗，提高系统的运行质量。

1 工艺概述

海德鲁流化床造粒技术，其关键部分是造粒系统，主要分为前后6个腔室，前3室有4组喷头/室，共12组312个喷头（通过喷头的投用来加减造粒机的负荷），后3室无喷头。各室之间通过隔板隔开。前三室设置为造粒区域，后三室设置为冷却区域。造粒机风道经引风机抽风经过洗涤系统处理净化后排放到造粒烟囱。浓度为96%的尿液由尿液泵直接送往造粒机的喷头，喷头将尿液喷洒在造粒机的核心床层，雾化空气（雾化空气风机提供）在喷头喷洒尿液的同时将尿液形成雾化状态变为无数极为微小的液滴，进到造粒机内，均衡的喷洒到床层中，持续不断地在晶种表面黏结累积、冷却和干燥，最终达到一定粒径后从床层排出，进到各冷却器进行冷却降温。造粒机内尿素冷却结晶热则由流化空气带出。

1.1 尿素颗粒

尿素颗粒进入第一冷却器里进行冷却，然后由斗提机将尿素颗粒送往振动筛进行筛分，振动筛将尿素颗粒分为4种：

（1）超大颗粒；

（2）大颗粒；

（3）尿素成品

（4）尿素细粉。

超大颗粒进入尿液废水槽，大颗粒进入破碎机破碎后和尿素细粉进入造粒机作为造粒晶种，尿素成品进入最终冷却器进行冷却，然后由成品皮带送往成品车间进行包装。

1.2 工艺技术特点

（1）系统负荷较高；

（2）所得产品质量好；

（3）对环境造成的污染小；

该技术应用的是低差压高效湿式洗涤器，对尿素粉尘进行洗涤处理，效率可达 99% 以上，经洗涤后的尿素粉尘含量低于20mg/m3（即1000kg 产品最终损失 0.1kg 尿素），符合环保标准的要求。而应用造粒塔喷淋造粒法，最终的排放粉尘量可达到 100～200mg/m3。

（4）返回尿素合成系统的返料量低，仅为4%，减轻了浓缩步骤的负荷，随之减少了蒸汽、冷却水等的消耗。

（5）操作简便，可靠性高。

（6）具有较高的操作弹性，在设计标准的 50%～120% 可进行相应操作。

（7）蒸发设施投资较低，水解负荷小，避免了蒸汽的过多消耗。

（8）返料比较低，仅为 0.5 ∶1，有效地减轻了传输系统的动力损耗。

（9）因为该技术应用的是96% 尿液造粒，尿素结晶热用来对残余水分进行蒸发，也就实现了系统内的平衡性，因此降低了能量损耗。

2 清洗时间长的原因分析

虽然海德鲁流化床造粒工艺在应用中有着诸多优点，但造粒系统在生产过程中难免会出现粒度变差、负荷变重的现象。针对产生的问题，通过对整个造粒系统进行全面的清洗（包括造粒机的喷头、冷却器、振动筛、破碎机），利用清洗造粒机的机会检查喷头有无问题、冷却器多孔板是否完好、振动筛筛网是否需要更换，破碎机皮带是否老化等问题。

造粒系统清洗的时间太长，对尿素高压系统和蒸发系统恢复都有很大的影响。

造粒系统清洗过程包括的主要环节有：UF 系统的退氨、尿液，减高压系统负荷，水解解析负荷，蒸发负荷，造粒系统退喷头、保料，返料等过程，以及最后的造粒机、冷却器、振动筛、破碎机的清洗等几个关键环节。

下面从以下几个方面分析对影响造粒系统清洗时间太久的原因进行分析，最终得出影响造粒系统清洗时间长的主要原因。

2.1 清洗前的准备过程太长

清洗造粒之前需要确认造粒单元各返料管线是否畅通，已经延长了很多时间，如果遇到管线不畅，处理完毕已经消耗很多力气，在后续的清洗造粒机必然受到体力等多方面的影响。装备、电仪专业办票时间太久，也是影响整个进度的重要一环。

2.2 系统减负荷的时间不一

系统减负荷的时间不固定，有些班组主控岗位、现场岗位配合不默契，技术不过硬导致每一步操作时间耗费太久。

2.3 UF系统的操作

由于UF 系统是由大约30%的甲醛和12%的尿液在碱性条件下反应生成MDU 溶液，反应很慢。在减负荷的同时要关注此温度，待温度明显下降时，才可退甲醛的加入量，一定程度上影响整体进度。

2.4 喷淋实验的用水

造粒机清洗完之后，必须对12组喷头逐一做喷淋实验，方法就是投用一组喷头，控制蒸汽冷凝液的压力在20kPa（g）左右，检查喷淋效果都为椭圆形。用水温度高、进而影响进入造粒机的时间。

2.5 流化空气的风量控制

流化空气的风量过大，则导致造粒机的多孔板承受的风吹更大，使设备承受的风险更高；流化空气的风量过小，则需要的时间就会更久，达到目标温度的时间就需要的更多。

2.6 UF系统恢复的时间

造粒系统恢复过程中UF 系统的并入节点不够明确，蒸发负荷恢复到120t/h 左右才考虑。这样在一定程度上便拖延了反应了时间，在产出优等合格品上也同样滞后了一些时间。

2.7 传统工具的使用

在清洗造粒机的同时，可以对振动筛、破碎机和冷却器全面清洗，在传统观念上，依旧采用胶管大量的脱盐水冲洗，用水量很大，效率也不算太高。

3 改进措施

3.1 做好计划清洗造粒系统的准备工作

在清洗造粒系统之前做好返料管线的畅通检查、料仓清理，需要的临时胶管安排提前到位并且很好的使用，该办理的工作票、受限空间票、断电票准备到位。协助装备、电仪专业做好清洗造粒的维护、检修工作清单，并请电气专业安排专人做好断电、送电工作。

3.2 工艺减负荷的时间有把控

严格按照工艺组下发的清洗造粒机确认卡执行，高压系统负荷减至75%左右，蒸发负荷减至80t/h 以下，并控制时间在30min 以内，达到主控岗位、现场岗位熟练衔接，提高了效率。节约了时间。

3.3 UF系统的操作

计划清洗造粒系统，可以把UF 系统提前退出蒸发系统，根据UF 系统的压力、温度提前做出判断、处理，不至于被动。

3.4 采用脱盐水做喷淋实验

清洗完造粒机后的喷淋实验采用常温状态下的脱盐水，同样投用一组喷头，压力控制在20kPa（g）左右，检查喷淋效果都为椭圆形，脱盐水温度低，避免了高温烫伤到人，也冷却了造粒机，方便人员更快进入检查。

3.5 控制热烘造粒机的流化空气的风量

热烘造粒机的流化空气的风流控制在65t/h 左右，在此风量下设备承受的风险降低，同时也可以尽快地热烘造粒机，使温度可以尽快的在90℃以上维持45min 左右，控制各参数稳定在指标范围。

3.6 控制UF系统的恢复节点

UF 系统应尽早的恢复，才足以保证产品的高等级质量。造粒系统恢复过程，蒸发系统提高出液温度在125～135℃之间，真空缓慢提到75kPa（g），在蒸发负荷加到100t/h 左右时，可以准备UF 系统的稍许的尿液和氨，达到尽快提高产品优等品质的目的。

3.7 清洗工具的升级

传统的胶管冲水太过落后，部门的装备组根据合理化建议采购了清洗枪头，可以很方便的拼接到胶管上，又可以很彻底地清洗以前很难清洗的死角（比如振动筛的底部、破碎机的死角、冷却器的高处），更重要的是可以快速、高效地清洗完毕，减少了用水，更节约了时间。

4 结束语

通过上述措施的实施，极大地缩短了清洗尿素造粒系统的整体耗时，生产效率以及产品质量也得到提高。

1）尿液储槽的液位由之前的53%～56%降低到48%，缩短了拉储槽液位的时间；

2）高压系统的负荷可以尽快的恢复3%，从而降低能耗，提高产品的内在质量；

3）通过全方面的优化使造粒装置的运行周期更长（由原来的20d 增加到30d），减少了清洗造粒机的次数，降低了能耗；

4）通过系统的优化，使设备减少了在温度反复变化、压力反复变化的状态下运行的次数；

5）造粒系统得到优化，降低了出事故的风险，节约了生产成本；

6）产品质量得到了优化，用户的满意度得到了提升，品牌效应也得到了体现。