三聚氰胺联产尿素装置运行总结

2023-01-14令狐瓦奇

氮肥与合成气 2022年1期

令狐瓦奇

(潞安丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司, 山西临猗 044100)

2017年11月，潞安丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司(简称潞安丰喜临猗分公司)5万t/a高效节能型低压气相淬冷法三聚氰胺与尿素联产装置安装并试车成功。现将过程中存在的问题进行总结，以提高三聚氰胺联产尿素装置的运行及尾气处理水平。

1 三聚氰胺联产尿素装置现状

目前，潞安丰喜临猗分公司有2套三聚氰胺联产尿素装置，其中一期装置使用尿素系统送来的熔融液尿作为生产原料，其产生的尾气经碳铵液吸收、洗涤、中压解吸后去水溶液全循环尿素系统生产尿素(日产量为1 200 t)；二期装置也使用尿素系统送来的熔融液尿作为生产原料，其产生的尾气也是经碳铵液吸收、洗涤、中压解吸后去CO2汽提法尿素系统生产尿素(日产量为1 400 t)。2套三聚氰胺联产尿素装置内设备、管线、阀门等均因尿素系统消化三聚氰胺尾气后出现不同程度的腐蚀。目前，单套系统三聚氰胺产量均为105 t/d，接近设计负荷的70%，生产系统反应器压力为0.55 MPa。主要消耗包括：吨三聚氰胺尿素单耗为3 t、用电单耗为500～600 kWh、催化剂单耗为1～3 kg、反吹气氨单耗约为200 kg。

2 工艺简介

低压气相淬冷法生产三聚氰胺工艺简单，主要装置包含反应器、热气冷却器、热气过滤器、三聚氰胺结晶器、液尿洗涤塔、压缩机、成品输送系统、熔盐系统、加热熔盐的燃烧系统、脱硝装置，以及尾气吸收和解吸装置[1]。尿素系统送来的液尿储存于液尿洗涤塔中，通过液尿循环洗涤泵循环洗涤工艺气中的三聚氰胺粉末。另有小部分液尿经雾化喷头喷入三聚氰胺反应器中，在催化剂的作用下高温反应生成三聚氰胺，然后经过道生油冷却、滤袋过滤、冷气压缩机输送来的冷生产尾气淬冷等装置，把热反应气体温度冷却到210 ℃后结晶成固体产品，经鼓风降温后输送至成品料仓。其中反应生成的气体氨和二氧化碳经液尿洗涤除去三聚氰胺粉末后，部分气体经压缩、升温后作为反应器载气用，部分气体经压缩作为淬冷气体用，还有部分气体送至吸收、洗涤、解吸装置后送尿素系统，以维持系统压力。系统反应所需的热量主要通过熔盐加热供应，为熔盐提供热量的是燃气装置及配套的脱硝装置[2-4]。

3 系统存在的主要问题及措施

3.1 生产负荷达不到设计要求

满负荷生产时，尾气经处理后去尿素中压、低压系统时，会对管线、设备等造成腐蚀。将管线材质更换为双相钢2205后，腐蚀程度相对减小，生产负荷可达到设计要求。

3.2 尿素洗涤塔管束腐蚀

尿素洗涤塔管束材质为316L，但是该材质中镍含量在标准的下限。由于泄漏较为频繁，已经更换了一批管束。尽可能减少水汽带入，将循环液尿温度控制在142 ℃以下。

3.3 结晶器塌方

结晶器塌方较为频繁，会影响产品质量，严重时还会引起搅拌机、螺旋铰刀等卡死，从而被迫停车检修。究其原因，是结晶器伴热保温不均匀造成结晶器内局部结块后塌方。一期原采取蒸汽盘管塔外保温，对比二期装置，采用夹套式热氮气保温效果更佳，现计划大修时改为夹套式热氮气保温。

3.4 输料尾气放空后存在氨逃逸

实际生产中频繁出现氨味。为避免氨逃逸，防止料层少而封不住工艺气体，针对放空气增加循环水吸收环节；同时，系统开车排湿气时也可吸收氨气，并将其送至其他工段使用。

3.5 投料前存在氨逃逸

开车过程中，由于存在补压、升温环节，系统内氨气会通过出料管线逃逸。虽然设计有重密封和氮气密封装置，但是随着使用时间增加，密封锥体会发生轻微腐蚀，密封氮不能完全密封，导致密封效果差。经多次讨论后决定，在出口星型下料器的基础上增加刀闸阀，排湿气后关死阀门以解决逃逸氨问题。

3.6 停车泄压存在氨逃逸

停车泄压时，尾气氨的排放吸收存在问题。由于该三聚氰胺装置尾气供尿素使用，其尾气吸收装置区别于联产碳铵的吸收装置，每次系统泄压到20 kPa左右时，考虑到吸收液位液封问题，只能排放尾气。通过增加喷射循环吸收装置，可彻底解决对空排放问题。

4 影响长周期运行的问题

4.1 热气冷却器压差

反应器出口的热气冷却器压差是影响系统长周期运行的主要因素。生产过程中气体夹套的催化剂粉末及副产物被道生油冷却到320 ℃时，会堵塞列管，导致阻力增大，引起装置被迫检修。二期三聚氰胺装置已经实现在线切换热气冷却器功能。热气冷却器因结构、介质不同，其运行周期也不相同。目前，正在研究声波振动装置运用于热气冷却器装置的可行性。