新型吸收冷却器降低尿素装置氨耗

尿素装置汽耗大幅降低的设计、运行总结
史迎武
【期刊名称】《化学工业》
【年(卷),期】2009(027)005
【摘要】银海化肥有限公司采用新技术设备和革新的工艺流程新建20万t/a尿素生产装置,单位产量汽耗降低到1 000 kg/t以下,比原有装置下降1/3以上.由此,使水溶液全循环尿素工艺具备了与流行的汽提工艺的竞争能力.
【总页数】4页(P37-40)
【作者】史迎武
【作者单位】河北省冀州市银海化肥有限责任公司,冀州,053200
【正文语种】中文
【中图分类】TQ441.41
【相关文献】
1.改造真空装置降低蒸发汽耗 [J], 祁小兵;程彩凤;刘影
2.改进型全循环法尿素装置设计运行总结 [J], 李长福
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5.460kt/aCO2汽提尿素装置设计和运行总结 [J], 郑海胜
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水溶液全循环尿素装置降低氨耗的措施0 前言我国水溶液全循环法尿素装置消耗指标制定得较高，质量指标也低于国际水平。

中型装置合成塔用氧防腐时，氨耗定为580 kg，用空气防腐时585 kg；小尿素装置1986年设计时为600 kg。

在实际生产中，中尿装置初期610～620 kg；小尿素装置为620～630 kg。

但三天的考核测定表明，运转正常的情况下，中型装置1980年预分离工艺装置（鲁南化肥厂）为584.5 kg，1981年预蒸馏工艺装置（四川化工厂）为586.8 kg；小尿素装置河南辉县1987年4月实测值为598.4 kg。

实际生产中氨耗高的原因有以下几方面。

（1）原始设计没有深度水解装置。

从现在的使用情况看，增加深度水解装置后，吨尿能回收5.5 kg 氨。

（2）运转设备（“三机一泵”即CO2压缩机，高压氨泵，高压一甲泵，尿素熔融泵）检修频率高，柱塞填料泄漏量大，装置运转周期短，排放损失量大。

（3）主要工艺设备设计质量较差。

如合成塔转化率低，蒸发分离系统分离效果差，中尿装置解吸塔的设计比小尿装置差，开车时不正常，解吸量小；上下设备之间的位差不足。

目前国内已有不少降低氨耗的措施。

有些中尿装置氨耗已降到575 kg，这些厂如再使用深度水解技术，氨耗能达570 kg，与国际其他工艺一致了，生产管理好的小尿素厂氨耗达到580 kg。

采取国内开发的各种降耗措施，以降低装置气相、液相、固相（粉尘损失）排放的氨和尿素的含量，并可保证排放环保质量。

笔者认为各水溶液全循环法尿素装置分步实施已有成熟的技改措施，降低氨耗和使装置的环保指标接近国际水平，使企业效益和环保效益同步增长，也是装置持续发展的有利保障。

1 小尿素装置各处损失情况根据各厂氨耗指标600 kg的制定依据，同时定期测定装置的损失量，找出差距，采取措施，解决存在的问题。

1.1 气相损失（析氨）（1）造粒塔出塔空气中氨和尿素粉尘含量塔径9 m造粒塔58330 m3/h，60～70℃，64 m高度，排放含氨30 mg/m3，1.75 kg/h；含尿素100 mg/m3，5.83 kg/h；吨尿素损失氨0.3 kg。

浅析尿素生产过程中如何降低氨耗金诗德【摘要】尿素最常见的用途是被当做农作物的肥料使用,是如今在化肥厂生产氮肥中最有效的提高氮量的肥料方法之一,在现代农业生产中的使用效率大大提升了其全面应用.而由于尿素会出现吨肥氨耗的现象,这会使尿素在生产经营中的实际效用率大大减少,所以针对此类现象的出现,通过对尿素中有关氨耗高的原因进行分析并对此提出相对应的一些降低尿素中氨耗的措施,望能够对未来的尿素生产过程中降低氨耗提出一些帮助,提高生产和使用效率.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2017(043)008【总页数】1页(P3)【关键词】尿素;生产过程中;氨耗的降低;影响因素;措施【作者】金诗德【作者单位】河南晋开化工投资控股集团有限责任公司,河南开封 475100【正文语种】中文【中图分类】TQ441.41正常情况下影响尿素在生产过程中吨肥氨耗的方法有很多，例如有合成塔转化率、低压吸收效率、解吸回收效率、不合格尿素产品以及开停工的影响等。

影响尿素氨耗的因素可以分为两个方面：从大的方面来说：采用的工艺流程；装备的制造水平；工厂的总体管理水平；尿素装置的管理水平（工艺、设备）；生产操作工的水平；合成氨和尿素装置的长周期运行。

从小的方面来说：频繁开停工或生产波动大；尿素造粒粉尘重；存在泄漏；解吸系统操作波动；尿素系统水平衡非常重要。

如果水不平衡则会外排碳铵液，也会造成氨耗过高；低压分解和低压吸收操作至关重要，低压吸收效果不好，尾气放空氨含量高，氨损失严重。

除此之外，氨耗高的原因有时是二氧化碳纯度过低或配入的空气量较多，含有惰性气体的量比较高，致使系统压力高，惰气放空量大，带出的氨量越大；还有就是循环水温度高也会造成氨耗高的因素之一。

关于尿素氨耗问题，通过尿素装置不断加强技术改造，提高工艺技术操作水平，积极寻求降低氨耗措施。

目前以来，尿素吨肥氨耗有了较大幅度降低，为装置的节能降耗、清洁生产做出了积极贡献。

尿素装置能耗分析及节能减排措施摘要：针对尿素行业高能耗的特点，结合化工节能技术和尿素生产工艺，挖掘装置节能减排的潜力，并提出相应的措施。

关键词：尿素能源节能减排影响因素前言大庆石化分公司化肥厂尿素装置是上个世纪七十年代从荷兰STAMICARBON公司引进的CO2气提法尿素生产工艺技术，该装置由荷兰大陆公司总承包，国内设计院完成配套工程的设计，于1976年建成投产。

2005年，通过引进荷兰STAMICARBON公司的并联中压技术对尿素装置进行了扩能改造，使装置的生产能力由原设计1620吨/天提高至2300吨/天。

扩能改造中新增一套并联中压系统外，还新增了一台CO2增压机、一台高压离心氨泵、一台高压离心甲铵泵以及一套蒸发系统，另外还对高压洗涤器进行了更新，这是国内首家利用并联中压技术对CO2气提法尿素生产工艺进行改造并取得成功的装置。

一、尿素生产中的影响因素及操作优化1、尿素合成反应机理及热力学模型2、尿素生产操作优化（1）选择最佳操作温度：温度是影响尿素平衡转化率的重要因素，尿素合成的平衡转化率随温度的升高而升高，但当其他条件不变时，温度超过一定值后，转化率又会下降，因此，存在一个最佳的操作温度。

要得到最大的转化率，尿素合成塔应尽可能控制在最佳操作温度下运行。

（2）提高氨碳比：提高原料的氨碳比，可以提高尿素合成的转化率。

当有过剩氨存在时，不仅有利于提高转化率，还可以抑制某些副反应。

氮碳比可以通过进料调节机构进行调节，不过高氨碳比虽然能够提高尿素合成转化率，但太多过剩氨也会造成系统利用效率下降，并使能耗升高，增大后续设备的负荷，同时也将提高系统的平衡压力，因此实际操作时氨碳比也有一个合理的最优选择范围。

（3）降低水碳比：研究表明降低水碳比，可以大幅度提高尿素转化率，水碳比每降低0.1，转化率就可提高1%以上，因此应当尽可能地降低水碳比。

要控制系统的水碳比，只能通过低压甲铵液的含水量来控制，而控制低压甲铵液的含水量又要通过对低压循环吸收系统、0.7MPa系统和水解系统进行综合调整来实现。

尿素生产过程中降低氨耗的措施尿素，也称之为碳酰胺，属于一类简单有机化合物，被作为肥料广泛应用于农业生产过程中。

尿素中含有的氮元素是农作物生长所必需的化学元素之一，氮元素含量是评价尿素肥料价值的一项重要指标。

氨气（液氨）作为尿素生产过程中的重要原料，其为尿素生产提供了大量氮元素。

而在尿素的实际生产过程中，受到生产工艺和生产装置等多方面因素的影响，氨气在尿素生产过程中的利用率往往不高。

本文从尿素生产过程中，分析了尿素生产过程中氨耗的原因，同时探究了尿素生产过程中降低氨耗的措施。

标签：尿素生产；氨耗原因；降低措施氮元素是农作物生长所必需的化学元素，提高尿素中氮元素的含量对于增加尿素的肥料价值很有意义。

降低尿素生产过程中的氨耗是提高氮元素利用率的重要途径，在尿素的实际生产过程中，氨耗的来源是多方面的，例如汽提效率、合成塔转化率、解吸回收以及开停工频率等。

随着尿素生产工艺的不断改进，正确控制工艺流程和操作参数，将会有效降低尿素生产过程中的氨耗，提高生产效率。

1 尿素生产过程中影响氨耗的因素分析在尿素的工业生产中，影响氨耗的因素非常多，但大致可以将影响氨耗的因素分为几个大类。

1.1 合成塔转化率在尿素工业生产的理论环节，多数化肥厂制定的生产工艺将合成塔的转化率值设计在60%左右，但在实际的工业生产过程中，合成塔的转化率是难以达到理论指标的。

那么这将会给低压分解吸收系统带来过量的荷载（工作负荷），由于过剩的氨气得不到充分回收，导致产生了较大的氨耗。

以中国石油某地区的化肥厂生产工艺为例，该化肥厂在2007年的合成塔转化率为57.6%，2008年的合成塔转化率为58.5%，2009年的合成塔转化率为58.6%。

随着合成塔转化率的不断提升，在尿素生产过程中有效地降低了氨耗，增加了尿素的日产量。

而对于汽提塔汽提效率这一参数而言，这一参数的工艺理论设计值在80%左右，从尿素生产的实际工艺分析，多数汽提塔的气体效率都能够控制在80%以上，因此汽提效率对于降低尿素生产过程中的氨耗没有较为明显的影响。

降低尿素装置生产过程中蒸汽消耗摘要：随着尿素行业产能扩大和原料价格上涨，尿素市场竞争日趋激烈，给尿素成本控制提出了更高的要求。

要想降低尿素装置的综合能耗，就必须找出蒸汽消耗偏高的原因，并针对性地采取措施，将其达到设计值。

本文就降低尿素装置生产过程中蒸汽消耗展开探讨。

关键词：二氧化碳汽提法；尿素装置；蒸汽消耗引言大型尿素生产装置中，所用蒸汽除满足工艺换热要求外，还用于驱动二氧化碳压缩机汽轮机，蒸汽用量较大，对尿素成本的影响不容小觑。

1原因分析1.1水碳比对系统蒸汽消耗的影响水碳比的控制对于尿素的生产过程尤为重要，原料氨、二氧化碳在高压合成塔反应生成甲铵需在液相中进行，反应初期较高的水碳比有利于原料氨、二氧化碳反应生成甲铵，但过量水的存在增加了生物的浓度，影响到甲铵脱水生成尿素，所以高压合成塔内水量增加会使二氧化碳转化率下降，未脱水生成尿液的甲铵加重了高压汽提塔负荷，过量的水在系统中循环会降低汽提效率和低压系统精馏效率，解析水解系统和蒸发系统负荷增加，尿素系统蒸汽消耗严重增加。

1.2解析水解系统对尿素系统蒸汽消耗的影响尿素装置解析水解系统，水解器加热采用3.7MPa 蒸汽，解析塔采用0.49MPa蒸汽加热。

装置满负荷运行工艺冷凝液流量为42t/h，水解塔用气量2 514kg/h，解析塔用气量8548kg/h，解析塔、水解器用汽量随解析水解负荷增加、工艺冷凝液中氨和二氧化碳离子、尿素含量增加而加重，解析塔和水解器的用气量增加，尿素系统蒸汽消耗升高。

1.3高压系统运行工况的影响高压系统汽提塔的作用是把溶解在合成塔中没有转化生成甲铵的游离氨、二氧化碳，经汽提塔加热降低溶解度，把溶液中溶解的游离氨、二氧化碳从液体中分离出来。

因此汽提塔的操作温度能否达到指标，会直接影响到尿素系统总氨蒸出率和尿液的提纯。

如汽提塔温度降低导致汽提效率下降总氨蒸率下降、尿液浓度降低，会极大加重低压分解、蒸发系统负荷。

低压精馏塔、蒸发系统一段尿液加热器、解析塔采用压力为0.4MPa的蒸汽加热，它的来源为高压甲铵冷凝器的副产蒸汽，产量60540kg/h。

氨汽提法尿素工厂降低氨耗的途径摘要：尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料，其发展速度已超过了其他氮肥品种。

我国尿素装置主要有水溶液全循环法、二氧化碳汽提法和氨汽提法三种生产工艺。

本文主要阐述了有关我国氨汽提法尿素工厂降低氨耗的途径。

关键词：氨汽提法尿素工厂降低氨耗途径一、前言我国目前大多数中小型尿素装置采用的是水溶液全循环法，特点是合成塔内转化率高，未反应物三段减压分解，动力消耗较大，尾气压力、温度均较低，爆炸危险性小，其生产工艺比较成熟。

不论采用哪种流程，基本由六个工艺单元，即原料供应、尿素的高压合成、含尿素溶液的分离过程、未反应氨和二氧化碳的回收、尿素溶液的浓缩、造粒与产品输送和工艺冷凝液处理。

针对氨汽提法尿素工厂降低氨耗的途径进行深入的研究和探讨。

二、氨耗产生的原因1.氨耗的原因分析氨碱法制碱过程中，氨作为中间介质参与生产过程循环使用，氨耗主要由下列两方面产生：1.1气相损失：如各种含氨尾气洗涤吸收不完全，含氨气体管道爆裂等。

1.2液相损失：如废液、废淡液含氨，含氨液体的排放、跑冒滴漏等。

三、氨汽提法尿素工厂降低氨耗的途径1.降低气相损失1.1降低吸收洗涤塔尾气氨损失。

随着生产负荷的提高，蒸吸冷却系统无法控制蒸馏塔的出气温度指标，从而引起氨盐水温度比较高，导致吸收洗涤塔尾气含氨高。

为解决此问题，新增了一台气相冷却器和两台加压泵，使蒸馏塔冷却器出气温度得到有效控制。

增加了一条循环水总管和一台小加压泵单独对PCD冷却器供水，提高总管压力，以降低冷却器出气温度。

更换较大面积的氨盐水板式换热器，使氨盐水温度达标。

经过这一系列的改造，取得了较好的降温效果。

1.2降低碳化洗涤塔尾气氨损失。

生产负荷大时，卤水从碳化尾气洗涤塔顶喷出造成氨损失。

新增了一台～2750×12416碳化尾气洗涤塔与原洗涤塔并联作业。

同时，对原洗涤塔进行技术改造，采用外溢流降液管，增大洗涤塔通道面积，提高其洗涤能力，降低了尾气氨损失。

关于尿素生产过程中降低氨耗的措施研究摘要：尿素是一种相对简单的有机化合物，其又被称作碳酰胺，在农业生产中被广泛作为农业肥料。

其中尿素所含有的氮元素是农作物生长发育所需的重要化学元素之一，也是评价尿素肥料价值的关键指标。

而氨气是尿素生产过程中的一个重要原料，能够为其提供大量的氮元素。

但实际上受到生产工艺和生产装置等的影响，氨气的利用率往往不高，因此本文通过阐述尿素生产过程中对氨耗的影响因素，并提出有效降低氨耗的措施和策略，旨在提高氨气利用效率，提高尿素生产质量。

关键词：尿素；生产过程；氨耗；措施前言在农作物生产阶段，氮元素是其必须的一种化学元素，在尿素生产过程中提高氮元素的含量能够最大限度的提升肥料施加价值。

而降低氨耗则是提高氮元素含量的主要方法和途径，在尿素生产过程中，由于多种因素的限制和影响，促使尿素生产会消耗大量的能源，而且氨耗现象较为严重。

通过实践发现产生氨耗的原因有多种方面，汽提效率以及合成塔转化率以及开停工频等都会导致大量氨耗。

因此需要采取有效措施尽可能的降低氨耗，进一步提升尿素的生产效率。

1 尿素生产过程中影响氨耗的主要因素1.1合成塔转化率的影响在尿素生产过程中，现行的生产工艺理论上只能够保障合成塔转化率值达到60%左右，在实际中多数化肥生产厂都无法达到该理论指标。

从而就会给低压分解吸收系统造成较大的工作负荷。

同时剩余氨气不能够有效的得到回收，就会出现较大的氨耗。

此外在尿素生产过程中汽提效率也会影响氨耗，通常其理论工艺参数被设置在80%左右，但是在现实的生产工艺中，汽提效率对氨耗的影响并非十分明显，因此在尿素生产过程中减低氨耗主要是通过提高合成塔转化率来实现的[1]。

1.2低压吸收效率的影响尿素在生产过程中，低压吸收是其非常重要的一个环节和操作步骤。

当前很多化肥厂都会将低压吸收环节中二氧化碳和氨气形成的甲铵液质量分数控制在70%。

但是在实际的生产工艺中，由于过分依赖常规性的生产操作和生产设备，所以就导致了甲铵液质量分数远远不能达到理论标准，就会使一部分的氨气与二氧化碳无法通过低压吸收而通过排空设备排入到大气中，进而就会影响氨耗的降低[2]。

煤化工装置尿素生产过程节能降耗的分析
煤化工装置尿素生产过程中的节能降耗是指通过改进生产工艺、提高设备效率、合理
利用能源等手段，降低能源消耗和生产成本的措施。

下面将从以下几个方面进行具体分
析。

一、改进生产工艺
1. 高效催化剂：用高效催化剂替代传统催化剂，可提高催化反应速率，降低能耗。

2. 改进合成工艺：通过改变操作条件、提高副反应的抑制能力等手段，降低供氨比，减少氨补质消耗。

3. 氨合成循环改造：对氨合成循环进行改造，使用新型催化剂、改变气体流程等，
降低压缩能耗和循环混合气流量，减少蒸汽消耗。

4. 氨交换工艺的优化：提高氨交换塔塔板效率，减少塔底溶液进入蒸汽系统。

二、提高设备效率
1. 锅炉设备：采用高效燃烧器，控制燃料供应量，优化燃烧工艺，提高锅炉热效率，降低燃料消耗。

2. 蒸汽涡轮发电机组：利用余热发电技术，将尿素装置废热转化为电能，降低热能
损失。

3. 废水处理设备：采用高效蒸发工艺、膜分离技术等，提高废水处理效率，减少热
能消耗。

三、合理利用能源
1. 废气和废热回收：对尿素生产中产生的废气和废热进行回收和利用，比如用废热
进行蒸汽再生预热。

2. 节约用水：采用循环冷却水技术、废水回用等手段，减少用水量，降低水资源消耗。

3. 废物利用：尿素生产中产生的废物如硫化氢、脲酶废液等，可以通过适当的处理
和利用，降低废物排放和资源浪费。

尿素余热制冷技术的应用 (山西兰花科技创业股份有限公司化肥分公司山西晋城 048000)引言作为高能耗的化肥企业在能源费用昂贵的今天，其产生的低品位废蒸汽和废热水大部分都没有充分利用而白白扔掉。

随着科技的发展,先进技术的不断开发,利用低品位余热吸收为动力的制冷技术在化工行业得到了推广。

使用吸收式制冷可以大量节约能源。

吸收式制冷比以电能为动力的冰机可以明显节约电耗。

在当前我国电力比较紧缺的条件下，使用和利用有着现实的意义。

山西兰花科技创业股份有限公司化肥分公司合成氨年生产能力为20万吨/年，现有两套尿素生产系统，生产能力分别为10万吨/年和23万吨/年。

尿素生产中产生了大量的低品位余热，这些余热如不加以利用将会造成很大的浪费，而合成氨生产中影响生产产量的因素主要是氮氢气压缩机各段入口温度高、打气量不足等。

利用品位较低的尿素余热采用吸收式制冷产生低温冷水冷却压缩机一入气体，降低压缩机一段入口温度提高氮氢气压缩机打气量，实现增产降耗，是企业推进资源综合利用的重要手段。

1.吸收式制冷的工作原理及其特点吸收式制冷以蒸汽、燃气、燃油、热水等多种热源为动力，以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，制取0℃以上的冷媒水或60℃以上的热水，用于生产工艺过程。

1.1吸收式制冷的工作原理(见图1溴化锂冷水机组内部工作流程示意图)溴化锂制冷工作原理，液体的沸腾（在制冷行业也称蒸发）温度与压力有关，在1个标准大气压下，水在100℃沸腾，当压力降到6.75mmHg即903.93pa 时，水在5.5℃时就可以沸腾，液态水蒸发为水蒸汽时需要吸收大量的热量。

在溴化锂制冷机组中水是制冷剂，溴化锂溶液是吸收剂，溴化锂制冷机组就是依靠在低压（903.93pa绝对压强）下，冷剂水在蒸发器传热管（铜管）上喷淋蒸发，吸取传热管内脱盐水的热量来制取低温冷水的，冷剂水蒸发之后，蒸发器内的低压力就要升高，当压力升高到一定数值后蒸发就会停止，而溴化锂浓溶液极易吸收冷剂蒸汽，从而维持蒸发器内的低压力，溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，冷剂蒸汽被吸收后放出的热量由循环冷却水带走，溴化锂溶液浓度变稀，吸收能力变弱。