改进型全循环法尿素装置设计运行总结

Ｋｅ ｗｏ ｄｓ ｕ ｅ ｒ ｖ ｍｐ ｓ ｍ— ｐ ｙ ｒ ｒａ ｅａ ｕ ｕ
江苏恒 盛 化肥 有 限公 司 水溶液 全循环 尿素装
一
吸塔 由中压联尿素装置的中压吸收塔改造
置系由４ ｔ ０ｋ ａ中压联尿装置改造而成， １９ ／ 于 ９６
年 ４月 １ １投产。经过几年的技术改造 、 ６３ 优化操
低。
（） ３ 二分塔 二分塔原规格为 ０ ０ ｍ ０ ０ ｍ， ８０ｍ ／ ６０ｍ 换热面 积为 ７ ６１道 的配 置
经过 ２０ 年的技术改造和 ２０ ０１ ０２年 ４月的大 修后 ， 装置生产能力达 １０ｋ ａ其主要设备配置 ５ ｔ ， ／ 见表 ｌ主要管道配置见表 ２ ， 。
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｎ ａ ｃ ｕ ｔｉ ｇｖ ｎｏ ｅｒｘ ｍｐｏ ｑ ｉｍｅ ｔｎ ａｕｅ ｎｔ ａ ｅ ｎ ｔｅｔｔｌ ｅ ｙ ｓｒ ｃ ｃ ｏ ｎ ｉｅ ｆｔ ｅｒ ｆ ｕｐ ｎ ｒａｕ ｉｂ ｓｄｏ ｈ ｏａ ｃ — ｓ ｈ ａ ｅ ｉ ｒ ｃｅ ｏ ｑ ｅ ｕ ｏｕｉｎａ ｄｔｅｍｅ ｓ ｒｓ ａ ｅ ｒ ｒ ｌＹｓ ｖｎ ｎ ｏ ｓｍｐｉｎｒｄ ｃｉｎ ｌ ｆ ｕ ｏ ｓｓ ｌｔ ｎ ｈ ａ ｕｅ ｋ ｎｆ ｌ ‘ ａ ｉｇａ ｄｃ ｎｕ ｔ ｅ ｕ ｔ 。Ａ ｅ＂ｅ， ａ ｏ ｔ ｏ ｅ ｅｇ ｏ ｏ ｉ ｓ 一 ｒ ｌ ｘ
尿素合成塔的下 部保 留 ３块旋流板 ， 上部增
加８ 块驼峰板， 在生产强度为 ｌ． ｔ（ ｍ ） ４８ ／ ｄ・ 时， Ｃ 化率可达 ６ ％ 一 ７ Ｏ转 ５ ６ ％。由于转化率较高 ，
产要求 ， 但上部分离空间不够， 为此将二循一冷上 部分离空间增加 ３ｍ ； 二循二冷上部增加 １５ｍ ． ’
作及强化管理 ， 现生产能力达 ５０ｔｄ生产稳定 ， １ ， ／

第 ２期
２１ ０ ２年 ３ 月
中 氮
肥
Ｎｏ ２ ． Ｍａ ． ２０１ ｒ ２
Ｍ — ｉｅ ｔｏ ｅ ｏ ｓ Ｆ ｒｉ ｚ ｒ Ｐ ｏ ｒ ｓ Ｓ ｚ ｄ Ｎｉ ｇ ｎ ｕ ｅ ｔｌ ｅ ｒ ｇ ｅ ｓ ｒ ｉ
尿 素 装 置增 产 降耗 改造 总结
韩 志 勇
（ 大荒农业 股份有限公司浩 良河化肥分公 司 ，黑龙 江 伊春 北 １３ ０ ） ５ １３
计 年增加 费 用 ２ １万元 。 １ （ ） 总 经济效 益 ７
６ 结 束语
我 公 司通 过 增 建 ６ ／ ０ ｔｈ三 废 混 燃 炉 装 置 对
吹风气 锅炉 进行 节能 改造 ，降低 了原材 料 、燃 料
（Ｗ ・ ） 。共 ｋ ｈ］
及 动力 消耗 ，减 少 了排放 ，实 现 了循环 经济 ，增
造 新 增 １台 ４１ ０ ｍ 的一段 分解 分离 器 ，把加 ， ０ｍ ４ 热 段和分离 段 分开 ，提 高分 离效 果 ，预精 馏 塔 与
［ 收稿 日期 ］２ １－７２ ０ １０ —６ ［ 作者简介 ］韩 志勇（ ９０ ） 男 ， １７ 一 ， 山东菏泽人 ， 工程师。
一
分塔分离 器合二为一 。原有 １５Ｉ ７ Ｉ Ｔ 的一 分加热
扩 能至 １０ｋ／ （５ ／ ） ７ ｔａ ５０ｔｄ ，并 对 第 ２套 尿 素 装 置 进行 节能 改造 。改造后 ２套 尿 素装 置总 产量 达 到 ３０ｋ ａ以上 ，并 大 幅降 低 了生产 成本 和各 项 ０ ｔ ／ 消耗 。 由于第 ２套 节能改 造 项 目是第 １ 节能 改 套 造 的部 分 翻版 ，在此 不做 论 述 ，仅 对 第 １套老 尿
分 加 热器 的换 热 面 积 为 １５Ｉ ，一 段 分 解 分 离 ７ Ｉ Ｔ

举 措 。尿塔 是尿 素装 置关 键设备 之 一 ，在 尿素 合
成反 应 中 ，甲铵 生成 与 甲铵脱 水生 成尿 素均 在尿
新 型尿素 特效 塔盘 ，它将 传统 的板 罩结 合方 式 改为 用特殊 的折 板机将 板折 成 Ｓ形结 构 ，并在
ｃ ｏ ｎｓ ｕ ｍ ｐｔ ｉ ｏｎ ｉ ｓ ｄｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ， ｔ ｈｅ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｉ ｓ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｓ ｏ ｔ ｈｅ ｂ ｅ ｎｅ ｆ ｉ ｔ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｕ ｒ ｅ ａ ｐｌ ａ ｎ ｔ； ｕｒ ｅ ａ ｔ ｏｗｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｙ； ｄ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏｓ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｇ ａ ｓ； ｈｙ ｄｒ ｏ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ； ｓ ｔ ｅ ａ ｍ
目前 ，该套装 置 产能 达到 ４ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ ，吨尿 蒸 汽 消
耗 １ １ ０ ０ ｋ ｇ 左 右 ，吨尿 液氨 消耗 ５ ７ １ ｋ ｇ ，每 年 可
降低运 行成 本一 千多 万元 。现简 介如 下 。
１ 尿 塔 塔 盘 更 新
提高 尿塔 Ｃ Ｏ 转 化 率 ，是 降低 消 耗 的 重 要
（ Ａｎｈｕ ｉ Ｈａ ｏｙ ｕａ ｎ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｇｒ ｏｕ ｐ Ｃｏ． ， Ｉ ｔ ｄ． ， Ｆｕ ｙ ａ ｎｇ Ａｎｈ ｕｉ ２ ３６ ０２ ３， Ｃｈ ｉ ｎ ａ） Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇｙ ｃ ｏｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏｂ ｌ ｅ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｕ ｒ ｅ ａ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ， ｔ ａ ｋｅ ｔ ｈｅ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏｗｉ ｎｇ

１ ８
小氮肥
第３ ８卷
第 ７期
２１ ０ ０年 ７月
尿 素 装 置 节 能 技 术 改造 小 结
辛 向阳 王成 刚 张 旭 罗学英
（ 东阿斯德 ４ ｖ有 限公 司 肥城 ２ １０ ） （ 山 ￣＿ － － ７６０ 宁坡远 东４ －集 团有 限公 司 ３ ５ ４ ） ￣＿ ｖ － １００ 液 甲铵分解 率 和总氨 蒸 出率均 能达 到设计 要求 。 原 Ａ套一 吸塔 为 １００ｍ ４ ０ｍｍ， ０ ｍ Ｘ ８ 原 ８ Ｂ套 一 吸塔 为 １１０ｍｍ × ８ ０ ８８ ８ｍｍ， 洗段 均 精
使总换热面积达 到 ８ １Ｉ ， ４ 保证 了气氨 的回收 ， ｎ 放 空量 明显减 少 ， 降低 了氨耗 。
１ ３ 低压 系统 ．
孔板。Ａ套在尿素产品达到 ５ ０ｔ 时 ， Ｏ 转化 ９ ｄ Ｃ ／ 率 ６％ 一 ６ ； ０ ６ ％ Ｂ套在尿素产量达到 ５０ｔ １ ｄ时 ， ／ Ｃ２ Ｏ 转化率 ６ ％ 一 ３ ０ ６ ％。 １２ 中压 系统 ．
０ 前 言
山东阿斯 德 化 工 有 限公 司 共 有 ２套 尿 素 装 置， Ａ套 ４ ｔａ尿 素装 置 （ ０ｋ／ 以下 简 称 Ａ 套 ） 用 采 水溶 液全 循环 法一 版通 用设计 ， Ｂ套 ６ ｔａ尿素 ０ｋ／ 装置 （ 以下 简称 Ｂ套 ） 用水 溶 液 全 循 环 法 二 版 采 通用 设计 。经 过 多 年 不 断 挖 潜 和 技 术 改 造 ， ２套
预精馏塔更换 了大流通量塔板 ， 将原塔板泡罩 中 心孔径由 ０ｍ ｍ增至 ７ ｍ， ０ｍ 数量不变 ， 加热 器 面积１４ｒ 改为 ２０ｍ ， 一 分 加 热器 出 １ ３ ｎ ０ 使 ５尿
压预分离器一分气和二甲液的气液混合物作加热

１ ． ２ 中压 分解塔 改 用 自汽提 塔
由于传统 型水 溶 液 全 循 环 工艺 吨 尿素 汽 耗 、 氨 耗 偏高 ， 解 吸废 液 中尿素 含量 也偏 高 。为此 ， 对该 尿 素装 置进 行 了节 能优 化技 改 。投 产运 行 至 今 ， 尿 素装 置运 行稳 定 ， 消耗 大 幅下 降 。
艺， 公 称 设计 能力 为 ４ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ ， ２ ０ ０ ７年 建 成 投 产 。
过一层高效塔盘 ， 气液之间都会重新分布 ， 改善气 液 相 的质 热平 衡 状态 ， 加快 Ｃ Ｏ ： 气 体 在液 相 中 的
溶 解速 度 ， 促进 氨基 甲酸 铵脱 水生 成尿 素 的反应 ， 真正实 现减 少返 混 、 高效 吸收 。
自汽提 中压 分解 塔 的工作 原 理是 通过液 体 分 布器对 尿液 的分 布呈 降膜 状 态 ， 在 加 热 分 解 过 程
１ 工 艺优化技 术方案
１ ． １ 尿 素合 成塔 塔盘 改造
中， 由于过剩氨 的蒸发对 甲铵 的分解产生汽提作
用 。 自尿 素合 成塔 出来 的气 液｝ 昆合物 进入 预分 离 器分离 成气 液 两 相 ， 其 中尿 液进 入 自汽 提 中压 分 解 塔 上部 ， 经蒸 镏 段 的 精 镏作 用 以减 少 气 相 带 水 量， 再 经液 体分 布器 均 匀地分 配 到每 根汽 提管 中 ，
（ １ ） 采用 Ｇ ｃ — Ｉ Ｂ型 高效 翅 片 式塔 盘后 ， 大 大 提高了 Ｃ Ｏ 转化 率 ， 减 轻 了 中压 吸收 负荷 及 减 少 了中压 放空量 ， 尿 素产 品优 等 品 率 由原 ９ ８ ． ９ ％ 提 升至 ９ ９ ． ５ ％ 。增 加惰 气精 洗 器 后 ， 由于惰 气 不再 送尾 气 吸收塔 ， 而 引 入惰 气 精 洗 器 加 压 吸 收 ， 既 可 利用 分 布 吸 收 原 理 完 成 惰 气 精 洗 ， 还 可 避 免 尾气吸 收塔 的氨损 失 ， 提 高 了尾气 吸收 效 果。 惰 气精 洗 器 串联 安 装 于 惰 洗 器 之 后 ， 使 惰 气 尾

合 物温 度 （０ １ １℃ ） 一 甲液 温 度 （ ９ｑ 温 差 过 与 ８ Ｃ）
低、 中压负荷重 、 尿素氨耗高和蒸汽消耗大等问
粒非 常少 的现 象 。
颗粒的比例， 尽量保证原煤粒度符合设计要求。 （） ６ 经过多次试验 ， 维持合适的床压 ， 将锅炉 床压由原先控制的 ７０ｋ ａ ． Ｐ 提高到 ８ ３ Ｐ 。 ． ａ ｋ
方式 、 降低灰 渣 中残 碳含量 是提 高锅 炉 的热 效
率 和 经济 运 行 的有 效 途径 。
（ 收到 修 改稿 日期 ２ １ ＿８ ｌ ０ ｌ）－９） （
匀进入破碎机 ， 控制原煤粒度， 改善燃煤粒度分布 特性 ， 减少大颗粒及过细颗粒含量 ， 提高 １ ３ｍ — ｍ
小氮肥
由 ８ ０℃ 提 高至 ９ ０℃ 。 ７ ５
６ 质量分数 ） 目前还存在 一定差距 ， 就要 ％（ ， 这
求 司 炉工 根 据 煤 种 变 化 及 时 调 整 燃 烧 ， 保 将 确 各 参 数 控 制 在 最 佳 状 态 。 因此 ， 化 锅 炉 运 行 优
（ ） 时 调 整 破 碎 机 齿 板 间 隙 ， 证 原 煤 均 ５及 保
１２ 中压分 解 的 问题 ．
以上）③解吸塔塔底温度高达 １７℃， ； ５ 超出设计值 ｌ Ｏ℃； ④蒸汽饱和器未投用， 蒸汽余热利用少。
２ 改造 方案
２ １ 合 成塔 ．
容积为 ２ ４ｍ 尿素合成塔经内件改造能满足
生 产 。在 缩 小塔 盘 间距 的情 况下 ， 增加 ３层球 帽 塔 盘 ， 内件 为 ２ 现 １层球 帽塔 盘 ＋ ４层 旋 流板 。合 成 塔 出料调 节 阀 由 Ｄ ３ Ｎ ２ｍｍ更 换 为 Ｄ ４ Ｎ ０ｍｍ，
（） ２ 在保证床料 良好 的流化状态下 ， 当降 适 低一次风量 ， 一次风机电流降低 ４～ 提高二 ５Ａ；

板， 将底部 的旋流 改造成混 流 。
液全循 环法 尿素 生产设 备合理配 置 和部 分重 新制
作而 整体考 虑 。 自 ２０ ０４年 ５月投产 以来 ， 过不 经 断地挖 潜 和技术 改 造 ， ２ 尿素 装 置 生产 能 力 由原
来 的平 均 ３ ０ ｔｄ提 高 到 现 在 的 ５ ０ ｔｄ 以上 。 ５ ／ ４ ／ 两套 生产装 置改 造 中积 极应 用 了新 技术 ， 改造 使
Ｏ 前 言
姜堰 市化肥有 限责 任公 司有 两套 尿素 生产装
置 ， 尿素装 置 的尿素合成 塔 为 ２ ’ 自 １９ １ ０ ｍ ， ９ ３年 ３月投产 以来 ， 经过不 断地 改造 和 完善 ， 该装 置 使
现生产 能 力 达 到 平 均 ４ ０ ｔｄ以 上 ， 高 产 量 达 １ ／ 最
６
小氮肥
第３ ６卷
第 ５期
２０ ０ ８年 ５月
时通过 调整预精 馏 塔 的塔盘 和溢 流 堰 的高 度 ， 解
水达 到可 能低 的温度 ） 。
速， 转速 由 ３０ｒｒｉ提 高到 ３０ｒｒｎ 吸气 量提 ０ ／ ｎ ａ ３ ａ ， ／ｉ 高 到 ５ ． ｍｎ １台为 ５ ｍｉ， ７５ｍ ／ ｉ； ５ｍ ／ ｎ３台并联 运
行。
成 混流 ＋舌形 板 ， 新合理 分布 了多孔 板 。 重
将 液氨泵 的原 ４级调 速 改 造成 变 频 调 速 ， 且 把行 星减 速器 改 造成 圆柱齿 轮 减 速器 ， 变其 齿 改 轮模 数 和速 比 （ １台为 １０： ． ， ． ｌ ２ １台为 １： ０ ， １ １ ） 将 缸径 和柱 塞直径 由 ８ ０ｍｍ扩 大 到 ８ ｍ， 单 ８ｍ 使 泵 运行 满足 ４ ０ ｔｄ尿素 的生 产需 要 。 ３ ／

［摘 要］安徽晋煤中能化工股份有限公司水溶液全循环法尿素装置 （１＃尿素装置） 存在蒸汽、电力、 液氨单耗较高以及放空尾气中氨含量较高等问题，经过近 １ａ的考察、论证，在借鉴新型水溶液全循环法 尿素生产工艺的基础上，于 ２０１２年 ５月份对 １＃尿素装置实施节能降耗技改：通过增设甲铵分离器，提高甲 铵液浓度，降低一甲液的 Ｈ２Ｏ／ＣＯ２，以提高尿素合成塔的 ＣＯ２转化率，降低分解系统负荷，减少中压分解 系统蒸汽用量；使用新型真空预浓缩器及水解系统新工艺，将以往无法利用 （或利用不充分） 的低品位热 能予以回收利用，使整套尿素装置的热能利用更加充分；精洗中压尾气，以回收原料 （氨），使放空尾气 中的氨含量降至 ０３％左右，减少污染物排放。本技改项目完成后，经过不断的调整、改进，１＃尿素装置 运行稳定，操作简单，生产弹性增大，综合能耗大幅下降，达到了预期的节能降耗目标。
·２·
中 氮 肥
第 ５期
意义。 安徽晋煤中能化工股份有限公司 （简称中
能化工）１＃尿素装置 （产能近 ８００ｔ／ｄ） 采用水 溶液全循环法尿素生产工艺，２＃、３＃尿素装置采 用 ＣＯ２汽提法尿素生产工艺。１＃尿素装置由于蒸 汽、电力消耗较高，夏季生产时放空量较大和放 空尾气中氨含量较高等问题，有逐渐被淘汰的趋 势。为此，中能化工于 ２０１１年决定就如何降低 水溶液全循环法尿素装置的综合能耗进行立项研 究，经过近 １ａ的考察、论证等准备工作，在借 鉴新型水溶液全循环法尿素生产工艺的基础上， 于 ２０１２年 ５月份对 １＃尿素装置实施了节能降耗 技改，由于前期准备比较充分，系统停车 ２０ｄ 就完成了改造工作。以下对有关情况作一总结。
［关键词］水溶液全循环法尿素装置；节能降耗；综合技改；问题分析；技改方案；技改内容；技术创 新点；技改效果

液 流 的湍动 状况 ， 到 高效 吸收 的 目的。 改造后 ， 达
Ｎ Ｃ Ｈ 和 Ｏ 在一吸塔 外充分反应 ， 生成 甲铵 ， 提 高了一吸塔的生产能力。 吸塔的改造 ： 将鼓 泡段加长 ２５０ｍ 加 ０ ｍ，
一
在生产强度 ２ ／ ｍ ・ ） ，Ｏ 转化率仍保持 ０ｔ （ ｄ 时 Ｃ ：
题， 适应了大气量 、 高负荷生产的需要 。
３ 低 压 系统
（） １ 二分塔上半部分改用不锈钢条片形规整
填料 ， 提高 了分 解 效率 。
预分离器 ， 由于预分离气 中氨分压高 ， 过量 的氨可 以更 好地 与 少量 的 Ｃ 反应 ， Ｃ 总量 的 ７ ％ Ｏ 使 Ｏ ５
２
６ ２％ ～６ ４％ 。
长部 分直 径 由 １１０ｍｍ 扩至 １４０ｎ 增 加 ０ ０ ｌ ｍ，
（） ２ 新增 设 ３１ －． ＪＡ５ ９～１／ ２型一 甲泵 和 ９２
３ Ａ ． ２ ／ ２型 液 氨 泵 各 １台 。正 常 生 产 时 ， Ｙ ８ ７～ ９ ２
了气液接触面积 ， 同时调整了气体分 布器 的开孔 率及气体人塔 位 置 ， 一 步 提高 了 Ｃ 吸收效 进 Ｏ 果。改进了一 吸塔 内塔盘结 构 ， 采用 ５ 块泡罩板
１ 原生产 装置存在 的问题
原生产装置 由于设备陈旧、 工艺落后 ， 存在生 产不稳定 、 产量低 、 两煤 一 电” “ 消耗高 、 蒸汽 紧 张、 浪费严重、 三废治理差等诸多问题 ， 主要体现
在 以下 几个 方面 ：
原料气净化采用醇烃化精制工艺 ， 旧合成氨系统
的原料 气精 制采 用 联 醇加 铜 洗 工 艺 ， 铜洗 工艺 在 运 行 中存 在 消耗 高 、 量 经 常超 标 、 产不 稳 定 、 微 生 污染 严 重等 问题 。 （ ） 冻 工段 冰机 开 机 数 量 多 ， 夏 季 气 温 ６冷 在

１ ０
小氮 肥
第４ ｌ卷
第 ３期
２ ０ １ ３年 ３月
尿 素 装 置循 环 水 系 统 改 造 总 结
范 国 宏
（ 山西阳煤丰喜肥业 ＜ 集团 ＞ 有限责任公司临猗分公司 山西临猗 ０ ４ ４ １ ０ ０ ）
山西 阳煤 丰 喜肥 业 （ 集 团） 有 限 责 任 公 司 临 猗分 公 司下辖 ２家 合 成 氨 厂 ， 有 ４套尿 素 生 产 系
统， 其 中 １套采用 二 氧化碳 汽 提 法 工艺 ， ３套 采 用
２ 改造前情 况
２ ． １ 蒸 发 系统
水溶 液全 循环 生产 工 艺 ， 具 有 年 产综 合 氨７ ５ ０ ｋ ｔ ， 尿素 １ ０ ０ ０ ｋ ｔ 的生 产能力 。 临猗 分公 司第 １套 尿 素 系 统 于 １ ９ ９ １年 ５月 建 成投 产 ， 设计 能力为 ４ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ 。２ ０ ０ １年 １ １月 ， 第 １ 套 尿素 系统 全 面 扩 能改 造 完 成 投产 ， 扩 建 后 设 计能 力 １ ５ ０ ｋ ｔ ／ ａ ， 仍 然采 用水 溶液 全 循 环法 ， 但
用） ， 生产工 艺不 变 ， 现 生产 能力 已达 １ ８ ０ ｋ ｔ ／ ａ 。
２ ． ２ ． １ 惰 性气 体洗 涤器冷 却器 改 造前 ， 循环 水 系统水 量 明显不 足 ， 惰性 气 体 洗 涤 器 冷 却 器 换 热 面 积 偏 小 。２ ０ ０ ７年 ７月 和 ８月 ， 在 日产 尿素 ５ ２ ５ ｔ 的情 况 下 ， 惰 洗 气 中 氨 体 积分 数平 均达 ３ ５ ％左右， 最高达到 ３ ８ ％， 造 成 尾 吸塔 负荷 增 大 ， 氨耗升高； 高负 荷 生产 时 ， 系 统 无 法正 常运行 ， 并 且放 空量增 大 ， 对环境 造成 影响 。

预 分离 器 闪蒸效 果不好 ，预 分气 和一 分气 的 阻力降 差值偏 大 ，容 易引起 一分 塔温 度波 动 。
原 因 ：① 预 分 离 器 管 线 设 置 不 科 学 ，气 相 管 以垂 直方 向插 入 一 吸外 冷 器 Ａ 进 口管 ，阻力
想 ，存在 合成 塔 Ｃ Ｏ。转 化 率 低 、中 压 系 统 负 荷
１ ． ４ 二段循 环 系统
腐蚀 ，厚 度不 够 ，球 帽上 的小孔 直径 达 到原来 的 ３倍 ，冲 刷 腐 蚀 导 致 合 成 转 化 率 下 降 ；② 解 吸 冷凝 气 温度过 高 （ １ ０ ６℃） 及 其 与解 吸 冷凝 回流 液 （ ８ ０℃） 温差 过 大 （ 正 常为 ５ ～１ ０ ℃） ，表 明解 吸气
１ ． ３ 一 段 吸 收 系 统
一
ｌ 存 在 的 问题 及 原 因 分 析
１ ． １ 合 成 系 统
吸外 冷器 冷却水 流程 设计 不科 学 ，运行不
平 衡 ，操作 弹性 小 ，主要 表现在 进一 吸塔 气液混 合 物 的温度 高 （ １ Ｏ Ｏ ～１ ０ ５℃） 。
原 因 ：① 一 吸 外 冷 器 一 直 启 用 “ 大流量 、
第 ３ ９卷 第 ３期
２ ０ １ ３ 年 ６ 月
化 工 设 计 通 讯
Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃｏ ｍｍ ｕｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ‘５ ９ ’
水 溶 液全 循 环 法尿 素装 置 改造 总 结
陈 志伟 ， 陈 慧玲
重 、氨耗 和汽耗 高等 问题 。为此 ，对 １ 尿 素装置 进 行挖 潜 改造 ，以达 到 增产 （ 生产 能 力 由 ４ ２ ０ ｔ ／ ｄ 提至 ４ ５ ０ ｔ ／ ｄ ） 降耗 之 目的 。

・
８ ８・
科 技 论 坛
尿素装龙 江北大荒农业股份有 限公 司浩 良河化肥分公 司， 黑龙江 伊春 １ ５ ３ １ ０ ３ ） 摘 要： 介绍 了水溶 液全循环尿素装置设备 改造情 况及 所采取 的节能降耗措施 ， 经过几年 的技术改造 ， 优化操作及强化管理 ， 尿素生
需 要 。 本 次 改 造更 新 一 段 分 解 分 离 器 为 １ ４ ０ ０ ｒ ｎ ｍ， 把 加 热 段 和分
黑龙 江北大荒农业股份有 限公 司浩 良河 化肥分公 司现有两套 离段分开 ， 提高分离 效果 ， 同时现有 １ ７ ５ ｍ 的一分 塔加热器 由于堵 换 热面积 已仅有 １ ５ ０ ｍ ， 这 次改 造更新一 台 Ｆ ＝ ２ ４ ０ ｍ 的一 水溶液全循环法尿素装置 ， 第一套一尿素 １ ９ ７ ４年建尿素装置 ， 原设 管严重 ， 计能力 １ １ 万吨／ 年 ，第二套二尿素 １ ９ ９ ０年建尿素装置 ， 原设计能 分 塔 加 热 更 换 原 加 热 器 。 预蒸 馏 塔 内件 再 采 用 远 东 化 Ｔ集 团有 限公 力１ ３ 万吨／ 年， 两套尿素年产量达 ２ ４万 吨。一尿素装置 由于设计 司专利技术 Ｄ Ｌ 一 Ⅱ塔盘 ， 提高传质传 热效果 。 时间早 ， 使用年数长 ， 设备腐蚀严重 ， 特别是尿 素合 成塔 ， 已远远超 ２ ． ３中压 吸收 系统 ２ ． ３ ． １ 增 设 一 吸塔 外 冷 器 过 国家 规定 的使 用年限 ， 给安全生产带来很 大隐患 ； 另外装置设计 能力过小 ． 工艺设计不完善 ， 丁艺技术落后 ， ｌ 特别 是一段分解及 吸收 原工艺设 计流程无 一吸塔外冷器 ， 所有 甲铵吸收须在一 吸塔鼓 系统存在较大缺陷 ， 严重制约 了生产能力的提高及各项消耗水平的 泡段 内完成 ， 造成一 吸塔操作负荷重 ， 弹性小 ， 顶、 底 回流氨用量 大 ， 降低 ， 因此针对一尿素装置需要更新改造 。 消耗也会相应增加 。 因此 这次改造新制一台 Ｆ ＝ ３ ０ ０ ｍ ： 的一 吸塔外冷 １ ． １ 项 目改 造 的 背 景 及 目标 器及 Ｆ ＝ ２ ０ ０ ｍ ： 的板式软水冷却器 ， 新增两 台 ４ ０ ０ ｍ ／ ｈ软水循 环泵进 随着我公 司采用先进 的德 士古 水煤浆加 压气化技术更新 原油 行 闭 路循 环 满足 ５ ５ ０吨 热 量 平 衡 的需 要 。 同 时把 蒸 汽 冷凝 液 一 部 分 投气化炉技术改造 ， 经过多年扩能改造 ， 气化 能力大幅提 高 ， 已形成 补充人循环 软水 系统 ， 在 开车或新 鲜软水不够时使用 。更换一 吸塔 年产 １ ６ 万 吨合成氨能力 ，一部分富余氨需靠进一步提高尿素产量 鼓泡段气体 出 口分布器 ， 提高鼓泡 吸收效果 。 来平衡 ， 可现有 装置生产能力 已全部挖掘 ， 本 次改 造主要对一 尿素 ２ ． ３ － ２氨 冷器 的改 造 装 置进行 由年产 １ １ 万 吨扩能至 １ ８万吨 ， 改造后两套尿素年总产达 原装 置使用 的两 台 ７ ２ ０ ｍ ： 氨 冷 器 已不 能 满 足 ５ ５ ０吨 尿 素 生 产 ３ １ 万吨 以上 ， 通过扩能改 造 ， 引入先进 的技 术和工艺 ， 最 大限度地 能力的需要 ， 增产后 由于换热 面积过小 ， 氨冷器冷凝效 果将 下降 ， 一 发挥装 置的潜力 ， 达到增产 、 节能 ， 实现降低产 品成 本 、 提 高效益 的 方面会增加一吸塔局部压力 ， 造成 同流氨 、 回流氨水不稳 ， 另一方 面 ｆ 【 标。 加大放空量增加 氨耗 。 这次改造新 增一 台 Ｆ ＝ ３ ２ ０ ｍ ｚ 的氨冷器与原两 １ ． ２项 目改 造方 案 的确 定 台串联使用 ， 提高氨冷器的效果。 目前 ， 对 于全循 环法尿素装置 的改造 ， 根据各项技术 的实 际使 ２ ． ４主要动力设备改造 刚效果 、 技 术要求 以及我公 司的实际情况 ， 在 目前增产 幅度不是很 ２ ． ４ ． １二 氧 化 碳 压 缩 机 火的情 况下 ， 通过对有关厂家 的考察 ， 本 次技 改决定选用 宁波远东 我公司一尿素原有打气量为 ４ ５ ｍ ３ ／ ｍ ｉ ｎ的 Ｃ Ｏ 乐缩 机两台 ， 拆一 化 集 团有 限公 司成熟 、 可靠 的改 良全循环法尿 素生产技术工 艺方 台留一 台为安装新压缩机 留位 置 ，打气量为 ５ ５ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ的 Ｃ Ｏ 压缩 案。 机一 台， 这次改造不仅保证一尿素装置扩能达到 １ ８万吨 以上 ， 同时 ２ 改造情况总结 也 为二尿素装置压缩机备 机及 扩能至 １ ８万 吨考 虑 ，为满 足尿素生 系统投 入运行经过三年来的摸索和多次技术改造完善 ， 已具 备 产 能 力 增 加 一 台 打 气 量 为 ２ ４ ０ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ 及 力 ２ １ ． ９ ＭＰ ａ 的 小时产 ２ ３ ｔ ／ ｈ既 日产 ５ ５ ０吨 以上尿素生产能力 ， 现将我公 司这 几年 ４ Ｍ５ ０ — ２ ４ ０ １ ２ １ ９ 一 Ｂ Ｘ Ｃ Ｏ 压缩机 。 投用后可 以切换或 同时为 两套尿素 尿素装置改造情况进行总结 。 装 置供气 ， 为二尿素装置扩能改造作准备。 ２ ． ４ ． ２ 液 氨 泵 ２ ． １ 高压合成系统 更新尿素合 成塔及采用高效塔球 帽塔 盘： 改造 后 ， 正 常进 入液 氨 泵 液 氨 的 体 积 流量 为 ４ ８ ． ３ ／ ｈ 。 原有 ＿ 二 － 台 原有 ４ １ ｍ ， 尿素合成塔 已能满足 ５ ５ ０吨生产强度 的需要 ，但考 液氨泵 流量 为 ２ ４ ｍ ３ ／ ｈ ， 电机功率 ２ １ ５ ｋ Ｗ。改造后 ， ５ ５ ０吨产量时开二 虑到该塔已超期使用 ， 运行费用高 ， 给安全生产带来 隐患 ， 这次改造 台氨泵 已能满足生产要求 ， 为每天完成 ６ ０ ０吨以上产量把电机改为 更新 了一 台 中１ ４ ０ ０ ｍ ｍ； 体积为 ４ ４ ｍ ， 尿素合成塔 ， 合 成塔 内衬 可采 变 频调 速 增 加 打 量 满 足 生 产 要 求 。 刖３ １ ６ Ｌ ， 当 日产达 ５ ５ ０吨时合成塔的生产强度 为 １ １ ． ４ ｔ ／ ｄ ｍ３ 。同时 ２ ． ４ ． ３ 一 甲泵 为保证 １ ２ ０ ０ ｋ ｇ ／ 吨尿素蒸汽消耗 ， 内件需采用高效塔球 帽塔盘及新 改造后 ， 正常进入一甲泵的一 甲液 的体积流量为 ２ ５ ． ３ ｍ￣ ／ ｈ 。 现有 型等温 型组合 内件 ， 并把合成塔检漏蒸 汽改成氮气检漏 ， 既经济又 三 台 一 甲泵 ， 每台流量为 １ ２ ｍ ３ ／ ｈ ， 电机 功 率 １ １ ０ ｋ Ｗ 。改 造 后 ， 为完 成 安全 。 每天 ５ ５ ０吨产量进行 更换减速机 ， 电机采用 变频调速装 置 ， 同时把 ２ ． ２中 压分 解 系统 电机功率增加 。一方面可增加打量 ， 另一方 面可减低电耗并优化操 ２ ． ２ ． １ 增 设 预 分 离 器 作， 开二 台一 甲泵可满足生产要求 。 原有流程无预分离器 ， 预蒸馏塔分解负荷重 、一分塔加热器蒸 ３ 改造 投 用 效 果 汽 用量大 ， 一 段蒸发加热器 热利 用效果差 ， 为减轻预蒸馏 塔及一 吸 通过技术改造 ， 尿素装置可稳 定 、 低耗地 保持 日产 ５ ５ ０吨 ， 尿素 塔 的负荷 ， 提高热利用段 的换热效果 ， 进一步降低 能耗 ， 本 次改造采 产量每 天提高 ２ ４ ０吨左右 ， 每吨利润 按 １ ０ ０元 ， 生产 天数按 ３ ３ ０天 用预分离 一预精馏工艺 ， 新增 一台 中１ ４ ０ ０的预分离器 ， 把 预分 离气 计算 ， 一年可增加利润约 ７ ９ ２万元。吨尿素氨耗可降低 ５ ｋ ｇ ， 每吨氨 直接接在一 吸冷 却器进 口处 ， 有利于 甲铵热 的放 出 ， 减 少一段蒸发 按 ２ ０ ０ ０ 元计算 ， 一年可增加利润约 １ ８ ２万元。 每吨尿素汽耗 可降低 加热器蒸汽用量 ， 并有效减轻预蒸馏塔精馏 段的负荷 。 ０ － ３吨 ， 每吨蒸汽按 １ ０ ０元计算 ， 一年可增加利润 ５ ４ ５万元 。吨尿 素 每度电按 ０ ． ３ ４元计算 ， 一年可增 加利润 约 ３ ０ ． ８ ６ ２ ． ２ ． ２更新 一段 分解分离器 、 更新一分塔加热器 、 预蒸馏塔改造 电耗可降低 ５度 ， 原使用一分塔为 中１ ２ ０ ０× ５ ８ ６ ８ ｍ ｍ，一分塔加热器换热面积为 万元。 改造后一年可新增利润合计约 １ ５ ５ ０万元 ， ｉ年 即可收 回全部 １ ７ ５ ｍ ， 一段分解分离器为 １ ３ ０ ０ ｍｍ， 安装在一分塔加热器的上部 投资 ， 可见本项 目有较好 的经济效益 。 并连在一起 ， 由于该结构分离效果较差 ， 操作 弹性小 ， 不能满足扩能