远东水解技术在尿素装置中的应用

第１期　２００６年１月　中　氮肥　

Ｍ—Ｓｉｚｅｄ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　Ｎｏ．１　

Ｊａｎ．２００６　

１概述　远东水解技术在尿素装置中的应用　项文裕。王献　（宁波远东化工科技有限公司，浙江宁波３１５０４０）　

［中图分类号］ＴＱ４４１．４１　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００４—９９３２（２００６）０１—００２９—０２　

随着国家环境保护力度的不断加大，企业在　扩大生产规模的同时，环保治理也成为其中的一　项重要投资内容，必须在扩能降耗的同时，使污　染减小到最低程度。　我国中、小化肥厂的尿素装置经过不断的改　造，其生产能力已远远超过原设计能力，但绝大　多数尿素装置的工艺冷凝液处理设备基本没有改　造，经解吸塔处理后排放的解吸残液中氨及尿素　含量均高于原设计值（解吸残液含氨０．０７％，含　尿素１．１％～１．５％），不仅对本地区的环境造成污　染，而且增加了产品消耗，提高了产品成本。　目前国内外尿素装置工艺冷凝液主要采用水　解一解吸的处理方法。我公司的尿素水解技术是　在总结国内外技术的最新发展成果及实际使用情　况的基础上开发而成的。该技术用于尿素生产系　统中，不仅可以回收废液中的氨和尿素等有效成　分使尿素装置的排放废液达到国家环保排放要求　（处理后废水氨含量≤５×１０～，尿素含量≤５×　１ＯＩ６），而且还可解决扩产技改中难以解决的水　平衡问题，改善生产工况，是尿素装置稳定生　产、降低消耗和达到国家环保要求的有效途径。　下面分别就我公司的尿素高压水解技术和低压水　解技术及其应用情况进行介绍。　

２高压水解技术　针对目前国内尿素工艺冷凝液处理方面存在　的问题，远东公司开发的高压水解技术对其进行　了相应的处理，如对水解塔的内件作了改进，使　

［收稿日期】２００５—１０－２７　、　［作者简介】项文裕（１９６７一），男，浙江宁波人，总经理，高级　工程师。　

工艺冷凝液在水解塔内与蒸汽充分接触，并消除　了死区及沟流现象，提高了水解效率；解吸塔采　用高效的规整填料及新型分布器替代目前普遍使　用的浮阀塔，提高了传质传热效率。该技术已获　得国家发明专利（专利号为ＺＬ　０３２０９７７５．１）。　２．１工艺简介　工艺冷凝液由解吸塔给料泵送至解吸换热　器，与来自第二解吸塔底部的废液进行换热后送　入第一解吸塔上部，与水解塔和第二解吸塔的蒸　汽逆流接触，经传质传热后，塔顶的ＮＨ３一ＣＯ２一　Ｈ２Ｏ混合气体进入回流冷凝器，冷凝液一部分　返回第一解吸塔塔顶作为回流液，另一部分分别　送尿素装置的二循一冷器作为吸收液，未凝气去　二循一冷气体进口。　第一解吸塔排出的工艺冷凝液由水解塔给料　泵加压后进入水解塔换热器，然后进入水解塔上　部。水解塔底部操作压力为１．７　ＭＰａ，操作温度　约２１０℃。为保证水解反应的进行，采用２．４５　ＭＰａ蒸汽通入塔底直接加热，溶液自上而下在　塔内停留足够长的时问，溶液中的尿素水解为氨　和二氧化碳。　水解塔塔顶的蒸汽减压后作为第一解吸塔的　热源。从水解塔塔底排出的含氨、二氧化碳和微　量尿素的溶液经水解塔换热器换热后进入第二解　吸塔，进一步解吸溶液中的氨和二氧化碳。第二　解吸塔的解吸气去第一解吸塔，提供解吸所需热　量。第二解吸塔塔底排出的废液中尿素含量＜５　×１０～、氨含量＜５×１０一，此废液经解吸塔换　热器冷却后送锅炉房作锅炉给水或造气夹套用　水。　回流冷凝器的操作是根据水解负荷及尿素系　统的水平衡情况，通过改变进入第一解吸塔回流　液流量来调节解吸气的组成，使得随解吸气返回　

维普资讯 http://www.cqvip.com ・３０・　中氮肥　第１期　尿素系统的水量得到适宜的控制。　来自管网的２．４５　ＭＰａ蒸汽直接进入水解塔　底部。　该工艺装置占地面积小，流程简单，指标易　于控制，操作弹性大，并具有以下优点。　（１）蒸汽利用率较高。在２０　ｍ３／ｈ负荷下，　１．１～１．３　ＭＰａ蒸汽消耗为４．０　ｔ／ｈ，２．４５　ＭＰａ　蒸汽消耗为１．０　ｔ／ｈ。　（２）由于水解装置中回流液的温度控制较　低，在４６－５０℃，一部分冷凝液送入二循一冷　作为吸收液后，使吸收温度也随之下降８～１０　℃，低压系统压力降低０．０５～０．１　ＭＰａ，从而提　高了低压吸收效果，使气相放空量明显减少，氨　耗也大大降低。　（３）由于低压系统减少了解吸气相带水，尿　素系统水平衡明显改善，高、中压系统的操作更　加稳定。　（４）低压吸收压力降低后，二段分解率明显　提高，有效减轻了蒸发系统的负荷，保证了产品　的质量。　２．２应用情况　在国内，我公司设计的尿素深度水解装置已　有７套投入运行，还有１０套装置正在建设中。　在已投用的装置中，山东兖矿集团峄山化工有限　公司在解吸量为２０　ｍ３／ｈ的情况下，排放废液中　的尿素含量为（１～３）Ｘ　１０一、氨含量为（５～　８）Ｘ　１０Ｉ６；山东恒通化工股份有限公司废液中　的尿素含量为（１～３）Ｘ　１０一、氨含量为（８～　１０）Ｘ　１０～，装置蒸汽消耗与原解吸装置基本　持平或稍高。同时，投运水解装置的热利用率要　比原解吸装置好得多，氨耗有所下降。据测定：　山东恒通化工股份有限公司吨尿素氨耗下降６　ｋｇ，山东兖矿集团峄山化工有限公司吨尿素氨耗　下降８　。另外５套水解装置今年上半年开车后　均运行正常，各项经济指标都达到了设计要求。　甘肃刘化（集团）有限责任公司第一套水解装置　２００５年４月投入运行后，２００５年６月８日又与　我公司签订了第二套尿素深度水解装置技术协　议，与Ａ套尿素装置配套，以彻底解决全公司　合成氨、尿素污水排放中的氨氮超标问题。　２．３经济效益　从目前已投运的远东水解装置运行情况来　看，均取得了较好的经济效益和环保效益。　（１）氨回收　按装置平均每吨尿素回收５　氨计算，年　产２４０　ｋｔ的尿素装置一年可回收氨１　２００　ｔ，吨　液氨成本以２　２００元计算，全年氨回收可创效益　２６４万元。　（２）冷凝液回收　按冷凝液回收量２０　ｔ／ｈ、价格每吨３元、每　年有效生产时间３３０　ｄ计，全年冷凝液回收可创　效益４７．５万元（不包括工厂每年因此而少缴的排　污费）。　以上两项总计约３１１万元，扣除每年新增电　费１５万元、新增蒸汽消耗３０万元，实际新增效　益达２６６万元，两年即可收回全部投资。　３低压水解技术　继成功开发了尿素高压（２．５　ＭＰａ）水解技　术后，针对目前有些工厂蒸汽压力较低的情况，　我公司又开发成功了一种更加高效、节能的尿素　低压（１．１　ＭＰａ）水解技术。尿素工艺冷凝液采　用该技术处理后，排放液中氨含量≤５　ｘ　１０一、　尿素含量≤５×１０一，不但显著降低了氨耗，而　且由于实现了达标排放，消除了对环境的污染。　３．１工艺简介　工艺冷凝液由水解给料泵送至水解换热器，　与来自水解塔底部的废液进行换热后送入水解塔　上部，与水解塔的蒸汽逆流接触，经塔盘蒸馏　后，塔顶得到ＮＨ３一ｃｏ２一Ｈ２Ｏ混合气体，再进入　回流冷凝器冷凝。一部分冷凝液由回流泵返回解　吸塔塔顶作为回流液，另一部分送往一吸塔，未　凝气送二循一冷器。水解塔塔底排出的废液中尿　素含量＜５　Ｘ　１０一、氨含量＜５　Ｘ　１０～，此废液　经水解换热器冷却后送造气夹套。　回流冷凝器的操作是根据解吸负荷及生产系　统的水平衡情况，通过改变进入水解塔回流液流　量来调节水解气的组成，使随水解气返回生产系　统的水量得到适宜的控制。　远东低压水解技术的水解采用ｃｏｚ汽提，　故可使水解压力降到１．１　ＭＰａ左右。其工艺特　点如下。　（１）采用１．１～１．３　ＭＰａ的蒸汽和ｃｏ２进行　加热汽提，由于蒸汽压力低，特别适用于只有低　压蒸汽的尿素企业。　（２）水解塔和解吸塔合二为一，流程简单，　

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Ｍ－Ｓｉｚｅｄ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　Ｎ０．１　

Ｊａｎ．２００６　

质量流量计在粗醇计量中的应用　徐更新　（河北迁安化肥股份有限公司，河北迁安０６４４１２）　

［中图分类号］ＴＱ　２２３．１２　１　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００４—９９３２（２００６）０１—００３１—０２　我公司２００　ｋｔ／ａ精甲醇项目自２００４年１１月　建成投产后，各项生产、消耗指标逐步纳入成本　考核，其中合成工段的粗甲醇产量是反映物料消　耗及合成塔转化能力的重要指标，因此粗甲醇计　量的准确性至关重要。经对几种比较成熟的流量　检测系统的考查、比较，最终采用了德国Ｅ＋Ｈ　公司的４０Ｅ５０．ＡＤ２ＳＡＡＢＡＡ５ＡＡ质量流量计用　于我公司粗甲醇的计量。　出。它是根据科里奥利力原理来测量流体的质量　流量的。其测量结构主体是两根平行的钛材测量　管，流体流过两根平行的测量管，测量管受科里　奥利力的作用产生反向振动，振动引起管子变　形，入口和出口相位差随之改变（如图１）。　

日　日’日　日日　日　

１仪表简介　图１　流体流经测量管时的３种情况　该质量流量计量程为Ｏ～５Ｏ　ｔ／ｈ、精确度±　１一流量为零，即流体停滞不动时，入口和出口相位差　０．２％、四线制、２４　Ｖ　Ｄｃ供电、４～２０　ｍＡ输　体￣流ｔ过时＇；２－　管人口处振动减速　－有流　

…　……　。　喜　（１　［作者简介］徐更新９７４一），男，河北乐亭人，助理工程师。　１４１４。　。　、一　。”　一　。。　…　。一　

占地面积小，操作简单。　（３）采用新型高效ＤＬ—ＩＶ水解塔内件，使　塔内气液充分接触，在相同设备规格的情况下，　液体的停留时间更长，水解效率更高。　（４）流程简单，控制回路设计合理、实用，　有利于装置的稳定运行。水解塔不需要加入额外　的防腐空气，如果碳铵液中的ＣＯ２含量在１％～　３％，只需加入适量的空气即可起到防腐作用，　这样可减少一甲液中的ｃｃｈ含量，有利于合成　塔水碳比的控制。　（５）可将合成氨装置的废水与尿素工艺冷凝　液一并处理。　（６）设备设计采用更为合理的材料及结构形　式，可大大降低装置投资。例如水解塔采用复合　板结构，大大降低了不锈钢用量，节省了投资；　水解换热器采用板式换热器，增加了传热面积，　降低了设备造价。　（７）由于设备布置紧凑合理，相应土建框架　高度大大降低，从而节省了土建投资，方便了操　作管理。　（８）水解装置中回收的ＮＨ３、ｃ０２、Ｈ２Ｏ是　以液态的形式返回尿素装置中压系统，大大减轻　了二循一冷的负荷。　３．２经济效益　黑龙江宁安化肥厂１２　ｍ３／１１低压水解装置由　我公司设计并加工制造设备，于２００５年１０月　１６日开车，投运后装置即达到设计指标，排放　液中尿素含量（１～３）×１０一、氨含量（５～　１０）×１０＿。。，吨尿素氨耗和投运前相比降低了８　ｋｇ，冷凝液回收量１０　ｔ／ｈ。该厂年产尿素１３０　ｋｔ，按冷凝液每吨３元、液氨每吨２　２００元的价　格计算，每年可创经济效益２５１万元（不包括工　厂每年因此而少缴的排污费），扣除新增的蒸汽　及电费３０万元，两年即可回收全部投资。