改造低壓吸收系統 降低尿素氨耗

陳 雨

（安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400）

本公司于2011年11月份投產一套年產500kt的二氧化碳汽提法尿素，一次投料開車成功。生產負荷從70%逐漸加到100%，氨耗、蒸汽耗、電耗均在理想狀態。由于公司合成氨產量較大，公司決定將尿素負荷加至1 500t／d。在超負荷運行一段時間后，系統暴露出問題。主要表現在噸尿素氨耗上升了5～7kg。相當于每年尿素生產成本增加750～1 000萬元。因此，節能降耗的工作迫在眉睫。

從工藝上來看，在1 500t／d時，常壓吸收塔出現氣相帶液。

吸收的工藝流程是，來自4b吸收塔的氨水進入常壓吸收塔填料層，吸收低壓洗滌器出氣和回流冷凝器液位槽出氣中的氨和二氧化碳，見圖1。由于4b吸收塔下液的濃度高并且低壓洗滌器出氣和回流冷凝器液位槽出氣量大，造成4b吸收塔下液不暢，直接帶入常壓吸收塔氣相管，最后進入氨水槽。

我們對低壓吸收系統進行取樣化驗分析，數據如表1。

從分析數據來看，負荷高于100%時消耗高的原因有以下幾方面。

表1 低壓吸收系統分析數據

（1）由于負荷高于設計生產能力，高壓系統的高壓洗滌器相對來說就小了，造成高壓洗滌器出氣的HV－202自調閥開度較大，4b吸收塔吸收負荷重，下液濃度高于指標較多。

（2）較高濃度的4b吸收塔下液進入常壓吸收塔，造成吸收效果差，常壓吸收塔出氣中氨含量高，并且常壓吸收塔下液濃度高。

（3）常壓吸收塔氣相帶液，造成進入常壓吸收塔填料層的吸收液量少，進一步加劇常壓吸收塔下液濃度高，吸收效果差。

根據以上對問題的分析，我認為如果作如下改進會改善這種情況。

（1）高壓洗滌器設備造價太高暫不更換，將4b吸收塔下液不再送入常壓吸收塔，改道進入氨水槽。

理由 由于4b吸收塔下液濃度較高，不適合再進入常壓吸收塔作吸收液。

圖1 吸收系統簡圖

（2）常壓吸收泵進口不再抽吸常壓吸收塔的氨水循環提高濃度，而改抽氨水槽中濃度較低的氨水來作為吸收液。

理由 常壓吸收塔的下液濃度已經很高，再循環提濃只會讓常壓吸收塔吸收效果更差。

（3）常壓吸收塔下液增設自調閥，控制常壓吸收塔液位。

理由 常壓吸收塔下液管是通過倒U型管形成液封來控制液位的，一旦塔壓力過高，液封會沖破，形成塔內空液，造成常壓吸收塔竄氣，氨水槽冒氣和吸收塔吸收效果下降。

（4）對于常壓吸收塔氣相帶液的問題，主要是靠降低吸收液的濃度來解決。第一，4b吸收塔下液濃度高，容易在常壓吸收塔填料層形成結晶，液體下不去就帶液。第二，即使不結晶也由于濃度高吸收能力差，無法有效吸收低壓洗滌器和回流冷凝器出氣中的氨和二氧化碳，造成常壓吸收塔出氣量大，向下流的吸收液阻力大而無法落下，形成帶液。用氨水槽內低濃度氨水來作吸收液，問題就得到改善。

流程改造示意如圖2。

圖2 吸收系統改造簡圖

通過此次改造，我們的系統逐漸步入正常，消耗比改造前噸尿素下降了3～4kg。小試水平，其中關鍵技術指標——CO選擇性脫氫催化劑的選擇性、草酸二甲酯合成催化劑的時空收率和草酸二甲酯加氫催化劑EG的選擇性等處于國際領先水平。催化劑累計運行時間1 500～2 900h，大裝置穩定操作壽命預計均可達2a以上，期望值3～4a。

（3）三項關鍵催化劑配套的反應器專有技術、酯化再生專有反應器及其酯化再生工藝新技術、乙二醇的精餾與精制專有技術和全套專有分析檢測技術均先進可靠。

（4）生產的乙二醇產品經國家石油石化產品質量監督檢驗中心（廣東）檢測，產品質量同時達到GB／T 4649－2008優等品和美國ASTM E 2470－2007聚合級要求，這在國內是第一家。

（5）本中試項目市場推廣前景廣闊，采取三家聯合開發的方式，三項催化劑的關鍵指標——活性、選擇性居國際領先水平，國家級工程公司牽頭進行工程化放大，四項專有技術具有創造性、先進性，配套的氣體凈化技術、催化劑應用技術成熟可靠等。

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