尿素生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)與控制

王姝媛

大唐呼倫貝爾化肥有限公司

尿素生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)與控制

王姝媛

大唐呼倫貝爾化肥有限公司

尿素是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛的一種化工產(chǎn)品，尿素質(zhì)量指標(biāo)主要包括含氮量、縮二脲含量、含水量、粒度、強(qiáng)度以及粉塵等。在實(shí)際生產(chǎn)中含氮量基本能夠達(dá)標(biāo)，因而其他指標(biāo)的控制就成為影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量的主要影響因素。如果尿素產(chǎn)品粒子呈現(xiàn)乳白色、結(jié)塊、不均勻或刺激性氣味過大時，說明尿素產(chǎn)品沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，需要采取有效的措施控制縮二脲、水、粒度及粉塵等各項(xiàng)指標(biāo)。

尿素生產(chǎn)；產(chǎn)品質(zhì)量；改進(jìn)；控制

1 影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量因素分析

1.1 縮二脲含量影響因素

縮二脲含量主要受以下因素影響：尿素溶液濃度，在一定溫度下改變尿素溶液濃度，隨著尿素溶液濃度的增高，生成縮二脲的速度逐漸加快；氨分壓越大，縮二脲含量越小；溫度影響，當(dāng)尿素溶液濃度一定時，縮二脲的生成速率隨著溫度的升高而逐漸加快；停留時間的影響，當(dāng)反應(yīng)停留時間越長時，縮二脲生成量越大。

1.2 含水量影響因素

在實(shí)際生產(chǎn)中，有時因?yàn)樵O(shè)備原因或蒸發(fā)系統(tǒng)操作不當(dāng)，無法達(dá)到工藝指標(biāo)要求，使尿素產(chǎn)品中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過了0.4%的控制指標(biāo)。且水含量還受氣候條件的制約，在高溫高濕季節(jié)，產(chǎn)品常因吸濕導(dǎo)致水含量超標(biāo)，造成尿素產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

1.3 粒度影響因素

噴射速度、噴量多少、孔徑大小會對尿素成品粒度產(chǎn)生影響。噴孔初速越大，拉斷時間短，尿素溶液溫度高、黏度小，所得成品粒度小；噴量大，流股變細(xì)時間延長，尿液溫度下降較多，黏度增加，所得尿素粒度就大；孔徑大，流股粗，相同斷裂時間時，產(chǎn)品粒度大。

1.4 粉塵的影響因素

在尿素生產(chǎn)過程中，粉塵主要來源于化學(xué)反應(yīng)、噴頭噴射或操作不當(dāng)、塔內(nèi)風(fēng)速以及其他機(jī)械原因。如尿素熔融物自塔頂噴頭小孔噴出時，每根射流的顆粒系會形成螺旋線形式呈拋物面降落，在降落過程中斷裂成滴，并且在周圍冷空氣的作用下凝固。噴頭噴出的熔融物在高溫和低含量氨共同作用下會生成異氰酸和氨，溫度越高，反應(yīng)越劇烈，產(chǎn)生的粉塵量也就增多；而在低溫作用下，異氰酸和氨會重新反應(yīng)生成尿素，因此控制好冷卻溫度，可減少分解反應(yīng)的發(fā)生，控制粉塵量。

1.5 設(shè)備裝置對尿素質(zhì)量的影響

對外觀質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素一般都是由于生產(chǎn)設(shè)備在停工檢修重新開工后出現(xiàn)的，皮帶輸送機(jī)清潔不徹底或者造粒塔底部有水，會導(dǎo)致尿素中含有一定量的黑色粒子。在裝置脫氫反應(yīng)器恢復(fù)走主線時，在包裝口尿素的外觀會出現(xiàn)紅色，需要重新返工處理。這些一般都是在設(shè)備維修后重新開工出現(xiàn)的，所以應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)備檢修后的處理工作。

2 提高尿素產(chǎn)品質(zhì)量的措施

2.1 縮二脲含量的控制措施

為了盡量控制縮二脲的生成量，應(yīng)該對生產(chǎn)負(fù)荷、蒸發(fā)溫度、停留時間等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。生產(chǎn)負(fù)荷過低是縮二脲生成的主要原因，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷低于65%時，在汽提塔上部的液位十分不穩(wěn)定，由于合成液的分布不均勻，在進(jìn)液較少的列管中可能會形成干管，由此在局部溫度較高的情況下，就會增加縮二脲的生成量。所以應(yīng)該對生產(chǎn)工藝的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，使其在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下能夠盡量控制縮二脲的生成，可通過調(diào)整汽提塔蒸汽壓力的上限以及低壓系統(tǒng)壓力的上限來完成。

2.2 含水量控制措施

控制好預(yù)蒸發(fā)和蒸發(fā)系統(tǒng)的真空度及溫度；消除設(shè)備和儀表故障；控制好造粒系統(tǒng)的工藝參數(shù)和冷卻器的床層高度與溫度；檢查系統(tǒng)，防止外部水進(jìn)入系統(tǒng)。此外，尿素產(chǎn)品中水含量偏高主要發(fā)生在高溫、高濕季節(jié)，當(dāng)尿素顆粒的水蒸氣分壓低于大氣中水蒸氣的飽和蒸汽壓時，尿素吸濕，造成成品水分增加，因此，在高溫、高濕季節(jié)，最終冷卻器要投用氨冷卻器以降低大氣中水蒸氣的飽和蒸汽壓，冷凝出大氣中的水分來降低空氣濕度，再通過加熱器提高空氣溫度除去產(chǎn)品中的水分。

2.3 粒度均勻性控制措施

1)控制好蒸發(fā)系統(tǒng)的溫度和真空度，使尿液濃度達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。2)控制好造粒機(jī)的工藝指標(biāo)，調(diào)節(jié)好流化空氣流量，使造粒機(jī)流化床處于良好的流化狀態(tài)，防止多孔板局部堵塞；控制好霧化空氣壓力及溫度，使尿液霧化效果最佳，增加產(chǎn)品顆粒的均勻度；控制好造粒機(jī)床層溫度，防止溫度過高或過低造成顆粒異常；控制好造粒機(jī)料位，防止料位過高或過低；控制好造粒機(jī)出料，防止出料大幅度波動。3)定期清理或清洗振動篩，檢查篩網(wǎng)網(wǎng)眼的堵塞情況，使振動篩處于良好的工作狀態(tài)。

2.4 粉塵降低措施

為了控制異氰酸和氮的反應(yīng)程度，應(yīng)該控制好冷卻溫度，降低分解反應(yīng)發(fā)生幾率，從而控制粉塵的產(chǎn)生；定期檢查噴頭，如果使用時間較長，出現(xiàn)毛刺，應(yīng)該及時更換噴頭，同時檢查噴頭內(nèi)部是否有堵塞現(xiàn)象，如果有要及時清理。在有條件的情況下，可以在噴頭前安裝過濾裝置或者更換智能噴頭，減少噴頭堵塞情況的發(fā)生，從而控制粉塵的產(chǎn)生。

2.5 加強(qiáng)尿素生產(chǎn)裝置的控制

為了防止設(shè)備裝置對尿素產(chǎn)品外觀造成的影響，對于設(shè)備裝置停工重新開工的情況，應(yīng)該對散料尿素輸送皮帶進(jìn)行全面的清理，并且做好造粒塔底部的清潔工作，相關(guān)部門要對整個輸送線的清潔狀況以及干燥程度進(jìn)行檢查，防止因?yàn)檠b置重新開工對尿素產(chǎn)生的影響。為了進(jìn)一步防范裝置停工后開工對尿素的污染，對于裝置停止運(yùn)行30分鐘以上再恢復(fù)造粒的情況，應(yīng)該將最初10分鐘生產(chǎn)的尿素改進(jìn)散庫的不合格區(qū)，如果10分鐘以后外觀仍然不合格，則繼續(xù)卸至不合格區(qū)，如果外觀質(zhì)量合格，則改進(jìn)合格料區(qū)。在脫氫反應(yīng)器恢復(fù)走主線時，不可將尿素包裝料直供包裝。操作人員要對尿素的外觀進(jìn)行檢查，如果仍然存在不合格的現(xiàn)象，應(yīng)該及時與質(zhì)量部門進(jìn)行聯(lián)系，在質(zhì)量管理人員到現(xiàn)場確認(rèn)后判斷為不合格產(chǎn)品時，應(yīng)該立即改進(jìn)散庫的不合格區(qū)。

結(jié)語

提高尿素產(chǎn)品質(zhì)量，關(guān)鍵要控制縮二脲的生成量，防止水分超標(biāo)，降低尿素產(chǎn)品的粉塵含量，有效避免尿素結(jié)塊。在平時的工作中要加強(qiáng)監(jiān)控，及時進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，同時將操作經(jīng)驗(yàn)和化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)相結(jié)合，對各種影響因素綜合考慮，尋找出最佳的操作方法，從而達(dá)到提高尿素產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

[1]趙世比.尿素生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)與控制[D].四川大學(xué)，2002.

[2]王峰小，安建喜.大顆粒尿素生產(chǎn)裝置擴(kuò)能改造后產(chǎn)品質(zhì)量的控制[J].石油化工應(yīng)用，2008，02：80-82.