尿素生產中產品質量的改進與控制

王姝媛

大唐呼倫貝爾化肥有限公司

尿素生產中產品質量的改進與控制

王姝媛

大唐呼倫貝爾化肥有限公司

尿素是在工農業生產中應用十分廣泛的一種化工產品，尿素質量指標主要包括含氮量、縮二脲含量、含水量、粒度、強度以及粉塵等。在實際生產中含氮量基本能夠達標，因而其他指標的控制就成為影響尿素產品質量的主要影響因素。如果尿素產品粒子呈現乳白色、結塊、不均勻或刺激性氣味過大時，說明尿素產品沒有達到國家標準，需要采取有效的措施控制縮二脲、水、粒度及粉塵等各項指標。

尿素生產；產品質量；改進；控制

1 影響尿素產品質量因素分析

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，當反應停留時間越長時，縮二脲生成量越大。

1.2 含水量影響因素

在實際生產中，有時因為設備原因或蒸發系統操作不當，無法達到工藝指標要求，使尿素產品中水的質量分數超過了0.4%的控制指標。且水含量還受氣候條件的制約，在高溫高濕季節，產品常因吸濕導致水含量超標，造成尿素產品質量不合格。

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，產品粒度大。

1.4 粉塵的影響因素

在尿素生產過程中，粉塵主要來源于化學反應、噴頭噴射或操作不當、塔內風速以及其他機械原因。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，反應越劇烈，產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生成尿素，因此控制好冷卻溫度，可減少分解反應的發生，控制粉塵量。

1.5 設備裝置對尿素質量的影響

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

2 提高尿素產品質量的措施

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，應該對生產負荷、蒸發溫度、停留時間等各個環節進行改進。生產負荷過低是縮二脲生成的主要原因，當生產負荷低于65%時，在汽提塔上部的液位十分不穩定，由于合成液的分布不均勻，在進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。所以應該對生產工藝的技術參數進行調整和改進，使其在低負荷運行狀態下能夠盡量控制縮二脲的生成，可通過調整汽提塔蒸汽壓力的上限以及低壓系統壓力的上限來完成。

2.2 含水量控制措施

控制好預蒸發和蒸發系統的真空度及溫度；消除設備和儀表故障；控制好造粒系統的工藝參數和冷卻器的床層高度與溫度；檢查系統，防止外部水進入系統。此外，尿素產品中水含量偏高主要發生在高溫、高濕季節，當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，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品中的水分。

2.3 粒度均勻性控制措施

1)控制好蒸發系統的溫度和真空度，使尿液濃度達到設計指標。2)控制好造粒機的工藝指標，調節好流化空氣流量，使造粒機流化床處于良好的流化狀態，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，增加產品顆粒的均勻度；控制好造粒機床層溫度，防止溫度過高或過低造成顆粒異常；控制好造粒機料位，防止料位過高或過低；控制好造粒機出料，防止出料大幅度波動。3)定期清理或清洗振動篩，檢查篩網網眼的堵塞情況，使振動篩處于良好的工作狀態。

2.4 粉塵降低措施

為了控制異氰酸和氮的反應程度，應該控制好冷卻溫度，降低分解反應發生幾率，從而控制粉塵的產生；定期檢查噴頭，如果使用時間較長，出現毛刺，應該及時更換噴頭，同時檢查噴頭內部是否有堵塞現象，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生，從而控制粉塵的產生。

2.5 加強尿素生產裝置的控制

為了防止設備裝置對尿素產品外觀造成的影響，對于設備裝置停工重新開工的情況，應該對散料尿素輸送皮帶進行全面的清理，并且做好造粒塔底部的清潔工作，相關部門要對整個輸送線的清潔狀況以及干燥程度進行檢查，防止因為裝置重新開工對尿素產生的影響。為了進一步防范裝置停工后開工對尿素的污染，對于裝置停止運行30分鐘以上再恢復造粒的情況，應該將最初10分鐘生產的尿素改進散庫的不合格區，如果10分鐘以后外觀仍然不合格，則繼續卸至不合格區，如果外觀質量合格，則改進合格料區。在脫氫反應器恢復走主線時，不可將尿素包裝料直供包裝。操作人員要對尿素的外觀進行檢查，如果仍然存在不合格的現象，應該及時與質量部門進行聯系，在質量管理人員到現場確認后判斷為不合格產品時，應該立即改進散庫的不合格區。

結語

提高尿素產品質量，關鍵要控制縮二脲的生成量，防止水分超標，降低尿素產品的粉塵含量，有效避免尿素結塊。在平時的工作中要加強監控，及時進行優化調整，同時將操作經驗和化驗分析數據相結合，對各種影響因素綜合考慮，尋找出最佳的操作方法，從而達到提高尿素產品質量的目的。

[1]趙世比.尿素生產中產品質量的改進與控制[D].四川大學，2002.

[2]王峰小，安建喜.大顆粒尿素生產裝置擴能改造后產品質量的控制[J].石油化工應用，2008，02：80-82.