縮短尿素造粒清洗時(shí)間的措施

王 超

（中海石油化學(xué)股份有限公司，海南東方 572600）

海洋石油富島有限公司二期尿素造粒裝置采用挪威海德魯流化床造粒技術(shù)，自投產(chǎn)以來(lái)，尿素造粒系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)周期后都要進(jìn)行一次全面的清洗，振動(dòng)篩負(fù)荷重、易結(jié)塊、易堵料，破碎機(jī)負(fù)荷高、易結(jié)疤、電流偏高、同時(shí)返料比嚴(yán)重失調(diào)，系統(tǒng)進(jìn)一步惡化，影響造粒系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的能耗也很大，所以定期清洗造粒機(jī)是很有必要的，但每次清洗的時(shí)間都有很多的不確定因素導(dǎo)致恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，不利于系統(tǒng)的盡快恢復(fù)，同時(shí)導(dǎo)致尿液的儲(chǔ)槽液位太高，影響后期的一系列調(diào)整。

因此，本文探討了如何進(jìn)一步縮短清洗造粒機(jī)的時(shí)間，從而降低尿液儲(chǔ)槽的液位，降低能耗，提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

1 工藝概述

海德魯流化床造粒技術(shù)，其關(guān)鍵部分是造粒系統(tǒng)，主要分為前后6個(gè)腔室，前3室有4組噴頭/室，共12組312個(gè)噴頭（通過(guò)噴頭的投用來(lái)加減造粒機(jī)的負(fù)荷），后3室無(wú)噴頭。各室之間通過(guò)隔板隔開(kāi)。前三室設(shè)置為造粒區(qū)域，后三室設(shè)置為冷卻區(qū)域。造粒機(jī)風(fēng)道經(jīng)引風(fēng)機(jī)抽風(fēng)經(jīng)過(guò)洗滌系統(tǒng)處理凈化后排放到造粒煙囪。濃度為96%的尿液由尿液泵直接送往造粒機(jī)的噴頭，噴頭將尿液噴灑在造粒機(jī)的核心床層，霧化空氣（霧化空氣風(fēng)機(jī)提供）在噴頭噴灑尿液的同時(shí)將尿液形成霧化狀態(tài)變?yōu)闊o(wú)數(shù)極為微小的液滴，進(jìn)到造粒機(jī)內(nèi)，均衡的噴灑到床層中，持續(xù)不斷地在晶種表面黏結(jié)累積、冷卻和干燥，最終達(dá)到一定粒徑后從床層排出，進(jìn)到各冷卻器進(jìn)行冷卻降溫。造粒機(jī)內(nèi)尿素冷卻結(jié)晶熱則由流化空氣帶出。

1.1 尿素顆粒

尿素顆粒進(jìn)入第一冷卻器里進(jìn)行冷卻，然后由斗提機(jī)將尿素顆粒送往振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，振動(dòng)篩將尿素顆粒分為4種：

（1）超大顆粒；

（2）大顆粒；

（3）尿素成品

（4）尿素細(xì)粉。

超大顆粒進(jìn)入尿液廢水槽，大顆粒進(jìn)入破碎機(jī)破碎后和尿素細(xì)粉進(jìn)入造粒機(jī)作為造粒晶種，尿素成品進(jìn)入最終冷卻器進(jìn)行冷卻，然后由成品皮帶送往成品車(chē)間進(jìn)行包裝。

1.2 工藝技術(shù)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)負(fù)荷較高；

（2）所得產(chǎn)品質(zhì)量好；

（3）對(duì)環(huán)境造成的污染??；

該技術(shù)應(yīng)用的是低差壓高效濕式洗滌器，對(duì)尿素粉塵進(jìn)行洗滌處理，效率可達(dá) 99% 以上，經(jīng)洗滌后的尿素粉塵含量低于20mg/m3（即1000kg 產(chǎn)品最終損失 0.1kg 尿素），符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。而應(yīng)用造粒塔噴淋造粒法，最終的排放粉塵量可達(dá)到 100～200mg/m3。

（4）返回尿素合成系統(tǒng)的返料量低，僅為4%，減輕了濃縮步驟的負(fù)荷，隨之減少了蒸汽、冷卻水等的消耗。

（5）操作簡(jiǎn)便，可靠性高。

（6）具有較高的操作彈性，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的 50%～120% 可進(jìn)行相應(yīng)操作。

（7）蒸發(fā)設(shè)施投資較低，水解負(fù)荷小，避免了蒸汽的過(guò)多消耗。

（8）返料比較低，僅為 0.5 ∶1，有效地減輕了傳輸系統(tǒng)的動(dòng)力損耗。

（9）因?yàn)樵摷夹g(shù)應(yīng)用的是96% 尿液造粒，尿素結(jié)晶熱用來(lái)對(duì)殘余水分進(jìn)行蒸發(fā)，也就實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)的平衡性，因此降低了能量損耗。

2 清洗時(shí)間長(zhǎng)的原因分析

雖然海德魯流化床造粒工藝在應(yīng)用中有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但造粒系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)粒度變差、負(fù)荷變重的現(xiàn)象。針對(duì)產(chǎn)生的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)整個(gè)造粒系統(tǒng)進(jìn)行全面的清洗（包括造粒機(jī)的噴頭、冷卻器、振動(dòng)篩、破碎機(jī)），利用清洗造粒機(jī)的機(jī)會(huì)檢查噴頭有無(wú)問(wèn)題、冷卻器多孔板是否完好、振動(dòng)篩篩網(wǎng)是否需要更換，破碎機(jī)皮帶是否老化等問(wèn)題。

造粒系統(tǒng)清洗的時(shí)間太長(zhǎng)，對(duì)尿素高壓系統(tǒng)和蒸發(fā)系統(tǒng)恢復(fù)都有很大的影響。

造粒系統(tǒng)清洗過(guò)程包括的主要環(huán)節(jié)有：UF 系統(tǒng)的退氨、尿液，減高壓系統(tǒng)負(fù)荷，水解解析負(fù)荷，蒸發(fā)負(fù)荷，造粒系統(tǒng)退噴頭、保料，返料等過(guò)程，以及最后的造粒機(jī)、冷卻器、振動(dòng)篩、破碎機(jī)的清洗等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

下面從以下幾個(gè)方面分析對(duì)影響造粒系統(tǒng)清洗時(shí)間太久的原因進(jìn)行分析，最終得出影響造粒系統(tǒng)清洗時(shí)間長(zhǎng)的主要原因。

2.1 清洗前的準(zhǔn)備過(guò)程太長(zhǎng)

清洗造粒之前需要確認(rèn)造粒單元各返料管線是否暢通，已經(jīng)延長(zhǎng)了很多時(shí)間，如果遇到管線不暢，處理完畢已經(jīng)消耗很多力氣，在后續(xù)的清洗造粒機(jī)必然受到體力等多方面的影響。裝備、電儀專(zhuān)業(yè)辦票時(shí)間太久，也是影響整個(gè)進(jìn)度的重要一環(huán)。

2.2 系統(tǒng)減負(fù)荷的時(shí)間不一

系統(tǒng)減負(fù)荷的時(shí)間不固定，有些班組主控崗位、現(xiàn)場(chǎng)崗位配合不默契，技術(shù)不過(guò)硬導(dǎo)致每一步操作時(shí)間耗費(fèi)太久。

2.3 UF系統(tǒng)的操作

由于UF 系統(tǒng)是由大約30%的甲醛和12%的尿液在堿性條件下反應(yīng)生成MDU 溶液，反應(yīng)很慢。在減負(fù)荷的同時(shí)要關(guān)注此溫度，待溫度明顯下降時(shí)，才可退甲醛的加入量，一定程度上影響整體進(jìn)度。

2.4 噴淋實(shí)驗(yàn)的用水

造粒機(jī)清洗完之后，必須對(duì)12組噴頭逐一做噴淋實(shí)驗(yàn)，方法就是投用一組噴頭，控制蒸汽冷凝液的壓力在20kPa（g）左右，檢查噴淋效果都為橢圓形。用水溫度高、進(jìn)而影響進(jìn)入造粒機(jī)的時(shí)間。

2.5 流化空氣的風(fēng)量控制

流化空氣的風(fēng)量過(guò)大，則導(dǎo)致造粒機(jī)的多孔板承受的風(fēng)吹更大，使設(shè)備承受的風(fēng)險(xiǎn)更高；流化空氣的風(fēng)量過(guò)小，則需要的時(shí)間就會(huì)更久，達(dá)到目標(biāo)溫度的時(shí)間就需要的更多。

2.6 UF系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間

造粒系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中UF 系統(tǒng)的并入節(jié)點(diǎn)不夠明確，蒸發(fā)負(fù)荷恢復(fù)到120t/h 左右才考慮。這樣在一定程度上便拖延了反應(yīng)了時(shí)間，在產(chǎn)出優(yōu)等合格品上也同樣滯后了一些時(shí)間。

2.7 傳統(tǒng)工具的使用

在清洗造粒機(jī)的同時(shí)，可以對(duì)振動(dòng)篩、破碎機(jī)和冷卻器全面清洗，在傳統(tǒng)觀念上，依舊采用膠管大量的脫鹽水沖洗，用水量很大，效率也不算太高。

3 改進(jìn)措施

3.1 做好計(jì)劃清洗造粒系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作

在清洗造粒系統(tǒng)之前做好返料管線的暢通檢查、料倉(cāng)清理，需要的臨時(shí)膠管安排提前到位并且很好的使用，該辦理的工作票、受限空間票、斷電票準(zhǔn)備到位。協(xié)助裝備、電儀專(zhuān)業(yè)做好清洗造粒的維護(hù)、檢修工作清單，并請(qǐng)電氣專(zhuān)業(yè)安排專(zhuān)人做好斷電、送電工作。

3.2 工藝減負(fù)荷的時(shí)間有把控

嚴(yán)格按照工藝組下發(fā)的清洗造粒機(jī)確認(rèn)卡執(zhí)行，高壓系統(tǒng)負(fù)荷減至75%左右，蒸發(fā)負(fù)荷減至80t/h 以下，并控制時(shí)間在30min 以?xún)?nèi)，達(dá)到主控崗位、現(xiàn)場(chǎng)崗位熟練銜接，提高了效率。節(jié)約了時(shí)間。

3.3 UF系統(tǒng)的操作

計(jì)劃清洗造粒系統(tǒng)，可以把UF 系統(tǒng)提前退出蒸發(fā)系統(tǒng)，根據(jù)UF 系統(tǒng)的壓力、溫度提前做出判斷、處理，不至于被動(dòng)。

3.4 采用脫鹽水做噴淋實(shí)驗(yàn)

清洗完造粒機(jī)后的噴淋實(shí)驗(yàn)采用常溫狀態(tài)下的脫鹽水，同樣投用一組噴頭，壓力控制在20kPa（g）左右，檢查噴淋效果都為橢圓形，脫鹽水溫度低，避免了高溫燙傷到人，也冷卻了造粒機(jī)，方便人員更快進(jìn)入檢查。

3.5 控制熱烘造粒機(jī)的流化空氣的風(fēng)量

熱烘造粒機(jī)的流化空氣的風(fēng)流控制在65t/h 左右，在此風(fēng)量下設(shè)備承受的風(fēng)險(xiǎn)降低，同時(shí)也可以盡快地?zé)岷嬖炝C(jī)，使溫度可以盡快的在90℃以上維持45min 左右，控制各參數(shù)穩(wěn)定在指標(biāo)范圍。

3.6 控制UF系統(tǒng)的恢復(fù)節(jié)點(diǎn)

UF 系統(tǒng)應(yīng)盡早的恢復(fù)，才足以保證產(chǎn)品的高等級(jí)質(zhì)量。造粒系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程，蒸發(fā)系統(tǒng)提高出液溫度在125～135℃之間，真空緩慢提到75kPa（g），在蒸發(fā)負(fù)荷加到100t/h 左右時(shí)，可以準(zhǔn)備UF 系統(tǒng)的稍許的尿液和氨，達(dá)到盡快提高產(chǎn)品優(yōu)等品質(zhì)的目的。

3.7 清洗工具的升級(jí)

傳統(tǒng)的膠管沖水太過(guò)落后，部門(mén)的裝備組根據(jù)合理化建議采購(gòu)了清洗槍頭，可以很方便的拼接到膠管上，又可以很徹底地清洗以前很難清洗的死角（比如振動(dòng)篩的底部、破碎機(jī)的死角、冷卻器的高處），更重要的是可以快速、高效地清洗完畢，減少了用水，更節(jié)約了時(shí)間。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述措施的實(shí)施，極大地縮短了清洗尿素造粒系統(tǒng)的整體耗時(shí)，生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量也得到提高。

1）尿液儲(chǔ)槽的液位由之前的53%～56%降低到48%，縮短了拉儲(chǔ)槽液位的時(shí)間；

2）高壓系統(tǒng)的負(fù)荷可以盡快的恢復(fù)3%，從而降低能耗，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量；

3）通過(guò)全方面的優(yōu)化使造粒裝置的運(yùn)行周期更長(zhǎng)（由原來(lái)的20d 增加到30d），減少了清洗造粒機(jī)的次數(shù)，降低了能耗；

4）通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化，使設(shè)備減少了在溫度反復(fù)變化、壓力反復(fù)變化的狀態(tài)下運(yùn)行的次數(shù)；

5）造粒系統(tǒng)得到優(yōu)化，降低了出事故的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了生產(chǎn)成本；

6）產(chǎn)品質(zhì)量得到了優(yōu)化，用戶(hù)的滿(mǎn)意度得到了提升，品牌效應(yīng)也得到了體現(xiàn)。