鄭海勝

［陽煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司臨猗分公司，山西臨猗 044100］

0 引 言

三聚氰胺（簡稱三胺）與尿素聯(lián)產(chǎn)是陽煤豐喜肥業(yè) （集團(tuán)）有限責(zé)任公司臨猗分公司（簡稱豐喜臨猗公司）推進(jìn)節(jié)能降耗和減虧增效的舉措之一。通過新建三胺裝置對尿素進(jìn)行深加工，提高產(chǎn)品附加值，有利于調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推動企業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，增強(qiáng)企業(yè)抵御市場風(fēng)險的能力。三胺裝置與尿素裝置的聯(lián)產(chǎn)，一是尿素裝置為三胺裝置提供原料——尿素熔融液，二是三胺裝置尾氣（簡稱三胺尾氣）利用尿素裝置予以回收，即可利用豐喜臨猗公司自有尿素裝置及公用工程的優(yōu)勢降低三胺的生產(chǎn)成本，以及利用三胺裝置產(chǎn)生的大量尾氣［理論上生產(chǎn)1t三胺可副產(chǎn)1t的NH3（包括反吹氣氨）和1.05t的CO2］聯(lián)產(chǎn)尿素實現(xiàn)尿素裝置的降本增效。以下對豐喜臨猗公司三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置的有關(guān)技改情況作一總結(jié)。

1 聯(lián)產(chǎn)技改有關(guān)背景及總體思路

1.1 聯(lián)產(chǎn)技改的背景

豐喜臨猗公司原有4套尿素裝置，目前只有3套尿素裝置在運。其中，前三套尿素裝置均采用水溶液全循環(huán)工藝：第一套40kt／a尿素裝置（1＃尿素裝置）于1991年5月投產(chǎn)，經(jīng)歷年來的改造，目前產(chǎn)能已達(dá)200kt／a；第二套60kt／a尿素裝置（2＃尿素裝置）于1995年11月投產(chǎn)，經(jīng)歷年來的改造，停產(chǎn)前產(chǎn)能已達(dá)150kt／a；第三套200kt／a尿素裝置（3＃尿素裝置）于2000年7月投產(chǎn)，目前產(chǎn)能已達(dá)250kt／a。第四套1392t／d（即460kt／a）CO2汽提法尿素裝置（4＃尿素裝置）于2010年10月投產(chǎn)，經(jīng)增設(shè)中壓系統(tǒng)節(jié)能增產(chǎn)改造后，目前產(chǎn)能已達(dá)1500t／d（490kt／a）。2016年以來，由于尿素市場持續(xù)疲軟，為調(diào)整企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)企業(yè)抵御市場風(fēng)險的能力，決定通過尿素深加工提高產(chǎn)品附加值——2016年7月2＃尿素裝置停產(chǎn)并進(jìn)行拆除，2017年10月在原2＃尿素裝置界區(qū)內(nèi)新建1套50kt／a三胺裝置與1＃、3＃尿素裝置聯(lián)產(chǎn)。

1.2 聯(lián)產(chǎn)技改的必要性

三胺尾氣的回收處理是影響三胺裝置生產(chǎn)效益的關(guān)鍵所在。目前，低壓法三胺裝置尾氣處理方法主要有氨碳分離制液氨和食品級CO2、聯(lián)產(chǎn)尿素以及聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨和純堿等，工藝均較成熟。由于三胺生產(chǎn)的主要原料是尿素，與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)可直接引入未造粒的熔融尿液生產(chǎn)三胺，三胺裝置產(chǎn)生的尾氣又可返回尿素裝置生產(chǎn)尿素，不僅可降低生產(chǎn)成本、減少消耗，而且可解決環(huán)境污染問題。因此，三胺裝置與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)是解決三胺尾氣回收處理的最佳選擇。

水溶液全循環(huán)工藝的主要特點是技術(shù)成熟、高壓設(shè)備少、設(shè)備完全可實現(xiàn)國產(chǎn)化、投資較低等，但水溶液全循環(huán)工藝是一種相對落后的工藝，盡管經(jīng)過了幾十年的應(yīng)用及改造，裝置物耗能耗有了一定程度的降低，然而在節(jié)能減排等方面仍存在局限性，在全球均日益重視能源消耗和環(huán)境保護(hù)的大背景下，有必要對其進(jìn)行改造。另外，針對新上三胺裝置尾氣的回收，對現(xiàn)有1＃、3＃尿素裝置進(jìn)行技改也勢在必行。

1.3 聯(lián)產(chǎn)技改總體思路

豐喜臨猗公司50kt／a三胺裝置（一期三胺裝置）采用低壓氣相淬冷工藝，具有生產(chǎn)流程簡單、設(shè)備可全部國產(chǎn)化、開停車安全方便、物耗能耗低、優(yōu)級品率高等特點。50kt／a三胺裝置采用1＃、3＃尿素裝置來的熔融尿素為生產(chǎn)原料（即通過尿素熔融泵出口管線將濃度99.6%的尿液送至三胺裝置尿洗塔內(nèi)），正常生產(chǎn)時1＃、3＃尿素裝置可同時送熔融尿液至三胺裝置，也可由1?；?＃尿素裝置單獨送熔融尿液至三胺裝置，三胺反應(yīng)器所需熱量由豐喜臨猗公司合成車間變壓吸附系統(tǒng)提氫后解吸的弛放氣與煤氣混合燃燒（加熱熔鹽）提供，三胺裝置產(chǎn)生的尾氣經(jīng)低壓洗滌和三胺中壓解吸處理后送1＃、3＃尿素裝置回收利用，同時三胺尾氣循環(huán)冷卻副產(chǎn)0.07MPa低壓蒸汽 （用于發(fā)電）和2.2MPa中壓蒸汽（外送至1.3MPa蒸汽管網(wǎng)供尿素裝置用）。

為保證三胺裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)時產(chǎn)生的尾氣能被1＃、3＃尿素裝置全部予以回收，在三胺裝置投產(chǎn)前，分別對1＃、3＃尿素裝置進(jìn)行了有關(guān)技改。本次改造的設(shè)計單位為四川川化永昱化工工程有限公司，此前已有成功的改造業(yè)績，如河南心連心化肥有限公司水溶液全循環(huán)法尿素裝置經(jīng)改造后噸尿素汽耗降到了1.0t以下。

2 三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置技改內(nèi)容

技改前，1＃、3＃尿素裝置均采用水溶液全循環(huán)工藝，中壓分解系統(tǒng)均為預(yù)分離-預(yù)蒸餾工藝，其工藝流程與設(shè)備基本相同，只是生產(chǎn)能力不同，1＃、3＃尿素裝置共用1套工藝?yán)淠禾幚硐到y(tǒng)（位于3＃尿素裝置界區(qū)內(nèi)）。本次對1＃、3＃尿素裝置進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)技改，1＃、3＃尿素裝置改造內(nèi)容及改造后的工藝流程基本相同，但改造新增（或利舊）設(shè)備型號不同；1＃、3＃尿素裝置聯(lián)產(chǎn)技改后，產(chǎn)能均沒有變化，只是部分尿液送去生產(chǎn)三胺，尿素裝置的實物產(chǎn)量減少了，因而尿素包裝系統(tǒng)負(fù)荷降低了。

2.1 高壓合成系統(tǒng)

取消（或縮短）尿素合成塔內(nèi)出料管，減少尿素合成塔頂氣相層，尿素合成塔頂部出口管伸入長度由505mm調(diào)整為30mm（設(shè)置氣相層有安全等方面的考慮，論證認(rèn)為不會對尿素合成塔的安全運行構(gòu)成威脅）；減少尿素合成塔每層塔盤下氣相層，每層塔盤采用切除部分液體上升通道處擋板，將其下部氣相層調(diào)整為60mm；增設(shè)防返混隔板，自下而上第5層塔盤以上增加縱向隔板，隔板安裝方向與物料流向一致，以減少物料在尿素合成塔內(nèi)的返混。對尿素合成塔內(nèi)件進(jìn)行改造是為了增加尿素合成塔的有效容積，提高CO2轉(zhuǎn)化率。此外，增設(shè)氨預(yù)熱器，以提高液氨進(jìn)尿素合成塔的溫度，即保證尿素合成塔的反應(yīng)溫度。

2.2 分解回收系統(tǒng)

2.2.1 中壓吸收系統(tǒng)

2.2.1.1 技改內(nèi)容

中壓吸收系統(tǒng)增設(shè)甲銨液分離器、惰性氣精洗器、一段吸收塔（一吸塔）循環(huán)泵。增設(shè)甲銨液分離器，其目的首先是保證尿素合成塔入口一甲液的濃度（即減少一甲液帶入的水量），其次是減輕一吸塔的吸收負(fù)荷，保證一吸塔運行穩(wěn)定及便于操控；由于要回收三胺尾氣，需新增1臺一甲泵，保證“新增的甲銨液”能返回尿素合成塔。增設(shè)惰性氣精洗器，其目的是充分回收中壓吸收系統(tǒng)排放尾氣中的NH3，減少尾氣中的NH3含量。增設(shè)一吸塔循環(huán)泵，其目的是用一吸塔的甲銨液循環(huán)回收中壓分解氣、中壓解吸氣，提高尿素合成塔入口一甲液的濃度。

2.2.1.2 技改后的工藝流程

中壓分解氣、中壓解吸氣之氣液混合物進(jìn)入新增的預(yù)蒸發(fā)器熱能利用段，回收熱能后與預(yù)分離器來的氣相及一吸塔循環(huán)泵送來的甲銨液混合進(jìn)入一段吸收冷卻器（一吸冷卻器）繼續(xù)冷卻；出一吸冷卻器的氣液混合物入甲銨液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的甲銨液通過一甲泵加壓后送入尿素合成塔，分離出的氣相則進(jìn)入一吸塔予以回收。

二甲泵來的二甲液與甲銨液分離器分離出來的氣相混合后進(jìn)入一吸塔，一吸塔底部溫度控制在75～85℃，一吸塔底部的甲銨液通過一吸塔循環(huán)泵與出預(yù)蒸發(fā)器的氣液混合物和預(yù)分離器來的氣相混合后一起進(jìn)入一吸冷卻器。

中壓惰洗器來的氣體，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥依次減壓進(jìn)入惰性氣精洗器A、B、C（精洗器A、B、C串聯(lián)），充分回收尾氣中的NH3，之后尾氣送至排氣筒放空（為防止尾氣進(jìn)入爆炸區(qū)，需通過調(diào)節(jié)惰性氣精洗液冷卻器冷卻水量來控制惰洗器出口尾氣的溫度）。

2.2.2 二段分解系統(tǒng)

為充分回收解吸-水解塔氣相和液相的熱能，更換二段分解加熱器（中壓吸收系統(tǒng)蒸汽加熱）且增設(shè)換熱段（采用解吸-水解塔來的解吸廢水加熱），二段分解加熱器出口尿液進(jìn)入二分塔下部的分離段，分離后的尿液通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入常壓閃蒸槽，閃蒸后的尿液經(jīng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)器，閃蒸出的氣體則送至閃蒸冷凝器。

解吸-水解塔頂部氣相經(jīng)調(diào)節(jié)閥減壓后進(jìn)入二分塔填料精餾段的下部回收熱量后，與二段分解塔的氣相一起進(jìn)入新增的二段預(yù)冷器A予以冷凝回收。

2.2.3 二段吸收系統(tǒng)

二段分解塔出口氣、CO2壓縮機(jī)二段出口CO2氣（設(shè)計上主要是為了提高二甲液的濃度，實際生產(chǎn)中由于二甲液濃度高，此部分CO2氣已停止加入）、洗滌后的部分三胺尾氣一起進(jìn)入新增的二段預(yù)冷器A，用新增的二循二冷來的稀氨水進(jìn)行吸收，二段分解氣、三胺尾氣中的部分CO2及NH3被氨水吸收，其反應(yīng)熱通過新增的二段調(diào)溫水系統(tǒng)的調(diào)溫水移走。

二段預(yù)冷器A頂部出口氣液混合物進(jìn)入新增的二段預(yù)冷器B、二循一冷繼續(xù)冷凝吸收，其反應(yīng)熱通過循環(huán)冷卻水移走。二循一冷底部的二甲液通過二甲泵分別送入預(yù)蒸發(fā)器和一吸塔，作為中壓分解氣的吸收液，二循一冷頂部氣相進(jìn)入二循二冷，氣體中的大部分NH3被二循二冷上部由閃蒸冷凝液泵送來的稀氨水吸收，反應(yīng)熱通過循環(huán)冷卻水移走，生成的氨水通過新增的二段循環(huán)泵送入二段預(yù)冷器A；二循二冷頂部氣相進(jìn)入新增的二段吸收塔，通過二段尾吸液泵送來的稀氨水進(jìn)行吸收，吸收后的液體進(jìn)入碳銨液槽，尾氣則經(jīng)阻火器排入大氣。

2.2.4 閃蒸系統(tǒng)

閃蒸系統(tǒng)新增閃蒸槽、閃蒸冷凝器、閃蒸冷凝液槽、閃蒸冷凝液泵。

低壓精餾塔（即二分塔）出口尿液進(jìn)入閃蒸槽，閃蒸后的尿液進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)器，閃蒸出的氣體則進(jìn)入閃蒸冷凝器（閃蒸冷凝器內(nèi)補(bǔ)入水力噴射循環(huán)泵來的蒸發(fā)冷凝液作為吸收劑）冷凝，得到的冷凝液入閃蒸冷凝液槽，再經(jīng)閃蒸冷凝液泵返回二循二冷用作吸收液。

2.2.5 增設(shè)預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)

增設(shè)預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)——新增預(yù)蒸發(fā)器、預(yù)表冷器、尿液泵。

閃蒸槽出口尿液進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)器（降膜式加熱器），經(jīng)液體分布器均勻分布在換熱管內(nèi)壁，尿液沿管壁向下流動的過程中被殼程的一段分解氣和三胺中壓解吸氣加熱（尿液中水分汽化），預(yù)蒸發(fā)器出口尿液由尿液泵送入蒸發(fā)系統(tǒng)一段蒸發(fā)器，預(yù)蒸發(fā)器頂部氣相則送預(yù)表冷器冷凝。

2.3 工藝?yán)淠禾幚硐到y(tǒng)

尿素裝置工藝?yán)淠旱奶幚碓捎玫蛪航馕?中壓水解工藝，為充分利用解吸水解氣相和液相的熱能，改為采用單塔解吸-水解工藝，即利用原水解塔的筒體改造成解吸-水解塔，并新裝41層泡罩型塔盤。

碳銨液槽的碳銨液經(jīng)解吸水解給料泵、解吸水解換熱器（為保證換熱效果，新增1臺解吸水解換熱器C，解吸水解換熱器C與解吸水解換熱器A、B型號相同，與解吸水解換熱器A、B串聯(lián)）送入解吸-水解塔頂部，解吸-水解塔操作壓力1.05MPa，塔底操作溫度186～188℃（為防止腐蝕，在解吸-水解塔底部加入防腐空氣），碳銨液自上而下流經(jīng)各層塔板時，其中的尿素被水解成NH3和CO2，同時溶液中的NH3和CO2又被底部加入的蒸汽汽提出來。解吸-水解塔頂部出口氣體分別送入1＃、3＃尿素裝置二段分解塔精餾段下部；出解吸-水解塔底部的解吸廢水，其尿素含量與NH3含量均小于5×10-6（設(shè)計值），分別進(jìn)入1＃、3＃尿素裝置二段分解加熱器下段及解吸水解換熱器回收熱量后，進(jìn)入解吸廢水冷卻器冷卻，之后送出界區(qū)作為尿素循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水。

三胺裝置運行時，尿素裝置部分工藝?yán)淠核椭寥方鐓^(qū)尾氣處理系統(tǒng)作為尾氣吸收液，三胺尾氣中壓解吸系統(tǒng)的殘液則進(jìn)入3＃尿素裝置解吸水解給料泵出口。

2.4 三胺尾氣處理系統(tǒng)

2.4.1 尾氣洗滌系統(tǒng)

載氣壓縮機(jī)出口的三胺尾氣 （0.59MPa、166℃）進(jìn)入尾氣洗滌塔，被尾氣洗滌循環(huán)泵送來的洗滌液洗滌后溫度降至91℃，分別送入1＃尿素裝置（流量約510m3／h）、3＃尿素裝置（流量約620m3／h）的二段預(yù)冷器A；尾氣洗滌液是通過尾氣洗滌循環(huán)泵送入尾氣洗滌塔的（有少部分洗滌液送入尾氣吸收器底部），3＃尿素裝置來的稀氨水和大部分尾氣洗滌液混合后進(jìn)入尾氣洗滌塔頂部噴頭，防腐空氣壓縮機(jī)來的空氣通過尾氣管道加入尾氣洗滌塔。

2.4.2 尾氣吸收系統(tǒng)

三胺裝置尿洗塔出口的三胺尾氣 （0.40 MPa、140℃）進(jìn)入三胺尾氣吸收器，尿素界區(qū)來的稀氨水分兩路（稀氨水流量分別通過流量計和調(diào)節(jié)閥控制）分別進(jìn)入三胺尾氣吸收塔（其操作壓力約0.35MPa）和三胺尾氣吸收器（吸收液通過氣相進(jìn)口管道噴頭噴灑，氣體得以降溫后再進(jìn)入三胺尾氣吸收器）；尾氣洗滌循環(huán)泵送來的洗滌液進(jìn)入三胺尾氣吸收器底部，在三胺尾氣吸收器內(nèi)，三胺尾氣吸收產(chǎn)生的熱量被循環(huán)冷卻水移走；三胺尾氣吸收器出口的氣液混合物溫度約62℃，進(jìn)入2臺并聯(lián)的三胺甲銨液槽A／B進(jìn)行氣液分離和溶液貯存；三胺甲銨液槽A／B分離出的氣體進(jìn)入三胺尾氣吸收塔下部，被尿素界區(qū)來的稀氨水經(jīng)填料段噴淋吸收，吸收了尾氣的吸收液利用位差進(jìn)入三胺尾氣吸收器底部作為三胺尾氣的吸收液，三胺尾氣吸收塔頂部出口氣相則經(jīng)調(diào)節(jié)閥減壓后放空。

2.4.3 中壓解吸系統(tǒng)

三胺甲銨液槽A／B的甲銨液經(jīng)中壓解吸給料泵加壓后進(jìn)入三胺尾氣中壓解吸塔（簡稱三胺解吸塔）換熱器管程，與三胺解吸塔底來的解吸殘液換熱后進(jìn)入三胺解吸塔，三胺解吸塔操作壓力約1.9MPa、塔底操作溫度約195℃，三胺解吸塔所需熱量由2.5MPa蒸汽通過其再沸器提供，為防止腐蝕，在三胺解吸塔換熱器和三胺解吸塔再沸器內(nèi)分別加入來自防腐空氣壓縮機(jī)的空氣。三胺解吸塔出口氣體分別通過流量計和調(diào)節(jié)閥進(jìn)入1＃尿素裝置（流量約390m3／h）、3＃尿素裝置（流量約470m3／h）中壓回收系統(tǒng)預(yù)蒸發(fā)器熱能利用段（殼程）回收熱量后，進(jìn)入一吸冷卻器；三胺解吸塔出液經(jīng)三胺解吸塔換熱器回收熱量后進(jìn)入3＃尿素裝置解吸水解給料泵出口與尿素解吸水解液匯合后，再經(jīng)解吸水解換熱器換熱后進(jìn)入解吸-水解塔。

3 技改新增（或利舊）設(shè)備

三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置技改新增（或利舊）設(shè)備的作用（擇要介紹）如下：對1＃、3＃尿素裝置尿素合成塔內(nèi)件進(jìn)行改造，是為了增加尿素合成塔的有效容積，提高CO2轉(zhuǎn)化率；增設(shè)氨預(yù)熱器，是為了保證尿素合成塔的反應(yīng)溫度；增設(shè)甲銨液分離器和一吸塔循環(huán)泵（即一段循環(huán)泵），是為了提高尿素合成塔入口一甲液的濃度，減小進(jìn)入尿素合成塔物料中的H2O／CO2，以減輕一吸塔的負(fù)荷；增設(shè)1臺甲銨泵，是為了保證吸收三胺尾氣后的甲銨液能返回尿素合成塔；增設(shè)惰性氣精洗器A、B、C，是為了保證中壓系統(tǒng)放空氣中的NH3能被充分回收；增設(shè)預(yù)蒸發(fā)器，是為了充分回收中壓分解氣和三胺中壓解吸氣的熱能，減輕一段蒸發(fā)系統(tǒng)的負(fù)荷；增設(shè)二段預(yù)冷器A、二段預(yù)冷器B，是為了保證部分三胺尾氣能夠被低壓系統(tǒng)充分冷凝回收；增設(shè)二段吸收塔，是為了回收低壓系統(tǒng)排放氣中的NH3；解吸水解系統(tǒng)改造為單塔解吸-水解工藝，是為了充分回收解吸水解氣相和液相的熱能，降低尿素裝置的蒸汽消耗。

1＃、3＃尿素裝置聯(lián)產(chǎn)技改及三胺尾氣處理系統(tǒng)主要新增（或利舊）設(shè)備分別見表1、表2、表3。

表1 1＃尿素裝置聯(lián)產(chǎn)技改主要新增（或利舊）設(shè)備

表2 3＃尿素裝置聯(lián)產(chǎn)技改主要新增（或利舊）設(shè)備

續(xù)表2

表3 三胺尾氣處理系統(tǒng)主要新增設(shè)備

4 三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置投運及消耗情況

2017年4月18日，3＃尿素裝置停車大修，3＃尿素裝置技改開始，2017年5月18日，3＃尿素裝置技改完成。2017年5月19日，3＃尿素裝置技改后投料開車，由于系統(tǒng)改造項目多，員工缺乏實際操作經(jīng)驗，開車過程中整個系統(tǒng)波動大，操作比較混亂，主要表現(xiàn)為尿素合成塔壓力波動大、預(yù)蒸發(fā)器積液嚴(yán)重、低壓回收系統(tǒng)物料組分控制不好致結(jié)晶堵塞而出現(xiàn)超壓現(xiàn)象、解吸水解廢液NH3含量嚴(yán)重超標(biāo)、成品尿素中縮二脲含量高而出現(xiàn)次品等。之后，經(jīng)過1周的時間對各工藝指標(biāo)不斷進(jìn)行摸索與調(diào)整，系統(tǒng)運行逐漸穩(wěn)定并趨于正常，其后系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

2017年7月22日，1＃尿素裝置停車大修，1＃尿素裝置技改開始，2017年9月13日，1＃尿素裝置技改完成。由于有3＃尿素裝置的開車經(jīng)驗，2017年9月14日1＃尿素裝置一次投料開車成功，生產(chǎn)很快穩(wěn)定下來。

1＃、3＃尿素裝置技改后、三胺尾氣未聯(lián)產(chǎn)尿素前，其運行及消耗情況變化如下：1＃尿素裝置噸尿素汽耗由改造前的1350kg降至1050kg，3＃尿素裝置噸尿素汽耗由改造前的1450kg降至1080kg；1＃尿素裝置噸尿素電耗則由改造前的171kW·h增至175kW·h，3＃尿素裝置噸尿素電耗則由改造前的185kW·h增至192kW·h；中壓吸收系統(tǒng)和低壓吸收系統(tǒng)的操作彈性很大，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

2017年10月31日，50kt／a三胺裝置（一期三胺裝置）建設(shè)完成投料開車，三胺尾氣一部分經(jīng)過三胺尾氣洗滌塔洗滌后送至1＃、3＃尿素裝置低壓系統(tǒng)回收，另一部分經(jīng)三胺尾氣吸收系統(tǒng)、三胺中壓解吸系統(tǒng)處理后分別送至1＃、3＃尿素裝置中壓系統(tǒng)回收。三胺產(chǎn)量為120t／d時，所產(chǎn)生的尾氣送到1＃、3＃尿素裝置回收，系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定，但存在系統(tǒng)設(shè)備及管線（主要是尿素裝置中低壓系統(tǒng)設(shè)備及管線）腐蝕現(xiàn)象；三胺產(chǎn)量達(dá)150t／d（即滿負(fù)荷）時，所產(chǎn)生的尾氣送到1＃、3＃尿素裝置回收，整個尿素裝置操作比較紊亂。2019年6月至今，三胺裝置一直減負(fù)荷運行（負(fù)荷基本維持在110～120t／d）。聯(lián)產(chǎn)技改前后1＃、3＃尿素裝置生產(chǎn)負(fù)荷均沒有變化，目前正常生產(chǎn)時只送1＃尿素裝置的尿液，1＃尿素裝置的尿液可全部送至三胺裝置（可據(jù)三胺裝置的產(chǎn)量隨時調(diào)節(jié)送尿液量），或部分送至三胺裝置、部分送尿素造粒塔造粒；1＃尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)問題或停車時，可將3＃尿素裝置的尿液送至三胺裝置。聯(lián)產(chǎn)時，送三胺裝置的尿液流量約20t／h（通過流量計計量），尿液流量可根據(jù)三胺裝置尿洗塔液位的高低通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素后尿素裝置的消耗情況見表4，三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素與否的尿素裝置主要工藝指標(biāo)對比見表5。值得一提的是，三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素后，尿素裝置的消耗和產(chǎn)量，可通過尿液和反吹氨流量計量或通過三胺產(chǎn)量進(jìn)行折算，生產(chǎn)1t三胺按消耗2.9t尿素和1.0t氣氨返回尿素裝置計，CO2氣量不作計量考核。

表4 聯(lián)產(chǎn)后尿素裝置消耗情況（以噸尿素計）

表5 聯(lián)產(chǎn)與否的尿素裝置主要工藝指標(biāo)對比

5 三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置運行問題及處理

當(dāng)三胺裝置班產(chǎn)40t（即120t／d）時，所產(chǎn)生的尾氣能被1＃、3＃尿素裝置完全回收，正常生產(chǎn)時1＃、3＃尿素裝置均能給三胺裝置送原料尿液，當(dāng)1?；?＃尿素裝置有問題需停車處理時三胺裝置可減量生產(chǎn)，保證三胺尾氣能夠被單套尿素裝置回收。

三胺裝置班產(chǎn)50t（即150t／d）時，所產(chǎn)生的尾氣無法被1＃、3＃尿素裝置全部回收，主要表現(xiàn)為：尿素裝置中低壓吸收系統(tǒng)負(fù)荷重、操作困難；低壓吸收系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)二甲液濃度高造成氣相管線堵塞而致低壓系統(tǒng)超壓的現(xiàn)象；整個中低壓系統(tǒng)設(shè)備及管線腐蝕加劇，影響尿素裝置的安全、穩(wěn)定運行。

現(xiàn)階段通常只通過1＃尿素裝置給三胺裝置送尿液，為保證1＃尿素裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)，一部分尿液送三胺裝置生產(chǎn)三胺，一部分尿液送尿素造粒塔造粒，聯(lián)產(chǎn)過程中，三胺裝置運行穩(wěn)定，尿素裝置基本運行正常。

不過，三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置雖然一次性開車成功，但運行過程中尤其是三胺裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)時尿素裝置主要存在如下一些問題。

（1）2017年5月19日，3＃尿素裝置（技改完成后）的開車過程中，預(yù)蒸發(fā)器積液造成成品尿素縮二脲含量過高，當(dāng)時由于操作經(jīng)驗欠缺而未能及時發(fā)現(xiàn)及處理；其后的生產(chǎn)操作中，需時刻關(guān)注預(yù)蒸發(fā)器的液位（通過現(xiàn)場視鏡觀察）和尿素的瞬時產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)尿素產(chǎn)量低時要時刻關(guān)注系統(tǒng)是否有積液現(xiàn)象。

（2）尿素合成塔內(nèi)件改造后，CO2轉(zhuǎn)化率提高不明顯——技改后未聯(lián)產(chǎn)時CO2轉(zhuǎn)化率大致在64%～65%，而技改前CO2轉(zhuǎn)化率大致也在63%～65%；尿素裝置在加減量時，尿素合成塔壓力波動較大。

（3）3＃尿素裝置一段蒸發(fā)器熱能利用段換熱面積過大（185m2），系統(tǒng)負(fù)荷低時成品尿素縮二脲含量偏高，成品質(zhì)量無法保證——技改前成品優(yōu)級品率在90%以上，技改后成品優(yōu)級品率僅約30%。

（4）一段循環(huán)泵機(jī)封頻繁泄漏（開車后不足1個月已漏過3次），已聯(lián)系廠家處理，目前運行比較穩(wěn)定。

（5）解吸-水解塔操作壓力控制在1.0～1.1MPa，底部操作溫度186～188℃，廢液中的NH3含量為（40～60）×10-6（設(shè)計指標(biāo)為小于5×10-6），解吸水解廢液不達(dá)標(biāo)。其原因為，原設(shè)計解吸-水解塔加熱汽提蒸汽來自1.3MPa蒸汽管網(wǎng)，而1.3MPa蒸汽管網(wǎng)壓力低，滿足不了生產(chǎn)所需。改用2.5MPa蒸汽管網(wǎng)蒸汽后，解吸情況有所好轉(zhuǎn)，解吸廢液中的NH3含量約（30～50）×10-6，但還是達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)要求。

（6）3＃尿素裝置技改完成開車運行1個月以后，發(fā)現(xiàn)甲銨分離器氣相管線去一吸塔管線腐蝕泄漏，不得不停車處理，停車檢修發(fā)現(xiàn)一吸塔內(nèi)氣體分布器及進(jìn)氣管、彎頭均腐蝕掉了。分析認(rèn)為，一吸塔內(nèi)氣體分布器率先出現(xiàn)腐蝕泄漏問題，其后引起管線沖刷腐蝕，于是更換了一吸塔內(nèi)氣體分布器及進(jìn)氣管、彎頭，至今再未出現(xiàn)過類似腐蝕現(xiàn)象。1＃尿素裝置改造完成后，開車之前對一吸塔內(nèi)氣體分布器及進(jìn)氣管、彎頭進(jìn)行了詳細(xì)檢查（測厚），均沒有問題，投運至今1＃尿素裝置未出現(xiàn)過此種腐蝕現(xiàn)象。

（7）3＃尿素裝置技改完成開車運行1個半月以后，發(fā)現(xiàn)出二段預(yù)冷器A的氣液混合物入二段預(yù)冷器B管線上彎頭（彎頭材質(zhì)為304L）處腐蝕泄漏，當(dāng)時進(jìn)行了帶壓堵漏處理，后利用停車機(jī)會將此彎頭更換為316L材質(zhì)，問題得以解決。1＃尿素裝置此彎頭直接采用了316L材質(zhì)，至今未發(fā)現(xiàn)腐蝕跡象。

（8）三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置運行1個月后，三胺尾氣洗滌循環(huán)泵出口管線及儀表調(diào)節(jié)閥腐蝕嚴(yán)重，當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)多處漏點，之后利用三胺裝置停車機(jī)會將該管線材質(zhì)由304L改為316L，其后再未出現(xiàn)腐蝕泄漏。

（9）三胺裝置開車不到2個月時，三胺解吸塔經(jīng)常出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，停車檢查發(fā)現(xiàn)解吸塔最底層篩孔板篩孔被腐蝕物堵塞嚴(yán)重，對最底層篩孔板篩孔進(jìn)行人工清理后，系統(tǒng)重啟，之后運行正常。

（10）3＃尿素裝置先后出現(xiàn)二段預(yù)冷器A補(bǔ)加CO2氣管線腐蝕泄漏、甲銨分離器下液管泄漏、一甲泵進(jìn)口管線泄漏、進(jìn)預(yù)蒸發(fā)器的中壓氣相管線腐蝕泄漏及三胺解吸塔上部襯里腐蝕更換等問題，系統(tǒng)不得不停車進(jìn)行管線更換——管線材質(zhì)不變、管壁適當(dāng)加厚，其后系統(tǒng)運行正常。1＃尿素裝置接收三胺尾氣的量相對少些，此異常情況基本未出現(xiàn)過。

6 結(jié)束語

綜上所述，豐喜臨猗公司新上三胺裝置的尾氣用于聯(lián)產(chǎn)尿素，對尿素裝置的影響還是很大的，尤其是三胺裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)時，1＃、3＃尿素裝置中低壓系統(tǒng)吸收負(fù)荷較重且對中低壓系統(tǒng)設(shè)備和管線造成較為嚴(yán)重的腐蝕，影響著尿素裝置的安全、穩(wěn)定運行，現(xiàn)階段，為保證尿素裝置的正常運行，三胺裝置只能減負(fù)荷生產(chǎn)（負(fù)荷基本維持在110～120t／d），三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素還有待于進(jìn)一步的調(diào)查和研究。另外，1＃、3＃尿素裝置技改后的確實現(xiàn)了節(jié)能降耗，但與三胺裝置聯(lián)產(chǎn)特別是三胺裝置滿負(fù)荷運行時，所產(chǎn)生的尾氣不能全部被1＃、3＃尿素裝置回收，這也是一項重要的課題，需進(jìn)一步研究?？傮w而言，低壓法三胺裝置尾氣的這一處理方法——聯(lián)產(chǎn)尿素是較為可行的，但應(yīng)總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不少細(xì)節(jié)方面尚需不斷摸索與優(yōu)化改進(jìn)。對于水溶液全循環(huán)法尿素裝置來說，其節(jié)能降耗技改而今已有不少行之有效的措施，豐喜臨猗公司三胺尾氣聯(lián)產(chǎn)尿素裝置技改在這方面的探索有可圈可點之處，希望能為業(yè)內(nèi)提供一些參考與借鑒。