李 偉

(陽泉煤業(yè)(集團)有限責任公司，山西 陽泉 045000)

節(jié)能減排

煤化工企業(yè)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能與降耗研究

李 偉

(陽泉煤業(yè)(集團)有限責任公司，山西 陽泉 045000)

就相關企業(yè)中尿素生產(chǎn)技術進行介紹，同時分析探討了尿素生產(chǎn)中可能造成的危害現(xiàn)象，以及對節(jié)能與降耗技術探究。以期為相關企業(yè)實現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能與降耗發(fā)展提供參考。

煤化工企業(yè)；尿素生產(chǎn)；節(jié)能降耗；研究

引 言

要實現(xiàn)尿素生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的節(jié)能降耗目標，首先要從尿素生產(chǎn)技術進行探討，加強對相關工藝流程的分析，就當前生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的能耗問題進行明確，之后再有針對性地對節(jié)能降耗進行技術研究。積極從實現(xiàn)合成轉化率提升，降低廢氣排放量等方面展開工作。這樣不僅能有效實現(xiàn)能源節(jié)約，還能在一定程度上保證尿素生產(chǎn)不對環(huán)境造成過大的損害，有利于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進。

1 尿素生產(chǎn)工藝探究

尿素即為碳酰二胺，被廣泛運用于植物氮肥，其在合成過程中主要是由液氨與二氧化碳產(chǎn)生相互反應生成甲銨，之后再由甲銨發(fā)生脫水，進而生產(chǎn)出尿素。其中第一步生成甲銨的反應較為容易，往往在常溫常壓條件下就可完成。但是在進行甲銨脫水環(huán)節(jié)時，為保證甲銨的液相條件，在該反應過程中給予合適的溫度與壓力才能實現(xiàn)。

在當前，尿素的生產(chǎn)技術包括水溶液全循環(huán)以及氨氣提法兩種。其中水溶液全循環(huán)方式是指在尿素生成之后將未反應的氨與二氧化碳等進行分解，之后再與水混合形成甲銨溶液，并將甲銨溶液重新帶回系統(tǒng)完成循環(huán)，該方法在使用過程中不需要添加昂貴的溶劑，具有較高的經(jīng)濟效益，被廣泛運用。但該方法在實際應用中也存在著一定的問題，首先在能量不能完全利用的情況下，將會造成反應熱的大量消耗。其次，會造成甲銨泵的腐蝕，不利于后期的設備維修。同時，尿素生產(chǎn)過程中存在的二氧化碳與氨氣的回收循環(huán)過程較為復雜，不利于操作。而氨氣提法則是在以上方法進行改良的情況下形成，在由外供熱的基礎上就氨氣與二氧化碳進行分壓，從而有效實現(xiàn)對未完全反應的甲銨的分解。該方式與前者相比，具有更好的節(jié)能特性，能實現(xiàn)反應熱的完全利用，同時也能降低有害氣體的排放量。

2 尿素生產(chǎn)過程中實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要性[1-2]

當前我國煤化工企業(yè)在進行尿素生產(chǎn)時，存在生產(chǎn)設備與技術落后、能源消耗高以及產(chǎn)出量低等狀況，所以加強尿素生產(chǎn)的節(jié)能降耗研究是十分重要的。而其所體現(xiàn)的多種危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。一，煤化工企業(yè)在進行位置選定時，沒有依據(jù)相關標準與法律來確定與居民區(qū)、學校等地點的距離，以至于造成不小的安全隱患，不利于環(huán)保建設。二，缺乏完善的行政服務設施等，對參與尿素生產(chǎn)的相關工作人員沒有提供必要的職業(yè)病危害防護保證?；谝陨蠁栴}，相關企業(yè)單位應當積極就當前的裝置設施以及生產(chǎn)技術等進行創(chuàng)新研究，在保證環(huán)境保護以及對相關工作人員身體健康進行保障的基礎上，實現(xiàn)節(jié)能降耗技術的研究與探討。

3 尿素生產(chǎn)過程中實現(xiàn)節(jié)能降耗的相關舉措[3-4]

3.1 實現(xiàn)尿素合成塔優(yōu)化，提高生產(chǎn)轉化率

對于尿素生產(chǎn)來說，合成塔的轉化過程是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，若尿素合成塔本身存在轉化率不高的情況，則將直接造成該尿素裝置在實際生產(chǎn)過程中的運行效果較差，最終導致生產(chǎn)過程中的各項能源消耗提升。所以，要實現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的能源消耗量降低，就勢必要實現(xiàn)尿素合成塔優(yōu)化，提高生產(chǎn)轉化率。決定合成塔的轉化率程度的重要部分就是其內(nèi)件，設備設計人員應當加強內(nèi)件的選擇工作。這是由于具有高強性能的內(nèi)件能在實際使用中避免氣液分離現(xiàn)象發(fā)生，有效阻止生成物的反混?？捎行崿F(xiàn)尿素所用的相關物料到時系混合強度與速度得到顯著的提升，在實現(xiàn)能源降低的同時提升尿素生產(chǎn)質量。

3.2 加強技術研究，實現(xiàn)二氧化碳轉化率提升

在尿素生產(chǎn)過程中，應當嚴格把控氨碳比與水碳比，可有效實現(xiàn)二氧化碳實際轉化率的提升。提高生產(chǎn)中的氨碳比例可有效避免系統(tǒng)腐蝕，還能進一步促進未反應氨的循環(huán)進行。尿素在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的水，而過度的水存在，將可能造成甲氨水解反應，降低轉化率，對尿素的生成造成更多的壓力。同時水的存在也會使甲銨的熔點得到降低，造成甲銨的回收負荷不斷攀升，導致尿素銨的消耗量不斷提升，這和尿素生成需在液相中展開是相輔相成的。

3.3 加強生產(chǎn)設備的回收系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)氨耗量的降低

尿素在生產(chǎn)過程中要實現(xiàn)氨耗量的最大程度降低，除了要提升合成塔的轉化率，還應加強對該設備中回收系統(tǒng)的優(yōu)化。這是由于在尿素生產(chǎn)過程中只有保證中亞吸收塔具有良好的吸收性能，使得之后進入高壓圈的甲銨溶液具有較高的氨含量，才能最大程度實現(xiàn)氨耗量的降低。就中壓吸收塔的吸收性能來說，吸收塔塔底的溫度控制是保證良好吸收效果的重要部分。同時，為保證回收系統(tǒng)具有良好的運行效果，還應嚴格把控循環(huán)水的水溫，若溫度過高，將對甲銨、碳氨的生成造成限制。此外還應注重蒸汽向解析塔中的輸入，蒸汽注入過多或過少都將造成吸收效果的降低。

3.4 降低尿素生產(chǎn)設備的用電消耗量

尿素生產(chǎn)的相關設備往往面臨著長周期滿負荷的運行條件，在這個過程中會造成過量的用電消耗量。生產(chǎn)企業(yè)應加強對相關設備的用電消耗量的控制。首先，在生產(chǎn)過程中應當盡量減少停開設備，避免兩臺同類型設備在低負荷情況下同時運行。另外，在保證該系統(tǒng)能夠長時間進行運行工作的基礎上，可通過降低壓縮機進入溫度，提升大氣量以及提高氨泵的打量方式來實現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的設備用電消耗量降低，不斷提升生產(chǎn)負荷。

3.5 重視環(huán)境保護，避免生產(chǎn)過程中的危害情況

尿素在生產(chǎn)過程中需要進行大量的生產(chǎn)物料運行，面對的生產(chǎn)環(huán)節(jié)較為復雜，往往會對周圍的環(huán)境造成影響，同時還可能導致對相關生產(chǎn)人員的身體健康造成危害。所以企業(yè)在進行生產(chǎn)操作時，應當重視環(huán)境保護，避免生產(chǎn)過程中的危害情況。首先，企業(yè)應當積極引進先進的綠色技術與設備，同時進行定期的設備檢查與維護工作，尤其是對生產(chǎn)環(huán)節(jié)中存在潛在危險的部位進行嚴格監(jiān)控。針對涉及到放射源的工作操作，還應注重對相關工作人員的防護工作，這需要企業(yè)積極為相關人員提供崗前專業(yè)技術，并在工作人員任職或離職期間進行定期的健康檢查，避免尿素生產(chǎn)對相關人員造成的職業(yè)病危害。

4 結束語

實現(xiàn)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗對于煤化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟效益提升有著重要的意義，同時也有助于環(huán)境保護。在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中應當就當前的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行能耗探討，抓住當前高能耗現(xiàn)象的根本原因，并積極進行節(jié)能裝置的設置以及節(jié)能技術的應用。首先應當不斷提高反應轉化率，避免由于轉化不足而造成過度的廢氣排放，其次應當實現(xiàn)二氧化碳、氨與尿素高壓甲醛的反應，積極從實現(xiàn)內(nèi)件優(yōu)化，工藝技術提升等多方面實現(xiàn)節(jié)能減耗工作的開展。

[1] 丁雷.煤化工企業(yè)尿素生產(chǎn)過程中的節(jié)能與降耗研究[J].化工管理,2013(22):207.

[2] 關衛(wèi)龍.基于煤化工企業(yè)尿素生產(chǎn)過程的節(jié)能和降耗研究[J].山東工業(yè)技術,2015(14):56.

[3] 何淑梅.煤化工裝置尿素生產(chǎn)過程節(jié)能降耗的分析與研究[J].化學工程與裝備,2012(8):79-81.

[4] 張玲,張海峰.淺談煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗的有效途徑[J].科技創(chuàng)新導報,2010(24):113.

Studyonenergysavingandconsumptionreductioninureaproductionofcoalchemicalenterprises

LIWei

(YangquanCoalIndustry(Group)Co.,Ltd.,YangquanShanxi045000,China)

This paper briefly introduces the production technology of urea in related enterprises,analyzes the possible harm caused by urea production, and probes into the technology of energy saving and consumption reduction, in order to provide reference for relevant enterprises to realize the development of energy saving and consumption reduction in the process of factor production.

coal chemical enterprises; urea production; energy saving and consumption reduction; research

2017-05-09

李 偉，男，1981年出生，2006年畢業(yè)于沈陽化工學院，本科，工程師。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.35

TQ441;TQ083

A

1004-7050(2017)03-0102-02