令狐瓦奇

(潞安豐喜肥業(yè)(集團)有限責任公司臨猗分公司, 山西臨猗 044100)

2017年11月，潞安豐喜肥業(yè)(集團)有限責任公司臨猗分公司(簡稱潞安豐喜臨猗分公司)5萬t/a高效節(jié)能型低壓氣相淬冷法三聚氰胺與尿素聯(lián)產裝置安裝并試車成功?，F(xiàn)將過程中存在的問題進行總結，以提高三聚氰胺聯(lián)產尿素裝置的運行及尾氣處理水平。

1 三聚氰胺聯(lián)產尿素裝置現(xiàn)狀

目前，潞安豐喜臨猗分公司有2套三聚氰胺聯(lián)產尿素裝置，其中一期裝置使用尿素系統(tǒng)送來的熔融液尿作為生產原料，其產生的尾氣經碳銨液吸收、洗滌、中壓解吸后去水溶液全循環(huán)尿素系統(tǒng)生產尿素(日產量為1 200 t)；二期裝置也使用尿素系統(tǒng)送來的熔融液尿作為生產原料，其產生的尾氣也是經碳銨液吸收、洗滌、中壓解吸后去CO2汽提法尿素系統(tǒng)生產尿素(日產量為1 400 t)。2套三聚氰胺聯(lián)產尿素裝置內設備、管線、閥門等均因尿素系統(tǒng)消化三聚氰胺尾氣后出現(xiàn)不同程度的腐蝕。目前，單套系統(tǒng)三聚氰胺產量均為105 t/d，接近設計負荷的70%，生產系統(tǒng)反應器壓力為0.55 MPa。主要消耗包括：噸三聚氰胺尿素單耗為3 t、用電單耗為500～600 kWh、催化劑單耗為1～3 kg、反吹氣氨單耗約為200 kg。

2 工藝簡介

低壓氣相淬冷法生產三聚氰胺工藝簡單，主要裝置包含反應器、熱氣冷卻器、熱氣過濾器、三聚氰胺結晶器、液尿洗滌塔、壓縮機、成品輸送系統(tǒng)、熔鹽系統(tǒng)、加熱熔鹽的燃燒系統(tǒng)、脫硝裝置，以及尾氣吸收和解吸裝置[1]。尿素系統(tǒng)送來的液尿儲存于液尿洗滌塔中，通過液尿循環(huán)洗滌泵循環(huán)洗滌工藝氣中的三聚氰胺粉末。另有小部分液尿經霧化噴頭噴入三聚氰胺反應器中，在催化劑的作用下高溫反應生成三聚氰胺，然后經過道生油冷卻、濾袋過濾、冷氣壓縮機輸送來的冷生產尾氣淬冷等裝置，把熱反應氣體溫度冷卻到210 ℃后結晶成固體產品，經鼓風降溫后輸送至成品料倉。其中反應生成的氣體氨和二氧化碳經液尿洗滌除去三聚氰胺粉末后，部分氣體經壓縮、升溫后作為反應器載氣用，部分氣體經壓縮作為淬冷氣體用，還有部分氣體送至吸收、洗滌、解吸裝置后送尿素系統(tǒng)，以維持系統(tǒng)壓力。系統(tǒng)反應所需的熱量主要通過熔鹽加熱供應，為熔鹽提供熱量的是燃氣裝置及配套的脫硝裝置[2-4]。

3 系統(tǒng)存在的主要問題及措施

3.1 生產負荷達不到設計要求

滿負荷生產時，尾氣經處理后去尿素中壓、低壓系統(tǒng)時，會對管線、設備等造成腐蝕。將管線材質更換為雙相鋼2205后，腐蝕程度相對減小，生產負荷可達到設計要求。

3.2 尿素洗滌塔管束腐蝕

尿素洗滌塔管束材質為316L，但是該材質中鎳含量在標準的下限。由于泄漏較為頻繁，已經更換了一批管束。盡可能減少水汽帶入，將循環(huán)液尿溫度控制在142 ℃以下。

3.3 結晶器塌方

結晶器塌方較為頻繁，會影響產品質量，嚴重時還會引起攪拌機、螺旋鉸刀等卡死，從而被迫停車檢修。究其原因，是結晶器伴熱保溫不均勻造成結晶器內局部結塊后塌方。一期原采取蒸汽盤管塔外保溫，對比二期裝置，采用夾套式熱氮氣保溫效果更佳，現(xiàn)計劃大修時改為夾套式熱氮氣保溫。

3.4 輸料尾氣放空后存在氨逃逸

實際生產中頻繁出現(xiàn)氨味。為避免氨逃逸，防止料層少而封不住工藝氣體，針對放空氣增加循環(huán)水吸收環(huán)節(jié)；同時，系統(tǒng)開車排濕氣時也可吸收氨氣，并將其送至其他工段使用。

3.5 投料前存在氨逃逸

開車過程中，由于存在補壓、升溫環(huán)節(jié)，系統(tǒng)內氨氣會通過出料管線逃逸。雖然設計有重密封和氮氣密封裝置，但是隨著使用時間增加，密封錐體會發(fā)生輕微腐蝕，密封氮不能完全密封，導致密封效果差。經多次討論后決定，在出口星型下料器的基礎上增加刀閘閥，排濕氣后關死閥門以解決逃逸氨問題。

3.6 停車泄壓存在氨逃逸

停車泄壓時，尾氣氨的排放吸收存在問題。由于該三聚氰胺裝置尾氣供尿素使用，其尾氣吸收裝置區(qū)別于聯(lián)產碳銨的吸收裝置，每次系統(tǒng)泄壓到20 kPa左右時，考慮到吸收液位液封問題，只能排放尾氣。通過增加噴射循環(huán)吸收裝置，可徹底解決對空排放問題。

4 影響長周期運行的問題

4.1 熱氣冷卻器壓差

反應器出口的熱氣冷卻器壓差是影響系統(tǒng)長周期運行的主要因素。生產過程中氣體夾套的催化劑粉末及副產物被道生油冷卻到320 ℃時，會堵塞列管，導致阻力增大，引起裝置被迫檢修。二期三聚氰胺裝置已經實現(xiàn)在線切換熱氣冷卻器功能。熱氣冷卻器因結構、介質不同，其運行周期也不相同。目前，正在研究聲波振動裝置運用于熱氣冷卻器裝置的可行性。

4.2 過濾器壓差

過濾器壓差也是影響系統(tǒng)長周期運行的主要因素。為了保證三聚氰胺產品質量，反應生成的三聚氰胺氣體及副產物尾氣必須要經過濾袋，以過濾夾帶的催化劑粉末和副反應的高聚物。使用一段時間后，濾袋逐漸會被糊住。雖然設計了自動反吹的氣氨，但是使用時長會導致阻力增大，此時必須更換濾袋。

4.3 液尿洗滌塔換熱效果差

隨著使用時間的延長，液尿洗滌塔管束上會黏結三聚氰胺和縮二脲等物質，影響換熱效果，導致工藝指標難以維持，需要停機沖洗。

5 結語

根據(jù)2套三聚氰胺聯(lián)產尿素裝置運行情況來看，關鍵點在于設計，尤其是設備結構是重中之重。二期三聚氰胺裝置在一期基礎上進行改造，避免了設計缺陷。同時，三聚氰胺裝置中尾氣的處理也是關鍵，不論是尾氣壓縮后去尿素系統(tǒng)還是液體吸收中壓解吸后去尿素系統(tǒng)，必須要慎重考慮裝置間的能力配套問題。