減少ACES尿素裝置低壓回收系統放空的措施和方法
趙 龍，李曉鋒，張國鑫
（陜西渭河煤化工集團有限責任公司，陜西 渭南714000）
［摘 要］簡介ACES尿素裝置回收系統的運行情況，針對日益嚴峻的環保形勢，采用管理、技術等手段，通過調整系統、優化操作、技術改造等措施，改善低壓回收系統超壓現象，減少放空，基本實現裝置周圍 “低噪聲、無異味”生產，同時進一步挖掘了裝置的潛力，使生產能耗得以降低，實現了安全、經濟、環保多重效益。
［關鍵詞］ ACES尿素裝置；低壓回收系統；放空；汽提塔；低壓吸收器；優化調整；技術改造；節能環保
［中圖分類號］ TQ 441.41 ［文獻標志碼］ B ［文章編號］ 1004-9932（2016）03-0050-04
1 ACES尿素工藝及回收系統運行情況簡介
1.1 ACES尿素工藝簡介
ACES尿素裝置回收系統的主要作用是用工藝冷凝液吸收凈化系統分離出來的NH3和CO2，然后以甲銨液的形式返回合成工序重新利用，而含有少量NH3的惰性氣體在洗滌塔（DA401）洗滌后放空。與傳統的尿素工藝不同，ACES尿素工藝蒸發系統設有預濃縮器，通過尿液在中壓吸收器中的循環為預濃縮提供熱量，回收系統運行狀況的好壞直接影響著高壓合成回路以及分解、蒸發、解吸水解系統的工況。因此，維持好中、低壓回收系統的穩定運行對尿素裝置的良性、平穩運行至關重要。
中、低壓分解及回收系統工藝流程見圖1。在開停車階段，根據回收系統操作壓力、溫度以及放空量的變化并參考分析數據來判斷系統內組分是否正常；在正常生產中，對中、低壓回收系統內的組分進行優化調整，通過改變低壓分解器（DA202）的CO2量將低壓回收系統的NH3/CO2控制在3.1～3.3，通過中壓回收系統補氨量將中壓回收系統NH3/CO2控制在2.1～2.2。由于防腐空氣的加入，中壓回收系統放空閥PV401閥位一般在32%～36%，而低壓回收系統放空閥開度很小甚至全關。
圖1 中、低壓分解及回收系統工藝流程圖
1.2 回收系統運行狀況及問題
2014年7月份以來，由于CO2汽提塔（DA101）汽提效率下降，加之2#甲銨冷凝器（EA102)殼側結垢嚴重，造成后續系統負荷加重，回收系統特別是低壓回收系統放空量增大，在天氣不良時，會有煙霧團彌漫在周圍，一定程度上影響了空氣質量和居民生活，甚至時常出現超壓現象，威脅到人員及設備的安全。面對日益嚴峻的環保壓力，解決低壓系統放空量偏大的問題刻不容緩。為確保裝置“低放空，無異味”生產，我們采取了一系列的管理、技術手段。
2 減少低壓回收系統放空的措施和方法
2.1 調整高壓系統物料組分，提高汽提效率
ACES尿素裝置設計合成系統的操作條件為NH3/CO2=4.0、H2O/CO2=0.64、操作溫度190 ℃、操作壓力17.1 MPa，以上操作條件下CO2單程轉化率可達68%。
提高系統的NH3/CO2，有利于提高CO2轉化率，有效降低系統介質的腐蝕性，也有利于系統溫度的控制；但過高的NH3/CO2會造成系統壓力升高，物料輸送功耗增大，造成系統氨循環量過大，加重回收系統負荷且降低NH3的轉化率。
H2O/CO2增加，不利于尿素的生成，但H2O/CO2的增加可以降低系統的操作壓力，對提高回收系統的吸收率、減小放空量有好處。生產中我們及時調節系統新鮮液氨進入量，以保證與系統負荷相匹配，據經驗將NH3/CO2控制在3.6～3.，在滿負荷生產時將系統總水量控制在75 t/h（1#甲銨冷凝器進液量FIC7106控制在43 t/h，2#甲銨冷凝器進液量FIC7104控制在32 t/h)左右，加減負荷時及時作出相應調整，維持系統H2O/CO2在0.8左右，這樣既保證了CO2轉化率又兼顧了汽提效率，且使系統內建立起了良好的物料循環。
CO2汽提塔（DA101)是實現未反應物在高壓系統內分離及循環的核心設備。從尿素合成塔出來的尿液經出料閥控制進入CO2汽提塔，尿液在CO2汽提塔中經精餾和汽提，其中的甲銨分解為NH3和CO2氣體，并將其從尿液中分離出來。
CO2汽提塔汽提效率的高低直接決定了后系統的負荷，而裝置經過較長時間的運行，CO2汽提塔內列管結垢嚴重，勢必造成換熱效率下降，汽提效率降低。優化調整前CO2汽提塔出液組分及溫度見表1。
更多內容詳見《中氮肥》2016年第3期