锅炉回水电导率超标原因分析及排查处理.pdf

化工设计通讯第 卷第 期 Chemical Engineering Design Communications 年 月 尿素生产技术 浅析 CO2汽提法尿素装置合成系统的 NH3CO2 王付生 （安徽六国化工股份有限公司 ，安徽 铜陵 ） 收稿日期 ： 作者简介 ：王付生 （ ） ，男 ，安徽临泉人 ，尿素生产高级工 ，安徽六国化工生产部主管 。 摘 要 ：介绍 CO汽提法尿素装置合成系统的 NHCO的控制方法 ，合成系统 NHCO异常的症 状 ，判断方法 ，偏离正常时的处理和防范措施 。 关键词 ：合成系统 ；NHCO； HOCO 中图分类号 ： TQ畅 文献标志码 ：B 文章编号 ：（） Analysis of NH3/CO2Ratio for Synthesis System of CO2Stripping Urea Plant WA NG Fusheng (Anhui Liuguo Chemical Co .,Ltd畅 , Tongling Anhui ,China) Abstract :Introduce NH/COratio control method in synthesis system of COstripping urea plant ,NH/COratio abnormal symptoms ,judgment method ,treatment and prevention measures for the abnormal ratio畅 Key words :synthesis system ; NH/CO; HO/CO NHCO是 CO汽提法尿素装置合成系统 中一个重要工艺指标 。 NHCO控制得是否适 宜将直接关系到装置是否在安全 、 稳定 、 高产 、 低耗的状态下运行 。 在此谈谈 NHCO的操作 与控制 。 1 NH3CO2的定义 NHCO是指进入高压甲铵冷凝器的 NH 与 CO的摩尔比（分子比）。 2 CO2汽提法尿素装置合成系统 NH3 CO2的选定 根据 NH和 CO合成尿素的反应原理 ： NH CO 高温高压 CO（NH） HO Q 可知该反应为可逆反应 ，要使该反应能正常 进行 ，氨与二氧化碳摩尔配比至少要等于 。 要 最大限度地使化学反应向正方向进行 ，最大可能 地得到我们所要的产物尿素 ，增加反应物的量是 有效途径之一 。 因在该反应中每生成 mol 尿素 需要 mol 氨和 mol CO，所以 ，用增加反应 物量来促进该反应向着正反应方向进行 ，选择 CO为不过量物质 ， NH为过量物质 。 原理上 反应物 NH的量越多越有利于反应向着正方向 进行 ，但在 CO汽提法尿素生产工艺中 ，由于 汽提塔的进料要求 ，合成系统 NHCO选择在 畅 畅 之间 。 汽提塔为何对合成塔出液中的 NHCO要 这样特殊要求呢 ？ 原因如下 。 高压 CO汽提塔的原理 来自尿素合成塔 的合成液经液位调节阀 HV 控制 LI 液位 后进入汽提塔的上花板 ，在上花板上形成液位 ， 由升气管下端直径 mm 的小孔进入汽提塔的换 热列管 。 来自 CO压缩机的原料 CO气体进入 汽提塔的底部 ，由气体分布器均匀分布进入汽提 塔的换热列管 。 在换热列管内 ，合成液自上而下 沿管壁呈膜状下滑 ， CO气体自下而上从管中 心上升 ，在列管内 CO大大降低了下降液膜表 面 NH的分压 ，促使甲铵分解 。 所需热量由列 第 期 王付生 ：浅析 CO汽提法尿素装置合成系统的 NHCO 管壳侧的高压蒸汽提供 。 汽提塔换热管内沿管壁呈膜状下滑的合成液 因原料 CO的进入 ，降低了下降液膜表面的 NH分压 ，故中间生成物甲铵开始分解 ， 反应 向着生成物方向移动 。 相反 ， 若合成液中的 NHCO过高 ，那么合成塔出液中的 NH自 然也增长很多 ，因进入汽提塔的原料 CO量是 由系统决定而不可随意调节 ，所以在汽提塔换热 列管内下降合成液中氨量增多 ，反应向反应物方 向移动而减慢 ，汽提塔出液中氨会明显上升 ，循 环分解吸收负荷反而会增加 。 综上 ，我们在提高 反应物中过剩氨量来提高合成塔中原料 CO转 化率的同时 ，还要考虑 CO汽提塔的进料要求 ， 最终选择合成塔 NHCO为 畅 畅 。 3 原始开车合成系统 NH3CO2配比投送 3畅1 每 1000m 3 原料 CO2气量 ，加氨量的计算 m 畅 mol 投料以 NHCO 畅 计算 ，对应的 NH 应是 畅 畅 mol 对应的 NH应是 畅 t 液氨温度以 计算 ，液氨密度 畅 tm ， 畅 t 液氨对应 畅 m 。 3畅2 原始开车 NH3CO2的投送 高压系统按照操作规程进行升温 ，当合成塔 各点壁温升到 并且保持稳定 h ，即可认 定升温钝化合格 。 按照操作规程 ，合成系统升压 到 畅 MPa 即可以进行化工投料 。 在合成塔出 料前氨泵加入合成系统的 NHCO按 畅 计 算 ，即每 m h 原料 CO量加入氨量约为 畅 m h 。 当合成塔出料后 ，随着合成塔出液阀 开度正常和汽提塔逐渐转为正常 ，因汽提塔分解 出来的氨循环回收到合成系统 ，氨泵加入合成系 统的氨量逐步减少 ，为每 m CO气量加入 氨量约为 畅m ，即将 NHCO降为 畅 。 4 合成系统 NH3CO2异常的症状和判定 表 列出了一般 NHCO偏离的症状和现 象 。 但发生这些现象时不一定就是 NHCO偏 离 ，即不一定就是 NHCO偏高或者偏低 。 具 体原因如下 。 表 NHCO偏离的症状和现象 症状与现象PI妹TIbTITI枛TI0TI 与 TI 温差TI 与 TI 温差FI乙 NHCO偏高上升下降下降下降升高增大增大增大 NHCO偏低上升下降下降升高下降减小减小减小 注 ： PI 高压系统压力 ； TI 合成塔出气温度 ； TI 合成塔出液温度 ； TI 高甲冷出液温度 ； TI 高 压洗涤器出液温度 ； TI 高洗器出气温度 ； TI 高洗器出气减压后温度 ； TI 高调水上水温度 ； TI 高调水回 水温度 ； FI 外送低压蒸汽流量 。 4畅1 系统压力 PI204 当 NHCO偏高或者偏低时 ，系统压力都 上升 。 NHCO偏高时系统压力上升得慢 ， NHCO偏低时系统压力上升得快 。 但系统压 力还受其他因素影响 。 低压蒸汽包压力 PI 偏 高时系统压力上升 ， PI 偏低时系统压力偏 低 。 低压汽包液位 LI 偏高时系统压力有所下 降 ，LI 偏低时系统压力有所上升 。 高压洗涤 器放空调节阀 HV 开度过大时系统压力下 降 ， HV 开度过小时系统压力上升 。 甲铵液 浓度偏高时系统压力上升 ，甲铵液浓度偏低时系 统压力下降 。 甲铵泵来的量过多系统压力下降 ， 甲铵泵来的量过少系统压力上升 。 CO气体纯 度偏低时系统压力上升 ，CO气体纯度高时系 统压力下降 。 液氨喷射泵压差调节合理时系统压 力平稳 ，液氨喷射泵压差调节不合理时系统压力 上升 。 高调水温度控制适宜时系统压力平稳 ，高 调水温度控制偏高时系统压力上升 。 HOCO 偏高时系统压力下降 ， HOCO偏低时系统压 力上升 。 4畅2 TI0021 与 TI0025 NHCO偏高 、 偏低 ， TI 与 TI 温度都下降 。 系统压力 PI 上升时 TI 与 TI 温度有所上升 ，系统压力 PI 下降 时 TI 与 TI 温度有所下降 。 HO CO偏高时 TI 与 TI 温度有所上升 ， HOCO偏低时 TI 与 TI 温度有所 下降 。 化工设计通讯第 卷 4畅3 TI0028 温度的变化 TI 温度对 NHCO的变化十分敏 感 ，NHCO偏高时 TI 下降 ， NHCO 偏低 时 TI 上 升 。 但 TI 对 压 力 PI 、 对 HOCO的变化同样十分敏感 ，所 以说当 TI 温度发生变化时并不一定是 NHCO发生变化 。 当系统压力 PI 上升时 ， TI 也上升 ；当 PI 压力下降时 TI 也下降 。 当系统 HOCO上升时 TI 上 升 ，当系统 HOCO下降时 TI 下降 。 除 此之外 ，低压蒸汽包压力 PI 偏高 TI 上 升 ，PI 偏低时 TI 偏低 。 低压汽包液位 LI 偏高时 TI 有所下降 ， LI 偏低时 TI 有所上升 。 4畅4 高调水温差（TI 与 TI 温差）与 TI0024 温度的变化 当 NHCO偏离不是太多时（一般 畅 以 下） ，NHCO偏高高调水温差增大 ， TI 升高 。 NHCO偏低高调水温差减小 ， TI 降低 。 当 CO气体纯度降低时高调水温差降 低 ， TI 降低 。 当甲铵液浓度降低时高调水 温差增大 ， TI 升高 。 当高压洗涤器放空调 节阀开度过大时高调水温差增大 ， TI 升 高 。 当液氨喷射泵压差不足时高调水温差减小 ， TI 下降 。 当 NHCO高于 畅 时 ， 高调水温差 、 TI 不但不继续增大 ，反而减小 ，这是因为 高压洗涤器内的热负荷主要来自 NH与 CO的 反应热 。 当合成系统 NHCO在一定范围内增 大时 ，进入高压洗涤器内的 NH相对于 CO来 说增大 ，有利于 NH与 CO反应生成甲铵 ，反 应热量增多 ，高调水温差 、 TI 增大 。 但若 NHCO超过 畅 ，大量的过剩 NH进入高压 洗涤器 ，改变了甲铵液的组成 ，此时高调水温 差 、 TI 不但不增大反而下降 。 4畅5 外送蒸汽流量 FI202 当 NHCO偏离不是很多时 （一般认为 NHCO在 畅 以下） ， NHCO偏高时高甲 冷产蒸汽多 ，外送蒸汽量较多 。 NHCO偏低 时高甲冷产蒸汽少 ，外送蒸汽量下降较多 。 但当 NHCO严重偏低或者偏高时 ，低压蒸汽包产 蒸汽量均为下降 。 综上所述 ，在操作中当 NHCO发生偏离 时 ，我们千万不可只简单地判断 ，而是要总览全 局综合考虑才行 。 5 NH3CO2偏离的防范措施 5畅1 原料 CO2流量的测定与投送 原始开车时 CO流量计要准确 。 我们校正 CO流量计是否准确 ，一方面要联系仪表检查校 正 ，另一方面我们也根据压缩机的负荷来计算 。 例如 ， 安徽六国化工尿素装置设计日产 t ，CO压缩机设计打气量 m min ，按 负荷投料 ，开启 台 CO压缩机负荷应该 是 m h 。 因开启 台压缩机送气 ，所以每台压缩机送 气量为 m h 。 压缩机设计最大负荷为 畅 MPa ，设计打 气量为 m min ，那么送 m h 气量时 的负荷为 畅 MPa 。 这样 ，我们开启两台压缩机时 ，查一下各级 排油水阀门无泄漏 ，五级放空无泄漏 、 密封垫片 无泄漏 、 压缩机填料无泄漏时 ，每台压缩机负荷 加到 畅 MPa ， 那么五出总管流量计应该在 m h ，而不会有大的波动 。 从这个负荷 也可以判断 CO流量 。 另外 ，查看汽提塔底部 CO放空阀是否内 漏 。 如阀门后管道结霜 ，证明调节阀内漏 ，可以 将根部阀关闭 。 5畅2 原料液氨的投送 （） 联系仪表校正液氨流量计准确 。 （） 用氨泵变频来查液氨流量是否准确 。 例如 ，安徽六国化工尿素装置液氨泵设计打 量 m h ，当氨泵变频数为 时 ，氨泵流量 计算为 畅 m h 。 （） 查看氨泵副线 ，应完全关闭 。 （） 当合成塔出料后还要查看回收系统 ：汽 提塔 、 循环系统 、 解吸水解系统是否工作正常 。 6 NH3CO2偏离的处理措施 （） 首先要判定 NHCO是偏高还是偏低 。 （） 一般在 NHCO偏离不是很严重的情 况下 ，用加氨的方式处理 。 根据 CO流量推算 ，短时间加氨量大于理 论加氨量 。 如果系统压力有下降的趋势 ，说明合 成系统 NHCO偏低 ，要继续适当加大氨量 ， 第 卷第 期化工设计通讯 年 月Chemical Engineering Design Communications 直到系统压力恢复正常才能将加氨量减至正常值 。 如果采取适当加大氨量的方法系统压力还继续上 升并且上升速度更快 ，说明合成系统 NHCO 偏高 ，这时可以把加氨量减少到低于理论值 。 （） 合成塔出液取样分析 。 这是比较可靠和 直接判定 NHCO偏高还是偏低的方法 ，根据 分析结果处理 。 （） 若合成系统压力严重高于指标值 ，这种 情况可以从合成塔出气适当放空 ，控制压力不再 上升的方法来维持 ，赢得处理时间 。 但当 NH CO严重偏离时 ，如果 NHCO偏高 ，我们可 以采取加CO的方法来调节 。 如果 NHCO偏 低 ，我们可以采取加氨的方法来调节 。 无论是 NHCO偏高还是偏低的处理 ，我们一定要用 合成塔出气放空方法来控制高压系统压力不得超 过 畅 MPa ，然后耐心调节 。 因为汽提塔出气 直接循环到高甲冷 ，所以系统调节到正常很慢 ， 一般需要 h 。 尿塔内件改进设想 安长征 （安徽晋煤中能化工股份有限公司 ，安徽 临泉 ） 收稿日期 ： 作者简介 ：安长征 （ ） ，男 ，山东聊城人 ，曾为鲁西化工合成氨 、 尿素车间操作工 、 技术员 。 摘 要 ：根据尿塔普遍存在的问题 ，提出增加内件 ，改变物料走向 ，强化气液接触等措施 ，减轻尿塔 内的返混 ，提高 CO转化率 。 关键词 ：尿塔 ；气液接触 ；返混 ；转化率 中图分类号 ： TQ畅 文献标志码 ：B 文章编号 ：（） Improvement Idea for Urea Reactor Internal Components A N Changzheng (Anhui Jinmei Zhongneng Chemical Co .,Ltd ., Linquan Anhui ,China) Abstract :For common problems in the urea reactor , propose the measures of adding internal components , changing the material flow direction , increasing gasliquid contact etc . So the materi