化肥厂尿素装置生产原理及工艺流程技术讲座

1、尿素装置技术讲座77 / 95尿素装置技术讲座目录：1、装置工艺流程简述（生产方法及工艺路线）;2装置物料平衡图；3、装置关键控制点及控制方法；4、装置目前存在的问题及解决办法；5、装置进行过的技术改造及改造后装置的情况;1.装置工艺流程简述（生产方法及工艺路线）;1.1.1装置简介XXXX化肥厂尿素装置是上个世纪七十年代从荷兰STAMICARBO N公司引进的C02气提法尿素生产工艺技术，该装置由荷兰大陆公司总承包，国内设计院完成配套工程的设计，丁1976年建成投产，t产上 合格产品0尿素装置总投资2.6亿多元人民币，总占地面积 24000m尿素装置主要由原料NH3和CO?的压缩、高压 合成

2、、低压分解和循环吸收、解吸与水解、蒸发与造 粒等部分组成。以合成氨车间输送來的N也和COz为 原料,反应生成成品尿索，设计口产尿索1620吨，年 生产能力为48万吨。2005年，通过引进荷兰STAMICARBON公司的并联中 压技术对尿素装置进行了扩能改造，使装置的生产能力由原 设计1620吨/天提高至2300吨/天。本次扩能改造除新增一套并联中压系统外，还新增了一台CO?增压机、一台高压离心 氨泵、一台高压离心卬鞍泵以及一套新蒸发系统，另外还对 高压洗涤器进行了更新。改造后的装置于2005 1.1.2T艺原理1 A尿素生产的反应原理丿求素生产的化学反应主要分两步，第步是液态NH3和CO? 反

3、应生成氨基甲酸钱(即甲钱)，分子式为NH4COONH2,反应 式为：2N%（液）+ CO2 （气）=NH&OONHH液）+119.2千焦/摩尔（1-1）第二步是甲钱在液相条件下发生脱水反应生成碳酰二胺 (即尿素)，分子式为CO(NH2)2,S应式为；NH4COONH2() CO(NH2)2+H2O(液)叮5.5千焦/摩尔.(式（1-1）也称为甲钱的生成反应，是强放热、体积缩 小的可逆反应。在一定的工艺条件下，如能及时地移走反应 热，甲钱的生成反应可以在瞬间达到平衡。式（12）也称为尿素的生成反应，必须在液相下才能 进行，是一个吸热的可逆反应。该反应进行得很缓慢，需要 很长时间才能达到平衡。因此

4、，在实际生产中，并不是所有 的甲钱都能转化为丿录素，而是只有一部分，转化率大约为55- 59% o2、反应条竹勺确定(1)甲鞍的生成反应甲较的生成反应是一个体积缩小的强放热反应。根 据化学反应的平衡原理，为使反应尽快地达到平衡，必 须及吋地移走反应生成的热，并且提高反应压力对加快 反应速度有利。在实际工业生产中，根据高压甲鞍泵的 出口压力确定反应压力为13.514.5MPa,反应热是山 高压甲鞍冷凝器壳侧的热水及吋移走生成副产品低压蒸在该反应压力下，参考NH3-CO2：元气液平衡图, 并综合考虑副产蒸汽量最大及满足合成塔的工艺要求 （即保证有一部分N %和0。2在合成塔内继续冷凝放 热供生成尿

5、素反应所需热量），确定反应温度为140 150C,投料NH3/CO2为289。在这种条件下,实际上 约有78-80%的N%和CO?被冷凝成液体，冷凝后的温 度为1666C。（2）尿索的生成反应球素的生成反应是一个必须在液相中进行的、吸热 的可逆反应。根据化学反应的平衡原理，在反应进行的 过程中必须持续地供给热量，而且该反应进行地非常缓 慢，不容易达到平衡。在实际的工业生产中，尿素生成 反应的反应热是由未反应的NH3和co?在合成塔内继续 冷凝所放出的热量供给的，且反应温度越高越好。根据设备材质的耐用温度不超过190C,确定操作 温度为180-185C。再根据尿索生成过程的平衡压力图, 考虑到原

6、料中5% (V)的空气及惰气，最终确定反应 压力为13.6MPao另外，根据反应方程式，降低系统 中的水含量对尿素的生成有利，但水含量也不能太低， 以免循环系统的甲镀液太浓，产生结晶。因此，要合 理控制高压系统中的水含量。1.1.3 r.艺流程说明（1）原料液氨和二氧化碳加压输送系统原料液氨经高压液氨泵加压后，与高压洗涤器 来的浓甲鞍液一同经高压喷射器送进高压甲鞍冷凝 器。原料二氧化碳气体经搀入防腐用空气后，进入 液滴分离器分液（有冷凝液排放），之后经压缩进 入气提塔底部。（2）合成和高压循坏系统新鲜液氨和浓甲钱液、含仃氨和二氧化碳的气提气 一同送至高压甲鞍冷凝器，大部分氨和二氧化碳在其中 反

7、应生成甲鞍溶液。甲鞍溶液与未反应的氨和二氧化碳自高压甲鞍冷凝 器出来进入尿索合成塔，继续进行甲鞍生成反应，同时 甲鞍脱水转化为尿素。合成液分流一部分进入中压分解 和循环系统，其余进入气提塔上部，合成气进入高压洗在气提塔，用饱和蒸汽进行加热气提。合成液与塔 底进入的二氧化碳气体逆流接触，未转化为尿素的甲鞍 分解生成氨和二氧化碳，与原料二氧化碳混合成为气提 气，进入高压甲鞍冷凝器。气提液进入低压循环系统。合成气进入高压洗涤器后，用来自循环系统的高压 甲鞍液洗涤吸收，吸收液进入高压喷射器，气体送至吸 收塔继续回收氨和二氧化碳。（3）中压分解与循环系统合成反应液、二氧化碳原料气分别进入中压分解塔 分离

8、段和加热段，气提分解后的尿液进入低压分解、循 环系统。分解气进入真空预浓缩器，用低压甲鞍液进行 冷凝吸收，部分冷凝液吸收后，再进入中压冷凝器，甲 鞍液经中压冷凝器分离器分离后进入高压甲鞍泵循环返 回高压洗涤器顶部。中压分解后的尿液进入低压循环系(4) 低压分解与循环系统气提液经减圧进入精馆塔，精憎气体去低压甲鞍冷凝器，生成 甲讓液送入高压洗涤器顶部。来自高压洗涤器的气体进入中压吸收塔，自下而上与喷淋下来 的吸收液逆流接触，使气体中剩余的氨和二氧化碳被冷凝进一步得 到冋收，尾气经减压、消音后放空。来自氨水槽的吸收液分两路进入吸收塔上、下两段填料层：进入上段的为来自一段和二段蒸发的含氨较低的工艺冷

9、凝液，可使气体中的氨得以充分吸收；进入下段的为来自闪蒸槽冷凝器的含氨较高的工艺冷凝液，采用循环吸收以增加喷淋密度、提高吸收效率。循环吸收后液体送至低压洗涤器再 作为吸收液o在塔尾气经扌1气筒来自精谓塔的低压水解气、水解系统的回流液、低压洗涤 器的循环液一同进入低压屮钱冷凝器底部，气体中的氨和二氧 化碳被混合吸收液冷凝吸收，吸收后物料进入液位槽进行气液 分离，气体直接进入低压洗涤器中，自下而上与来自中压吸收 塔来的循环吸收液逆流接触，气体中的氨和二氧化碳被进一步 冷凝吸收，吸收后液体升压后送入高压洗涤器作为吸收液。经低压洗涤器后未被吸收的气体及水解系统出气一并进入 尾气吸收塔底部，与从塔顶部进入

10、的氨水（来自氨水槽） 内逆向接触传质，吸收气相中的氨和二氧化碳 排入大气。吸收后的稀氨水返回氨水槽。F（5）尿液浓缩工序精憾液经减压后,与大颗粒尿素粉尘回收形成的稀尿液一同 进入真空预浓缩器（新增，取消了原闪蒸槽），采用饱和蒸汽作 热源，将尿液浓度山70%预浓缩至80%,浓缩液进入尿液储槽， 之厉送一段蒸发器。一段蒸发器出来的浓尿液浓度达到约96%, 一部分（约占40%）抽出百接送大颗粒尿素造粒机，其余进入二 段蒸发器经进一步浓缩至99.7%,送造粒塔。7液，排入氨水梢内真空预浓缩器、一段蒸发器及二段蒸发器气液分离后，自顶部蒸发出的蒸汽经多级冷不凝气与吸收塔尾气一并经排气筒排入大气。(6) 造

11、粒塔造粒系统1段蒸发器出来的浓尿液经熔融泵送至旋转的造粒喷头，均匀地喷洒在造粒塔的截面上，液滴在下降过程屮被冷却固化，造粒塔底生成的普通颗粒尿素产品， 市刮料机送入下料槽，经尿素产品后冷器冷却后，运输至成品车间。后冷器排气进造粒塔中部，具中尿素粉尘 成为尿素造粒的晶核，提高尿索产品品质，减少尿素粉 尘排放。造粒过釋的尿索粉尘口造粒塔顶排出。2、装置物料平衡I冬StT*Z3_SL-嚅 詹ns瀏河時 ww rs 离ITj鼠|FT_J LJ L_gj1Bi卑=Q厂1_9rs皿嗦丄 .ggsss亠祜存零百即 733151匚1Jt门二=一山网（*tiv /C ?0 BOS DBSUmiurbca G?n

12、ii黏ntioiADD DM PTlMXTl3TO E7I1TO BM1TOC3C97I 22K JO 9411J（貝期ill4 IMA心牛忙*R E F rtM X. 3严2 5U卜 WINGXLDW5Hm OF W*rtL mu733162.2丄艺指标2.2.1原料指标 2.2.1.1 NH3 （液态）来源：合成氨装置压力：2.2MPa (A)温度：18C纽成：NH399.9%（wt）油 v5ppm（wt）水+惰性物质SO. 1 %(wt)流量：54194.2kg/h (设计)2.2.1.2 CO2（气体）来源：合成氨装置压力:温度:0.11MPa（绝）40 CCO2 : 98.5%（V-

13、干基） H2： 1%（V-干基） 惰性气:0.5%（V-H基） 总硫：0.5ppm wt） 流量：39658Nm3/h （设计）2.2.2三剂指标122二氧化碳脱氮THH型催化剂型号TH-I标准装置2尿索装置分析项目外观mni粒度载体主要活性组分堆密度% (wt)径向抗床碎力均值样耗率西北化丁研究院指标检验方法灰色球状物企 WXBA049-2001o (Z5X.5)企标Q/XBA049-2001球型 r-Al2O:,企标Q/XBA049-200IPt+PdMO. 3企标 Q/XBA049-20010. 60 80企 WXBA049-2001N50企 Q/XBA049-20013 25企标 Q/

14、XBA049 - 2001厂家kg/1N/粒正常使用条件：常压15MPa；温度：150-2201C；空速: 3* 035X 10r当原料气中总硫:8W2 mg/Nm3： CO： WO* 2%；HI 300 ppm(300X10-&)； C%时，出口尾气中残氮量%企标 Q/XBA049-2001ppiCH30lh瘓8%；.42.222氧化铝球Fe. 0.,-J应齐Fmm223产品及副产品规格2.2.3.1产品规格尿索装置生产的昆仑牌颗粒尿索规格(GB2440-2001优级品)：含氮量=46.6% (wt)；缩二IB (Bi) 0.9% (wt)；水份(H2O) 93% (wt),粒度在0.85-

15、2.8mm之间223.2产品性质(物理及化学)纯粹的尿素为无色、无味、无臭的针状或柱状晶 体，工业尿索因含有杂质常为白色、淡黄色或淡红色, 纯尿素的理论含氮量为46.6%,分子量为60.06,粒状 尿素有不易结块，流动性好，易于使用等优点。尿素的比重为1.335 kg/m3 (20C) 自然堆积的尿素每m3重0.7-0.75吨，或称堆积比重为0.7-0.75t/m3o3、装置关键控制点及控制方法;3.1脱氢系统操作指南3.1.1脱氢系统操作原则对脱氢反应器入口和岀11Z间的温差予以监控， 因为它是催化剂活性的强有力的反映。对送合成系统的C02屮氧的含量及脱氢后氢的含量用分析仪加以监控，因为这是

16、保证高压设备不发生在保证R101中能发生H2和02催化燃烧且脱氢后 氢含量分析AI1201不超标的前提下，可将R101进口温 度控制在低值，对延长催化剂的寿命有利。为防止脱氢后C02中的水蒸汽发生冷凝，腐蚀碳 钢设备及管线、管件，E-107岀口温度TI-1206应控制 在115C以上。3.1.2脱氢系统氧含量控制控制范围：AIC1202 0.55-0.70 %(V)控制目标：不超过0.05%(V)相关参数：空气加入量FIC1103； CO2压缩机入 口流量FI101控制方式：串级加前馈控制，AIC1202输出作为FIC1103的给定，CO2量为前馈量止常调整:彩响因素调整方法FICI 103开

17、度co?量FI 101U AIC1202偏低,将HC1103的给定值SP加大或将FIC1103改 手动控制，开大阀位OP。2. AIC1202偏高,将FIC1103的给定值SP减小或将FIC 1103改 手动控制.关小阀位OP。1 CO?量FI101增加表示系统负荷增加,可能会导致AIC1202 偏低。这时将FIC1103的给宦值SP加大或将FIC11()3改手动 控制，开大阀位OP。2、CO2FI101减少表示系统负荷降低，可能会导致AIC1202 ”偏高。这时将FIC1103的给定值SP减小或将FIC1103 控制，关小阀位OP。异常处理:现象原因处理空气量HC1103 突降至零1、R10

18、1超温连 锁的电磁阀 动作。2、合成装置断 空气。一1、打开R101超温连锁图，若 屯磁阀动作（颜色变红）， 按复位（RESET）键复位。2、确认合成装置断空气后立即 启动101-Jo3.1.3脱氢系统温度控制控制范围:TIC1202 120-150C,TT1203A/TT1203B 160-195C控制目标：温差不低于20C相关参数：E106A温度控制HIC1202；E106B 温度控制 TIC1202；催化剂活性；脱氢后氢含量分析AI1201控制方式：手动或DCS自动调节 %ICI2AI1201超标）1超标表不R101屮燃烧不充分，可通过关闭 1C12O2阀位（OP）来提高R101进口温度

19、。.影响因素调整方法HIC1202状态1、HICi202为高压密闭水进E106A的旁路，若TIC 1202偏高， 可手动打开HIC 1202,让加热介质高压密闭水不走E106A。2、若TIC 1202偏低，可手动关闭HIC 1202,让加热介质高压 密闭水全部进E106A；TIC 1202 开度1、TIC 1202是通过控制E106B加热蒸汽量控制R101进口温度 的，若在手动状态下TIC 1202偏高，可适当关小阀门（OP） o2、若在手动状态下TIC 1202偏低，可适当开大阀门（OP）。催化剂活性催化剂活性若降低，R101进、出口温差会减小。正常调整界常处理:现象原因处理AI1201 超

20、标，调整后无效若R101进、出口温差也 减小，则催化剂失效。停中压系统，更换催化剂。TTI203A/TT!203B 与 TIC 1202间温差减小1、仪表指示不准。2、催化剂活性降低。1、联系仪表调校指示仪表。2、停中压系统，更换催化剂。TT1203A/TT1)2O3B温度超高1丄空气中H?含量太高|2、空气加入量太大。1、检査空气质量。2、适当关小FIC1103。3.2高压系统操作指南3.2.1高压系统操作原则高压系统的操作温度从理论上来说，越高越好， 因为温度越高转化率越高，但温度越高，设备腐蚀将 加剧，因此，根据合成系统所采用的材料确定使用温 度不超过190C,操作上一般控制在185C以

21、下。高压系统的操作压力不能太高，否则将增加CQ压 缩及液NH3输送的能耗，设备投资也会增加。根据操作温度183C对应的最小平衡压力为12.5MPa (A),计算出合成系统的操作压力应为13.6MPa (A),实际生 产中般控制高压系统压力PI201在13.5MPa14.5MPa 之间。因为合成压力是系统温度、反应物组分(N%/ C02, H2O/CO2)及惰性气体含量的函数，因此，要控 制好合成系统的压力，必须严格控制反应物的组分I 根据反应式川知，过量的NH3对甲钱的生成有利，而且N% 在合成尿素的反应屮可以降低水的活度，调节合成塔内的自然平 衡，对防止物料对合成塔的腐蚀起一定的限制作用。但

22、由于汽提 过程要求合成塔的出料组成在液相顶脊线上，据此确定合成系统水量的控W高压系统，水量太少甲 舍量。经计算可知，202-C的投料Nl%/ CO?为2.89,生产中根据实际情况控制合成塔液相 根据尿素生关于系统因而出0/ COz太高不利于尿素的生,离开髙压系统的液体中所含的NH3和CO?在低压 需要以水溶液的形式循环,口J见，要控制合理的水NH3/ CO昇 1N.9-3.3之间。 成反应式，水是一种产物 成。另一方面 系统分解后， 鞍液容易结晶的1420/032约为0.37。3.2.2高床系统的压力控制控制范围：PI-201 13.5MPa-14.5MPa控制目标：不超迥0.5MPa相关参数

23、:NH3/CO2、H2O/CO2.高压密闭水温度TIC-207.低压蒸汽压力PIO915、高压系统排惰气阀HV-202控制方式：手动调节正常调胳:调整方法HjO/ C07 frTj*nrK若PL201缓慢上升，TI-212下降，FT903上升，合成系统转化率及汽提效率 均下降，PIC304上升，则是NH/C(高，适艸降低系统加NH暈，或提高 CO。加入量，直到PL201降下來申2若PI-201迅速上升,TI 212略有上升,TI-208. T1-2I7下降,FL903上升, 合成系统转化率及汽提效率均下降,则是NH/CO?低，适卅提离系统加 NH$量，或降低CO?加入量，直到PI20I降下来勺

24、1. 严格控制TI805在指标以内；2. 适当降低F1C7I04. FIC8O3流量；3 *严格控制TIC302及低压压力P1C304在指标内。TIC-207控制不当L TIC-207控制过臥髙压密闭水温度窩，对2O3-C内的气体洗涤效果不好, 导致PI-201过高。可适汨降低TIC-207的给定值，使PI-201降下来橹2. TIU207也不可控制过低，以免203-C发生列管结晶，一般TIG207控制在 125 X?以上应该是安全的。PIC 9I5IK 力L若PIC-915压力控制过高,将使202V内冷凝量减少,201 D气相增加,导 致PI-201偏高,这时可适当降低PIC-915压力控制

25、.HV-202开度1, HV-202开度太小，髙压系统尾气放不出去，PI-201偏高，这时可适当开大 HV-202o2. HV-202开度犬”高压系统匸压，PI-201，们不允许将HV-202全关，耍有5貓的限位异常处理:现象原因处理234板截止0检修203先适当降低PIC-9I5压力、适当开大HV-202S HV-203加以缓解 常的具体原因， 压缩机四段安全阀、 阀、出口排放阀漏等1315线加水，203-C列管堵HV-202汽，热洗1-2小时负荷减至70%闭I高压系统 超压，调 节后无效同吋要查找引起NH/ CO?失 主要有NH3、CO?流量表不准， PIG203泄漏,泵出口安全 。找到原

26、因后相应处理。若702-E满液，PV-715喷水，说明 可排放203C壳侧密闭水，开人 高压密闭水中通入2.2MPa或0.9MPa蒸 重新建立调温水。开大HV-202,稍降PIC-915,关 ,更换后重建调温水。1、nh3/co2 严重失常2、203-C 列管 结晶堵塞3、203-C壳侧 防爆板破4、203-C防爆 空间防爆 板破3.2.3高压系统温度控制 3.2.3.1合成塔(201D)温度(气相TI-208、液相TI-217)控制控制范围:TI-208 180-185C； TI-217 180-185C控制目标：不超过土C相关参数：nh3/co2. h2o/ co2系统压力pi201 低压

27、蒸汽压力PIC-915、201C加热蒸汽压力PIC-918控制孙F手动调节4 f j正常调整:影响因素nh3/ co?调整方法1 NH3/CO2过高，TI-217及TI-208下降，若低于指标，应准确判断后适 当减少系统氨量.2. NH/CCX过低，Tl2i7及叮-2()8上升*若高于指标应准确判断并适 当增加系统氨量*h2o/ co2PL2011 H2O/CO.过高，TI-217及TI-208卜降，若低于指标，应准确判断后适 当减少系统氨量U系统压力PI2(H上升,TI-217及TI2O8也随之上升，若高于指标,应 设法降低系统压力。2系统压力PI-201下降，TI-217及TL2O8也随之

28、下降，若低于指标，应 设法适当提高系统压力.PK1-915PIG918n1. PIC-915压力高,TI-217及T1208温度也高若超标,可适当降低PIC 915压力。2、PIC915压力低,TI-217及TL208温度也低,若低于指标,町适当提高 PIG915 压力。1 PIC-918压力高，TI-217及TL208温度也相应较高，若超标，可适当降 低PIC-918压力。j1 PIC91只压力低申TI-217及TL2O8温度也低，若低于指粉 PIC-9怡压力。r异常处理:3.3中压系统操作指南3.3.1中压系统操作原则中压精憾塔0501的压力PI-3202控制在不大于1.96 MPa,出液

29、温度TIC-3204控制在 160-165CZ间。E-501加热蒸汽的加入量根据TIC-3204进行调节。，压 汽提塔C-502-P加入的C0。是用作汽提剂，以便降低被 汽提的尿索溶液的N/C摩尔比，加入量要使得在C-502 中形成的叩镀液N/C比为2.3 mol/mol, 般可参考LIC- 2101的开度确定CO?加入量FiC-3201的开度。屮压系统的气相在浸没式屮压甲鞍冷凝器E503 中被冷凝，将未冷凝的氨和二氧化碳几乎完全冷凝， 释放的冷凝热散发进调況冷却水系统。含水约21 wt %的中压甲钱液温度被控制在大约105Co中压甲鞍 液中的水含量控制是通过控制低压甲鞍液中的水含量 实现的。

30、中压并联系统中的循环部分控制原理与原低压循 环部分类似，操作压力也与原低压系统的操作压力一样, 约为0.4 MPa。由于尿素溶液从2 MPa到0.4 MPa的膨 胀作用，闪蒸出来的氨和二氧化碳与精憾加热器E-322 释放出的气体一道在精憾塔C-322中分离。通过采用低 压蒸汽作为加热介质，尿索溶液被加热到135Co新增尿素溶液闪蒸椚S314与原有闪蒸分离器330ZF的操作压力是一样的（约0.12 MPa）,用于将丿*索溶 液的浓度浓缩至71 wt%、3.3.2中压系统tk力控制控制范围:Pl-3202 C-502液位 LIC-3202V-501 出气阀 HIC-3201控制方式：DCS自动调节

31、針动调卡、止常调整形响因素调整方法NHJ CO?失调H7O/ co,咼TIC-32O9PIC-3203K NHJCOt失调，将导致屮压系统压力超标，操作中应合理配比NHJCO LIC-2101的调节要与FIC-3201对应.LIC-210I般开度在6078%芝间,* FIC-3201 控制在3000-5000Nm3/h oHQ/C6过临 将导致中床系统压力超标，操作中应将DI-3201控制在指 标范bl内,控制中压密闭水温度TIC-3209在85C左右X中爪密闭水温度TIU32O9过高，屮用系统冷凝量降低，中压系统压力上升, 如果超出指标，应适当降低TIC-3209,生产中可根据负荷大小控制T

32、IC 3209在85C左右。U PIC-3203压丿J高，E-501的加热蒸汽热负荷也高，容易造成PL3202升高口 操作中应将C-501的出液温度TIG3204投口控，并将PIC-32O3与TIC3204 投串级，根据TIC-3204自动调节PIC-32O3的阀位L1C 3202操作中耍汗德始终保持C-502液位LIG3202有指示，以免由TC-502液位空 导致CQ2窜气引起PI-3202超高口me 320 i是将中压系统的厢气dtlV-501放至原来的低压系统。HIC-E压，HIC-32OI也外宋能开_系统尾气放不出次导致PH2O2垃高口 一般HIC-3201阀位开异常处理现象原因处理P

33、I-3202 高于2.2MPa,调节后无效原因不明或S-501岀气线堵塞不可长时间在2.0MPa以上运 行，可将中压系统停车，处 理完问题后再投用。（注： S-501安全阀起跳压力 2.25MPa,中压系统停车联锁压力为2.35MP3.3.3中压系统温度控制3.3.3.1中压分解塔出液温度控制控制范围：TIC-3204 160-165C控制目标：不超过1 C相关参数：进口物料量LIC-210K 加热蒸汽压力PIC-3203、 进口物料温度TI-3202控制方式：DCS自动调节正常调整影响因素调整方法进口物料量LIC-2101LIC-2KH般手动控制阀位60-80%,阀位增大,加热蒸汽量 必须跟

34、上，否则TIC-3204会下降；反之，1,102101阀位减 小，加热蒸汽量也婆相应减少，否则TIC-3204会增加。加热蒸汽压力PIC-3203PIC-32O3直接影响TIC-3204,般将TIC-3204投自控，给定 160-165V,将PIC-32O3投串级控制,当TIC-3204变化时, PIC-3203的阀位白动变化，增减加入的加热蒸汽暈，使TK 3204在指标范围内。进口物料温度TV3202 进口物料温度TP3202高，TIC-3204也高；T1-3202低，丨G3204也低，自动调节PTC-3203,使得TTC-3204跟异常处理现彖原因处理TIC-3204过低L热偶失灵2. P

35、IC-3203故障TIC-3204过高L热偶失灵2. PIC-3203故障L联系仪表校TIC-3204热偶口2.联系仪表检査现场PIC-3203阀开度 是否比总控开度小；PIC-3203阀头 是否脱落。开度对不上请仪表校准 ，阀头脱落停中压处理。L联系仪农校TIC-3204热偶必2.联系仪表检查现场PIC-3203阀开度 是否比总控开度大，若是，请仪表 校准；若现场阀全开总控调节无效 青仪表处理好，蒸汽量用截止阀3.4低压系统操作指南3.4.1低压系统操作原则汽提后进低压系统的尿索溶液屮仍含有一定数量的NI% 和CO?,需要对其进行分离和吸收后返回高压系统，这两个 过程都在低压分解和吸收系统完

36、成。根据分解原理可知，分 解应在减压和加热的条件下完成。温度越高，甲钱分解率及 氨的蒸出率越大，压力越高则相反。但在实际生产中，温度 太高的话，分解后的气相含水也太多，使得返回水有所增加。 而压力又与分解气的吸收压力有关，压力太低，吸收困难。第因此，分解压力和温度应综合考虑确定。耳实验表明，0.5MPa (A)以下、120C以上分解 后的液相组成在温度、压力一定时几乎为定值，与原 始进料无关。但过高温度会导致缩二JR生成，加剧尿 索水解，再考虑到分解所采用的加热介质为低压蒸汽, 所以选择分解温度为135CO分解压力取决于吸收压 力，分解圧力稍大于吸收圧力，以克服设备位差及管 路阻力。吸收要考虑

37、两个问题：一是尽可能的把气体都吸 收下来以减少消耗；二是在保证不发生结晶的前提下 尽量提高浓度减少返冋的水量。根据NH3-H2O- C02 三元系固液平衡饱和溶液相图（熔点图）及厂元系气 液平衡不饱和溶液相图（沸点图），参考C02汽提法 设计的甲鞍液组分（一般NH3： 31.1%, C02： 34.3%,熔点约为51-52C），确定分解操作压力为 0.25-0.3MPa （A） 而吸收从丄作原理来说，操作压力越高、操作温 度越低，越有利于吸收。但考虑到吸收液面上的平衡 压力的限制以及甲较液的结晶等因素，一般选择吸收 操作压力为0.25MPa,温度为50C左右。又巾于水解 系统使得返回低压的水量

38、增加，所以实际生产中低压 系统得操作温度可以控制在46-55 C 总之，在不超指标的前提下，低压分解的压力越低越 好，低压分解的温度尽量严格控制在135C左右。而吸收的 压力越高越好，但不能超过分解压力。为减少系统中的水分, 在不发生结晶的前提下，温度应尽量往低控制。3.4.2低压精馆塔出液温度控制控制范围：TIC-301 130-135C控制冃标：不超过1C相关参数：进口物料量LIC-203、加热蒸汽压力P1C-35O/PIC-31O3； 进口物料温度TI-304控制方式：DCS自动调节或手动调节止常调整影响因素进口物料量LIC-203加热蒸汽压力PIC-350/PI03103调整方法LIC

39、-203阀位增人，301-E，进料量加大，加热蒸汽量必须 跟上，否则TIC-301会下降；反之，LIC-2O3阀位减小， 301-E进料量减少，加热蒸汽量也要相应减少，否则TIO 301会升高。PIG35O/PIG31O3接彩呃TIG301,般将TIC-301 投 R 控，给定130-1359,将PIC-350投串级控制,当TIG301 变化时，PJC-350的阀位自动变化，增减加入的加热蒸汽 量,使TIC-301在指标范围内。如果P1C-35O的阀位已全 开,TIC-301仍低,需手动开打PIC-31O3阀。进口物料温度T1304口物料温度TI-3()1也低，自动调节PIC：TIC-301过

40、低 k热偶失灵2. PIG350ZPIG3103故障K联系仪表校TIO301热偶。2、联系仪表检杳现场PIGTIC-301 过高K热偶失灵2、PIC-35O/PIC-31O3 故障异常处理现象原因处理联系仪表校TIG301热偶。2、联系仪表检查现场PIG 350/PIC-3103阀开度是否比总 控开度小；PIG35O或PIG 3103阀头是否脱落白开度对 不上请仪表校准，阀头脫落 停车处理口35O/PIC-33O2阀开度是否比总 控开度大，若是，请仪表校 准；若现场阀全开总控调节 无效也请仪表处理 量用截止阀控制3.4.3低压系统压力控制控制范围:PIC-304 NHJCO八H.O/CO.失调

41、，将导致合成转化率及汽提效率下降，高压系统 一至低压索统的【液体中”的NH和CO浓度高，増加了低斥循坏系统的负荷， 弓|起PIG304超压。【大|此，腔根据紊统负荷合理配比原料NH*和COrT1C-3O2L TIC-302控制过低容易造成302-C内部结品，使得302-C的冷凝效率大大降 低,导致PIC-3O4超压。T1C-3O2般控制在设计值55匸左右，最好不呢低 T45flCo2. TIG3O2及TIG337控制过高,使得302的冷凝量以及3O2-EA的吸收量都 大大减少导致PIC-304超汗宀TIC-302及TIG337温度一般不耍超过65V.TIC-337TIC-337控制太低,造成3

42、02-C局部结晶,302-EA顶部喷淋水达到饱和或过饱 和，使喷淋量变小.302-EA内部吸收效果不好,引起PIC-304超压。TIC- 337设计值为60D 般不耍控制低于450PIC-918开车出料时，应先提PIO918,再缓慢开HV-201,否则，HV-201开得太大太快， PIG908没有与负荷对应上，容易导致低压系统PIC-304超压。FIG3O3低压调温水循坏量HC-3O3太低，使得302内部反应热不能及时移走，使得 302-EA负荷突增，导致PIC-304超压。生产中控制FIC-3O3在966nP/h左右。H1C-32OH1C-32O1的作用是将中压系统的尾气由V-501/A至原

43、来的低压系统。HIC-32O1 不能开得太大*以免低圧系统PIC-304超出。一般HIC-32O1阀位开度在2- 5%o-302太高,30 免901 C皓异常处理现象原因处理PIC-304超压达1、仪表指示不准； 到0.35MPa,采2、尚未查到根本原 取一系列调整因。措施无效。1、联系仪表校PIC-304 调节阀。2、先稍开低压放空阀缓 解PIC-304压力，然后I继续查找导致超压的 原因并加以处理。|3.5蒸发系统操作指南3.5.1蒸发系统操作原则尿素装置共有两套蒸发系统，一套为上个世纪70 年代装置新建时成套引进的，一套为2005年进行扩能 改造时新增的。另外，2005年扩能改造还新上台

44、预 蒸发器。预蒸发加热器分两段，一段用中压系统出气 加热，一段用低压蒸汽加热。预蒸发分离器的真空度 由新蒸发一段的喷射器保持。预蒸发的作用是将新、 老两个闪蒸槽来的70%(wt)浓度的尿素溶液增浓至 78%(wt)o.与老蒸发相比，新蒸发系统除了处理能力较小外, 唯一与老蒸发不同的是升压器J-713及刃压冷凝器E -713的形式不同。新蒸发系统升压器为垂直安装的， 出口在下；升压冷凝器为卧式的。蒸发系统的控制主要在于一、二段温度的控制以 及一、二段真空度的控制，因为这在很大程度上直接 关系到产品质量的优劣。尿素装置所生产的昆仑牌尿 素均为优级品，产品质量如下：含氮量46.4% (wt)；缩二腺

45、(Bi) 0.9% (wt)；水含量(H2O) 11筛分293 (wt)粒度在 0.85-2.8 m、3.5.2产品质量的控制3.5.2.1水含量的控制根据历年运行的经验，产品水含量每年5月上旬到9月 下旬期间，大部分时间超过0.3%。具体來说，当空气屮 水分压超过20毫巴，和对湿度100%时，产胡屮水含量就 超过0.3%；或相对湿度为80%,空气屮水分压25毫巴时 水含量也超过0.3%。这是由于尿素液滴离开造粒喷头下 落时，由于存在过冷现象（熔融尿素的结晶温度在 132.7C,由于结晶时缺少晶种，实际上在80C左右才会 结晶，即称为过冷现象），使得尿素液滴在塔内有相当长的时间未能固化，加Z空

46、气中水蒸汽分压大于结晶时尿素液滴表面的水分 压，因而水份就往尿素中转移，这个过程直到尿素液 滴表面固化才停止。夏天空气湿度大，气温又高，冷 却困难，成品水含量也就高了。经验证明，401J/JS出 口熔融尿素中水含量一直低于0.3%, 般在0.09- 0.24%Z间，但经造粒，水含量就随大气湿度变化而在生产控制中，限丁条件一般不容易降低成品水含量。但要尽量控制好二段蒸发温度和压力，使 401J/JS出口熔融尿素中水含量尽可能低。同时造粒 塔风窗应丿大开完，喷头转速要控制得当，一般不超 过250r/min。为降低水含量，应确保二段蒸发温度在指标(13&140C)范围内，真空度越高越好。但夏天循环水

47、温度高， 真空度不易提高，而L即使二段压力达到2kPa (绝)，产 品中水含量仍然超出0.3% (wt),效果不大。但在雨天， 因为相对湿度接近100%,应适当关小造粒塔风窗，加强造 粒塔维护，防止漏雨。同时调节好喷头转速，转速过高，产 品中小颗粒增多，吸水加剧，同吋仃粘塔的危险；转速过低,则冷却效果不好，易粘结刮料机刮臂，而清理刮料机刮臂乂 是-件极不女全的工作。2.5.22缩二腺(Bi)的控制缩二腺在系统的生成情况如下：合成系统：0.3%左右；循环系统：0.4%左右；尿液储槽：0.5-0.6%左右；蒸发一段：0.8%左右；蒸发二段：0.9%左右。缩二际的生成与游离氨含量、操作温度、停留时间

48、 三个因素有关。 v在合成系统，因游离氨含量高，主要是温度和停 留吋间影响，故系统应尽量在高负荷下运行。同时 20C壳侧压力PIC-918应严格控制在与负荷相对应的 压力卜，LIC203在不窜气的前提卜尽可能低液位操作。在循环系统，因游离氨含量降低，缩二服也冇增 加，但要兼顾高的分解率，故在循环系统只考虑降低 LIC302液位的方法。在蒸发系统中，影响较大的是温度及停留时间。 温度对缩二腺的生成极为敏感，故在保证水含量合 格的前提下二段温度应低些。经验证明，在136C操 作也是安全的。资料表明，二段温度每增加1 C,产 品屮缩二腺含量增加0.043% (wt)此外，要使303- F尽量在低液位

49、操作。81/953.S.2.3筛分的控制调节好喷头转速，可合理控制产品筛分。转速过 高，产品中小颗粒增多，吸水加剧，同吋有粘塔的危 险；转速过低，粒度增加，但冷却效果不好，易粘结 刮料机刮臂，而清理刮料机刮臂又是一件极不安全的 I】作。故正常生产时，喷头转速要控制得当，一般不 超过250 r/min,要根据生产负荷确定转速。3.6水解解吸系统操作指南3.6.1水解解吸系统操作原则水解解吸系统主要市三个解吸塔和一个水解塔组 成，作用是把70F中的氨、二氧化碳和尿素回收利用。 在解吸塔中利用低压蒸汽将工艺冷凝液中的NH3和 C02解吸出来，再把物料送水解塔，利用3.8MPa蒸汽 把其中的尿素水解，以NH3和C02的形式送冷凝器中 冷凝。最终使得水解解吸系统的排液中尿素和氨含量都低于5nWto对于解吸操作，一般要达到四点要求:1、解吸排液屮尽可能不含NH3和C02以保证不污染环境和减少损失。2、解吸出气中尽可能减少水的含量。3、解吸压力必须高于吸收系统压力以保证解吸气能畅通导入。4、在满足1、2条件前提下尽量节约蒸汽。第三点要求决定了解吸操作的压力，目前控制在0.4MPa (A)；塔底温度