浅析三聚氰胺运行对尿素生产的影响.pdf

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1、第36卷第4期2010年12月化工设计通讯．C．．．．．．．．．h——emicalEngineeringDesign．—Com—m—unicationsV01．36No．4Dec．20100引言叶大松(河南煤业化工集团中原大化分公司，河南濮阳457004)摘要：简要概述三聚氰胺运行对尿素生产造成的影响因素，对此产生的问题进行分析，并进行一些技术改造。关键词：尿素；三聚氰胺；尾气中图分类号：TQ441．7文献标识码：A文章编号：1003—6490(2010104—0024—0：3河南煤业化工集团有限责任公司中原大化分公司尿素装置19

2、90年建成投产，采用意大利斯那姆氨汽提工艺，设计能力1760t／d。三聚氰氨装置共有三套，生产工艺均采用意大利欧洲工程技术公司的高压法(即欧技高压法)，是以尿素作为原材料并通过无催化剂热反应工艺线路来生产三聚氰胺，年设计生产能力总共为60kt。自第一套三聚氰胺投产，特别是这三套同时生产以来，由于返回大尿素的产物比较多，使大尿素的操作难度加大，从而产生了诸多问题。1产生的主要问题高压下尿素转化为三聚氰胺的反应式为：3(NH2)2CO-，3HOCN+3NH33HOCN-，CaN3(OH)3C3N3(OH)3+3NH3一C3N3(NH2

3、)3+3H203(NH2)2CO+3H20—6NH3+3C02收稿日期：2010—08—24作者简介：叶大松，男，工程师，主要从事三聚氰胺的生产技术工作。6(NH2)2CO--+C3N3(NH2)3+6NH3+3C02由以上反应式可知，6个分子尿素只有一半转化为三聚氰胺，而另一半尿素则由于三聚氰酸转化为三聚氰胺时产生水，而被水解成氨和二氧化碳。按照三聚氰胺装置设计，三聚氰胺反应过程中产生的尾气(氨和二氧化碳)，在三聚氰胺装置被分离后进人配套的小尿素装置，进行尿素合成、尿液提浓，未反应物分离回收。最后以比较稀的尿液送回到化肥尿素装置

4、。第一二两套三聚氰胺装置由于没有配套小尿素装置，其产生的尾气以及工艺冷凝液需要排放到第三套三聚氰胺配套的小尿素装置。但由于第三套三聚氰胺配套的小尿素装置运行不稳定，经常需要将这三套三聚氰胺装置产生的尾气冷凝形成的甲胺液和工艺冷凝液，以及小尿素合成的稀尿液送到大尿素装置，对大尿素系统运行产生较大的影响。1．1对高压系统的影响(1)高压圈水碳比上升。由于三套三聚氰胺装置返回的甲胺液平均浓度低，水含量高，且返回量大，致使大尿素装置回收负荷加大，为了减少中低压放空氨损失，增大系统外加水量，从而破坏高压圈原有的水第4期叶大松：浅析三聚氰胺运

5、行对尿素生产的影响25平衡，系统水碳比升高，分析最高达到1．7，系统蒸汽消耗大大增大。(2)对大尿素转化率的影响。尿素控制反应步骤是甲胺脱水反应，因回收三聚氰胺返回甲胺液，造成高压系统水碳比上升，降低了系统的转化率。根据资料介绍，物料中水碳比增加0．1，尿素的转化率则降低1％左右。(3)回收三聚氰胺副产物，大尿素负荷加大，必将加大高压设备和管线的冲刷等腐蚀。1．2对中压系统的影响(1)三聚氰胺配套小尿素冷凝回收的液氨直接进入尿素液氨贮槽，对大尿素装置安全运行影响很大。因为第一二两套三聚氰胺没有配套小尿素装置，有时把三套产生的尾气全

6、送到第三套三聚氰胺配套小尿素装置，导致小尿素装置分解、吸收负荷高，三聚氰胺负荷越高，小尿素操作弹性越窄，存在中压冷凝氨携带甲胺的风险越大。自从小尿素装置建成投产以来，因三聚氰胺小尿素中压吸收塔泛液，甲胺进入氨收集槽，并通过三聚氰胺返大尿素的液氨管线进入尿素液氨储槽，使大尿素增压泵和高压液氨泵机封损坏甚至汽化跳车，从而导致事故的发生，已有三次。(2)第一二两套三聚氰胺装置产生的尾气通过甲胺冷凝器进入中压吸收塔，对中压也产生很大的影响。由于这两套产生的尾气量比较大且气相含量比较高，增加了中压甲胺冷凝器的冷凝负荷和中压吸收塔的吸收负荷。

7、1．3对低压系统的影响(1)对低压系统压力的影响。三聚氰胺生产过程中产生的氨和二氧化碳尾气经冷凝、吸收后，以甲胺液的形式返回大尿素低压系统，甲胺液浓度对大尿素系统影响很大，如果浓度太高，冷凝吸收不好，将引起大尿素低压系统超压，造成氨的放空损失；如皋浓度太低，水量增加，流量加大。进而引起低压压力下降，碳酸盐溶液槽液位上涨，影响系统稳定运行。(2)对碳酸盐溶液泵的影响。三聚氰胺小尿素非设计工况运行，冷凝回收的甲胺液需返回大尿素装置，返回大尿素装置的甲胺液经碳酸盐溶液泵送往中压系统，再经高压甲胺泵送至高压圈形成循环，从而导致尿素动设备输

8、送循环回收物料加大，泵电流增大，电机超负荷运行，给泵及电机的安全运行带来很大威胁。为满足碳酸盐溶液贮槽的液位平衡，中压碳酸盐溶液泵一直超负荷运行，为了满足三套三聚氰胺运行，防止中压碳酸盐溶液泵电机长期超负荷运行发生故障，中压碳酸盐溶液泵两台并联运行