中國尿素中間試驗裝置

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1、中國尿素中間試驗裝置（3000t/a）于1958年在南京化肥廠建成投產，因此至今年中國尿素工業(yè)化生產已整整50年了。試驗是從水溶液半循環(huán)法開始的，噸尿尾氣中氨量為650kg左右，后發(fā)展到高效半循環(huán)，即一段分解氣中氨回收利用程度有所提高，但尾氣中仍有176kg氨。1960年我國引進前蘇聯(lián)10kt/a不循環(huán)法尿素裝置在太原化肥廠投產。1962年南京永利寧廠半循環(huán)裝置通過國家技術鑒定。根據此工藝由化四院設計的2套40kt/a半循環(huán)法裝置先后在上海吳涇化工廠和浙江衢州化工廠投產。1966年我國引進荷蘭Stamicarbon公司的兩套80kt/a水溶液全循環(huán)工藝

2、裝置在瀘州天然氣化工廠投產，同時化四院利用上?；ぱ芯吭簻y試的水溶液全循環(huán)法工藝技術數據，并借鑒進口裝置的設備結構，自行設計了80kt/a和110kt/a尿素裝置(整個裝置的設備也均由國內生產)，于1966年11月在石家莊化肥廠投入生產。該廠因**干擾，試完車后就停車。直至1970年1月，湖南湘江氮肥廠新建的45kt/a合成氨配80kt/a尿素裝置投產，可以說這是國產化的第一套水溶液全循環(huán)法工藝裝置，采用的是預分離工藝，襯里式合成塔（內徑1.4m）由上海鍋爐廠試制，這是國產第一臺尿塔，一吸塔精洗段為浮閥塔，也是第一臺。筆者組織和指揮了中國第一套國產化尿

3、素裝置的投產，并不斷地改進和完善，使裝置運轉正?；?。上世紀70年代開始至80年代初，我國建設80～110kt/a中型規(guī)模的尿素裝置有32個廠，38套（包括兩套進口），稱前38套。這期間不斷對中尿設計進行修改，前后共有四個版本。第四版是較為完善的一個版本，如浙江衢化、江西氨廠等都使用此版本建設。1986年我國尿素工業(yè)掀起了一個新的發(fā)展**，眾多的小氮廠進行改產尿素的技術改造，使小氮廠發(fā)生了質的變化，首先3套40kt/a水溶液全循法小尿素試驗裝置在山東鄒城、平度和河南輝縣相繼投產，特別是由筆者帶隊開車的輝縣裝置一次試車成功，給當時占我國合成氨產量50%的小

4、氮廠由碳銨改產尿素展現了美好的前景。在“七五”和“八五”期間，國家選定150家有較好條件的小氮廠改產尿素，共有120多個廠，其中18家廠建有兩套，山東魯西和山西臨猗各建三套，投產裝置中約有70%改造至100kt/a以上，其中還有150～200kt/a規(guī)模的。中型尿素裝置在“七五”至“九五”期間，增加了16套，又稱后16套，因此中尿裝置共有54套。后16套在原小氮廠中建設的多，原中型廠建第二套時采用氨汽提、CO2汽提者為多。上世紀90年代后期至今，小尿素廠加大了技改力度，使裝置能力大幅度提高，汽耗大幅度下降，成為中國水溶液全循環(huán)法工藝裝置高產低耗的楷模。

5、經過簡單的增產節(jié)能技術改造，汽耗可降至1100kg，眾多的原小氮肥廠新建尿素裝置時仍采用此工藝，其投資低于CO2汽提工藝裝置的一半，如8－13，12－20，18－30規(guī)模的廠相繼建成。魯西集團八廠的水溶液全循環(huán)工藝裝置設計為400kt/a，最近實產已達到500kt/a。如果按筆者的技術加以改進，汽耗可望降至1000kg。這是我國目前最大生產規(guī)模的水溶液全循環(huán)工藝裝置，從汽耗降低水平來看，可以與大型CO2汽提、氨汽提工藝相媲美。下面介紹我國水溶液全循環(huán)尿素技術的發(fā)展情況。1中尿運行初期存在的問題及改進措施1.1設計中存在的較大問題（1）框架高度湘江氮肥

6、廠即第一套的設計受**“技術革命”的影響，框架高度僅18.5m，因此一段循環(huán)系統(tǒng)設備之間的位差不足，導致出現回流氨加不進一吸塔，一甲泵打不好等問題，裝置難以正常運行。第二版設計時就改為23.5m，到第四版設計時為26.5m。1986年三套小尿試驗裝置標高為28.0m，到小尿40kt/a裝置定型設計時已提到30m，因此小尿素裝置一投產，就能較平穩(wěn)地長周期運行。（2）設計裕量大因原設計富余量大，特別是一蒸加熱器、二蒸加熱器，噸尿面積比引進裝置大得多。設計時沒有核算各段縮二脲增加情況，從引進裝置知道各工序允許的縮二脲值。當時中尿裝置都是新建廠，合成氨能力還

7、未達到設計水平，因此尿素裝置在低負荷下運行，致使成品中縮二脲在3%～4%。小尿素裝置投產時也有這種情況，因擴建的合成氨能力出不來。1.2中尿裝置運行初期降低縮二脲的探索（1）齊魯一化李裕書總工對比引進裝置一蒸加、二蒸加噸尿面積比，認為原設計面積偏大。原化肥司中氮處為此專門在該廠召開質量問題技術交流會。會上齊魯一化介紹降低縮二脲的經驗，一蒸加的面積應是日產一噸尿素用一根管子；二蒸加面積不能大，以縮短停留時間，二段加熱器是縮二脲增加的關鍵部位，因尿液濃度已達99%，縮二脲增長值與濃度的平方成正比；而且又在140℃下運行，面積一大，縮二脲增值速度特快。當時大

8、多數廠都堵一部分列管，使之與引進裝置噸尿面積比相當，于是縮二脲降低到當時合格品標準，為1.5%