中國(guó)尿素中間試驗(yàn)裝置

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1、中國(guó)尿素中間試驗(yàn)裝置（3000t/a）于1958年在南京化肥廠建成投產(chǎn)，因此至今年中國(guó)尿素工業(yè)化生產(chǎn)已整整50年了。試驗(yàn)是從水溶液半循環(huán)法開(kāi)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(guó)引進(jìn)前蘇聯(lián)10kt/a不循環(huán)法尿素裝置在太原化肥廠投產(chǎn)。1962年南京永利寧廠半循環(huán)裝置通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定。根據(jù)此工藝由化四院設(shè)計(jì)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(chǎn)。1966年我國(guó)引進(jìn)荷蘭Stamicarbon公司的兩套80kt/a水溶液全循環(huán)工藝裝置在瀘州天然氣化工廠投產(chǎn)，同

2、時(shí)化四院利用上?；ぱ芯吭簻y(cè)試的水溶液全循環(huán)法工藝技術(shù)數(shù)據(jù)，并借鑒進(jìn)口裝置的設(shè)備結(jié)構(gòu)，自行設(shè)計(jì)了80kt/a和110kt/a尿素裝置(整個(gè)裝置的設(shè)備也均由國(guó)內(nèi)生產(chǎn))，于1966年11月在石家莊化肥廠投入生產(chǎn)。該廠因**干擾，試完車(chē)后就停車(chē)。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(chǎn)，可以說(shuō)這是國(guó)產(chǎn)化的第一套水溶液全循環(huán)法工藝裝置，采用的是預(yù)分離工藝，襯里式合成塔（內(nèi)徑1.4m）由上海鍋爐廠試制，這是國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)尿塔，一吸塔精洗段為浮閥塔，也是第一臺(tái)。筆者組織和指揮了中國(guó)第一套國(guó)產(chǎn)化尿素裝置的投產(chǎn)，并不斷地改進(jìn)和完善，使裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正?；Ｉ鲜兰o(jì)7

3、0年代開(kāi)始至80年代初，我國(guó)建設(shè)80～110kt/a中型規(guī)模的尿素裝置有32個(gè)廠，38套（包括兩套進(jìn)口），稱(chēng)前38套。這期間不斷對(duì)中尿設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，前后共有四個(gè)版本。第四版是較為完善的一個(gè)版本，如浙江衢化、江西氨廠等都使用此版本建設(shè)。1986年我國(guó)尿素工業(yè)掀起了一個(gè)新的發(fā)展**，眾多的小氮廠進(jìn)行改產(chǎn)尿素的技術(shù)改造，使小氮廠發(fā)生了質(zhì)的變化，首先3套40kt/a水溶液全循法小尿素試驗(yàn)裝置在山東鄒城、平度和河南輝縣相繼投產(chǎn)，特別是由筆者帶隊(duì)開(kāi)車(chē)的輝縣裝置一次試車(chē)成功，給當(dāng)時(shí)占我國(guó)合成氨產(chǎn)量50%的小氮廠由碳銨改產(chǎn)尿素展現(xiàn)了美好的前景。在“七五”和“八五”期間，國(guó)家選定150家有較好條件的

4、小氮廠改產(chǎn)尿素，共有120多個(gè)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(chǎn)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(chēng)后16套，因此中尿裝置共有54套。后16套在原小氮廠中建設(shè)的多，原中型廠建第二套時(shí)采用氨汽提、CO2汽提者為多。上世紀(jì)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(guó)水溶液全循環(huán)法工藝裝置高產(chǎn)低耗的楷模。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的增產(chǎn)節(jié)能技術(shù)改造，汽耗可降至1100kg，眾多的原小氮肥廠新建尿素裝置時(shí)仍采用此工藝，其投資低于CO2汽提工藝

5、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(tuán)八廠的水溶液全循環(huán)工藝裝置設(shè)計(jì)為400kt/a，最近實(shí)產(chǎn)已達(dá)到500kt/a。如果按筆者的技術(shù)加以改進(jìn)，汽耗可望降至1000kg。這是我國(guó)目前最大生產(chǎn)規(guī)模的水溶液全循環(huán)工藝裝置，從汽耗降低水平來(lái)看，可以與大型CO2汽提、氨汽提工藝相媲美。下面介紹我國(guó)水溶液全循環(huán)尿素技術(shù)的發(fā)展情況。1中尿運(yùn)行初期存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施1.1設(shè)計(jì)中存在的較大問(wèn)題（1）框架高度湘江氮肥廠即第一套的設(shè)計(jì)受**“技術(shù)革命”的影響，框架高度僅18.5m，因此一段循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備之間的位差不足，導(dǎo)致出現(xiàn)回流氨加不進(jìn)一吸塔，一甲泵打不好等問(wèn)題，裝

6、置難以正常運(yùn)行。第二版設(shè)計(jì)時(shí)就改為23.5m，到第四版設(shè)計(jì)時(shí)為26.5m。1986年三套小尿試驗(yàn)裝置標(biāo)高為28.0m，到小尿40kt/a裝置定型設(shè)計(jì)時(shí)已提到30m，因此小尿素裝置一投產(chǎn)，就能較平穩(wěn)地長(zhǎng)周期運(yùn)行。（2）設(shè)計(jì)裕量大因原設(shè)計(jì)富余量大，特別是一蒸加熱器、二蒸加熱器，噸尿面積比引進(jìn)裝置大得多。設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有核算各段縮二脲增加情況，從引進(jìn)裝置知道各工序允許的縮二脲值。當(dāng)時(shí)中尿裝置都是新建廠，合成氨能力還未達(dá)到設(shè)計(jì)水平，因此尿素裝置在低負(fù)荷下運(yùn)行，致使成品中縮二脲在3%～4%。小尿素裝置投產(chǎn)時(shí)也有這種情況，因擴(kuò)建的合成氨能力出不來(lái)。1.2中尿裝置運(yùn)行初期降低縮二脲的探索（1）齊魯一

7、化李裕書(shū)總工對(duì)比引進(jìn)裝置一蒸加、二蒸加噸尿面積比，認(rèn)為原設(shè)計(jì)面積偏大。原化肥司中氮處為此專(zhuān)門(mén)在該廠召開(kāi)質(zhì)量問(wèn)題技術(shù)交流會(huì)。會(huì)上齊魯一化介紹降低縮二脲的經(jīng)驗(yàn)，一蒸加的面積應(yīng)是日產(chǎn)一噸尿素用一根管子；二蒸加面積不能大，以縮短停留時(shí)間，二段加熱器是縮二脲增加的關(guān)鍵部位，因尿液濃度已達(dá)99%，縮二脲增長(zhǎng)值與濃度的平方成正比；而且又在140℃下運(yùn)行，面積一大，縮二脲增值速度特快。當(dāng)時(shí)大多數(shù)廠都堵一部分列管，使之與引進(jìn)裝置噸尿面積比相當(dāng)，于是縮二脲降低到當(dāng)時(shí)合格品標(biāo)準(zhǔn)，為1.5%