大型国产化二氧化碳汽提尿素装置运行总结-论文.pdf

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1、《尿素》2014年第3期总第135期大型国产化二氧化碳汽提尿素装置运行总结张成胜臧传国(瑞星集团有限公司271509)0前言瑞星集团有限公司是一家集科、工、贸为一体的高新技术企业，主要以化肥、有机化工、重化工装备为主。近年来为适应市场发展，进一步降低消耗，增加效益，加大新工艺、技术及新设备、材料的应用，淘汰落后工艺，2013年又增上一套大型二氧化碳汽提尿素装置替代传统水溶液全循环尿素生产工艺，降低企业生产成本。1国内大型尿素装置的现状分析随着技术的不断进步、单套设备生产强度的提高，以及装置投资和生产成本最优化的要

2、求，尿素装置不断向单系列大型化方向发展。目前，世界上单套尿素装置设计能力己达到4000t／d，近年来我国开车和在建的年产520kt／a以上规模的尿素装置已达到20余套，其中800kt／a以上的8套，1200kt／a的两套。在这些大型尿素装置中工艺路线主要二氧化碳汽提为主，其中氨汽提三套为520kt／a。大型化尿素装置的比例逐渐增加，大型化尿素总产能比例不断上升，产能在5O万t以上的企业占尿素总产能的60％以上。2瑞星集团股份有限公司大型尿素装置工艺路线及系统配置2．1工艺路线选择采用国内改进型二氧化碳汽提工艺路线

3、，并结合近年来国内外的先进技术在尿素的应用，在确保国内设备、电器、仪表制造技术最先进的基础上，达到装置的能耗最低，投资最省，工艺流程图如下图1所示。图1工艺流程图2．2主机设备的配置情况(1)二氧化碳压缩机：二氧化碳压缩机为离心式压缩机，压缩机理论输气量为45000Nm3／h，压缩机转速8600~13846r／min。压缩机采用汽轮机驱动。汽轮机、压缩机低压缸、增速机和压缩机高压缸采用公用底座，压缩机高、低压缸形式为垂直剖分6级离心压缩。(2)氨泵和甲铵泵配置：全部选用中速多级离心式，属于国内首次大型化的二氧化碳

4、汽提尿素装置选用国产化高压氨泵、甲铵泵。氨泵一开一备，采用电机驱动并通过增速齿轮箱提速。液氨泵轴承内用稀油强制润滑，配套专门的润滑油站。甲铵泵同样一开一备，采用电机驱动直接驱动。为卧式双壳体，首级单吸、内芯节段式的高压多级离心泵，叶轮采用背靠背对称布置结构，密封采用集装式机械密封，配置冲洗水和冷却水。甲铵泵技术参数，流量设计68mVh，扬程1178m，转速2980r／min，额定功率《尿素》2014年第3期总第135期4630kW。2_3高压圈设备的配置情况高压圈设备的主要技术参数如下表1所示。表1高压圈设备的主

5、要技术参数表设备名称设备主要技术参数材质尿素合成塔3200，H=42000，V=3OOms内衬316Lmod二氧化碳汽提塔2700×13016换热管25．22．2，设备内衬316Lmod高压洗涤器上部球型简体2835／1050换热管25．22．2，设备内衬316Lmod高压甲铵冷凝器立式2500~17361换热管25．22．2，设备内衬316Lmod设备位差布置情况：二氧化碳汽提尿素框架高度为76m，高洗器上封头位于70m平面处，合成塔上封头位于62m平面处，高甲冷上封头位于38m平面处，汽提塔上封头位于13．5

6、m平面处。2．4水解系统设计尿素水解采用中压深度水解技术，水解塔操作压力2．0MPa，解吸塔操作压力0．28MPa。水解塔系统采用2．5／V[Pa的蒸汽直接加热，解吸采用高压甲铵冷凝器产的0．35MPa的蒸汽直接加热，水解、解吸后的废液含尿素≤5ppm，NH3≤5ppm(设计值)，该技术的特点是：水解塔采用立式结构，水解液与蒸汽在塔内逆流接触，设备结构简单，操作容易。设计水解量为100m3,h。解吸塔填料为无壁流规整填料，是国家专利技术。该系列的填料在精馏、吸收、再生，传热、气提、水处理、闪蒸等多种场合具有广泛的

7、用途，具有较大的通量和较高的分离效率，性能价格比具有竞争力。水解塔的塔盘采用槽式无限点液体分布器，由南京大学开发的具有自主知识产权，并有领先于国际水平的技术特点，水解方块流程图如下图2所示。循环冷却水上水循环冷却水回水锅炉来中压蒸汽凉水塔图2水解方块流程图3汽提尿素装置开车运行存在的问题及改造措施瑞星集团股份有限公司大型尿素整套装置于2013年8月建设完毕，9月1日行水联动试车，9月25日试车成功后，于9月29日进行化工投料，开车后经过一周的生产调试，对部分运转设备设计存在的缺陷进行调整，经过合理的配置系统物料，

8、于10月4日系统运行稳定，各项经济、质量指标达到设计指标，各项消耗达到了先进水平。开车至2014年3月30日没有进行排塔，出现短停2次。3．1氨泵、甲铵泵存在的问题及改进措施3．1．1增加氨泵密封水站氨泵设计没有密封水站，利用发电锅炉来的锅炉给水冷却后进行对密封进行冷却，运行一段时间后，由于密封水压力不稳定，经常造成密封水低于泵内压力，造成密封外漏，后增加一套密封水站，密