尿素合成塔塔盘改造总结.pdf

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1、V(，1．33N(，．4石油化工应用第33卷第4期Apl。．2014PETR0CHEMICALINDUSTRYAPPLICATION20l4年4月尿素合成塔塔盘改造总结孙晓明，刘金星(中国石油宁夏石化公司，宁夏银川750021)摘要：尿素合成塔内件(塔盘)在2013年大修期间进行了改造，将原来的多孔筛板塔盘更换为一种新型的径流式塔盘对大修后开车运行以来的运行情况和历史运行情况进行对比，评价改造效果，并针对运行中的问题进行分析和总结。关键词：尿素合成塔；塔盘；径流式；对比；转化率doi：l()．3969／j．issn．1673-52

2、85．2014．04．033中图分类号：TQ441．41文献标识码：B文章编号：1673—5285(2014)04—0123—05尿素的合成分两步进行。原料NH和CO冷凝反1改造前后对比应生成甲铵为第一步；而更重要的一步是甲铵脱水生成尿素。尿素合成塔就是实现这一步的设备。一化尿素1．1塔盘结构比较装置尿素合成塔(201一D)是一个直立圆筒式反应容NH和CO!在高压甲铵冷凝器202C中反心牛成器，高约36m，简体内径2800mm，从圆筒底部7m甲铵，甲铵液以及部分未反应的气相，从合成塔底部进以f：高度起，装有8块多孑L筛板塔盘。装置

3、自1988年入，向上依次通过每层塔盈，完成甲铵脱水生成尿素的8月投产以来连续运行25年，期间尿素合成塔未做任反应；塔盘将反应空间隔成几个相对独的反心，缚何改造，各项]艺技术指标良好，CO转化率达59％～个反应室中的气液流向一致。旧塔盘(见罔1a)，每一60％但是随着运行周期的延长，塔盘正常性减薄，必块塔板』=．开有不同数量的小孔，塔盘与简体之『HJ仃须更新20l3年l1月装置大修期间对尿素合成塔塔环隙，反应物料白一F而上的过程中，绝大部分气体从液盘进行了更新改造：将原来的8块多孔筛板塔盘更换相鼓泡通过，经筛板小孔进入fI一层反应室

4、，而液体ff}为大连松海石化检修一r程有限公司设计制造的“高效环隙进入上一层塔盘(见罔2a)。由于液体重力、流径流式塔盘”，并日．在塔的底部空间内再增加两块，塔速度等原因，上一层反应室的少量液体会下落形成“返盘数f}1原来的8块增加到10块。混”，不利于尿素生成反应的进行。因此如能有效减少(H)II：t塔盛(b)新塔艋图1新旧塔盘实物图{收稿日期：2(114-03—01l24石油化工应用2014年第33卷lyL一；loo。o·G一1；一Ll-Ll(a)多孔筛板塔盘气液流向不意图(b)径流式塔盘气液流向不意图图2新旧塔盘气液流向比较

5、甚至避免物料返混，则对提高合成转化率大为有利。新2b)。径流式塔盘即是为解决这一问题而进行的创新结构设1．2运行数据对比计(见图lb)，整块塔盘主要由水平无孔塔板、“n”型凸2013年l2月20日装置大修后开车，运行至今已起两部分组成，塔盘与简体间无环隙。气体和液体两相有90d，装置负荷经历了7O％～100％，塔盘改造后和混合物在相邻两块塔板之间平行同方向流动；气体走历史数据对比(见表l～表5)。凸起通道，液体走弓形缺口通道进人上一层塔盘(见图(1)正常生产期间，不同负荷下转化率比历史水平表175％负荷对比第4期孙晓明等尿素合成塔

6、塔盘改造总结l252920o30．7416．1332．4359．561_3320l3-7—22292oo30．44l6．3433．4660．002940030．5216．5331．8358．52改造前293oo30．9O16．2632．8759．691．3420l3—7—232930031．7416．7732．6958．82290o031．24t6．5632．4458．93平均2923330．93l6．4332．6259．251．34126石油化工应用2014年第33卷低0．5％～1％。行3h后高压工况恶化，高压系统压力迅速上涨；

7、2014(2)塔壁温度的变化：改造前后，塔中部温度基本年1月21日因高压配氨量偏低致高压系统工况恶化；未变，而塔的中上部温度下降约2．5cI二，塔下部温度下2月7日因处理蒸发一段加热器蒸汽阀PV401的定位降约3．5℃；合成塔返料温度下降约3cc；表明合成塔器，低压蒸汽压力较大幅度波动约40min，结果合成塔不同横截面间的温度差增大，物料均匀性下降。出口尿素降至24．72％，转化率低至51．74％；2月11El1．3工艺操作对比系统降负荷3000m3／h，合成塔出口尿素降至26．52％，1．3．1100℃以下升温钝化温差难控制塔盘

8、改造转化率低至54．92％；2月12日系统加负荷3000m3／h，后，采用“空气+蒸汽”升温钝化，在100℃以下很难控合成塔出口尿素降至26．76％，转化率低至53．85％。制合成塔上下简体温差。老塔盘为多孔筛板，升温钝化(2)由于在合成塔内反应不