尿素产品质量影响因素的分析及控制卜小雪

尿素产品质量影响因素的分析及控制卜小雪

卜小雪

一、成品水含量因素和控制措施

1.1影响尿素成品水含量的因素

影响尿素成品水含量的因素主要有以下几方面：（1）一、二段蒸发温度或真空度达不到指标。(2）分离器内真空度低，而表冷器内指标正常。（3）二段蒸发加热器列管或花板漏。（4）二段蒸发分离器上部冲洗水管阀内漏。(5）雨季时空气湿度高。（6）上造粒塔保温夹套蒸汽漏进管内。（7）上造粒塔蒸汽吹除阀内漏。（8）熔融泵进口冲洗水阀内漏。

1.2做好尿素产品检查工作，防止尿素水含量超标

为了防止尿素中水含量超标，应注意严格控制蒸发系统各指标,使其在正常范围内。一旦发生异常,要及时查明原因并妥善理,必要时蒸发系统停止造粒,待各项指标恢复正常后再送造粒。要根据系统负荷、天气情况和尿素下塔温度及时调整造粒塔底部风窗开度,尤其是阴雨天气,要尽量关小造粒塔底部风窗。停车检修时要注意检查与蒸发系统相连各冲洗水、蒸汽阀门内漏情况,发现内漏及时消除。

二、影响尿素粒度的影响因素和控制措施

2.1影响尿素粒度的影响因素

公司优等品指标为:小颗粒尿素粒度(0.85～2.80mm)≥93.0%，中颗粒尿素粒度(1.18～3.35mm)≥93.0%，大颗粒尿素粒度(2.00～4.75mm)≥93.0%。在生产过程中,造粒塔底部分析,尿素粒度均能达到规定要求,可是因尿素抗压强度低,在贮运、运输过程中易破碎,产生微粒及粉尘,易造成出厂产品粒度偏低,影响尿素外观质量。

2.2选用新型喷头，保证产品颗粒的粒度

经过比较,选用了等密度喷洒旋转造粒喷头,其具有以下优点:①能力适当,无过大或过小弊端;②喷洒的颗粒均匀分布,颗粒均匀冷却;③喷洒线无交错现象,避免了颗粒并合、粘塔底;④依塔径大小设计喷洒范围,不粘塔壁且在塔的下半部封满塔断面,可提高空气有效作用系数;⑤减少粉尘1/3～2/3,消除环境污染与产品损失;⑥0.8～2.5mm的颗粒合格率在97%～98.9%;⑦由于等密度喷洒旋转喷头为全封闭喷头,内有一定压力,下部又有杂物沉淀段,因而运行时维护工作量少,只须每月对喷头进行1次清洗即可,不仅减少了日常维护的工作量,而且有利于延长喷头使用寿命。

2.3防止甲醛含量不达标的措施

首先，根据蒸发负荷及时调整甲醛泵的冲程，防止蒸发负荷和甲醛泵冲程产生大的偏差。根据每天的分析数据控制好甲醛的流量，保证甲醛含量在正常的指标范围内。定期确认甲醛注人管线畅通，避免甲醛溶液不能注入系统。

三、粉尘影响尿素质量的因素和控制措施

3.1受粉尘影响因素

3.1.1化学反应过程所造成的粉尘。

当尿素熔融物自塔顶喷头小孔喷出时，每根射流的各个颗粒系沿着同一抛物面并形成螺旋线形状降落，射流在降落运动中很快断裂成滴，并被逆流的冷空气凝固降温。喷头喷出的熔融物在高温和偏低的氨分压下引起尿素分解而产生异氰酸和氨，但由于冷却效果，两物质又重新相遇反应生成尿素。熔融温度越高，分解过程越剧烈，形成的粉尘量也相应增多。

3.1.2喷头操作不正常引起的粉尘。

操作状态不正常，如熔融温度过低，喷量过小（或喷头设计能力过大）和喷头转速过高或过低时，由于粘度增高和喷头里面旋转液层厚度分布不佳，都将引起粒子状况恶化，细小和空心颗粒增多，呈现较大粉尘量。

3.1.3喷头射出来的粉尘。

旋转喷头呈倒锥体，喷头只有一个，位于塔顶中央。溶液依靠旋转产生的离心力从孔口喷出。从单个喷孔试验中观察到，在喷射流周围总有几条细小射流或微粒的轨迹，当喷孔加工不规则时，如呈现凸缘、毛刺、划痕、缺陷等则更甚之。

3.2保证工艺稳定，尽可能降低粉尘

工艺稳定是降低粉尘的前提，设备无缺陷是降低粉尘的基础：①定期更换造粒喷头，每周清洗喷头一次，最好在造粒喷头前增加过滤装置；②冬季和夏季喷头不能混用,冬季可以用夏季的喷头,而夏季一定不能用冬季的喷头；③蒸发温度一定不能过高；④造粒塔下的流化床风机冬季最好停用，以减少造粒塔的通风量和粉尘的带出量；⑤采用新型的智能喷头。

四、缩二脲浓度影响因素和质量控制措施

4.1受温度和过剩氨的影响，缩二脲浓度高，影响尿素质量在实际生产中,缩二脲的生成主要与尿素的温度、氨分压、浓度及停留时间等有关。温度升高,缩二脲生成量增多;氨分压增大,缩二脲生成量减少;缩二脲生成速度随尿液浓度的提高而加快;反应时间长,缩二脲生成量就会增加。对于固定装置,相同的生产控制条件下,系统生产负荷的大小决定尿液在系统中的停留时间。负荷越小,生成的缩二脲量越多。尿素的合成和提纯的整个过程都有缩二脲生成的可能,由于生产过程中各个阶段操作规程、工艺的不尽相同,缩二脲的生成量也不尽相同。在高压系统,缩二脲生成主要受温度和过剩氨的影响,其缩二脲含量一般为0.2%～0.3%;在中低压系统,由于氨分压降低,而温度较高,缩二脲生成量为0.1%～0.2%;在蒸发系统,缩二脲的生成主要受加热温度和停留时间的影响,缩二脲生成量为0.3%～0.5%;送造粒喷头管线缩二脲生成量为0.1%～0.2%.

4.2加强高压系统优化力度，减少缩二脲的生成

高压系统是生产尿素的主要环节,为了提高二氧化碳转化率,就必须提高合成温度、停留时间和高氨碳比,因此高压系统缩二脲的生成主要是在合成塔和汽提塔中。在合成塔中缩二脲的生成虽与NH3/CO2、停留时间和温度有关,但为了保证转化率,缩短停留时间、降低反应温度显然不可取。因此较高的NH3/CO2能够减少缩二脲的生成,同时也有利于CO2转化率的提高,但过高会造成回收系统负荷加大,通常控制NH3/CO2在3.2～3.6。汽提过程中,由于氨分压的降低,温度的影响十分显著,在保证汽提效率的同时,应尽可能降低汽提出液温度,控制汽提塔壳侧加热蒸汽压力与负荷相适应,避免蒸汽压力过高,使缩二脲含量增加,通常控制蒸汽压力在1.9～2.2MPa,温度在202～210℃,并且汽提塔液位尽可能低限操作,以减少物料停留时间,可有效的减少缩二脲的生成。

五、结束语

总而言之，尿素产品质量受到水分含量、缩二脲浓度、粉尘等多种因素的影响，只有在生产过程中，严格控制产品水含量，加大粉尘控制力度，并加强高压系统优化力度，减少缩二脲的生成，才可以保证尿素产品质量，赢得市场优势，推进尿素生产企业的长远发展。

参考文献：

[1]刘子海,付体岭.尿素生产中产品质量的改进与控制[J].工程技术:文摘版,2017(1)

[2]申睿彬.尿素生产中产品质量的改进与控制[J].化工设计通讯,2016,42(3)