张月涛

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）

1 二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的工作原理及操作过程 分析

1.1 二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的工作原理

压缩机出口的二氧化碳从汽提塔底部进入，与分离出来的氨、水蒸气接触后共同进入池式反应器的底部。而液氨在高压洗涤器中与高压甲胺泵来的甲胺液混合之后，一同进入池式反应器的冷凝段，之后通过分布管均匀到达池式反应器中。而在反应器中足够的停留时间使得一部分甲胺转化为尿素。随后，反应生成的尿素、未转化的甲胺、氨和二氧化碳会一同进入池式反应器的绝热段，这时甲胺会进一步转化为尿素。

1.2 二氧化碳汽提工艺的操作过程

1.2.1 加热蒸汽量的合理调节

当尿素生产时蒸汽压力过高时，便会加剧塔内的腐蚀，给生产工作带来了很多麻烦。反之，尿素生产时蒸汽压力过低，就会使得氨含量在汽提液中的占比增加，就会对低压系统的发展、运行造成不利的影响，增加了尿素生产的难度，在返回合成塔时会需要更多的水量，这就使相关单位的成本投入量有所增加。所以需要合理调节加热蒸汽压力，通过放缓速度、严格控制压力调控区间等措施来减少系统的波动，使得汽提效果达到理想目标，从而为之后的生产环节打好基础。

1.2.2 汽提塔液位的合理调节

当汽提塔液位升高或下降时，其不会影响到尿素生产效果，但会给该工艺造成一些损失，可能会增加缩二脲的生成量。所以为了有效控制尿素水解过程中所带来的损失，需要适当降低汽提塔的液位，以达到工艺的生产需求。

1.2.3 保证汽提塔中气液的分布均匀

当汽提塔的液体分布孔出现堵塞、过大等现象时，就会使各个汽提管出现液体流量增加或减少的现象，而汽提管中液体流量会与气体流量发生作用，这便会影响到气体的通过量，从而不利于汽提塔的正常生产工作。当汽提管中液体流量增加时，会导致液膜增加，从而使得气体的流通路径变少，流通阻力增大，导致气体流量减少；反之，液体流量减少便会导致液膜厚度减小，汽提所受到的阻力减小，从而使其通过量有所增加，使得氨含量在出液中所占的比例增大，使得生产效率不高。所以应注重汽提塔中气液的分布量，当发现液体分布孔不正常时需要及时采取针对性措施，以保证塔内气液分布均匀，从而促进整个生产系统的高效运行。

2 二氧化碳汽提工艺应用于尿素生产中所存在的问题及解决措施

2.1 腐蚀问题

在高温状态下，尿素的腐蚀原理为尿素异构化生成的氰酸铵分解形成游离氰酸而致腐蚀，甲胺的腐蚀原理主要是甲胺受到了水解作用、电化学作用之后便会产生游离碳酸而出现酸腐蚀。为了更好地控制腐蚀，工作人员需要针对腐蚀现象产生的原因进行分析，而引起腐蚀的介质主要有以下几种：一是甲胺在高温情况下会加剧对设备的腐蚀。二是氨，其主要起到了抑制氰酸生成、提高pH的作用，但由于合成塔出液的氨碳比指数过高，就会对设备造成一些腐蚀。三是水中的氯离子和溶解氧分别会造成应力腐蚀和氧化腐蚀等现象。为了严格控制尿素生产过程中的腐蚀现象，工作人员需要对氨碳比、温度、压力等进行严格控制，并改造脱盐水系统，有效降低水中的氧含量，同时也要做好设备的保温防护措施，以缓解设备的腐蚀现象

2.2 泄漏问题

由于二氧化碳汽提工艺在生产过程中涉及四台高压设备，若是操作过程出现问题，如开车时升温过快、停车时降压过猛、对阀门用力进行开关等，都会导致设备的封头、阀门出现泄漏问题。同时，腐蚀现象也与泄漏问题相关联。针对以上出现的问题，必须要在开车之前进行系统检修，以保证设备的封头、法兰等热紧。

2.3 产品质量问题

影响尿素产品质量的主要因素有两种：第一，缩二脲。一般来说，温度一定时，停留时间越长，生成缩二脲的效率越高；而停留时间一定时，温度也与缩二脲的生成率成正比。第二，水含量。尿素中的水分含量与相对湿度等相关，若水含量过高，将会降低产品质量，影响到尿素的纯度。为了解决产品质量问题，工作人员需要控制尿素在设备中的停留时间，并有效降低操作温度。其次，需要提高合成系统的反应能力，适当调节氨碳比。最后，控制好蒸发器的压力、温度，保证其在规定范围内，从而有效保证尿素质量。

3 尿素生产中二氧化碳汽提法的新工艺

3.1 升温钝化采用纯蒸汽升温钝化方法

纯蒸汽升温钝化法只需要在传统生产装置的合成塔大降液管处安装一个蒸汽升温管，要求该升温管的压强为0.88MPa，蒸汽不需要流入合成塔内，而是需要先经过升温管使一部分蒸汽向上进入高压洗涤口中，另一部分蒸汽则需要向下进入到反应池的冷凝段中，在升温钝化环节完成之后再进入合成塔。这一方法相较于传统升温钝化法而言，其操作更为简便，不需要专门配置二氧化碳管线等，不容易受到其他因素的制约，只需要足够压强的蒸汽便可以完成，同时也能够保证尿素生产效果达到预期目标。

3.2 低压开车工艺

低压开车工艺与高压开车工艺的出料方式有所区别，其能够在降低开车压力的同时将出料时间由4h降低到3h以内，这不仅能够有效降低二氧化碳汽提工艺的生产能耗，还可以保证机械设备的性能不受损，有效延长其使用寿命。同时，在低压开车时，不需要二氧化碳压缩机来完成投、出料的任务，这就有效降低了噪声污染及废气污染。而低压开车工艺相较于高压开车工艺的优势在于以下几点：一是压力容易控制；二是开车时间缩短；三是能够节能降耗，满足尿素生产的环保要求。

3.3 高压调温水控制

通过借助低温控制实现的高压调温水控制方式，在汽提工艺中能使合成塔中的尾气得到充分回收利用。该工艺主要是借助脱氢系统中的脱氢能力而使二氧化碳中的氢气脱出，从使得高调水温度降低至50℃，减轻了水加温时所造成的能源损耗现象。高调水系统的优点主要有以下几点：一是能够有效降低氨的损失，使氨含量在尾气中的占比减少；二是可以减少高压洗涤器的设备热损面积，延长其使用寿命；三是能够降低机泵负荷，使得设备能够轻松运行。

3.4 选用回流冷凝水降低冷凝发生的概率

甲胺在尿素生产中的回流冷凝液当中占比很高，此时结晶温度的标准为42℃。为了有效降低低温结晶现象发生的概率，可以选用回流冷凝水来保证水温达到35℃以上，有效避免了尿素生产过程中的冷凝现象。同时在选用的冷却水管中，一般选择使用半封闭循环水方式来合理调节温度，这样既能够掌握小排水量，还能够有效降低冷却水所造成的不利影响。

4 结语

二氧化碳汽提工艺对于尿素生产的发展起到了非常重要的推动作用，其所拥有的诸多优点是其他生产工艺所无法比拟的。而在实际应用过程中，设备腐蚀、泄漏、产品质量等问题便会导致尿素生产质量有所降低。所以相关单位需要加强对该工艺的重视程度，严格控制各个条件及比例。同时，尿素生产单位也需要加强先进人才的引进与培养工作，不断提高该团队的综合素养，以促进二氧化碳汽提法的正常进行。