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三聚氰胺裝置解吸水解系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的技改措施

文檔作者：王越峰王芳文檔來源：河南中原大化有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月14日
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第51卷第1期2013年2月化肥設(shè)計Chemical Fertilizer DesignFeb．2012·37·三聚氰胺裝置解吸水解系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的技改措施王越峰，王芳(河南中原大化有限責(zé)任公司，河南濮陽457004)摘要：簡述了三聚氰胺裝置解吸水解系統(tǒng)的工藝流程和工藝原理；分析了該系統(tǒng)試生產(chǎn)期間無法穩(wěn)定運(yùn)行的問題及原因；實(shí)施了解吸系統(tǒng)增加循環(huán)管線、水解器調(diào)整蒸汽管路等技改措施。結(jié)果表明，改造后的解吸水解系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，工藝?yán)淠禾幚砹坑?0t／h提高到33t／h，實(shí)現(xiàn)了三聚氰胺裝置工藝廢水的零排放。關(guān)鍵詞：三聚氰胺；水解；解吸；工藝?yán)淠?；改造；運(yùn)行；零排放doi：10．3969／j．issn．1004—8901．2013．01．013中圖分類號：TQ050．7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1004—8901(2013)01—0037—03Technical Reformation Measures for Stabilizing Operation in Desorption／Hydrolysis System of Melamine PlantWANG rue—feng，WANG Fang(Henan Middle China Large-sized Chemical Engineering Company Ltd．，Puyang ttenan 457004 China)Abstract：Author has briefly described the processflow and process principle for desorption／hydrolysis system of melamine plant；has analyzed theproblems without stabilizing operation during trial production of this system and its cause；technical reformation measures have been executed，such asadding circular pipeline in the desorption system，and adjusting steam pipeline for hydrolyser and SO on．Result indicates that the operation for desorptiotJhydrolysis system is running stably after reformation，the treating quantity of process condensate is increased from 30 t／h to 33 L／b；zero disebarge is real—ized for process waste water in melamine plant．Key words：melamine；hydrolysis；desorption；process condensate；reformation；operation；zero dischargedoi：10。3969／i．issn．1004—8901．2013．01．0131 技改背景河南中原大化有限責(zé)任公司第1套I．2萬t／a三聚氰胺裝置于2000年4月一次投料成功，2002年又建造了同等規(guī)模的第2套裝置。2套裝置運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)等，生產(chǎn)負(fù)荷都逐漸達(dá)到了120％。2套裝置的工藝?yán)淠核腿斯疽延械?2萬t／a尿素裝置(以下簡稱大尿素裝置)回收處理。2005年10月公司新上的第3套3萬t／a三聚氰胺裝置及同時配套建設(shè)的11萬t／a尿素(以下簡稱小尿素裝置)投產(chǎn)。小尿素裝置的氨泵、甲胺泵填料沖洗水來源于第3套三聚氰胺裝置的工藝?yán)淠海竽蛩匮b置已無法回收第3套工藝?yán)淠?，若將這部分三聚氰胺產(chǎn)生的工藝廢水就地排放勢必將造成浪費(fèi)，且污染環(huán)境。為此中原大化有限責(zé)任公司于2005年實(shí)施了環(huán)保節(jié)能技術(shù)改造，配套建造了工藝?yán)淠夯厥昭b置，實(shí)現(xiàn)了三聚氰胺裝置工藝廢水的“零”排放。2 工藝流程解吸一水解系統(tǒng)工藝流程見圖1。圖1解吸一水解工藝流程l一冷凝液儲槽；2一解吸塔給料泵；3一碳銨液泵；4一碳銨液儲槽；5一塔頂冷凝器；6一解吸塔；7一解吸塔預(yù)熱器；8一水解器；9一水解器換熱器；1O一水解器給料泵作者簡介：王趙峰(1974年一)，男，河南濮陽人，1996年畢業(yè)于上海市化工技校，工程師，從事化工生產(chǎn)裝置的運(yùn)行管理工作。萬方數(shù)據(jù)·38· 化肥設(shè)計 2013年第51卷3套三聚氰胺尿素濃縮系統(tǒng)產(chǎn)生的含尿素2％、NH，6％、CO：3％的工藝?yán)淠罕凰屯淠簝Σ?，通過解吸塔給料泵A／B送至解吸塔，進(jìn)入解吸塔之前先在解吸塔預(yù)熱器里與解吸塔底部出液進(jìn)行換熱，加熱到120。C，滿負(fù)荷時流量為30 t／h。解吸塔分為上下2段，上塔頂部操作溫度125℃，工藝?yán)淠鹤陨隙屡c底部蒸汽逆流接觸，NH，和cO，被解吸出來，從上塔底部出來的溶液被水解器給料泵A／B送至水解器，在水解器中，通入3．65 MPa、244℃的高壓蒸汽，尿素在3．45 MPa、235℃的條件下水解成NH，和CO：，氣相與解吸塔氣相混合后，送人塔頂冷凝器中冷凝，然后被收集在碳銨液儲槽，通過碳銨液泵A／B送往大尿素裝置或小尿素裝置；另有一部分作為回流液被送往解吸塔頂部以控制塔頂溫度。出水解器的不含尿素的溶液與水解器換熱器換熱后被送往解吸塔下段進(jìn)一步被解吸，從塔底排出溫度為153℃不含氨、尿素的精制水經(jīng)解吸塔預(yù)熱器換熱后降溫至50℃送往鍋爐作為給水。3 主要設(shè)備解吸一水解系統(tǒng)主要設(shè)備及參數(shù)見表1。表1主要設(shè)備參數(shù)序號耋蒙 嘉萋結(jié)構(gòu)形式 設(shè)備尺寸 填料設(shè)計壓力設(shè)計溫度／mm ／層 ／MPa ／℃1 解析塔立式填料塔 咖l 200×30 950 4 0．6 1802 水解器臥式折流板式西860 x9 290 11 4．4 2604 工藝原理4．1解吸塔工藝條件選擇解吸是吸收的反過程，根據(jù)氨、二氧化碳在不同條件下(溫度和壓力)具有不同溶解度的原理，利用解吸塔直接加入蒸汽進(jìn)行蒸餾，把含氨和二氧化碳的水中物料蒸餾出來，并返回大尿素裝置或小尿素裝置，以達(dá)到重新利用之目的。解吸過程的基本要求如下。(1)解吸塔排出的廢液中NH，≤5×10～、Ur≤5 X10～。(2)從塔頂排出的氣體中含水盡可能少。(3)減少蒸汽消耗。解吸壓力的選擇：壓力越低，越有利于解吸，一般選擇0．35～0．40 MPa。解吸溫度的選擇：解吸壓力確定后，解吸塔底部溫度應(yīng)是解吸操作壓力下的飽和蒸汽溫度，因此，塔底溫度只能選擇153℃。4．2水解器工藝條件選擇在三聚氰胺裝置濃縮工段產(chǎn)生的工藝?yán)淠褐泻?％尿素，這些尿素需要水解成NH，和CO：，然后在解吸塔里進(jìn)行精餾，以確保廢水排放合格。尿素的水解反應(yīng)是尿素合成反應(yīng)的逆反應(yīng)：NH2 CONH4—_2NH3+C02尿素溶液在60 qC以下時，分解速度幾乎為零，至100℃左右開始提高，在145℃以上時尿素的水解速度急劇加快。尿素水解速率隨溫度升高而增大，隨停留時間的增加而增大，尿素水解速率與停留時問的關(guān)系見圖2。摹褂剖璉萇躲噻圖2尿素水解速率與停留時l司的關(guān)系因此，水解溫度選擇為235℃，以保證工藝?yán)淠褐械哪蛩貜氐姿狻?35℃所對應(yīng)的平衡壓力為3．4 MPa，水解的實(shí)際操作壓力選擇為3．3～3．4MPa。水解器內(nèi)設(shè)置9塊折流板，以延長工藝?yán)淠旱耐Ａ魰r問，促進(jìn)尿素的水解。此外，尿素的水解率還與溶液中氨含量有關(guān)，氨含量高的尿素溶液較氨含量低的尿素溶液的水解率低。尿素的水解率還與尿素溶液的濃度有關(guān)，溶液中尿素濃度低，則水解率大。5試生產(chǎn)出現(xiàn)的問題通過對試生產(chǎn)情況的分析總結(jié)，筆者認(rèn)為導(dǎo)致解吸水解系統(tǒng)無法穩(wěn)定運(yùn)行的主要問題如下。(1)解吸塔底部出液不達(dá)標(biāo)，對精制水造成污染，若就地排放，不僅污染環(huán)境，還將造成氨的損失。(2)解吸壓力低，提不起來，以致解吸塔下塔液位調(diào)節(jié)閥門全開，液位仍然過高、碳銨液泵送不出去，且底部出液超標(biāo)，碳銨液槽持續(xù)上漲甚至滿液。(3)解吸系統(tǒng)超壓，壓力控制閥泄壓慢。(4)水解器壓力變送器的導(dǎo)壓管頻繁堵塞，指示失靈。(5)水解器所用3．65 MPa的蒸汽壓力與水解萬方數(shù)據(jù)第1期 王越峰等三聚氰胺裝置解吸水解系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的技改措施 ·39·器操作壓力3．35 MPa的壓差太小，一旦蒸汽壓力向下波動時，水解器內(nèi)尿素水解不徹底，精制水中尿素含量嚴(yán)重超標(biāo)，達(dá)50 X10～～110×10一。6技改措施6．1 增加解吸系統(tǒng)循環(huán)管線因蒸汽流量、壓力不足以及三聚氰胺濃縮系統(tǒng)熱洗或小尿素裝置5臺大泵填料泄漏等原因，都會造成工藝?yán)淠褐械哪蛩睾桶焙可撸瑢?dǎo)致解吸塔底部排液不能達(dá)標(biāo)。采取的技改措施是在解吸塔底部出液經(jīng)過2個換熱器降溫后的管線上增加1條循環(huán)管線，當(dāng)解吸塔底部出液不達(dá)標(biāo)時，暫時將第1、第2、第3套工藝?yán)淠呵邢虼竽蛩匮b置，并同時運(yùn)行循環(huán)管線，待解吸一水解系統(tǒng)工藝?yán)淠哼_(dá)標(biāo)后，再恢復(fù)運(yùn)行。6．2 解吸系統(tǒng)壓力控制操作中為了盡快將解吸壓力提至正常操作值，在碳銨液槽氣相管線增加1股N：氣，壓力在0．40 MPa以上，使解吸壓力有效升高。但是，一旦N，管網(wǎng)壓力下降，含有氨和二氧化碳的氣體就會逆向進(jìn)入氮?dú)夤芫€，污染氮?dú)夤芫W(wǎng)。解決的辦法是在解吸塔與水解器的混合氣體管線上增設(shè)1條管線，不經(jīng)過冷凝器而直接進(jìn)入碳銨液槽中，以達(dá)到快速、有效調(diào)節(jié)解吸壓力的目的。解吸系統(tǒng)超壓時，必須盡快查找原因并及時處理，除減小解吸系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷等調(diào)節(jié)手段外，必須先把壓力降下來，方法是在碳銨液槽上增加l條放空管線，泄壓并排放至工藝?yán)淠簝Σ?，不僅避免了超壓，同時還可回收放空氣中的NH，和C02。6．3水解器蒸汽管線改造水解器原用3．65 MPa蒸汽改為從大尿素界區(qū)引過來壓力為5．2 MPa高壓蒸汽，精制水中尿素含量大幅度減少，但大尿素裝置若因故停車，必將影響到解吸一水解系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采取的技改措施是從合成裝置34鍋爐引出1條12．5 MPa蒸汽管線，經(jīng)減壓至5．2 MPa后，與現(xiàn)有的水解器蒸汽管線流量調(diào)節(jié)閥相連接，以保證水解系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。6．4解吸塔底部出液綜合利用改造經(jīng)處理過的解吸出液，正常時作為鍋爐給水。為實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，增加了1條去三聚氰胺裝置氨洗滌塔管線，在解吸出液達(dá)標(biāo)情況下，將其代替脫鹽水作為洗滌液，減少了脫鹽水的消耗。6．5解吸塔塔頂冷凝器改造解吸塔塔頂冷凝器原設(shè)計換熱面積過大，且出口沒有設(shè)置熱電偶，難以調(diào)節(jié)循環(huán)水流量。改進(jìn)措施是在換熱器出液管增加一熱電偶，監(jiān)控溫度變化，及時調(diào)節(jié)循環(huán)水流量，并在換熱器入口增加快裝接頭，以便在換熱器堵塞時加水沖洗。6．6其他改造(1)水解器和解吸塔上下塔及碳銨液槽的現(xiàn)場翻板液位計的浮子無磁性，操作比較困難，液位不易控制。采取的措施是及時更換液位計浮子，使液位指示正常。(2)水解器壓力變送器的導(dǎo)壓管吹掃蒸汽的位置設(shè)計不當(dāng)，導(dǎo)壓管根部閥門極易堵塞，以致儀表指示失靈，影響操作。改進(jìn)的措施是在導(dǎo)壓管根部閥后增加了1路吹掃蒸汽。7技改效果(1)技改后解吸一水解系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到指標(biāo)要求，廢水處理系統(tǒng)技改前后技術(shù)指標(biāo)對比見表2。表2 廢水處理系統(tǒng)技改前后技術(shù)指標(biāo)對比設(shè)計值 125 153 3．35 235 ≤5 ≤5改造前 119 145～150 3．0～3．35 225～235 55～90 60—110改造后124～125 153 3．35 234～235 ≤5 ≤5(2)工藝?yán)淠禾幚砟芰τ?0 t／h提至33 t／h。(3)工藝?yán)淠航?jīng)過處理后，不但能夠達(dá)到零排放，而且還能使有用物質(zhì)和熱能得以回收利用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。參考文獻(xiàn)：[1]劉心強(qiáng)，周泉水，童剛，等．尿素水解技術(shù)應(yīng)用總結(jié)[J]．化肥設(shè)計，2007，45(3)：34．[2]王云霞．我國尿素廢水處理現(xiàn)狀分析[J]．化肥設(shè)計，2007，45(4)：28．[3]鐘秀蘭，周泉水，童剛．尿素裝置解吸水解系統(tǒng)的改進(jìn)與應(yīng)用[J]．化肥設(shè)計，2007，45(6)：35．[4]韓燕，張剛，和自營．尿素水解系統(tǒng)技術(shù)改造總結(jié)[J]．化肥設(shè)計，2007，45(5)：35．[5]田一波．解吸廢液排放超標(biāo)的原因及改進(jìn)措施[J]．化肥設(shè)計，2007，45(4)：54．[6]焦曉云．淺析尿素水解系統(tǒng)的改造[J]．大氮肥，2007，30(1)：49—51．[7]尹旭濤．工藝?yán)淠旱沫h(huán)?；厥誟J]．大氮肥，2006，29(4)：284—285．收稿日期

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