陳 雨

（安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400）

二氧化碳汽提法尿素工藝分為高壓合成、低壓分解、蒸發(fā)造粒、解吸水解四個系統(tǒng)。低壓分解系統(tǒng)的主要作用是，利用精餾塔將來自高壓汽提塔尿液中的未反應物通過減壓、加熱的方法，將其中的氨、二氧化碳、水蒸發(fā)出來，然后通過低壓甲銨冷凝器用循環(huán)冷卻水將氣體降溫冷凝轉化成液體，以甲銨液的形式返回高壓合成系統(tǒng)回收利用，降低物料消耗。

低壓分解系統(tǒng)主要設備有精餾塔、低壓甲銨冷凝器、低調水冷卻器、低調水泵。

低壓甲銨冷凝器在生產中承擔著冷卻精餾塔出來的氣體，將其轉化成組成為NH330%、CO235%、H2O 35%的甲銨液。因此，低壓甲銨冷凝器工作的好壞既關系到精餾塔的分解效率，又決定著甲銨液的組成。甲銨液返回高壓合成系統(tǒng)影響水碳比，從而影響合成轉化率。

低壓甲銨冷凝器的正常操作需要從以下幾點入手：①甲銨液濃度；②低壓壓力；③甲銨液溫度。設計上甲銨液組成為NH330%、CO235%、H2O 35%，低壓壓力為0.15MPa，其對應的熔點為51℃。為了避免甲銨液結晶，一般操作溫度會高15～20℃，即70℃左右。

1 低壓甲銨冷凝器結晶對系統(tǒng)的影響

（1）低壓壓力超高，放空量增大，氨耗增高。由于低壓甲銨冷凝器列管外壁附著了熔融狀的甲銨，降低換熱效果，使氣體冷凝的量減小，精餾塔蒸發(fā)的氣體得不到有效冷凝，低壓系統(tǒng)壓力會上漲。為了避免設備因超壓損壞和控制工藝指標，只得開大放空閥（PV－302）。

（2）甲銨液濃度降低。由于精餾塔蒸發(fā)的氣體得不到有效冷凝，使其中的氨和二氧化碳放空損失掉，冷凝的量相對較少。另外，為了降低低壓壓力，操作上還會選擇增大工藝冷凝液的加入量來處理，這就造成了甲銨泵在相同轉速的情況下返回高壓系統(tǒng)的氨、二氧化碳量少，水碳比增高，造成合成塔轉化率下降。

（3）蒸汽消耗上升。由于低壓壓力增高不利于精餾塔的分解，精餾塔在維持相同分解溫度的情況下會增加蒸汽用量。另外，高壓合成轉化率的下降，也會增大汽提塔的蒸汽用量。蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)量增大，同樣會增大蒸汽用量。

（4）蒸發(fā)系統(tǒng)真空度會受影響。由于汽提效率和精餾塔分解效果的下降，使進入蒸發(fā)系統(tǒng)的尿液中氨、二氧化碳含量增加，造成蒸發(fā)負荷加重，真空度有可能會出現(xiàn)下降，成品空心多，粉塵含量高。

2 低壓甲銨冷凝器結晶的現(xiàn)象

（1）低調水溫差減小。由于甲銨液析出結晶進入熔融狀態(tài)，低壓甲銨冷凝器的冷凝效果下降，精餾塔蒸發(fā)的氣體放出的熱量得不到有效交換，因此低調水溫差會減小。

（2）低壓甲銨冷凝器出液溫度（003／5）在結晶不嚴重的時候會上升，這是因為在結晶初期或不嚴重的時候操作壓力上升，其對應的操作溫度也會上升，另外由于氣體熱量換不走，造成的熱量聚積也會引起溫度的上升。嚴重時溫度會下降，由于低壓壓力上升必然會開大放空閥，氣體大量放出引起甲銨液濃度的下降，會造成溫度下降。

（3）精餾塔出氣與低壓洗滌器的壓差增大。由于進入低壓甲銨冷凝器的氣體無法有效冷凝，而氣體又源源不斷地從精餾塔分解出來，最后在精餾塔與低壓甲銨冷凝器間形成憋壓，精餾塔的壓力會上升而洗滌器的壓力會下降。嚴重時精餾塔出氣管上的安全閥會連續(xù)啟跳。

（4）甲銨泵打量波動。

3 低壓甲銨冷凝器結晶的處理

（1）發(fā)現(xiàn)結晶后，首先開大放空閥（PV－302），避免超壓，保證設備安全，同時避免甲銨泵氣縛。

（2）加大工藝冷凝液的量，這樣提高吸收效果，同時降低了甲銨液的濃度，使甲銨液因濃度降低熔點下降，有利于低壓甲銨冷凝器的結晶融化。

（3）提高低調水溫度，使甲銨液結晶物融化。

（4）減少回流液進入低壓系統(tǒng)的量。

（5）低壓液位視情況排放至氨水槽，降低甲銨泵的轉速，減少返回高壓系統(tǒng)的水量，防止因甲銨液濃度下降，高壓系統(tǒng)水碳比上升，引起合成轉化率下降。

4 低壓甲銨冷凝器從結晶狀態(tài)轉化為正常工作狀態(tài)的判斷

（1）待精餾塔出氣與低壓洗滌器的壓差恢復至平時生產的值時，可以考慮減少工藝液的加入量。

（2）觀察低壓甲銨冷凝器出液溫度（003／5），是否恢復至正常值。

（3）觀察低調水溫差是否恢復至正常值。

（4）一般來說，低壓甲銨冷凝器結晶嚴重時，精餾塔氣相會聚積大量的氣體，這些氣體無法順利進入低壓甲銨冷凝器。如果低壓甲銨冷凝器結晶融化進入正常工作狀態(tài)，這些氣體會忽然進入低壓甲銨冷凝器內，造成低壓系統(tǒng)短時負荷加重，壓力會出現(xiàn)突升，過幾分鐘氣體得到釋放后壓力會順利正常。

組成、溫度、壓力形成三元相圖，從相圖上可以查到甲銨液的熔點為51℃，那是在甲銨液組成為NH330%、CO235%、H2O 35%，低壓壓力為0.15～0.25MPa下的熔點。由于每個系統(tǒng)的汽提效率高低不一，甲銨液的組成就會不一樣。另外，甲銨液中會含有少量的尿素，也會影響它的熔點，所以，在操作低壓甲銨冷凝器時，不要僅僅單純地認為低壓甲銨冷凝器出液溫度控制在70℃即可。應該通過實踐摸索出適合自己系統(tǒng)的操作溫度。