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(河北正元?dú)淠芸萍加邢薰? 河北滄州 061100)

河北正元?dú)淠芸萍加邢薰?080項(xiàng)目于2012年10月年開工建設(shè),2015年4月系統(tǒng)開車。尿素系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的CO2汽提法工藝,尿素產(chǎn)品品質(zhì)較差,較長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)品縮二脲質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.0%左右,優(yōu)等品率為0。理論上,縮二脲與生產(chǎn)溫度、停留時(shí)長(zhǎng)、氨含量有關(guān)。工藝上,通過降低汽提塔、精餾塔液位,調(diào)整一蒸溫度至126～128 ℃、二蒸溫度至135～136 ℃,縮二脲質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低至0.86%～0.87%,產(chǎn)品優(yōu)等品率提升至73%。但是,產(chǎn)品品質(zhì)波動(dòng)較大,縮二脲含量高的問題未能徹底解決。除了工藝調(diào)整和加強(qiáng)管理以外,有必要對(duì)裝置進(jìn)行技術(shù)改造,減少生產(chǎn)過程中縮二脲的生成量,提高裝置自身生產(chǎn)優(yōu)等品的能力。

1 改造依據(jù)

取樣檢測(cè)系統(tǒng)各處物料,分析其中縮二脲生成的關(guān)鍵部位,采取有針對(duì)性的措施降低產(chǎn)品縮二脲生成量。統(tǒng)計(jì)50組檢測(cè)結(jié)果,取其平均值(見表1)。

表1 尿素產(chǎn)品各工段縮二脲生成量統(tǒng)計(jì)表

由表1可見：合成塔出液、汽提塔出液、一段蒸發(fā)和二段蒸發(fā)縮二脲生成量較高,分別占總生成量的17.02%、20.21%、15.96%和27.66%,共計(jì)占比80.85%。但改造高壓設(shè)備難度較大,故不對(duì)高壓系統(tǒng)進(jìn)行改造,將蒸發(fā)系統(tǒng)作為改造主攻方向。

由表2可見：在汽提塔、一段蒸發(fā)分離器到二段蒸發(fā)加熱器之間的“U”型彎管線兩處位置上縮二脲生成量偏離設(shè)計(jì)值較大,因此將一段蒸發(fā)分離器到二段蒸發(fā)加熱器之間的“U”型彎管線定位為本次改造目標(biāo)。

表2 各工段縮二脲生成量與設(shè)計(jì)值偏差統(tǒng)計(jì)表 %

從影響縮二脲生成的3個(gè)因素進(jìn)行分析,NH3分壓和溫度在工藝上已達(dá)到可調(diào)節(jié)的極限值[1],故應(yīng)從停留時(shí)長(zhǎng)方面考慮改造。經(jīng)查,一段蒸發(fā)分離器到二段蒸發(fā)加熱器之間的“U”型彎全長(zhǎng)為28.0 m,“U”型彎底部最低點(diǎn)到二段蒸發(fā)器出口垂直高度為12.7 m,垂直高度及“U”型彎長(zhǎng)度偏高,導(dǎo)致尿液停留時(shí)間長(zhǎng)。故本次改造降低一段蒸發(fā)分離器到二段蒸發(fā)加熱器之間的“U”型彎高度,減少“U”型彎長(zhǎng)度,降低尿液停留時(shí)長(zhǎng),以達(dá)到降低縮二脲生成量的目的[2]。

2 改造方案

以3樓樓面為基準(zhǔn),在出一段蒸發(fā)分離器管線和進(jìn)二段蒸發(fā)加熱器的垂直管線上分別截短3.0 m,將“U”型彎最低點(diǎn)高度垂直提升3.0 m,這樣“U”型彎全長(zhǎng)減少6 m,減少約5.0 s的停留時(shí)長(zhǎng)。

一段蒸發(fā)分離器到二段蒸發(fā)加熱器之間的“U”型彎參數(shù)見圖1。

圖1 一段蒸發(fā)分離器到二段蒸發(fā)加熱器之間的“U”型彎

3 方案論證

尿素蒸發(fā)應(yīng)為真空系統(tǒng),按設(shè)計(jì)要求一段蒸發(fā)分離器至二段蒸發(fā)加熱器之間的“U”型彎應(yīng)起到液封作用,因此,改造后,極限壓差下也應(yīng)該保證其液封不破[3-4]。

已知條件：

(1) 一段蒸分離器出液法蘭標(biāo)高為23.6 m,二段蒸發(fā)分離器出液法蘭標(biāo)高為22.2 m。

(2) 提升前,一段蒸分離器和二段蒸發(fā)加熱器“U”型彎低點(diǎn)標(biāo)高為9.9 m;提升后,低點(diǎn)標(biāo)高為12.9 m。

(3) 一段蒸分離器和二段蒸發(fā)加熱器“U”型彎垂直高度提升前為12.7 m,提升后為9.7 m。

所謂制度追求價(jià)值的考量，完善制度最重要的是把社會(huì)主義的基本價(jià)值取向充分地反映在制度安排之中。馬克思主義經(jīng)典作家對(duì)社會(huì)主義社會(huì)的價(jià)值取向有過系統(tǒng)而豐富的論述，這些價(jià)值追求的實(shí)現(xiàn)必須通過制度安排才能做到。中國(guó)特色社會(huì)主義的理論和實(shí)踐探索告訴我們，建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義最重要的價(jià)值訴求是兩條，一是人民當(dāng)家作主，堅(jiān)持人民主體地位，一是維護(hù)社會(huì)公平正義。只有堅(jiān)持這兩條價(jià)值原則，才能保證人民共享發(fā)展成果，走共同富裕道路，才能促進(jìn)社會(huì)和諧，促進(jìn)人的全面發(fā)展。黨的領(lǐng)導(dǎo)、解放和發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力、改革開放等都是實(shí)現(xiàn)如上價(jià)值訴求的條件保證和路徑選擇。

(4) 一段蒸分離器和二段蒸發(fā)加熱器“U”型彎管線中尿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94.51%,密度為1 200 kg/m3。

(5) 重力常數(shù)g為9.8 N/kg。

(6) 正常生產(chǎn)中,一段蒸分離器的壓力為38 kPa,二段蒸分離器的壓力為6 kPa。

(7) 一段蒸分離器未抽真空時(shí)壓力為103 kPa,運(yùn)行中二段蒸分離器最低壓力為3 kPa。

將有關(guān)數(shù)值帶入,計(jì)算二段蒸發(fā)分離器出液位置與一段蒸分離器和二段蒸發(fā)加熱器“U”型彎最低點(diǎn)的液體壓差。

ΔP1=ρgh=1 200×9.8×9.7=114 072(Pa)≈114(kPa)。

一、二段蒸發(fā)分離器的正常壓差ΔP2為32 kPa。

由114 kPa>100 kPa>32 kPa,可判斷在改造后極限狀態(tài)下也能夠正常保持“U”型彎液封,滿足工藝要求。

4 改造效果

(1) 系統(tǒng)運(yùn)行正常后,產(chǎn)品品質(zhì)大幅提升,成品縮二脲質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低至歷史最低值(0.82%～0.83%),產(chǎn)品優(yōu)等品率提升至100%。

(2) 改造后一段蒸發(fā)分離器至二段蒸發(fā)加熱器“U”型管總長(zhǎng)度約為22.0 m,共縮短約6.0 m,

較改造前“U”型管內(nèi)停留時(shí)長(zhǎng)縮短了約21%(見表3)。

表3 改造前后停留時(shí)長(zhǎng)變化

(3) 改造后蒸發(fā)工藝指標(biāo)無影響,壓力、溫度、液位均正常,一段蒸發(fā)分離器在不同負(fù)荷下均無積液現(xiàn)象。

5 結(jié)語

綜上所述,縮短一段蒸發(fā)分離器至二段蒸發(fā)加熱器“U”型管垂直高度的技術(shù)改造是成功的,縮短了高濃度和高溫條件下尿液的停留時(shí)長(zhǎng),降低了成品縮二脲含量,有效提高了產(chǎn)品品質(zhì),實(shí)現(xiàn)了合格品到優(yōu)等品的飛躍,產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力大幅提升,為銷售尋找優(yōu)質(zhì)客戶奠定了基礎(chǔ)。