摘 要：在现有水溶液全循环法尿素生产装置的基础上，对工艺进行优化，充分利用物料的余热，部分替代蒸汽，同时采用高效的合成塔塔盘，对中压尾气吸收段和低压分解系统进行改进，提高尾气吸收的效率，减少氨水的循环量，降低能耗。
关键词：水溶液全循环法尿素 工艺改进 高效节能
作者简介：王辉，男，（1982.9~），本科学历，工程师，现任安徽昊源化工集团有限公司技术员，从事科技管理、技术开发等科学技术工作。
欧阳百合，男（1984.2~），本科学历，助理工程师，现任安徽昊源化工集团有限公司技术员，从事项目工程、工艺管理等技术工作。
1. 项目简介
尿素是一种重要的化学肥料和工业原料，在世界范围内广泛使用。安徽昊源化工集团有限公司是安徽省最大的氮肥生产企业，年生产尿素约150万吨，现有四套尿素生产装置，其中1#、2#尿素系统为水溶液全循环法装置。
随着当前国内氮肥行业产能严重过剩，行业竞争愈演愈烈，对装置进行技术改造以节约成本、降低消耗、改善环境成了氮肥企业的重中之重。2#尿素装置建设时间较早，生产工艺相对落后，部分生产设备老旧，吨尿素蒸汽消耗高，并且中压吸收操作弹性小，一吸塔经常超温，针对以上问题,昊源集团实施尿素装置节能优化工艺的研究项目，组织技人员对2#尿素生产系统进行工艺优化和设备改进，优化蒸汽平衡，拟降低蒸汽消耗，提高公司竞争力。
2. 主要技术创新
1、对昊源集团2#尿素现有工艺进行优化，优化蒸汽平衡。
2、合成塔更换高效塔盘，使转化率由64%提高到68%。合成塔塔盘改造前后结构如下图：
3、中压吸收改为低水碳比流程，一甲液水碳比可降至1.6，从而降低合成塔进料水碳比，合成塔中水量减少，有利于提高合成塔中co2转化率，合成塔出料水含量也相对减少，有效减轻了中压吸收塔的负荷，提高了操作弹性。
4、中压尾气采用氨精洗，增加一台给料泵和三台精洗器，精洗器内分布有列管用于换热，列管层间有塔板，塔板上分布有均匀小孔，当中压尾气依次从精洗器a、精洗器b、精洗器c塔板分布孔下方通过时，会与碳氨液接触，尾气中的氨被吸收。
精洗器a、精洗器b、精洗器c相采用串联方式，由低到高分别有高差，碳氨液经给料泵加压后分别从精洗器c、精洗器b、精洗器a通过，氨精洗采用的列管换热和塔孔分布器使尾气降低温度的同时，使尾气中氨吸收更充分。同时精洗器串联方式使吸收液的浓度更高，产生的氨水更少，避免了大量氨水在系统内循环，降低了废水处理系统的负荷，起到节能减排的效果。
5、低压分解新增汽提段，汽提段通入新鲜co2气对二段尿液进行汽提，以提高二段甲铵分解效率。
6、用自主研发的新型闪蒸预蒸发器替换现有蒸发预浓缩器，新型闪蒸预蒸发器换热内降膜管均布的升气孔进行扩大，增大了气相通道，降低出气阻力，增强了闪蒸过料的稳定性。
7、把闪蒸冷流程由串联改为并联。原流程为闪蒸气相先经过闪蒸冷a，经过闪蒸冷a冷却后不冷凝进入闪蒸冷b，经b冷却后不冷凝气再抽至一段冷却器。改造后在闪蒸气相上分别配φ200和φ150两道管路直接去闪蒸冷b。
8、同时对原有工艺路线进行改进，用一分塔出气对闪蒸蒸发器进行加热，而不再使用蒸汽加热，这样充分利用一分塔出气的热能，减少蒸汽消耗，从而达到降低蒸汽消耗的目的。
9、在一吸冷后增加一台甲铵分离器，去掉一台一吸冷，相当于缩短了系统管路，降低了管道阻力，便于不冷凝气及时抽走，节约能源，冷凝效果更好。
3.总结
昊源集团通过对尿素装置节能优化工艺的研究项目的实施，对2#尿素进行工艺节能优化和设备改进，优化了中压吸收系统，提高了co2转化率，同时减轻中压吸收塔的负荷，提高了操作弹性，降低了能耗。项目总投资760万元，在公司现有装置基础上，项目自建成投运至今两年来，运行稳定，蒸汽消耗大幅下降，每年可创造效益757万元，具有很好的经济效益和环境效益。