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摘要：作为一种氨元素含量最高的有机化合物，尿素在实际工业生产中，生产工艺多以二氧化碳气提法为主，该工艺之所以得到广泛普及与应用，主要由于自身操作的便捷性和能源材料的低耗性等特点，为所生产尿素产品的质量提供了可靠保障。鉴于此，文章从应用技术性角度出发，综合阐释二氧化碳气提工艺生产尿素的几种新工艺，并就其中节能降耗问题就进行了深入分析，彰显尿素生产的绿色效应。
关键词：二氧化碳；汽提工艺；尿素生产；节能降耗
1二氧化碳气提法生产工艺介绍
从工艺角度来看，二氧化碳气提工艺主要以脱碳工段为介质，进行二氧化碳气的输送，经压缩机处理后，与同一时段气提气进入高压甲氨冷凝器，借助喷射器设备将途径高压氨泵的液氨在整个高压甲氨冷凝器内进行喷射。在此生产条件下，二氧化碳与液氨两者汇集成甲氨液，并与尿素相互融合，由塔脱水逐渐生成尿液，尿液进入量气提塔后方可进行气提，最后出现于低压循环体系中精馏塔及闪蒸槽中，进行最终的蒸发造粒工作。确保造粒工作的加全面实施，之后便直接进入塔底输送带传输包装工段，此工段可完成对制成品的包装处理。
图1传统型二氧化碳汽提工艺
2二氧化碳汽提工艺特点
从工艺程序来看，二氧化碳气提工艺中主要包含有二氧化碳压缩、低压循环系统、合成系统、蒸发系统、造粒系统、解吸水解系统等多个工序组成，具体主要包括以下几个特点：
①在合成回路中剩余有大量氨，合成塔内氨碳比例严格按照2.95：3.10进行配比，实际操作过程中不容易产生过高的压力；
②以二氧化碳为主要气提剂，可达到对良好的气提效果，溶液在经过气提工艺后，溶液只需一次减压至低压分解系统，整个工艺流程难度较小，形式简短；
③通过合成系统压力的降低，在某种程度上减少了对原材料输送能耗，低压系统返回合成回路的循环甲氨液量较少，避免循环甲氨液输送功的过量形成，从而有利于整体工艺动力消耗的有效降低；
④运用脱氢技术对原料中的二氧化碳气体进行处理，可为整个生产工艺提供可靠的系统保障。
3运用二氧化碳汽提法进行尿素生产的几种新工艺
3.1升温钝化采用纯蒸汽升温钝化法
在升温钝化生产工艺中，一根长达0.8MPa的蒸汽升温管线被设置于合成塔大降液管处，借助于该降液管溢流口蒸汽有机会进入合成塔，当中有一部分的蒸汽按照上升方向转入就高压洗涤口中，而另外一部分蒸汽则按照相反方向进入高压冷凝器，最终两者在气提塔中汇合完成钝化工序。
3.2低压开车工艺
低压开车工艺在具体操作过程中有着简单、便捷等特点，且便于压力控制工作的有效开展，能够最大限度的降低超压现象的发生几率；整体开车时间较少，在低压开车工艺运用过程中，从高压开车系统升压到稳定这一环节，所需时间大约为4h，而在低压开车工艺运用背景下，2.5h内便可完成生产出料。与此同时，低压开车工艺具备基本的节能降耗功能，受开车时间影响，可有效缩短生产设备的运作市场，通常情况下，两台二氧化碳压缩机便可完成对电能的有效节省，并且低压开车的方式在投料以及出料这整个生产过程之中只需要将放空阀进行放空，这样就能够省掉高压开车过程中所运用的管道以及放空调节阀，并有效节省因为大量放空而导致的生产原材料消耗，从而进一步减少生产过程中的噪音以及生产废气对于环境的污染。
3.3低温的高压调温水控制工艺
一般情况下，高压调温水系统中所采用控制工艺为低温控制方法，该方法除了能够有效回收合成塔尾气中的氨气，且能够在某种程度上节省企业在生产设备方面的大量投资。此外，脱氢系统自身脱氢效果极为良好，可促使系统中二氧化碳氢气含量严格控制在50x10-5这一标准范围内，在此背景下，可将传统工艺中高调水温度由135℃降至85℃，进而从根本上实现水加温过程中对能源的过度损耗。
4现阶段二氧化碳汽提法进行尿素生产过程中存在的问题及解决对策
一方面，腐蚀问题。当尿素处于高温高压环境时，自身腐蚀性随之提升，在一定程度上容易影响正常生产工作的开展。温度较高时，设备在甲氨影响下形成以电化学和水解游离炭酸形成的各种腐蚀现象。此外，当设备因此.通常情况下，在尿素生产过程中引起设备腐蚀的介质有着以下几种：
① 甲氨：对于大多数金属而言，甲氨腐蚀性能较为强烈，金属被腐蚀程度随甲氨浓度的变化而变化。
② 氨：氨对氨酸和氰酸铵的生成有着良好的抑制作用，溶液酸性难以达成中和，该情况导致液体在生产过程中PH值长期处于较高状态，而在尿素生产过程中融入二氧化碳气提工艺，液氨碳比在合成塔中的指标达到2.89~3.0范围内，或多或少会对设备产生一定的腐蚀，特别是设备处于高负荷生产运行时，氨对低压分解系统所造成的腐蚀性逐步加深。
③ 水：从水分子构成来看，内含氯离子和溶解氧两种成分尽管是不锈钢材质的高压设备，仍旧无法彻底摆脱水中所含有的溶解氧造成的氧腐蚀以及氯离子应力腐蚀。
另一方面，泄露问题。在尿素生产过程中融入二氧化碳气提工艺，前提需达到四台高压设备的要求。但从实际生产工艺来看，尚存在技术行以及操作性问题，例如，操作人员专业技能的匮乏等，不仅容易引起温度和压力的迅速上升，且容易导致高压设备封头处发生严重泄漏现象。与此同时，在实际生产尿素过程中，在非合理参数设置和介质腐蚀等双重因素的影响之下，泄漏现象产生几率迅速上升，而针对此类问题，常见解决措施主要包括以下几种：
① 定期检修整个运行系统，随着温度的不断上升，及时对各高压设备封头以及法兰进行热紧；
② 在相关生产工艺实际开展时，应顺应相关工艺操作要求及标准，视情况采取相应的降温及升压速率的调节工作，并且员工在相关生产工艺实际操作过程中，还应尽可能避免对阀门开关的用力过度；
③ 以相关保温防护手段，加强对设备以及管线的维护与保养。
5节能降耗效果分析
JX节能型尿素技术在国内几家企业中已得到广泛应用，经济效益得到了明显改善，本文以某化工采用JX节能型尿素技术为例，与传统水溶液全循环技术进行比较，具体数据如下：
不同尿素生产工艺节能效果
6结束语
综上所述，用二氧化碳气提工艺生产尿素，是现代化学工艺技术的一种体现，但在享受该工艺所带来便利的同时，背后却隐藏着严重的资源消耗过度现象，因此，在二氧化碳气提工艺未来发展过程中，应进一步加大改革创新力度，将二氧化碳气提工艺的便利性不断扩大，尽管当下二氧化碳气提工艺发展态势稳定，但应着眼于未来发展，努力创新实现现代生产工艺的良性发展。
参考文献：
[1]张虎明，王有.二氧化碳气提尿素工艺高压洗涤器防爆问题探讨[J].化工安全与环境，2012，16（16）：115-116.
作者简介：史元元（1986），男（汉族）毕业于安徽理工大学 开车工程师 主要从事化工装置的试车技术指导和管理工作，电话：18672954954，Email：syy2008cg@163.com.
论文作者:史元元1,陈云洁2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：尿素论文; 工艺论文; 二氧化论文; 高压论文; 过程中论文; 低压论文; 生产工艺论文; 《基层建设》2018年第35期论文;