摘要：尿素装置在停车过程中产生大量的氨水处理依旧是一个严峻的问题，现在国内各大化肥企业的做法通常是将氨水处理后将氨放空，这种做法不但损失一定量的氨，而且会对大气造成污染，对周围居民以及员工的健康不利。随着技术的进步以及环保要求日益严格，这样的处理方法亟需改进。文章重点就尿素装置停车过程废水的排放控制措施进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键字：尿素装置；停车过程；废水排放；控制措施
引言
尿素装置的工艺相对比较成熟，节能减排的潜力就在于科学的管理和精心操作，减少污染物排放，提高能源的利用率。尿素装置节能减排不仅能提高装置的经济效益，更符合当代改革形势下改善生态环境效益的要求。
1传统尿素装置停车过程废水的排放处理方法
装置需要停车大修或者高压系统需要排放的时候，二氧化碳汽提法装置高压系统均设置了排放管线，通过专门设置的排放管线绕开汽提塔排往循环系统，物料进入循环系统后，通过精馏塔将氨和尿素分离，尿素通过预蒸发进入尿液储槽。而精馏塔出来的氨将以气相存在，并通过烟囱大量放空，未放空部分将通过低压甲氨冷凝器冷凝后排往氨水储槽。氨系统的氨直接往氨水储槽排放，一部分以气相存在通过烟囱放空，而另一部分则排入氨水储槽内。尿液储槽的液体容易处理，通常是再次启动蒸发造粒系统将尿液生产为成品尿素或者稀释后保存，总之尿液的处理不会产生污染和损失。氨水储槽的氨水难度就较大，原来装置的氨水储槽有效容积是500m3，若作为正常生产时的缓冲槽，一旦停车将其装满后，将会给装置再次开车带来压力，通常在装置再次开车前都会将其处理后保持低液位，因此一般都不作为储存使用。而随着环保要求的日益提高，这部分氨水不能排地沟，所以为了保证达标排放，装置停车排放都是将其通过水解装置处理后将氨和水分离，氨通过烟囱放空，水通过地沟排放。每次停车高压系统排完后，都要用12h的时间来处理氨水槽的稀氨水，这将增加大量的停车成本，并且污染大气环境。停车后合成车间液氨管线阀门和进入合成系统阀门已关闭，排放置换氨系统时都是通过泵出口排放管线排往氨水储槽，由于氨具有很强的挥发性，因此每次排放都会有大量的氨往烟囱放空。
2传统尿素装置停车过程废水排放存在问题
通过对停车过程中所产生的废水、气分析，所存在的问题就是气相氨不能保存，稀氨水又因为目前缓冲槽不够没有缓冲能力，而为了废水达标排放必须将其通过水解系统处理后放空，所以就需要增加一个氨水储槽，提高缓冲能力，改进操作方法而达到氨不放空，将70t氨全部转变为稀氨水进行保存，待正常生产时在通过水解回收利用，这既节约了开停车成本，并且消除大气污染。合成系统在装置停车后通常都是进行封塔，然后再沿排放管线往循环系统排放，所以排放过程中合成系统不会有氨损失。循环系统在合成系统排放过程中将会有大量的气相氨放空，在停车排放过程可以放缓排放速度，而不开放空阀，使氨在循环系统大量冷凝下来排往缓冲槽，现有循环系统排往氨水储槽的排放管线为DN50的管线。一般来说，通常能达到3～4m/s的流速，就可以满足21～28t/h的排放量。原有循环系统在70％负荷时，循环系统冷凝的甲铵量为25t/h左右，因此现有管线基本可以满足排放的要求。循环系统冷凝的氨水氨浓度将在30％左右，温度在70℃左右。要使氨水在常压下保存而不挥发，就必须将氨水进行冷却。由于循环系统的介质不仅仅是氨，其中还含有30％左右的二氧化碳，在低温下将会反应生成碳酸氢铵而形成结晶物质，所以降温的同时还要考虑稀释浓度。因此，要保存稀氨水，还必须考虑氨水的冷却和稀释问题。从停车排放过程发现水解系统的精制液约30t/h就地排放，如果将其冷却后回收作为氨水的冷却和稀释用是比较理想的水源。在装置停车过程中水解系统是在处理氨水槽的氨水，为了减少氨的损失，可以在停车后将水解进液改为冷凝液泵来的冷凝液，这样就可以在高压系统排放置换时同时将水解系统处理干净。由于回流冷凝器负荷大幅度降低，将水解精制液泵出口精制液通过新增加管线送到回流冷凝器顶部，将其冷却后排往新增加氨水储槽作为氨水的冷却和稀释用。回流罐的排放管是DN40的管线，考虑到排放能力可能达不到氨水的冷却和稀释的要求，所以回流液泵出口增加一条DN40的管线到新增氨水槽，将冷却后的精制液直接送新增氨水槽冷却和稀释循环系统排放的氨水。
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3尿素装置停车过程废水的排放控制措施
3.1停车时的操作要点
停车时按原有的操作法要将0.7MPa吸收系统的放空阀、循环系统放空阀、回流冷凝器顶部的放空阀全开，0.7MPa系统的吸收塔循环冷却器、循环系统的吸收塔循环冷却器以及回流冷凝器循环水关闭，使其不工作让氨不冷凝放空。为了降低氨损失，实现“零”排放，停车时0.7MPa吸收系统的放空阀，循环系统放空阀以及回流冷凝器顶部的放空阀处于关闭状态；0.7MPa、循环系统的冷却器以及回流冷凝器循环水维持正常开度让其正常工作，以减少氨损失。
3.2高压系统排放时的控制要点
第一，高压系统排放时用汽提塔液位控制阀控制排放速度；第二，循环系统压力控制不超过0.3MPa，循环系统至常压吸收系统的放空阀阀位控制在50％以下。低压调温水温度、循环系统的吸收塔循环冷却器温度按指标下限控制以提高吸收效果，循环系统水量提高至高限以降低浓度。如果循环系统压力及放空阀开度达不到要求，可适当降低排放速度；第三，提高循环加热器的壳侧蒸汽压力以提高循环加热器出液温度，使其控制在130℃以上，以保证精馏效果，使氨不大量随尿液带走降低氨损失。如果通过壳侧蒸汽压力温度仍达不到要求，可适当降低排放速度；第四，为了使循环系统排放的氨水达到冷却和稀释效果，水解系统进料必须保持30t/h的冷凝液，使水解系统保持运行，水解精制液全部送到回流冷凝器顶部，使稀释用水保持在35～40t/h，高压系统排放完毕后水解系统可以停止运行。
3.3高压系统、循环系统置换要点
高压系统液相排放完毕后，通常还有3.0MPa左右压力，这时高压系统气相还存在大量的氨，所以高压系统泄压气体仍往循环系统排放，禁止打开合成塔气相放空阀向大气泄压，合成系统尾气排放阀保持较小开度，待高压系统压力降至较低压力时再打开气相放空阀连通大气。循环系统仍然维持运转，将高压系统的气相进行回收保存。高压系统泄压后，相关管线的冲洗液全部排至循环系统。高压系统加水置换在排放时一般底部氨浓度较高，开始排放时应往循环系统排，待排放半小时后，取样分析达到环保排放标准方可就地排放。0.7MPa吸收系统、循环系统置换的水全部排往氨水储槽直到达到排放标准，再就地排放。
3.4氨系统的处理要点
氨系统排放时，该系统除了排放阀及进入高压系统切断阀外，其他阀门都应处于打开状态，以使氨系统排放置换彻底。氨系统在排放期间，常压吸收系统要保持正常运转。氨系统排放完毕后，可在合成送尿素车间氨切断阀处通氮气进行系统置换，排放口仍然选在常压吸收塔，待氨浓度降低至达到排放标准后，再打开就地导淋排放。
3.5氨水储槽的处理
氨水储槽如果需要检修或者液位较高，可通过输送泵往新增氨水储槽输送。每次停车如果控制得当氨损失较小，浓度控制在10％左右保存，那么新增氨水储槽的氨水将会有600t左右，这部分氨水可以待装置开车正常后，通过水解系统缓慢回收利用。
结束语
综上所述，为力求实现整体效益的最大化，尽可能地减少开停车损失，尿素装置工作人员在分析和研究尿素装置能耗、物耗的基础上，提出了开停车过程中降低装置消耗的可控制的工艺操作方法，有效地降低了尿素产品的平均生产成本。
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论文作者:李娜,王琦,史银霞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：氨水论文; 循环系统论文; 系统论文; 尿素论文; 装置论文; 高压论文; 管线论文; 《基层建设》2018年第23期论文;