王 君，祁 勇，崔 琨
(黑龙江黑化集团有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161041)
[中图分类号]T Q 441.41 [文献标识码]C [文章编号]1004-9932(2001)03-0027-02
[收稿日期]2000-09-19
[作者简介]王君(1965-)，男，河北青龙人。
1 概 述
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60年代初，水溶液全循环法尿素生产工艺实现了工业化;60年代末，氨气提法和CO 2气提法尿素装置投产成功，使尿素生产技术飞跃发展;80年代,IDR 法、ACES 法、U TI 法生产装置相继投产，进一步降低了物耗和能耗;90年代初，双塔高效HEC 法尿素装置投产。氨气提法、IDR 法、ACES 法、UT I 法和HEC 法中，氨气提法在我国大氮肥应用较多,IDR 法仅泸天化使用，其它方法的部分技术在大中小尿素厂技改中应用。本文简单介绍了这几种尿素生产工艺及其特点。2 各种工艺高压系统简介
2.1 斯塔米卡邦(STAM ICARBON )CO 2气提工艺
该法由荷兰斯塔米卡邦公司于1967年研究成功。该工艺较完善，推广较快，采用该工艺建的装置较多，但现国外已不把其列为先进工艺。 工艺流程为：从界区来的液氨经高压液氨泵升压后进入预热器，预热至60～80°C 后经高压液氨喷射器进入高压甲铵冷凝器。
来自界区的CO 2和空气进入CO 2压缩机，升压至约15M Pa 后进入脱氢反应器，脱氢后的CO 2气体冷却到120°C 以下进入高压CO 2气提塔的底部。NH 3与CO 2分子比2.95。
在合成塔中大部分冷凝的甲铵转化为尿素和水。离开合成塔的反应混合物，经漏斗型下降管分布在CO 2气提塔的降膜管上，并通过CO 2气体在降膜管内的气提作用，降低溶液中的NH 3含量，使离开气提塔底的尿素溶液含NH 3仅6%左
右。塔顶部的气体进入高压甲铵冷凝器，在此大部分气体与新鲜液氨在约170°C 下冷凝生成甲铵。冷凝过程中放出的热量用于产生约0.45M Pa 的低压蒸汽。由冷凝器出来的混合物进入合成塔，在此甲铵脱水生成尿素。CO 2气体带入的惰性组分及未转化的NH 3和CO 2经合成塔顶管线进入高压洗涤器。在高压洗涤器的下部，大部分NH 3和CO 2被冷凝，离开底部的气体与循环工序来的甲铵液逆流接触，经洗涤的气体含有N 2和O 2，通过惰性气放空塔排入大气。由CO 2气提塔底部出来的尿素溶液去低压分解工序。2.2 斯那姆罗给提氨气提工艺
工艺流程为：液氨经离心泵抽出并加压至2.1MPa，部分送至中压吸收塔，余下的由泵压缩至21M Pa ，经来自低压分解塔的排放气预热后，进入喷射器，将来自甲铵分离器的甲铵液加压至合成压力后一同进入合成塔，与CO 2进行反应。离开合成塔的产物进入降膜式氨气提塔，混合物经过降膜管时被加热，通过自气提作用，溶液中的CO 2含量降低。由氨气提塔顶出来的气体与来自中压吸收塔并经高压甲铵泵加压的流体一同进入高压甲铵冷凝器。在此除少量惰性组分外，全部混合物被冷凝并产生0.45MPa 蒸汽。经分离后液体流至甲铵喷射器。
由甲铵分离器顶部出来的未冷凝气体(含有少量的NH 3)被送往中压分解塔处理。含有少量CO 2的溶液离开氨气提塔底部去中压分解工序。2.3 节能节资ACES 工艺
ACES 工艺是日本三井东亚、东洋工程公司于1982年研制成功的，是从最早的全循环B 法，经全循环C 法、改良C 法、全循环D 法发展而来的。ACES 法是将气提方式和CO 2高转化率的溶液循环式尿素合成方法结合在一起，达到节能目的。该工艺与CO 2气提工艺极为相近，但也有独
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特之处。世界上采用该工艺建成及正在建设的装置有90多套。
2.4 等压双气提(IDR法)工艺
该法由意大利蒙特爱迪生公司开发成功，该工艺能耗低，转化率高。我国于1985年引进该技术，用于泸天化一尿素装置改造，改造后生产能力达到750t/d。
巴洛克音乐下载来自界区的液氨由高压氨泵加压至约19 M Pa后，依次送入预热器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，并在不同的温度下送入合成塔的不同部位和氨气提塔。来自界区的CO2经压缩至约19M Pa后去CO2气提塔底部。
合成塔中NH3和CO2在187°C和19M Pa 下反应，氨气提塔出来的气体在合成塔上部冷却后释放热量，以确保正常的反应温度。从合成塔下部加入新鲜液氨，使未反应的NH3和CO2在此区域内重新建立设计的比值，提高转化率。
填料函来自合成塔的尿素溶液首先进入氨气提塔，离开氨气提塔的溶液含CO2约14%，含NH314%，此溶液经CO2气提塔及减压后送中压分解系统。
来自CO2气提塔顶的气体和来自高压甲铵泵的甲铵溶液一同进入高压甲铵冷凝器(Ⅰ)，产生0.7M Pa(绝)蒸汽。出甲铵冷凝器的甲铵液经甲铵分离器后液体进入合成塔，气体进入高压冷凝器(Ⅱ)，部分被冷凝以降低气体中的NH3和CO2含量。最后气体去惰性气洗涤塔。
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2.5 U TI热循环法
热循环法(UT I法)流程与水溶液全循环法流程类似，是在水溶液全循环法的基础上，充分利用生产过程中的甲铵冷凝热，实现多级热回收，热利用率高达85%，汽耗和冷却水耗显著降低，从而降低了生产成本。
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2.6 双塔高效综合法(HEC法)
该法是瑞士卡萨利尿素公司研究老厂改造时开发的高效联合法尿素工艺，特别适合全循环法装置的改造。其独特设计是CO2转化率高的合成塔。1994年云天化引进了该技术。该工艺采用双合成塔，提高了CO2转化率(达到75%)，减少了气提负荷，流程与IDR法类似。
3 各种工艺的特点
3.1 CO2气提法
(1)采用以下措施降低了能耗：合成系统进料中NH3与CO2分子比严格控制为2.95，合成条件控制在13.9M Pa、183°C。气提塔排出未转化的CO2和NH3仅少量排出高压系统，在单一的低压回收工序进行处理，减少了投资及能耗。CO2和NH3的冷凝热产生的低压蒸汽可用于后工序及CO2压缩机的蒸汽透平。
(2)提高了安全性：采用脱氢方法，使尾气燃爆可能性大大减小。
(3)操作弹性大：实现低压投料开车，并可在60%～100%负荷范围内运行。
(4)污染小。
3.2 氨气提工艺
(1)NH3与CO2摩尔比控制在3.3～3.6，操作压力、操作温度均较高，因此CO2转化率较高。
(2)设有两台甲铵冷凝器，分别副产0.59 M Pa和0.44M Pa蒸汽供后工序使用，副产蒸汽量可根据生产情况调节。
(3)由于合成圈采用高的NH3和CO2分子比，气提塔列管为钛材，可以在低于200°C(出料温度)下操作。开车时无需专门钝化系统。在70%～40%负荷下运行不致于造成设备腐蚀，事故停车时封塔几天，无需排放,NH3和CO2损失少，运转率较高。
(4)采用甲铵喷射器，所有高压设备均可布置在地面，便于维修和操作。
(5)高压甲铵冷凝器为卧式，无需蒸汽汽包，不易集氯离子，消除了管外壁应力裂纹腐蚀。
(6)可有效回收中低压分解热，操作比较灵活。
(7)工艺冷凝液采用水解处理，其尿素和NH3含量可降至(1～3)×10-6，消除了污染，减轻了脱盐水处理装置负荷。
3.3 ACES工艺
(1)合成塔进料NH3与CO2分子比高(约为4),CO2转化率较高(可达68%)，可减少气提塔及下游各工序的负荷，并降低公用工程消耗。
(2)气提塔结构设计独特，上部设置3块筛板，气提效率较高。
(3)两台甲铵冷凝器副产0.59M Pa蒸汽，一台副产的蒸汽供后工段使用，另一台的加热气提塔出液，降低了汽耗。
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(4)气提塔和甲铵冷凝器采用价廉的双相不锈钢DP -3/R -4，耐腐蚀性能好，防腐空气加入量较少。临时停车时合成塔可保压两天，装置负荷弹性大，允许在40%负荷操作。
(5)回收系统采用深度水解工艺，最近又采用气提回收工艺，使溶液中尿素和NH 3含量在(1～3)×10-6
。
(6)高压洗涤器的甲铵液靠位差自流到第一甲铵冷凝器，高压系统设备采用高框架布置。3.4 IDR 等压双气提工艺
(1)单程转化率较高:CO 2转化率高达70%。(2)由于采用了高效的热回收系统,IDR 工艺的蒸汽消耗特别低。该工艺以产生0.7M Pa 和0.35MPa 蒸汽的形式回收甲铵冷凝热，回收的合成反应热再加上中压蒸汽供两个气提塔使用。
(3)用双氧水(H 2O 2)作为钝化剂，以防止气提塔内管线及进合成塔前热甲铵管线的腐蚀，并消除爆炸危险。
(4)操作弹性大，可靠性高。可在设计负荷的40%～100%范围内平稳操作，全部设备可在额定能力的10%运行，有利于装置的开停车。3.5 热循环(UT I 法)工艺
(1)采用等温合成塔结构，转化率较高。(2)只用1.2MPa 蒸汽，吨尿素汽耗为0.8t 。(3)采用一吸塔回收余热等，热利用率高达85%。
(4)尿素、氨回收部分采用蒸汽-空气气提工艺，排放水氨含量在1×10-6
左右。3.6 双塔高效综合法(HEC 法)
设置两个合成塔，并将第一合成塔合成液中分离出来的NH 3和CO 2连同返回的浓甲铵液送入第二合成塔，转化率合计75%。第一合成塔采用无水的NH 3与CO 2分子比为3.6的条件操作。大量的甲铵冷凝热可用来副产0.9M Pa 蒸汽，并作为中压分解系统的热源，使汽耗下降。三栖人
煤气炉应用专用炉箅是节能降耗新措施
李永恒
(湖南湘氮实业有限公司，湖南株洲 412005)
[中图分类号]T Q 545 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2001)03-0029-02
[收稿日期]2000-11-23
[作者简介]李永恒(1936-)，男，江苏镇江人，高级工程师。
10年来，煤气炉气化强度从825m 3/(m 2・h )上升到1673m 3/(m 2・h)，靠的是技术进步和科学管理，其中炉箅更新改造是煤气炉气化强度得以提高的重要因素。如何进一步提高煤气炉的气化强度和降低能耗，是摆在企业领导和广大科技人员面前的新任务。煤气炉采用专用炉箅来实现节能降耗，又是科技人员面临的一个新课题。1 炉箅发展历程
1.1 第一阶段是60年代，小化肥厂使用的煤气炉直径大都在1980mm 以下，炉箅一般为星型炉
箅。70年代出现了 2260mm 炉，炉箅为星型和伞型两种，后来湖南化工设计院研制出塔型炉箅。中型氮肥厂 2745m m 炉、 3000m m 炉均采用塔型炉箅, 3600mm 炉采用扇形炉箅。上述几种炉箅的缺点是：通风面积小，布风不匀，排渣能力差，无破渣能力。由于小化肥厂使用的原料比较复杂，煤气炉经常结疤、结大块，工人劳动强度大。在这一阶段，工人最大的心愿是：煤气炉不结疤、不结块。
1.2 第二阶段是80年代，螺旋锥型系列、径向均布型系列、LJF 型等一批新炉箅问世。这些炉箅通风面积略有增加，布风较均匀，破渣能力强，结疤结块现象得到控制，产气量大幅度提高。1.3 第三阶段是90年代，炉箅专家秦兴亚设计的DL 型系列炉箅投放市场，该炉箅具有设计合第3期2001年5月
中 氮 肥
M -Sized Nitro geno us Fertilizer Prog ress No.3May.2001
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