高压法三聚氰胺装置的工艺系统局部优化

高压法三聚氰胺装置的工艺系统局部优化
闫江涛;高思春;周红碧
【摘要】对高压法三聚氰胺装置运行过程中出现的一些问题进行工艺系统设计优化.
【期刊名称】《化工设计》
【年(卷),期】2018(028)001
【总页数】3页(P3-5)
【关键词】高压法;三聚氰胺;工艺系统;设计;优化
【作者】闫江涛;高思春;周红碧
【作者单位】惠生工程(中国)有限公司郑州 450018;惠生工程(中国)有限公司郑州450018;惠生工程(中国)有限公司郑州 450018
【正文语种】中文
本文描述装置以尿素装置输送来的熔融尿素为原料，采用意大利欧技公司60kt/a
三聚氰胺高压非催化工艺技术进行三聚氰胺的生产，该工艺技术具有以下主要特点：(1)装置规模大：生产规模为60kt/a三聚氰胺，是目前国内单套生产能力最大的装置。

(2)本项目与尿素联产，产生的尾气经收集，干燥至含水率10%(wt)之后送到尿素
界区回收利用，不需要设置单独三聚氰胺生产企业的尾气处理工序，降低了投资和运行成本。

(3)产生的废水，利用高压热分解将其中的OAT等固体物质水解成氨，CO2重新
利用，同时产生贫氨基甲酸盐溶液送尿素装置联产尿素，节约原料的同时，减少了废水和固体排放，做到了三胺装置的清洁生产。

(4)本装置引入钝化空气从不同位置注入急冷塔、CO2汽提塔、三胺溶解器、氨精馏塔、废水汽提塔和尾气冷凝液汽提塔等，形成钝化膜，有效避免设备腐蚀。

(5)设置调温水系统：调温水系统分布在一个闭合回路中，将不适于生产蒸汽和利
用价值相对较高的工艺物流的热量，通过调温水系统进行回收后用于加热装置内的某些冷物流，最大限度利用装置余热。

装置运行一年多以来，针对运行实际情况，对装置的局部系统进行改造，实现了运行和操作的优化，取得了良好的效果，工艺系统优化总结如下：
1 增加废水闪蒸罐
在三聚氰胺装置中，从后反应器出来的熔融三聚氰胺进溶解器中，溶解器中加入浓度不低于13.5%(wt)的氨水，在氨的作用下，大部分的缩聚物转化为三聚氰胺，同时氨的存在也抑制了三聚氰胺水解为OAT的反应。

原设计溶解器出来的溶解水经预热器后，通过一个调节阀降压进回用水冷却器，进一步降低温度进回用水罐，再泵送至氨吸收塔吸收氨后作为溶解器水。

装置在实际运行过程中，溶解水的氨浓度已超出设计值(13.5%)，达到18% 左右，增大了氨回收系统的负荷及能耗。

现在在溶解器水预热器和回用水冷却器之间增加了一个闪蒸罐，操作压力
0.7MPa(G)，增加废水闪蒸罐后工艺流程见图1。

图中云线内为新增闪蒸罐。

通过闪蒸罐后，溶解器水中的一部分CO2被闪蒸至气相中除去，液相中的CO2
浓度可降至0.35%(wt)。

这样溶解器水中的氨浓度便可随之降低，使之接近设计值13.5%(wt)。

同时氨汽提塔的负荷也随之降低，相应氨汽提塔再沸器的蒸汽消耗也降低。

2 冲洗用气氨的来源优化
由于三聚氰胺的熔点为354℃，极容易形成结晶；在氨存在的情况下，在熔点附近可直接升华。

利用这一特点，三聚氰胺装置中设置了很多氨冲洗，防止出现三聚氰胺结晶堵塞。

原设计的冲洗用气氨为液氨通过蒸汽夹套管加热气化所得，见图2。

但在使用过程中检测到有氨泄漏至外部蒸汽夹套管中。

分析原因为液氨气化时体积急剧膨胀，而夹套管内空间较小，造成管道破裂，使氨泄漏至蒸汽夹套中。

现有装置中三聚氰胺反应器用的气氨是由氨进料蒸发器将液氨蒸发得到，现将冲洗用气氨改为从该换热器出口的气氨管道上引出，不再使用夹套加热的方式产生，见图3。

图1 增加废水闪蒸罐后工艺流程
图2 蒸汽夹套管
改造后，反应系统和氨冲洗系统运行良好，且经过多次检测，蒸汽系统中没有再出现泄漏。

图3 气氨由氨进料蒸发器出口引出工艺流程
3 蒸汽疏水罐代替疏水阀
本项目的氨汽提塔再沸器排出蒸汽冷凝液的方式起初采用疏水阀，后改用蒸汽疏水罐，流程见图4。

图4 疏水阀改为蒸汽疏水罐工艺流程
一般情况，工艺蒸汽冷凝液的排出都是采用疏水阀，但由于本项目氨汽提塔再沸器产生的蒸汽冷凝液量较大(约26t/h)，再沸器及蒸汽凝液管线在运行过程中出现振
动，且塔釜温度一直低于设计值。

分析原因可能是疏水阀排出凝液不及时，导致再沸器积液，再沸器的换热面积没有充分利用。

因此，本装置设置了一个蒸汽疏水罐加一个液位控制阀来代替疏水阀，液位控制阀的作用是排出一定的冷凝液量，维持疏水罐液位的稳定，保证氨汽提塔和再沸器的操作稳定。

疏水罐采用直径为400mm，切线长度为1200mm的管子制作，正常液位控制在600mm，停留时间约10s，虽然容积不大，但足以保证蒸汽冷凝液及时排出，不
在再沸器壳程累积。

需要注意的是，疏水罐的安装高度有要求，即疏水罐的上切线不能高于再沸器的下管板。

4 间歇使用蒸汽管道的防冻措施
本装置所在地冬季气温很低，装置中有一些间歇使用的蒸汽管道，由于停用时蒸汽不流动，发生冷凝并冻结，堵塞管道，给后续需要使用的时候带来很多不便。

改进措施：在靠近此类蒸汽用户的位置设置小管径疏水管道，用户停用蒸汽时，开启该疏水管道，使蒸汽一直以小流量流通，并通过疏水管道回收冷凝液；用户启用蒸汽时关闭该疏水管道。

见图5。

图5 间歇使用蒸汽的用户设置小管径疏水管道
对于很少使用的蒸汽管道，还可以在该蒸汽支管根部加切断阀，并在低点设置排净，停用时排净冷凝液即可。

改造后，间歇使用的蒸汽管道堵塞几率降低，免去了冬季频繁清堵蒸汽管道的麻烦。

5 结语
本装置为国内单套生产能力最大的高压法三聚氰胺生产装置之一，对在运行过程中出现的一些问题及优化改进措施进行叙述，通过这些工艺系统的优化，使装置运行更加安全、稳定，能耗更低，实际运行效果良好。