小氮肥第４４卷第１期２０１６年１月 ９ 效合成塔盘在水溶液全循环法 尿素装置中的应用 张韧刘振勤姚克亮 （安徽昊源４Ｌｓ－集团有限公司 安徽阜阳２３６０２３） ０前言 峰开设的气相孑Ｌ以较高的速度射出后进人上一层 塔盘的液相中，强化了气液接触。 安徽昊源化工集团有限公司（以下简称吴源 公司）现有４套尿素生产装置，年生产尿素约 １ ５００ ｋｔ，其中１ 和２ 装置采用水溶液全循环工 艺，３ 和４ 装置采用ＣＯ 汽提工艺，１ ～４ 装置年 生产能力分别为２００，４００，３００和５００ ｋｔ。２ 尿素 装置于２００６年年底单塔开车投产，２００８年转入 双塔生产，运行中一直存在蒸汽消耗偏高的问题。 鉴于４ 尿素装置使用浙江工业大学化工设备有 限公司新型高效塔盘内件后转化率明显提升、物 料消耗降低，吴源公司决定对２ 尿素装置１ 合成 图１ 高效波形塔盘局部结构 塔塔盘进行改造。该改造项目于２０１４年１０月进 行，安装改造历时１个多月；装置于２０１４年ｌ２月 介质通过高效波形塔盘时，气相和液相分道， 开车运行，即达到了节能降耗的目的。１ 合成塔 流动稳定，传质效率较传统塔盘有明显提高。高 投产运行至今，运行稳定，物料消耗下降。 效波形塔盘结构产生的小气泡增大了比表面积， 且分布更均匀，有利于提高传热和传质的效率。 １主要技术创新 每个反应区内物料自下而上通过塔盘，使相邻的 尿素合成塔塔内设置２８块高效尿素合成塔 多个小反应室的物料避免因密度差而引起回流， 盘（原为２８块泡罩塔盘），塔盘开孔率自下而上 从而提高尿素的浓度梯度、减少返混。此高效波 为２．５％～０．７％不等。上升的气、液两相在波形 形塔盘较传统塔盘的结构气液混合效果更好，且 塔盘上进行气液分流（图１），介质的液相从波谷 制造相对容易。 开设的液相孔与环向间隙通过，介质的气相从波 高效波形塔盘整体结构见图２。 波形塔盘 图２高效波形塔盘整体结构 １０ 小氮肥第４４卷第１期２０１６年１月 ２技术综合比较 对采用传统合成塔盘的２ 尿素装置２ 合成塔 和采用新型高效塔盘的２ 尿素装置１ 合成塔的转 化率及单开１ 和２ 合成塔时的数据对比。 （１）１ 合成塔停车检修，更换塔盘，单开２ 合成塔运行１周（表１），吨尿素平均氨耗５４３ ｋｇ、 平均汽耗１ ３８３ ｋｇ。 表１单开２ 合成塔１周运行数据 １ 合成塔检修结束后，开１ 和２ 合成塔的 ＣＯ，转化率对比见表２。 表２开１ 和２ 合成塔的ＣＯ：转化率对比 ％ （２）２０１５年３月，因生产负荷调整，２ 合成 塔停车备用，单开１ 合成塔运行１周（表３），吨尿 素平均氨耗５４２ ｋｇ、平均汽耗１ ３３１ ｋｇ。 由１ 与２ 合成塔对比数据可以看出，采用新 型合成塔塔盘后，ＣＯ 转化率提高了约２．０％，吨 尿素平均少用液氨约１ ｋｇ、蒸汽约５２ ｋｇ，节能效 果显著。 表３单开１ 合成塔１周运行数据 ３ 结语 昊源公司本次改造通过采用浙江工业大学化 放空量明显减少，一吸塔操作弹性增强；减少了氨 损失，蒸发和水解系统负荷也得以减轻，系统吨尿 素氨耗、汽耗均降低，达到节能降耗的目的。单开 ２ 合成塔时，碳铵液中氨质量分数为６％左右；而 单开１ 合成塔时，碳铵液中氨质量分数为５％ 左右。 （收稿日期２０１５．１０．１４） 工设备有限公司新型高效波形合成塔盘，不仅提 高了ＣＯ 转化率约２．０％，而且增加了装置操作 弹性和生产能力，使装置运行更加安全、稳定；同 时，由于中、低压系统负荷得以减轻，中、低压系统
