金象賽瑞化工：JX節(jié)能型技術(shù)改造尿素傳統(tǒng)工藝

【摘要】四川金象賽瑞化工有限公司在總結(jié)、消化各種尿素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，集成創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出低能耗、投資省的JX節(jié)能技術(shù)日產(chǎn)1000噸尿素裝置具有流程簡(jiǎn)單、操作容易、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，處于同類(lèi)裝置領(lǐng)先水平，適合于現(xiàn)有水溶液全循環(huán)法尿素裝置改造和新建尿素裝置。
　　
　　目前的尿素生產(chǎn)工藝主要分為氣提法和水溶液全循環(huán)法兩種，氣提法又以CO2氣提為主。氣提法工藝先進(jìn)、能耗低，但投資高、建設(shè)周期長(zhǎng)，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，另外CO2氣提法尚無(wú)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，關(guān)鍵設(shè)備和特殊材料需從國(guó)外進(jìn)口。水溶液全循環(huán)法雖然投資省，但普遍存在規(guī)模小、能耗高、污染大等問(wèn)題。幾十年來(lái)，我國(guó)尿素生產(chǎn)能力約有50%是水溶液全循環(huán)法。

    與傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法工藝相比，JX節(jié)能型尿素技術(shù)生產(chǎn)噸尿素可節(jié)省蒸汽300千克，節(jié)省循環(huán)水60噸，節(jié)省用電15千瓦時(shí)，氨耗降低10千克。我國(guó)尿素年產(chǎn)能約7000萬(wàn)噸/年，其中40%是水溶液全循環(huán)法，若這40%的產(chǎn)能采用JX節(jié)能型尿素生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造，據(jù)估算年可節(jié)約生產(chǎn)成本25億元，節(jié)約標(biāo)煤227.5萬(wàn)噸，減排二氧化碳614.2萬(wàn)噸。

　　四川金象賽瑞化工有限公司在總結(jié)、消化各種尿素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，集成創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出低能耗、投資省的JX節(jié)能型尿素生產(chǎn)技術(shù)。2010年2月，中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)該工藝裝置進(jìn)行72小時(shí)性能考核后認(rèn)為，JX節(jié)能型日產(chǎn)1000噸尿素裝置具有流程簡(jiǎn)單、操作容易、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，處于同類(lèi)裝置領(lǐng)先水平，適合于現(xiàn)有水溶液全循環(huán)法尿素裝置改造和新建尿素裝置。該技術(shù)也因此被列為國(guó)家發(fā)改委公告的第三批重點(diǎn)推廣節(jié)能項(xiàng)目。目前，國(guó)內(nèi)采用該技術(shù)已新建成套裝置4套，其中建成2套，在建2套；改造裝置6套，其中已完成4套，2套在改造之中。

　　據(jù)金象公司副總經(jīng)理李旭初介紹，JX節(jié)能型尿素生產(chǎn)技術(shù)包括高轉(zhuǎn)化率液相逆流換熱式新型尿素合成塔、尿素新型中壓吸收塔以及分梯度逐級(jí)回收熱能的中低壓分解、回收新工藝，是這三部分的集成體。

　　在高轉(zhuǎn)化率液相逆流換熱式尿素合成塔中，約20%液氨從底部入塔，CO2、甲銨液及約80%液氨從頂部進(jìn)入塔內(nèi)，反應(yīng)物從塔頂部出塔，這一工藝路線可使二氧化碳轉(zhuǎn)化率從65%提高至73%，并且隨著尿素轉(zhuǎn)化率的提高，后續(xù)分解系統(tǒng)的負(fù)荷降低，裝置安全系數(shù)更高，并且減少了蒸汽消耗。

　　新型的尿素中壓吸收塔，采用“鼓泡+填料+泡罩”結(jié)構(gòu)，提高了吸收效率，并使吸收塔頂出口氣體的CO2含量從100ppm降至5ppm。這能夠降低后續(xù)工序的設(shè)備材質(zhì)，節(jié)約工程投資。此外，尿素裝置的操作范圍也從40%~105%調(diào)寬至20%~105%，使尿素裝置在外供條件差的情況下也能穩(wěn)定運(yùn)行。

　　尿素中低壓分解塔集換熱段、精餾段、分離段于一體，換熱段采用高效的降膜逆流換熱方式，一分加熱器采用二段式結(jié)構(gòu)。這種二次加熱-降膜逆流創(chuàng)新工藝充分回收了水解工序的低位能余熱，噸尿素累計(jì)總共節(jié)省蒸汽225千克。

　　李旭初告訴記者，JX節(jié)能型尿素生產(chǎn)技術(shù)裝置在“三廢”處理上同樣高效節(jié)能。在處理尾氣方面，傳統(tǒng)工藝放空氣相中含氨約6%，而低壓尾氣中含氨小于1%，中壓尾氣含氨小于0.1%。另外，尿素工藝?yán)淠海ㄉa(chǎn)廢水）采用單塔深度水解技術(shù)，解吸后凈水中氨和尿素含量小于3ppm，無(wú)水解技術(shù)的廢水中氨和尿素含量則分別在700ppm和10000ppm以上。此外，造粒塔設(shè)置粉塵洗滌回收系統(tǒng)減少了排出氣體中的粉塵含量。通過(guò)上述措施，JX節(jié)能型尿素生產(chǎn)技術(shù)可將尿素氨耗降至570千克（傳統(tǒng)法是580千克）。
 
　　另外，JX節(jié)能型尿素生產(chǎn)技術(shù)在中壓分解、中壓吸收上有特色技術(shù)，加上設(shè)置了預(yù)蒸發(fā)器，可將尿素溶液濃縮到86%以上。由此，生產(chǎn)噸尿素可比傳統(tǒng)工藝節(jié)省蒸汽300千克，節(jié)省循環(huán)水60噸，節(jié)省用電15千瓦時(shí)。

　　JX節(jié)能型尿素技術(shù)已經(jīng)在幾家國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)用，取得了良好的收益。以金象化工采用JX節(jié)能型尿素技術(shù)建設(shè)日產(chǎn)1000噸尿素裝置為例，項(xiàng)目建設(shè)總投資1.54億元，與傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)技術(shù)投資相當(dāng)，比CO2氣提法投資節(jié)約7000萬(wàn)元。該裝置2009年2月正式投料，至同年12月底的11個(gè)月中，尿素產(chǎn)量24.9萬(wàn)噸，銷(xiāo)售收入4.11億元，凈利潤(rùn)5783萬(wàn)元，繳稅870萬(wàn)元，節(jié)約成本2310萬(wàn)元，比國(guó)內(nèi)同類(lèi)裝置節(jié)省標(biāo)煤1.75萬(wàn)噸，減排二氧化碳4.73萬(wàn)噸。目前，該裝置最高日產(chǎn)量為1040.66噸。

　　新疆玉象胡楊公司利用該技術(shù)建設(shè)的日產(chǎn)1000噸尿素裝置，2013年全年運(yùn)行360天，產(chǎn)量37萬(wàn)噸。年均噸尿素電耗123千瓦時(shí)、氨耗568千克、循環(huán)水56立方米、蒸汽900千克（1.2MPa）。煙臺(tái)陽(yáng)煤集團(tuán)萊陽(yáng)巨力化肥公司尿素改造裝置投運(yùn)后，噸尿素蒸汽減少400千克；晉煤中能化工尿素裝置改造后于2013年8月開(kāi)車(chē)，蒸汽消耗在原來(lái)基礎(chǔ)上每噸尿素下降300千克。