尿素裝置能耗分析及節(jié)能減排措施

1、<p>　　尿素裝置能耗分析及節(jié)能減排措施</p><p>　　摘 要：針對尿素行業(yè)高能耗的特點，結合化工節(jié)能技術和尿素生產(chǎn)工藝，挖掘裝置節(jié)能減排的潛力，并提出相應的措施。 </p><p>　　關鍵詞：尿素 能源 節(jié)能減排 影響因素 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　大慶石化分

2、公司化肥廠尿素裝置是上個世紀七十年代從荷蘭STAMICARBON公司引進的CO2氣提法尿素生產(chǎn)工藝技術，該裝置由荷蘭大陸公司總承包，國內設計院完成配套工程的設計，于1976年建成投產(chǎn)。2005年，通過引進荷蘭STAMICARBON公司的并聯(lián)中壓技術對尿素裝置進行了擴能改造，使裝置的生產(chǎn)能力由原設計1620噸/天提高至2300噸/天。擴能改造中新增一套并聯(lián)中壓系統(tǒng)外，還新增了一臺CO2增壓機、一臺高壓離心氨泵、一臺高壓離心甲銨泵以及一套蒸

3、發(fā)系統(tǒng)，另外還對高壓洗滌器進行了更新，這是國內首家利用并聯(lián)中壓技術對CO2氣提法尿素生產(chǎn)工藝進行改造并取得成功的裝置。 </p><p>　　一、尿素生產(chǎn)中的影響因素及操作優(yōu)化 </p><p>　　1、尿素合成反應機理及熱力學模型 </p><p>　　2、尿素生產(chǎn)操作優(yōu)化 </p><p>　?。?）選擇最佳操作溫度：溫度是影響尿素平衡轉

4、化率的重要因素，尿素合成的平衡轉化率隨溫度的升高而升高，但當其他條件不變時，溫度超過一定值后，轉化率又會下降，因此，存在一個最佳的操作溫度。要得到最大的轉化率，尿素合成塔應盡可能控制在最佳操作溫度下運行。 </p><p>　?。?） 提高氨碳比：提高原料的氨碳比，可以提高尿素合成的轉化率。當有過剩氨存在時，不僅有利于提高轉化率，還可以抑制某些副反應。氮碳比可以通過進料調節(jié)機構進行調節(jié)，不過高氨碳比雖然能夠提高尿

5、素合成轉化率，但太多過剩氨也會造成系統(tǒng)利用效率下降，并使能耗升高，增大后續(xù)設備的負荷，同時也將提高系統(tǒng)的平衡壓力，因此實際操作時氨碳比也有一個合理的最優(yōu)選擇范圍。 </p><p>　?。?）降低水碳比：研究表明降低水碳比，可以大幅度提高尿素轉化率，水碳比每降低0.1，轉化率就可提高1%以上，因此應當盡可能地降低水碳比。要控制系統(tǒng)的水碳比，只能通過低壓甲銨液的含水量來控制，而控制低壓甲銨液的含水量又要通過對低壓循

6、環(huán)吸收系統(tǒng)、0.7MPa系統(tǒng)和水解系統(tǒng)進行綜合調整來實現(xiàn)。 </p><p>　　（4）延長反應時間：反應時間的長短與反應是否達到或接近化學平衡有關。反應越接近化學平衡，轉化率就越高。尿素合成反應最少需要40^50分鐘的反應時間，才能達到接近化學平衡狀態(tài)的轉化率。如果反應時間少于40分鐘，則轉化率明顯降低。但過長的時間也是不利的，因為一般來說，雖然得到較高的轉化率，但整個合成塔的生產(chǎn)強度卻降低了，故操作中可選取1

7、小時左右的反應時間。 </p><p>　　二、尿素裝置節(jié)能減排潛力 </p><p>　　節(jié)能就是利用技術上可行、經(jīng)濟上合理、環(huán)境和社會可以接受的方法來有效的利用能源。所以，節(jié)能并不簡單的意味著少用能源，其實質是充分有效地發(fā)揮能源的作用，使同樣數(shù)量的能源可以提供更多的有效能，從而生產(chǎn)出更多、更好的產(chǎn)品，創(chuàng)造出更多的產(chǎn)值和利潤。尿素工業(yè)自上世紀七十年代從國外引進，經(jīng)過三十余年發(fā)展工藝已經(jīng)相

8、當成熟。大慶石化公司化肥廠等多家大氮肥裝置都經(jīng)歷了擴能改造，雖然改造的方式有所不同，但是都大幅度的提高了產(chǎn)量，能耗和物耗也有所下降。 </p><p>　　三、尿素裝置節(jié)能減排措施 </p><p>　　經(jīng)過分析尿素裝置的熱力學系統(tǒng)和物料平衡的原則，尿素裝置節(jié)能減排通過以下幾個途徑實現(xiàn)： </p><p>　　1、提高生產(chǎn)裝置的長周期、滿負荷運行能力，降低產(chǎn)品的單耗

9、。裝置大型化，集約化是未來化工裝置降低能耗的基礎，對現(xiàn)有裝置的擴容改造也有降低產(chǎn)品單耗的能力，但是這會增加設備投資費用，要合理把握裝置投資費用和生產(chǎn)費用的平衡。而長周期穩(wěn)定的生產(chǎn)工況降低的能源和材料的浪費，保證了能源利用和經(jīng)濟效益的最大化。 </p><p>　　2、工藝的持續(xù)改進，優(yōu)化操作，不斷優(yōu)化參數(shù)，提高主產(chǎn)物收率，減少低價甚至無用的副產(chǎn)物產(chǎn)量。生產(chǎn)過程中各種參數(shù)的波動時不可避免的，如原料的成分、溫度、產(chǎn)量

10、、蒸汽需求量等，如果生產(chǎn)優(yōu)化條件能隨著這些參數(shù)的變化相應的變化，將能取得很大的節(jié)能效果。為了產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率，我們裝置內一些設備留有頗大的設計裕度，這些設計裕度如果控制不準確會大大增加能耗。 </p><p>　　3、提高能源利用率，分三方面：（1）提高動力蒸汽能的利用效率；（2）提高換熱介質的利用率；（3）對生產(chǎn)電力系統(tǒng)進行整體節(jié)能改造，如采用安裝變頻器的方式給壓縮機組或大型電機提高效率。 </p>

11、<p>　　4、提高水資源的二次利用率。盡可能回收利用廢水，將之轉化為可利用物質。水解系統(tǒng)處理出的水解水可以循環(huán)利用，盡量實現(xiàn)“零排放”嚴格管理標準。 </p><p>　　5、加強巡檢。細心檢查裝置的運行狀況，檢查到一處“跑、冒、滴、漏”處理一處，一切事故都是有先兆的，都是可以控制的，要在事故發(fā)生前及時排除。加強巡檢保障裝置平穩(wěn)運行，降低了設備和原料的損耗，對節(jié)能減排有重要意義。 </p&g

12、t;<p>　　6、與同類型的廠交流學習，學習其他廠的先進管理經(jīng)驗和節(jié)能減排措施，并結合自身裝置的實際情況合理的進行改進。 </p><p><b>　　四、結論 </b></p><p>　　尿素裝置的工藝相對比較成熟，節(jié)能減排的潛力就在于科學的管理和精心操作，減少污染物排放，提高能源的利用率。尿素裝置節(jié)能減排不僅能提高裝置的經(jīng)濟效益，更符合當代改革形