尿素产品质量影响因素及对策

杨晓峰

摘 要：尿素是工农业生产中常用的一种化工产品，产品质量主要由含氮量、缩二脲含量、含水量、粒度、强度以及粉尘等指标进行衡量，在各项指标中，除含氮量能够在生产工艺设计阶段可有效控制外，其他指标均可能受到温度、反应时间、设备运行状况以及外部环境等多种因素的影响，因此应采取有效控制措施，确保其他指标能够达到国家生产标准，为工农业生产提供合格的尿素产品。

关键词：尿素；产品；质量；对策

1 概述

尿素是在工农业生产中应用十分广泛的一种化工产品，尿素质量指标主要包括含氮量、缩二脲含量、含水量、粒度、强度以及粉尘等。在实际生产中含氮量基本能够达标，因而其他指标的控制就成为影响尿素产品质量的主要影响因素。如果尿素产品粒子呈现乳白色、结块、不均匀或刺激性气味过大时，说明尿素产品没有达到国家标准，需要采取有效的措施控制缩二脲、水、粒度及粉尘等各项指标。

2 影响尿素产品质量因素分析

2.1 缩二脲含量影响因素

缩二脲是尿素在水溶液或熔融状态下由于失氧受热而发生异构化作用生成的，因此其含量主要受以下因素影响：尿素溶液浓度，在一定温度下改变尿素溶液浓度，随着尿素溶液浓度的增高，生成缩二脲的速度逐渐加快；氨分压越大，缩二脲含量越小；温度影响，当尿素溶液浓度一定时，缩二脲的生成速率随着温度的升高而逐渐加快；停留时间的影响，当反应停留时间越长时，缩二脲生成量越大。根据塔里木油田塔西南勘探开发公司化肥厂生成系统检验，尿素汽提塔出来液体中缩二脲的含量在0.2%，至蒸发系统入口增加至0.4%，一段蒸发和二段蒸发过程中缩二脲含量继续增加，至造粒喷头时增加至0.8%。

2.2 含水量影响因素

影响水量的主要因素有以下几点：一是蒸发温度，二是真空度，三是出现泄漏。如一、二段蒸发温度不达标会增加水分含量；一、二段分离器真空度不达标也会增加含水量；另外，容易出现泄漏的部件有二段蒸发加热器列管、上造粒塔保温夹套和蒸汽吹出阀、熔融泵进口冲洗水阀、造粒喷头预热蒸汽阀等。除以上原因外，雨季时空气湿度高也会影响产品含水量。

2.3 粒度影响因素

喷射速度、喷量多少、孔径大小会对尿素成品粒度产生影响。喷孔初速越大，拉断时间短，尿素溶液温度高，粘度小，所的成品粒度小；喷量大，流股变细时间延长，尿液温度下降较多，粘度增加，所得尿素粒度就大；孔径大，流股粗，相同断裂时间时，产品粒度大。

2.4 粉尘的影响因素

粉尘不仅会对环境造成污染，还会加大尿素产品损失。在尿素生产过程中，粉尘主要来源于化学反应、喷头喷射或操作不当、塔内风速以及其他机械原因。如尿素熔融物自塔顶喷头小孔喷出时，每根射流的颗粒系会形成螺旋线形式呈抛物面降落，在降落过程中断裂成滴，并且在周围冷空气的作用下凝固。喷头喷出的熔融物在高温和低含量氨共同作用下会生成异氰酸和氨，温度越高，反应越剧烈，产生的粉尘量也就增多；而在低温作用下，异氰酸和氨会重新反应生成尿素，因此控制好冷却温度，可减少分解反应的发生，控制粉尘量。喷头使用时间过长，未及时更换，喷孔边缘带有的毛刺会产生粉尘；喷头被尿素溶液夹带的杂物堵塞、喷头转速低、孔径大等都可能会增加产品中粉尘的含量。另外，操作过程中，熔融温度过低，喷量过小，喷头转速太快或太慢时，喷头里面旋转液层厚度分布不均匀，容易影响粒子质量，细小或空心颗粒增多，导致出现大量粉尘。

3 提高尿素产品质量的措施

3.1 缩二脲含量的控制措施

对缩二脲含量影响因素进行分析后，可采取如下措施对其进行有效控制：尿素系统应避免在低负荷状态下运行，应确保其运行负荷量达到相关标准；一、二段运行应在低限状态下进行，温度分别控制在128℃和138℃，一、二段真空差控制在0.02MPa；严格控制分离器液位，缩短尿素溶液在设备中的滞留时间；避免在高浓度、高温、真空条件下打循环；正常生产时真空进料操作，尿素溶液在槽内存放时间尽量缩短；控制上塔管线夹套保温和其他伴管保温的蒸汽压力，使其在0.28MPa以下；及时维修或更换二段蒸发分离器，减少积液，影响真空度。

3.2 含水量控制措施

首先，温度的控制。温度过高，则缩二脲含量会升高，影响尿素质量；温度过低，尿素溶液会结晶（132.7℃），且真空度无法保障，熔融尿素中水分不能有效蒸发，影响最终品质。因此，实际生产中一段温度控制在128-132℃，二段温度控制在136-138℃较为合适，既能保证缩二脲含量不增加，还能有效降低水分。其次，真空度的控制。严格蒸发负荷，减少不凝性气体含量；及时检测喷射泵喷嘴蒸汽压力、磨损及堵塞状况，确保其抽吸能力正常；检测冷凝器含水量、水温、液管通畅性，确保其冷凝效果达到最佳；检查系统各部件是否存在泄漏、水封注水量、尿素溶液中游离氨的含量，将系统内不凝性气体含量控制在合理范围内；检查造粒塔周边环境、塔顶是否存在泄漏，及时进行修复处理。

3.3 粒度均匀性控制措施

在实际生产时，应根据喷头各排孔径大小，对离心速度大小和喷孔初速度进行合理设置，才能获得较为均匀的颗粒；系统工艺要保持稳定性，温度、压力要满足生产需求；定期对喷头进行养护，定期进行倒换喷头并清洗；根据系统负荷状况，调节造粒变频器，保持匀速运转。

3.4 粉尘降低措施

要有效减少粉尘含量，应提高工艺的稳定性，消除生产设备的缺陷。首先，定期更换造粒喷头，做好喷头的清洁工作，必要时可在造粒喷头前增加过滤装置，有条件的生产厂家可更换智能喷頭。其次，控制蒸发温度，防止温度过高增加粉尘含量。

4 结语

在实际生产中，影响尿素质量的指标较多，而各指标受不同因素影响，因此应对各项要素进行分析，然后选择科学的生产工艺参数为生产提供有利条件；另外，还应加强生产设备运行状况的监测和检查工作，及时消除设备中的缺陷，保障生产系统运行的稳定性和持续性，为生产合格尿素提供物质保障。

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