基于煤化工企业尿素生产过程的节能和降耗研究

关卫龙（山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司,山西　运城　044000）

基于煤化工企业尿素生产过程的节能和降耗研究

关卫龙
（山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司,山西运城044000）

摘要：加强节能减排，实现低碳发展，是现代文明建设的重要内容，是坚持可持续发展唯一的道路。作为我国中流砥柱产业的化工企业更是应该起一个领头作用。本文主要是从简述尿素的生成原理、制作方法入手，分析化工工厂在尿素生产装置中有可能造成的对人体对环境的危害，最后对煤化工产业在平时企业运作过程中的一些细节和生产环节提出一些即有利于保护环境又能提高工作效益的可行性提议。

关键字：尿素；制作方法；环境污染；节能减排；化工产业

1　　前言

能源是社会群体赖以生存和发展的重要物质基础之一。在我国约13亿人心目中，节能、减排、降耗是一个老生常谈的话题，这虽然已经是一个不在新鲜的谈资，但是为了未来的生活环境必须要继续推行的一个理念。我国国务院在2006年为了推进全国上下节能减排工作，初期是制定了一系列政策和措施，不但没有取得成果，更为严峻的是2007年，我国的高耗能、高污染行业增长速度极快，占我国工业能耗和污染气体排放量近70%，对比6大行业同比加快近7个百分点。由此可见我国煤化工产业数量之多，对经济和环境的影响之大。

2　工业尿素生产的原理生及危害影响

1.1工业尿素生产工艺的原理

尿素，又称碳酰胺（Ureа），是一种简单有机物之一。外形呈柱状或针状的白色略带微红色固体颗粒。可与酸作用生成盐，有水解作用。碳酸的二酰胺，化学式：CO(NH2)2（H2NCONH2）。哺乳动物和一部分鱼类体内蛋白质代谢后的含氮排泄物，这种由生命体排出的碳酸二酰胺也是目前含氮量最高的氮肥。适合各种土壤和植物的有机肥料。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。

工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，产生的化学反应如下：

工业制作流程是：由液氨和二氧化碳反应生成含氨和氨基甲酸铵的尿素溶液，经过高温作用脱水生成尿素。最后就是严格的打包分拣，用作农业耕种施肥。

1.2工业尿素生产中的危害和影响

根据我国现阶段的工业化的现象了解得知，多数化工企业迄今为止还有一些作坊式生产，资源配置效率不高，采用的生产尿素工业装置设备没有严格的防火、防爆规定；危险区域没有设置可燃气体检测报警器、生产环境差、原料不足、无技术支持、产量低等多种严重的安全隐患。

且对职业工作的工人有可能会造成以下三类人身安全隐患：

（1）从生产氨基甲酸铵到尿素合成的整个过程来说都是高温高压、低温低压的条件下进行。生产的原料和采用辅助物都是具有易燃易爆的危险性；（2）尿素生产和合成使用的原料，大部分都是对人体本身具有有毒危害，其中有毒物质例如一氧化碳、硫化氢以及窒息性毒物：氮和二氧化硫等。吸入体内轻则引起咳嗽，身体受损。重则引起心脏停搏，甚至陷入休克昏迷导致死亡。（3）对在生产环节的工人会长期处于压缩机和各种电机发动器的机械噪音，以及压力突变形成的动力噪声。长久时间的工作会造成员工身体听觉系统受损。（4）且多数化工企业选址都在距离河流较近的制高点地方，排出的污水和气体引入河道中流走破坏了周围的生态环境和污染了河流；这些问题都是存在于尿素过程中有的弊端。

3　　尿素生产过程节能降耗的分析

（1）我国尿素装置的基本现状。我国目前持有大型尿素装置数量是在不断增加。这些装置完全投产产量已经在全国尿素生产中占比近80%以上。

尿素合成过程中主要采用的原料就是液氨，而“液氮氨”生产过程极其消耗能源。从我国目前引进装置水平看,生产一吨合成氨耗能约为41.9吉焦耳,有此可约莫估算一下，尿素生产过程中能耗大小与氨耗直接有关。如此来看，降低氨的消耗是尿素生产过程中有利于绿色环保的一个重要的节能环节。

（2）降低耗能的措施。尿素生产期间氨耗的多少也是考核化肥企业管理水平的综合性指标.它不仅直接反应尿素生产中能耗的大小，同时也和企业采用的生产装置、工艺条件及设备状况也有重要关系。

针对这个方面的问题主要有以下几个方面需要引起注意。

第一种是计量不准也会造成氨消耗过大。由于各企业的重视,从1982年以后不断改进有关氨耗计量的准确度及内部查定方法，使问题基本得以解决。当然计量工作还要逐步加强。

第二种是抛却计量不准的非正常生产损失。如开停车或出废品时，跑油、漏油的使氨损失较大。其次是设备运行状况不好造成氨损耗大。如设备在安全阀、压力表、液面器跑、冒、滴、漏油等情况，因此导致更换维修。甚至尿素包装不严密和贮运管理不完善都会导致商品出现破包的情况，引起意外不必要的损失。

第三种尿素装置在使用前的安全和维修检测，也是一个可以节约能源的办法。据相关信息了解尿素的生产机器在使用中开启和关闭都会导致氨气的极大消耗，每停一次装置设备约6O一70t氨被浪费掉。如下：按照尿素装置这样的消耗率计算大小，依次为：开停车非正常生产损失＞解吸废液＞ΡV一304(3kg系统)放空＞造粒塔粉尘＞ΡV 一715(7kg系统)放空。

4　结合煤化工企业生产、运作分析节能举措

（1）引进国外先进科技装置，提高生产率。企业生产量低下会直接导致企业收入减少，影响企业正常运作。所以生产效率高也是企业运行的一大保障，引进国外的先进科技装置，不仅在安全方面达到了保障，同时高科技装置也能提高生产力。在国外，很多大型企业都是选用节能材质使用新型科技制作出提高生产效率的生产装置。这不仅响应了可持续发展的要求，减少了能源的开采与消耗，从而减少了有毒气体污染物的排放。对我国的环境污染有极大的好处。（2）优化操作技术。提升操作工人的技术水平也是节能降耗的重要措施之一。要加强操作工人的责任心，从根本上杜绝操作事故的发生。

5　结论

在我国社会经济高速发展的今天，作为我国经济与建设的中流砥柱的煤化工企业采用新型技术、引进新的工艺不仅直接提高了煤化工产业的收入，同时也对支持国家发展及响应国家政策起到了一定的领头作用。

参考文献：

[1]丁雷.煤化工企业尿素生产过程中的节能与降耗研究[J].化工管理,2013(22):207.

[2]何淑梅.煤化工装置尿素生产过程节能降耗的分析与研究[J].化学工程与装备,2012(08):79-81.

[3]陈昌海.基于循环经济的煤化工企业节能减排改造[D].华东理工大学,2013.