影响尿素产品质量的因素及解决对策

苗长润

摘要：尿素是工农业生产中常用的化工产品，其是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物，尤其在农业生产中是常用的肥料，作为植物的氮肥为植物生长提供必要的养分。尿素产品的质量直接影响到其功效，如果产品质量不符合国家生产标准，则无法达到预期效果，直接影响到工农业生产的效率。文章对影响尿素产品质量的因素及解决策进行了探讨。

关键词：尿素；产品质量；化工产品；有机化合物；肥料；氮肥 文献标识码：A

中图分类号：TQ441 文章编号：1009-2374（2016）24-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.037

由于尿素的生产工艺比较复杂，其生产过程中是化学反应的过程，所以在生产的过程中，会受到各种因素的影响，从而导致质量参数不均衡。尿素的质量主要是通过含氮量、缩二脲含量、含水量、粒度、强度以及粉尘等指标进行衡量，在这些指标当中，只有含氮量是通过生产工艺可以进行有效控制的，但是其他各项指标会受到生产过程中的温度、反应时间、设备运行状况以及外部环境的因素影响，从而对产品性能产生不同程度的影响。为了高效控制尿素产品的质量，需要从其生产工艺、设备装置、储存、包装、堆放等各个环节进行优化管理，建立完善的质量管控体系，加强对每个环节的质量监督管理。从管理制度方面进行全局管控，从生产工艺方面进行技术改进，从设备装置方面优化运行，从而最大程度地控制尿素产品质量。

1 影响尿素产品质量因素分析

1.1 缩二脲含量影响因素

缩二脲含量偏高是影响尿素产品质量的重要因素之一，而引发缩二脲偏高的原因主要是生产负荷、蒸发系统冲洗、降尿素溶液槽液位过程以及真空度等因素。缩二脲为白色长片结晶体，主要是尿素在水溶液或者熔融的状态下，因为氧气缺乏并且温度升高而发生的异构化作用而产生的。在尿素生产的过程中，如果溶液的浓度较高，则其生成缩二脲的几率越大。当尿素生产负荷处于65%以下时，对于整个生产系统的尿素质量控制将非常困难；在蒸发系统冲洗的过程中，大量的冲洗水会造成温度的剧烈波动，而在温度快速升高的过程中，缩二脲的生成速度也会加快，由此导致缩二脲含量偏高；在切换造粒喷头的过程中，蒸发系统需要停止运行，而此时尿素溶液会储存在溶液槽中，由于在之前的蒸发环节已经经历了高温，缩二脲的含量已经偏高，而此时停留的时间越长，会为反应提供一定的时间，由此缩二脲的生成量也会逐渐增加。

1.2 含水量影响因素

影响含水量的主要因素有以下三点：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。

1.3 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、黏度小，所得成品粒度小；喷量大，流股变细时间延长，尿液温度下降较多，黏度增加，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。

1.4 粉尘的影响因素

在尿素生产的过程中，如果因为操作不当或者机械设备自身运行存在问题，都会导致粉尘的产生，会直接影响到尿素的质量。在尿素熔融物从塔顶喷头喷出时，在高温与低含量氮的共同作用下，就会产生大量的异氰酸和氮，如果温度越高，剧烈的反应下所产生的粉尘量就会越多；喷头在长期运行的情况下，会在喷口的边缘形成较多的毛刺，由此在运行时会产生粉尘；如果喷头没有及时清理，被尿素溶液中的杂物堵塞，就会导致转速过低，由此增加粉尘量。

1.5 设备装置对尿素质量的影响

由于设备装置原因对尿素质量所产生的影响，一般都会体现在外观上，主要是黑色粒子或者颗粒表面为红色等。对外观质量产生影响的因素一般都是由于生产设备在停工检修重新开工后出现的，皮带输送机清洁不彻底或者造粒塔底部有水，会导致尿素中含有一定量的黑色粒子。在装置脱氢反应器恢复走主线时，在包装口尿素的外观会出现红色，需要重新返工处理。这些一般都是在设备维修后重新开工出现的，所以应该加强设备检修后的处理工作。

1.6 尿素在散库储存期间发生变质

尿素成品一般都会放置在散库中储存，而在尿素储存期间需要做好各项防护措施，在湿度以及温度较高的环境下，就会对尿素质量产生影响。如果散库为高料位，并且对于定点堆料现象，容易导致尿素粗细粒子明显分离的现象，并且随着储存时间的延长，尿素还会出现结块以及粉化的现象；如果在雨季进行生产设备的大修，则会影响到尿素生产的连续性，由于受到气候、环境以及储存时间较长的影响，存放在散库中的尿素表面就会受到不同程度的污染，外观会呈现灰黑色；如果遇到生产突发情况，不合格的尿素产品会临时改卸到合格料区，由此会对合格产品产生一定的影响。

2 提高尿素产品质量的措施

2.1 缩二脲含量的控制措施

为了尽量控制缩二脲的生成量，应该对生产负荷、蒸发温度、停留时间等各个环节进行改进。生产负荷过低是缩二脲生成的主要原因，当生产负荷低于65%时，在汽提塔上部的液位十分不稳定，由于合成液的分布不均匀，在进液较少的列管中可能会形成干管，由此在局部温度较高的情况下，就会增加缩二脲的生成量。所以应该对生产工艺的技术参数进行调整和改进，使其在低负荷运行状态下能够尽量控制缩二脲的生成，可通过调整汽提塔蒸汽压力的上限以及低压系统压力的上限来完成。另外还应该尽量避免尿素系统在低负荷状态下运行，将运行负荷量控制在标准范围内；合理控制一、二段运行温度、真空差；避免在高浓度、高温、真空条件下打循环；縮短尿素溶液在槽内存放时间。

2.2 含水量控制措施

一是温度的控制。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；二是真空度的控制。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。

2.3 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。

2.4 粉尘降低措施

为了控制尿素生产过程中产生粉尘，应该及时改进生产工艺，并且加强对操作人员的培训，做好机械设备的日常维护清理。为了控制异氰酸和氮的反应程度，应该控制好冷却温度，降低分解反应发生几率，从而控制粉尘的产生；定期检查喷头，如果使用时间较长，出现毛刺，应该及时更换喷头，同时检查喷头内部是否有堵塞现象，如果有要及时清理。在有条件的情况下，可以在喷头前安装过滤装置或者更换智能喷头，减少喷头堵塞情况的发生，从而控制粉尘的产生。

2.5 加强尿素生产装置的控制

为了防止设备装置对尿素产品外观造成的影响，对于设备装置停工重新开工的情况，应该对散料尿素输送皮带进行全面的清理，并且做好造粒塔底部的清洁工作，相关部门要对整个输送线的清洁状况以及干燥程度进行检查，防止因为装置重新开工对尿素产生的影响。为了进一步防范装置停工后开工对尿素的污染，对于装置停止运行30分钟以上再恢复造粒的情况，应该将最初10分钟生产的尿素改进散库的不合格区，如果10分钟以后外观仍然不合格，则继续卸至不合格区，如果外观质量合格，则改进合格料区。在脱氢反应器恢复走主线时，不可将尿素包装料直供包装。操作人员要对尿素的外观进行检查，如果仍然存在不合格的现象，应该及时与质量部门进行联系，在质量管理人员到现场确认后判断为不合格产品时，应该立即改进散库的不合格区。

2.6 提高尿素散库存放期间的质量控制

为了防范尿素成品在散库存放期间发生粗细分离的现象，应该严格控制卸料小车的卸料方式，一定要采取移动卸料的方式，严禁定点卸料，并且尽量采取低料位卸料。为防止尿素发生粉化现象，可以通过调整喷头的转速以及降低尿素出塔温度来控制，先存放的尿素优先出库，尽量减少在散库中存放的时间；如果尿素生产装置停工时间较长，则应该对散库中的尿素进行耙平处理，并且用篷布进行遮盖。在装置重新开工前，应该对散库中的尿素进行质量检查，如果表层尿素出现不合格现象，应该进行清除，并且单独包装，进行不合格料处理。根据污染的范围以及程度，采取不同的处理措施；对于尿素生产过程中出现异常波动的情况，在此期间生产的尿素不能直接包装，不可运送至散库的合格料区，严禁掺杂。

3 结语

尿素产品是在各种化学反应的过程中而形成的，而在生产以及成品存放的过程中，会因为种种原因而对尿素产品的质量产生影响，如果尿素产品不符合国家工业生产规定的标准，就不得出厂使用。所以为了控制尿素产品的质量，应该从生产工艺、生产设备、成品存放等各个环节加强管理，確保尿素各项指标都达到合格的标准。加强对生产设备的运行监测，发现异常及时处理，确保生产工艺的技术参数。加强尿素成品存放的管理，严格控制散库的温湿度，做好尿素储存区的防护措施，明确合格产品和不合格产品的分区。建立完善的尿素质量管理体系，切实保障尿素的质量符合标准。

参考文献

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[2] 赵文央.尿素产品质量影响因素及对策[J].大氮肥，2010，33（4）.

[3] 李剑眉.尿素产品质量提升技改总结[J].中氮肥，2015，（5）.

（责任编辑：王 波）