尿素生产中产品质量的改进与控制

王姝媛

大唐呼伦贝尔化肥有限公司

尿素生产中产品质量的改进与控制

王姝媛

大唐呼伦贝尔化肥有限公司

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。

尿素生产；产品质量；改进；控制

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。

1.2 含水量影响因素

在实际生产中，有时因为设备原因或蒸发系统操作不当，无法达到工艺指标要求，使尿素产品中水的质量分数超过了0.4%的控制指标。且水含量还受气候条件的制约，在高温高湿季节，产品常因吸湿导致水含量超标，造成尿素产品质量不合格。

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。

1.5 设备装置对尿素质量的影响

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。

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。

2.2 含水量控制措施

控制好预蒸发和蒸发系统的真空度及温度；消除设备和仪表故障；控制好造粒系统的工艺参数和冷却器的床层高度与温度；检查系统，防止外部水进入系统。此外，尿素产品中水含量偏高主要发生在高温、高湿季节，当尿素颗粒的水蒸气分压低于大气中水蒸气的饱和蒸汽压时，尿素吸湿，造成成品水分增加，因此，在高温、高湿季节，最终冷却器要投用氨冷却器以降低大气中水蒸气的饱和蒸汽压，冷凝出大气中的水分来降低空气湿度，再通过加热器提高空气温度除去产品中的水分。

2.3 粒度均匀性控制措施

1)控制好蒸发系统的温度和真空度，使尿液浓度达到设计指标。2)控制好造粒机的工艺指标，调节好流化空气流量，使造粒机流化床处于良好的流化状态，防止多孔板局部堵塞；控制好雾化空气压力及温度，使尿液雾化效果最佳，增加产品颗粒的均匀度；控制好造粒机床层温度，防止温度过高或过低造成颗粒异常；控制好造粒机料位，防止料位过高或过低；控制好造粒机出料，防止出料大幅度波动。3)定期清理或清洗振动筛，检查筛网网眼的堵塞情况，使振动筛处于良好的工作状态。

2.4 粉尘降低措施

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。

结语

提高尿素产品质量，关键要控制缩二脲的生成量，防止水分超标，降低尿素产品的粉尘含量，有效避免尿素结块。在平时的工作中要加强监控，及时进行优化调整，同时将操作经验和化验分析数据相结合，对各种影响因素综合考虑，寻找出最佳的操作方法，从而达到提高尿素产品质量的目的。

[1]赵世比.尿素生产中产品质量的改进与控制[D].四川大学，2002.

[2]王峰小，安建喜.大颗粒尿素生产装置扩能改造后产品质量的控制[J].石油化工应用，2008，02：80-82.