尿素合成塔塔板改造小結(jié)

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(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453731)

1 概 述

我公司二分廠400 kt/a水溶液全循環(huán)法尿素裝置，高壓合成系統(tǒng)采用雙塔并聯(lián)工藝，原始設(shè)計合成塔塔板采用傳統(tǒng)泡罩塔板。裝置自2006年建成投入運行以后，隨著運行時間的延長，合成塔塔板產(chǎn)生了腐蝕；2013年中修時檢查發(fā)現(xiàn)塔板腐蝕比較嚴重，塔板母材整體減薄，孔徑?jīng)_刷變大，翅片嚴重腐蝕且大部分脫落，塔板周圍固定勾頭螺栓除與螺帽嚙合處外其余大部分均腐蝕脫落。塔板腐蝕不但影響尿素合成塔的正常運行，而且造成CO2轉(zhuǎn)化率降低，系統(tǒng)蒸汽消耗增加。

為降低生產(chǎn)消耗，同時也為了保障設(shè)備正常運行，公司決定于2014年中修期間更換合成塔塔板。經(jīng)對目前市場上幾種主流塔板的考察和對比分析后，我們發(fā)現(xiàn)浙工大的節(jié)能高效塔板在大型汽提法尿素裝置中運行效果較好，但在水溶液全循環(huán)法尿素裝置中未有應(yīng)用業(yè)績。為保險起見，我們決定將1#合成塔塔板更換為浙江工業(yè)大學(xué)化工設(shè)備有限公司的節(jié)能高效塔板作為試驗，2#合成塔塔板仍采用傳統(tǒng)泡罩塔板，待驗證性能后決定是否逐步在公司內(nèi)部進行推廣改造。

2 高效塔板工作原理[1]

節(jié)能高效塔板工作原理如圖1所示，塔內(nèi)上升的氣、液兩相在波形塔板上進行氣液分流，液相從波谷處開設(shè)的液相孔及環(huán)向間隙通過，氣相則從波峰處開設(shè)的氣相孔以較高的速度射出，進入上一層塔板的液相中，由此強化氣液接觸，促進尿素合成反應(yīng)，提高CO2轉(zhuǎn)化率。

圖1 節(jié)能高效塔板工作原理示意圖

3 塔板改造過程及運行情況

尿素合成塔屬于特種設(shè)備，為減少改造過程對尿素合成塔內(nèi)襯的損壞，經(jīng)討論，合成塔支座采用原支座，同時保留原塔底下部5塊旋流塔板，上部26塊塔板則全部更換為節(jié)能高效塔板。

2014年4月25日，高效塔板進廠檢驗合格；5月5日1#合成塔塔板掏出，新塔板開始打孔安裝；5月8日22時尿素裝置投運。到目前為止，高效塔板運行穩(wěn)定，極大地提高了CO2轉(zhuǎn)化率，具體情況如表1所示。

由表1可見，在同等條件下，改造后的1#合成塔CO2轉(zhuǎn)化率高于2#合成塔CO2轉(zhuǎn)化率約1.5個百分點。

4 結(jié) 語

通過以上改造，不僅消除了設(shè)備隱患，更重要的是降低了尿素裝置的蒸汽消耗，達到了預(yù)期目標(biāo)，同時也表明我們之前的決策是正確的。鑒于改造后顯現(xiàn)出來的良好經(jīng)濟效益，我們計劃將在公司一、三分廠尿素裝置中進行推廣改造。

表1 塔板改造前后CO2轉(zhuǎn)化率的對比 %

注：生產(chǎn)負荷以CO2壓縮機一出壓力為準(zhǔn)。

參考文獻：

[1]張朝暉.尿素合成塔塔板改造后對工藝系統(tǒng)的影響[J].大氮肥，2008，31(1)：374～376.