影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量的因素及解決對(duì)策

苗長(zhǎng)潤(rùn)

摘要：尿素是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的化工產(chǎn)品，其是由碳、氮、氧、氫組成的有機(jī)化合物，尤其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是常用的肥料，作為植物的氮肥為植物生長(zhǎng)提供必要的養(yǎng)分。尿素產(chǎn)品的質(zhì)量直接影響到其功效，如果產(chǎn)品質(zhì)量不符合國(guó)家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，則無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。文章對(duì)影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量的因素及解決策進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：尿素；產(chǎn)品質(zhì)量；化工產(chǎn)品；有機(jī)化合物；肥料；氮肥 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ441 文章編號(hào)：1009-2374（2016）24-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.037

由于尿素的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，其生產(chǎn)過(guò)程中是化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，所以在生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)受到各種因素的影響，從而導(dǎo)致質(zhì)量參數(shù)不均衡。尿素的質(zhì)量主要是通過(guò)含氮量、縮二脲含量、含水量、粒度、強(qiáng)度以及粉塵等指標(biāo)進(jìn)行衡量，在這些指標(biāo)當(dāng)中，只有含氮量是通過(guò)生產(chǎn)工藝可以進(jìn)行有效控制的，但是其他各項(xiàng)指標(biāo)會(huì)受到生產(chǎn)過(guò)程中的溫度、反應(yīng)時(shí)間、設(shè)備運(yùn)行狀況以及外部環(huán)境的因素影響，從而對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生不同程度的影響。為了高效控制尿素產(chǎn)品的質(zhì)量，需要從其生產(chǎn)工藝、設(shè)備裝置、儲(chǔ)存、包裝、堆放等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化管理，建立完善的質(zhì)量管控體系，加強(qiáng)對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督管理。從管理制度方面進(jìn)行全局管控，從生產(chǎn)工藝方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，從設(shè)備裝置方面優(yōu)化運(yùn)行，從而最大程度地控制尿素產(chǎn)品質(zhì)量。

1 影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量因素分析

1.1 縮二脲含量影響因素

縮二脲含量偏高是影響尿素產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，而引發(fā)縮二脲偏高的原因主要是生產(chǎn)負(fù)荷、蒸發(fā)系統(tǒng)沖洗、降尿素溶液槽液位過(guò)程以及真空度等因素。縮二脲為白色長(zhǎng)片結(jié)晶體，主要是尿素在水溶液或者熔融的狀態(tài)下，因?yàn)檠鯕馊狈Σ⑶覝囟壬叨l(fā)生的異構(gòu)化作用而產(chǎn)生的。在尿素生產(chǎn)的過(guò)程中，如果溶液的濃度較高，則其生成縮二脲的幾率越大。當(dāng)尿素生產(chǎn)負(fù)荷處于65%以下時(shí)，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的尿素質(zhì)量控制將非常困難；在蒸發(fā)系統(tǒng)沖洗的過(guò)程中，大量的沖洗水會(huì)造成溫度的劇烈波動(dòng)，而在溫度快速升高的過(guò)程中，縮二脲的生成速度也會(huì)加快，由此導(dǎo)致縮二脲含量偏高；在切換造粒噴頭的過(guò)程中，蒸發(fā)系統(tǒng)需要停止運(yùn)行，而此時(shí)尿素溶液會(huì)儲(chǔ)存在溶液槽中，由于在之前的蒸發(fā)環(huán)節(jié)已經(jīng)經(jīng)歷了高溫，縮二脲的含量已經(jīng)偏高，而此時(shí)停留的時(shí)間越長(zhǎng)，會(huì)為反應(yīng)提供一定的時(shí)間，由此縮二脲的生成量也會(huì)逐漸增加。

1.2 含水量影響因素

影響含水量的主要因素有以下三點(diǎn)：一是蒸發(fā)溫度；二是真空度；三是出現(xiàn)泄漏。如一、二段蒸發(fā)溫度不達(dá)標(biāo)會(huì)增加水分含量；一、二段分離器真空度不達(dá)標(biāo)也會(huì)增加含水量；另外，容易出現(xiàn)泄漏的部件有二段蒸發(fā)加熱器列管、上造粒塔保溫夾套和蒸汽吹出閥、熔融泵進(jìn)口沖洗水閥、造粒噴頭預(yù)熱蒸汽閥等。除以上原因外，雨季時(shí)空氣濕度高也會(huì)影響產(chǎn)品含水量。

1.3 粒度影響因素

噴射速度、噴量多少、孔徑大小會(huì)對(duì)尿素成品粒度產(chǎn)生影響。噴孔初速越大，拉斷時(shí)間短，尿素溶液溫度高、黏度小，所得成品粒度小；噴量大，流股變細(xì)時(shí)間延長(zhǎng)，尿液溫度下降較多，黏度增加，所得尿素粒度就大；孔徑大，流股粗，相同斷裂時(shí)間時(shí)，產(chǎn)品粒度大。

1.4 粉塵的影響因素

在尿素生產(chǎn)的過(guò)程中，如果因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或者機(jī)械設(shè)備自身運(yùn)行存在問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致粉塵的產(chǎn)生，會(huì)直接影響到尿素的質(zhì)量。在尿素熔融物從塔頂噴頭噴出時(shí)，在高溫與低含量氮的共同作用下，就會(huì)產(chǎn)生大量的異氰酸和氮，如果溫度越高，劇烈的反應(yīng)下所產(chǎn)生的粉塵量就會(huì)越多；噴頭在長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下，會(huì)在噴口的邊緣形成較多的毛刺，由此在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生粉塵；如果噴頭沒(méi)有及時(shí)清理，被尿素溶液中的雜物堵塞，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速過(guò)低，由此增加粉塵量。

1.5 設(shè)備裝置對(duì)尿素質(zhì)量的影響

由于設(shè)備裝置原因?qū)δ蛩刭|(zhì)量所產(chǎn)生的影響，一般都會(huì)體現(xiàn)在外觀上，主要是黑色粒子或者顆粒表面為紅色等。對(duì)外觀質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素一般都是由于生產(chǎn)設(shè)備在停工檢修重新開(kāi)工后出現(xiàn)的，皮帶輸送機(jī)清潔不徹底或者造粒塔底部有水，會(huì)導(dǎo)致尿素中含有一定量的黑色粒子。在裝置脫氫反應(yīng)器恢復(fù)走主線時(shí)，在包裝口尿素的外觀會(huì)出現(xiàn)紅色，需要重新返工處理。這些一般都是在設(shè)備維修后重新開(kāi)工出現(xiàn)的，所以應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)備檢修后的處理工作。

1.6 尿素在散庫(kù)儲(chǔ)存期間發(fā)生變質(zhì)

尿素成品一般都會(huì)放置在散庫(kù)中儲(chǔ)存，而在尿素儲(chǔ)存期間需要做好各項(xiàng)防護(hù)措施，在濕度以及溫度較高的環(huán)境下，就會(huì)對(duì)尿素質(zhì)量產(chǎn)生影響。如果散庫(kù)為高料位，并且對(duì)于定點(diǎn)堆料現(xiàn)象，容易導(dǎo)致尿素粗細(xì)粒子明顯分離的現(xiàn)象，并且隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，尿素還會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊以及粉化的現(xiàn)象；如果在雨季進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的大修，則會(huì)影響到尿素生產(chǎn)的連續(xù)性，由于受到氣候、環(huán)境以及儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)的影響，存放在散庫(kù)中的尿素表面就會(huì)受到不同程度的污染，外觀會(huì)呈現(xiàn)灰黑色；如果遇到生產(chǎn)突發(fā)情況，不合格的尿素產(chǎn)品會(huì)臨時(shí)改卸到合格料區(qū)，由此會(huì)對(duì)合格產(chǎn)品產(chǎn)生一定的影響。

2 提高尿素產(chǎn)品質(zhì)量的措施

2.1 縮二脲含量的控制措施

為了盡量控制縮二脲的生成量，應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)負(fù)荷、蒸發(fā)溫度、停留時(shí)間等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。生產(chǎn)負(fù)荷過(guò)低是縮二脲生成的主要原因，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷低于65%時(shí)，在汽提塔上部的液位十分不穩(wěn)定，由于合成液的分布不均勻，在進(jìn)液較少的列管中可能會(huì)形成干管，由此在局部溫度較高的情況下，就會(huì)增加縮二脲的生成量。所以應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)工藝的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，使其在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下能夠盡量控制縮二脲的生成，可通過(guò)調(diào)整汽提塔蒸汽壓力的上限以及低壓系統(tǒng)壓力的上限來(lái)完成。另外還應(yīng)該盡量避免尿素系統(tǒng)在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，將運(yùn)行負(fù)荷量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；合理控制一、二段運(yùn)行溫度、真空差；避免在高濃度、高溫、真空條件下打循環(huán)；縮短尿素溶液在槽內(nèi)存放時(shí)間。

2.2 含水量控制措施

一是溫度的控制。實(shí)際生產(chǎn)中一段溫度控制在128℃～132℃，二段溫度控制在136℃～138℃較為合適，既能保證縮二脲含量不增加，還能有效降低水分；二是真空度的控制。嚴(yán)格蒸發(fā)負(fù)荷，減少不凝性氣體含量。及時(shí)檢測(cè)噴射泵噴嘴蒸汽壓力、磨損及堵塞狀況，確保其抽吸能力正常。檢測(cè)冷凝器含水量、水溫、液管通暢性，確保其冷凝效果達(dá)到最佳。檢查系統(tǒng)各部件是否存在泄漏、水封注水量、尿素溶液中游離氨的含量，將系統(tǒng)內(nèi)不凝性氣體含量控制在合理范圍內(nèi)。檢查造粒塔周邊環(huán)境、塔頂是否存在泄漏，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理。

2.3 粒度均勻性控制措施

在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)噴頭各排孔徑大小對(duì)離心速度大小和噴孔初速度進(jìn)行合理設(shè)置，才能獲得較為均勻的顆粒；系統(tǒng)工藝要保持穩(wěn)定性，溫度、壓力要滿足生產(chǎn)需求；定期對(duì)噴頭進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，定期進(jìn)行倒換噴頭并清洗；根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷狀況，調(diào)節(jié)造粒變頻器，保持勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4 粉塵降低措施

為了控制尿素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生粉塵，應(yīng)該及時(shí)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，并且加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)，做好機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)清理。為了控制異氰酸和氮的反應(yīng)程度，應(yīng)該控制好冷卻溫度，降低分解反應(yīng)發(fā)生幾率，從而控制粉塵的產(chǎn)生；定期檢查噴頭，如果使用時(shí)間較長(zhǎng)，出現(xiàn)毛刺，應(yīng)該及時(shí)更換噴頭，同時(shí)檢查噴頭內(nèi)部是否有堵塞現(xiàn)象，如果有要及時(shí)清理。在有條件的情況下，可以在噴頭前安裝過(guò)濾裝置或者更換智能?chē)婎^，減少噴頭堵塞情況的發(fā)生，從而控制粉塵的產(chǎn)生。

2.5 加強(qiáng)尿素生產(chǎn)裝置的控制

為了防止設(shè)備裝置對(duì)尿素產(chǎn)品外觀造成的影響，對(duì)于設(shè)備裝置停工重新開(kāi)工的情況，應(yīng)該對(duì)散料尿素輸送皮帶進(jìn)行全面的清理，并且做好造粒塔底部的清潔工作，相關(guān)部門(mén)要對(duì)整個(gè)輸送線的清潔狀況以及干燥程度進(jìn)行檢查，防止因?yàn)檠b置重新開(kāi)工對(duì)尿素產(chǎn)生的影響。為了進(jìn)一步防范裝置停工后開(kāi)工對(duì)尿素的污染，對(duì)于裝置停止運(yùn)行30分鐘以上再恢復(fù)造粒的情況，應(yīng)該將最初10分鐘生產(chǎn)的尿素改進(jìn)散庫(kù)的不合格區(qū)，如果10分鐘以后外觀仍然不合格，則繼續(xù)卸至不合格區(qū)，如果外觀質(zhì)量合格，則改進(jìn)合格料區(qū)。在脫氫反應(yīng)器恢復(fù)走主線時(shí)，不可將尿素包裝料直供包裝。操作人員要對(duì)尿素的外觀進(jìn)行檢查，如果仍然存在不合格的現(xiàn)象，應(yīng)該及時(shí)與質(zhì)量部門(mén)進(jìn)行聯(lián)系，在質(zhì)量管理人員到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)后判斷為不合格產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該立即改進(jìn)散庫(kù)的不合格區(qū)。

2.6 提高尿素散庫(kù)存放期間的質(zhì)量控制

為了防范尿素成品在散庫(kù)存放期間發(fā)生粗細(xì)分離的現(xiàn)象，應(yīng)該嚴(yán)格控制卸料小車(chē)的卸料方式，一定要采取移動(dòng)卸料的方式，嚴(yán)禁定點(diǎn)卸料，并且盡量采取低料位卸料。為防止尿素發(fā)生粉化現(xiàn)象，可以通過(guò)調(diào)整噴頭的轉(zhuǎn)速以及降低尿素出塔溫度來(lái)控制，先存放的尿素優(yōu)先出庫(kù)，盡量減少在散庫(kù)中存放的時(shí)間；如果尿素生產(chǎn)裝置停工時(shí)間較長(zhǎng)，則應(yīng)該對(duì)散庫(kù)中的尿素進(jìn)行耙平處理，并且用篷布進(jìn)行遮蓋。在裝置重新開(kāi)工前，應(yīng)該對(duì)散庫(kù)中的尿素進(jìn)行質(zhì)量檢查，如果表層尿素出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，應(yīng)該進(jìn)行清除，并且單獨(dú)包裝，進(jìn)行不合格料處理。根據(jù)污染的范圍以及程度，采取不同的處理措施；對(duì)于尿素生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)異常波動(dòng)的情況，在此期間生產(chǎn)的尿素不能直接包裝，不可運(yùn)送至散庫(kù)的合格料區(qū)，嚴(yán)禁摻雜。

3 結(jié)語(yǔ)

尿素產(chǎn)品是在各種化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中而形成的，而在生產(chǎn)以及成品存放的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)榉N種原因而對(duì)尿素產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響，如果尿素產(chǎn)品不符合國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就不得出廠使用。所以為了控制尿素產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)該從生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、成品存放等各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，確保尿素各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，確保生產(chǎn)工藝的技術(shù)參數(shù)。加強(qiáng)尿素成品存放的管理，嚴(yán)格控制散庫(kù)的溫濕度，做好尿素儲(chǔ)存區(qū)的防護(hù)措施，明確合格產(chǎn)品和不合格產(chǎn)品的分區(qū)。建立完善的尿素質(zhì)量管理體系，切實(shí)保障尿素的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

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（責(zé)任編輯：王 波）