成品尿素水含量偏高原因与处理措施分析

摘 要：成品尿素水含量是影响尿素产品质量的重要因素之一。成品尿素水含量的控制不仅仅是与系统控制有关，同时还受到来自外界环境等一系列因素的影响。本文通过分析影响成品尿素水含量偏高的原因，提出相关处理措施，从而提高成品尿素的质量。

关键词：成品尿素 水含量偏高 原因 措施

总氮、缩二脲（Biu）、亚甲基二脲、粒度和水分是评定成品尿素质量的主要指标。其中最为重要的是成品尿素中水含量的高低，它将直接影响到整个尿素产品的运输和储存过程。当成品尿素中水含量偏高时会导致尿素强度低，易破碎。同时当水含量偏高时会造成蒸汽分压变高，易导致放湿、吸湿现象的发生。当尿素在散装库储存时会形成粉柱而结块和粉化。相关研究资料显示，成品尿素中水含量的最佳值为0.3%。

一、尿素的生产原理

尿素装置主要是由原料氨气（NH3）和二氧化碳（CO2）的压缩、高压合成、低压分解和循环吸收、解吸与水解、蒸发与造粒等部分组成。以合成氨车间输送过来的NH3和CO2为生产原料，反应产生了成品尿素。具体的化学反应主要分为两步进行，第一步是液态NH3和CO2反应生成氨基甲酸铵，第二步是氨基甲酸铵在液相的条件下脱水反应生成了碳酰二胺即为尿素。其涉及到的主要设备有一、二段蒸发加热器，一、二段蒸发分离器，熔融尿液泵，一、二段蒸发冷凝器，最终冷凝器及真空喷射器等。尿素装置生产流程分为尿素高压合成、高压分解回收、中压分解回收、低压分解回收、蒸发浓缩、造粒等[1]。

二、影响成品尿素水含量偏高的原因

生产中造成成品尿素水含量偏高有很多因素，例如外界环境影响、冲洗水进入系统等，下面对可能导致成品尿素水含量偏高的因素进行分析。

1.一、二段过程中的温度低

造成成品尿素生产过程中温度降低的因素有很多，它主要表现在以下几个方面：

1.1一、二段蒸汽压力低，蒸汽量不足；

1.2一、二段蒸发的负荷过大，尿液的浓度太稀；

1.3冲洗水阀内漏所造成的大量水直接进入系统；

1.4蒸汽中惰性气体含量偏高，造成的有效换热面积减少；

1.5疏水器失效导致的蒸汽不能很好的进行冷凝，损失了大量的热量，温度降低。

2.冲洗水直接进入二段真空系统

通常情况下，冲洗水不会进入到二段真空系统，当冲洗水进入到二段真空系统时就可能导致尿素成品中的水含量偏高。能够进入二段蒸发系统中的水分主要有尿素熔融泵出口、造粒喷头的吹扫蒸汽、二段真空分离器顶等地方[2]。

3.外部环境影响成品尿素产品水含量偏高

外部环境影响主要是指空气湿度会随着季节的变化而变化，空气湿度与蒸汽分压也相关。在冬季月，成品尿素水含量的平均值可达到0.3%以下，因为空气干燥、湿度低，空气中的水蒸气分压低，当外界空气进入到塔内冷却尿素时，尿素表面的水蒸气分压要高，从而导致水分向空气转移，带走尿素产品中的水分，使得成品尿素产品的水分含量降低。但是在夏季，成品尿素水含量约为0.4～0.6%。同样原理因为空气湿度的增大而造成了尿素水含量偏高。

4.二段真空系统的真空度降低

导致二段真空系统真空度降低的因素有很多，主要可以概括为以下几点：

4.1工艺不好，系统波动，进入蒸发系统的游离状态的NH3增多；

4.2系统泄漏，不冷凝气体进入降低了二段真空系统的真空度；

4.3冷却水的水温过高不能很好的起到冷凝效果；

4.4尿液的浓度过低；

4.5注水不足；

4.6各级表面冷凝器内的结晶造成的冷凝效率降低。

5.尿素储运过程对尿素水含量的影响

在成品尿素的储运过程中也有很多因素会造成尿素水含量的偏高，其主要表现在以下几个方面：

5.1造粒塔风窗的损坏导致的雨水进入；

5.2尿素从造粒塔运出时，皮带廊的漏雨造成的尿素水含量增加；

5.3散装的尿素储存在散装仓库中，由于仓库漏雨导致的尿素吸湿；

5.4包装袋子密封不严，造成的尿素吸湿；

5.5运输过程中受雨水浸泡等原因造成的尿素水含量偏高[3]。

三、成品尿素水含量偏高的相关处理措施

1.严格的控制蒸发系统

在尿素的生产过程中，与蒸发系统相连的蒸汽阀门有时候会出现内漏的现象，特别是与二段蒸发系统相连的冲洗水和喷头吹扫蒸汽内漏时对尿素水含量的影响更大。因此，蒸发系统中的各项指标是否正常将直接影响着尿素产品的水含量，一旦发现异常要立马停止造粒，及时处理问题。

2.及时调整造粒温度

造粒温度对成品尿素水含量直接相关。要能够根据系统的负荷，天气变化情况即大气湿度，尿素下塔温度及时的调整造粒温度。

3.控制真空度

3.1一段系统的控制：可以采取在一段蒸发表面冷凝器的顶部加入适量的洗涤水进行冲洗，这样对真空度的提高很有帮助。

3.2二段系统的控制：二段真空系统的真空度降低会导致成品尿素水含量偏高。因此要尽量的控制指标的上限，关小风窗，打开热洗蒸发系统等相关措施，以此来提高二段真空系统的真空度。

3.3不同的季节对系统的真空度的要求也不同，夏季对真空度的要求相对要高，但是冬季对真空度的要求相对不高。

4.控制风窗的开度

风窗的开度可以调节通风量来调节温度、湿度，从而调节造粒塔的通风塔、系统负荷及大气温度之间的关系。在调节风窗时，一定要充分的考虑当时的环境温度、系统负荷及大气湿度。在夏季时，一般情况下空气的湿度很大，要将风窗全关闭或关闭到最小；在冬季时，空气的湿度不大较为干燥，除了考虑尿素的水分含量要在限制的范围内，还要考虑尿素的颗粒在通过风窗叶片外落时的问题，可以将风窗适度的内翻[4]。

5.要定期及时的检查系统

要及时的注意对相关系统进行检查，特别是注意与蒸发系统相连的各个蒸汽阀门是否有内漏现象，一旦发现要及时的进行修理。除此之外，还要检查造粒塔等地方有无漏雨，塔顶风窗有无损坏，一旦发现要及时处理，以免造成尿素产品水含量的偏高。

四、结语

成品尿素水含量的高低是决定尿素产品质量的一个重要评定指标。出现的尿素产品质量问题绝大多数是由于成品尿素水含量偏高造成的。因此分析影响成品尿素水含量偏高的原因，提出解决问题的相关措施，对控制好尿素产品的质量尤为重要。

参考文献

[1]陈观平，赵元凯.尿素生产工艺与操作[M].北京：中国石化出版社，1993.

[2]魏作峰，程涛，张敬旭.尿素产品水含量的控制[J].化工设计通讯，2008（12）

[3]王俊省，李占文，徐九字.尿素产品水含量偏高的影响因素及改进措施[J].化肥设计，2006（10）.

[4]淮，佘红梅，李鸣文，蔡陶永.成品尿素水含量偏高的原因分析及处理[J].化工设计通讯，2011（10）.