金象赛瑞化工：JX节能型技术改造尿素传统工艺

【摘要】四川金象赛瑞化工有限公司在总结、消化各种尿素生产工艺的基础上，集成创新开发出低能耗、投资省的JX节能技术日产1000吨尿素装置具有流程简单、操作容易、运行稳定、安全可靠、环保、节能的优点，处于同类装置领先水平，适合于现有水溶液全循环法尿素装置改造和新建尿素装置。
　　
　　目前的尿素生产工艺主要分为气提法和水溶液全循环法两种，气提法又以CO2气提为主。气提法工艺先进、能耗低，但投资高、建设周期长，设备腐蚀严重，另外CO2气提法尚无自主知识产权，关键设备和特殊材料需从国外进口。水溶液全循环法虽然投资省，但普遍存在规模小、能耗高、污染大等问题。几十年来，我国尿素生产能力约有50%是水溶液全循环法。

    与传统水溶液全循环法工艺相比，JX节能型尿素技术生产吨尿素可节省蒸汽300千克，节省循环水60吨，节省用电15千瓦时，氨耗降低10千克。我国尿素年产能约7000万吨/年，其中40%是水溶液全循环法，若这40%的产能采用JX节能型尿素生产技术进行改造，据估算年可节约生产成本25亿元，节约标煤227.5万吨，减排二氧化碳614.2万吨。

　　四川金象赛瑞化工有限公司在总结、消化各种尿素生产工艺的基础上，集成创新开发出低能耗、投资省的JX节能型尿素生产技术。2010年2月，中国氮肥工业协会对该工艺装置进行72小时性能考核后认为，JX节能型日产1000吨尿素装置具有流程简单、操作容易、运行稳定、安全可靠、环保、节能的优点，处于同类装置领先水平，适合于现有水溶液全循环法尿素装置改造和新建尿素装置。该技术也因此被列为国家发改委公告的第三批重点推广节能项目。目前，国内采用该技术已新建成套装置4套，其中建成2套，在建2套；改造装置6套，其中已完成4套，2套在改造之中。

　　据金象公司副总经理李旭初介绍，JX节能型尿素生产技术包括高转化率液相逆流换热式新型尿素合成塔、尿素新型中压吸收塔以及分梯度逐级回收热能的中低压分解、回收新工艺，是这三部分的集成体。

　　在高转化率液相逆流换热式尿素合成塔中，约20%液氨从底部入塔，CO2、甲铵液及约80%液氨从顶部进入塔内，反应物从塔顶部出塔，这一工艺路线可使二氧化碳转化率从65%提高至73%，并且随着尿素转化率的提高，后续分解系统的负荷降低，装置安全系数更高，并且减少了蒸汽消耗。

　　新型的尿素中压吸收塔，采用“鼓泡+填料+泡罩”结构，提高了吸收效率，并使吸收塔顶出口气体的CO2含量从100ppm降至5ppm。这能够降低后续工序的设备材质，节约工程投资。此外，尿素装置的操作范围也从40%~105%调宽至20%~105%，使尿素装置在外供条件差的情况下也能稳定运行。

　　尿素中低压分解塔集换热段、精馏段、分离段于一体，换热段采用高效的降膜逆流换热方式，一分加热器采用二段式结构。这种二次加热-降膜逆流创新工艺充分回收了水解工序的低位能余热，吨尿素累计总共节省蒸汽225千克。

　　李旭初告诉记者，JX节能型尿素生产技术装置在“三废”处理上同样高效节能。在处理尾气方面，传统工艺放空气相中含氨约6%，而低压尾气中含氨小于1%，中压尾气含氨小于0.1%。另外，尿素工艺冷凝液（生产废水）采用单塔深度水解技术，解吸后净水中氨和尿素含量小于3ppm，无水解技术的废水中氨和尿素含量则分别在700ppm和10000ppm以上。此外，造粒塔设置粉尘洗涤回收系统减少了排出气体中的粉尘含量。通过上述措施，JX节能型尿素生产技术可将尿素氨耗降至570千克（传统法是580千克）。
 
　　另外，JX节能型尿素生产技术在中压分解、中压吸收上有特色技术，加上设置了预蒸发器，可将尿素溶液浓缩到86%以上。由此，生产吨尿素可比传统工艺节省蒸汽300千克，节省循环水60吨，节省用电15千瓦时。

　　JX节能型尿素技术已经在几家国内企业应用，取得了良好的收益。以金象化工采用JX节能型尿素技术建设日产1000吨尿素装置为例，项目建设总投资1.54亿元，与传统水溶液全循环技术投资相当，比CO2气提法投资节约7000万元。该装置2009年2月正式投料，至同年12月底的11个月中，尿素产量24.9万吨，销售收入4.11亿元，净利润5783万元，缴税870万元，节约成本2310万元，比国内同类装置节省标煤1.75万吨，减排二氧化碳4.73万吨。目前，该装置最高日产量为1040.66吨。

　　新疆玉象胡杨公司利用该技术建设的日产1000吨尿素装置，2013年全年运行360天，产量37万吨。年均吨尿素电耗123千瓦时、氨耗568千克、循环水56立方米、蒸汽900千克（1.2MPa）。烟台阳煤集团莱阳巨力化肥公司尿素改造装置投运后，吨尿素蒸汽减少400千克；晋煤中能化工尿素装置改造后于2013年8月开车，蒸汽消耗在原来基础上每吨尿素下降300千克。