尿素生产装置废水处理系统的改造.docx

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尿素生产装置废水处理系统的改造

尿素生产装置废水处理系统的改造

赵正升　武京红　胡满荣

（中国石油兰州石化公司化肥厂　730060

摘要　介绍了尿素废水处理装置概况,阐述了废水处理系统的改造措施及所取得的效果。

关键词　尿素　废水处理　改造

　　兰州石化公司化肥厂52万t/a尿素装置采用了意大利斯纳姆氨气提工艺,废水处理采用了高温解吸水解法。

该装置投产以来,由于废水处理系统存在缺陷,造成排放废水中氨氮含量一直较高,影响了该厂废水的达标排放。

为此,该厂采取了一系列有效的措施,对废水处理系统进行了改造,取得了较好的效果。

1　废水处理系统

1.1　废水排放情况

尿素装置废水排放情况见表1。

从表1所列数据可以看出,尿素装置排放的废水不但氨含量很高,而且尿素含量也很高,如果不加以处理直接排入水体,就会造成严重的污染。

为此,在建造尿素装置的同时,配套建造了解吸水解处理装置,较好地解决了该装置废水污染问题。

表1　尿素装置废水排放情况

废水来源氨含量（%尿素含量（%工艺冷凝液5~71~2

放空冷凝液20~250

清洗水20~3010~30

泄漏物料10~302~10

1.2　解吸水解处理装置

尿素在高温高压下被分解成NH3和CO2（水解,再经蒸汽精馏（解吸,从液相中分离出的NH3和CO2回收再用,处理合格的水作锅炉用水。

解吸水解工艺流程如图1示。

各设备放空产生的冷凝液经回收泵打入工艺冷凝液槽,与生产系统产生的工艺冷凝液一并经解吸塔给料泵（P114加压后送入解吸塔上塔,经下塔解吸出的高温气体精馏,废水中的NH3部分解吸出来,并进回收系统回用,液相再经水解塔给料泵（P115加压、换热后送入水解塔,同时加入4.0MPa的蒸汽,使废水中的CO（NH22分解成NH3和CO2,气相进回收系统回用,液相再进入解吸塔的下塔,同时加入0.5MPa的蒸汽精馏,NH3和CO2从液相中被分离出来进入上塔,处理后的水经换热送锅炉使用（目前尚未回用

。

图1　解吸水解处理装置工艺流程简图

1.放空冷凝液回收槽　2.回收泵　3.工艺冷凝液槽

4.解吸塔给料泵　5.解吸塔　6.水解塔给料泵

7、8.换热器　9.水解塔

工艺冷凝液及各设备放空冷凝液经解吸水解处理后,出水中的CO（NH22含量检不出,NH3含量降至3×10-6以下,完全达到了设计要求。

2　废水处理系统存在的问题及改造措施

2.1　废水处理系统存在的问题

（1在冬季,4.0MPa蒸汽压力不稳定。

水解塔操作压力为3.53MPa,在蒸汽压力低于3.6MPa时（冬季蒸汽用量大,压力不足,会因加不进蒸汽而使水解温度达不到235℃的工艺要求,废水中的CO（NH22分解不完全而使处理效果变差。

（2解吸水解出水电导高,不能作锅炉给水,目前在冬季仅作采暖水用,夏季只能排入下水。

而其它指标均达到了锅炉给水要求,并且锅炉用水（二级脱盐水每吨为3.5元,比消防水要高出

3元还多,如1年的生产时间按8000h计,那么该水（40t/h回用后,每年就可节约110万元以上的

水费,而且废水排放量也会减少32万t/a。

因此,降低电导以回收该水是很必要的。

（3原回收泵在回收槽（T-104的顶盖上,由于回收液温度较高,加之其密封不严,溢出的含NH3蒸汽造成了该泵电机被腐蚀而经常损坏,使回收液无法回收而被迫排入下水,造成厂总排口NH3-N严重超标。

（4在装置停车24h后,为防尿素合成塔被

腐蚀,就要求将系统中的物料清理干净,并用水清洗。

由于系统中的容器容量有限（只有10m3,清洗水（氨氮含量较高无法回收而排入下水,不但造成了废水中NH3-N严重超标,而且也造成了很大的浪费。

2.2　改造措施

（1解吸水解蒸汽系统改造

为了解决4.0MPa的蒸汽压力不稳定的现状,该厂从7.0MPa的蒸汽管网中引入蒸汽,中间使用减压阀减压至4.0MPa后供水解塔使用。

经此改造,保证了水解蒸汽压力的稳定,使水解塔温度达到了工艺要求,从而保证了水解塔的正常运行。

该蒸汽只在4.0MPa蒸汽压力不稳定时才使用,正常情况下只处于备用状态。

（2解吸水解输水管线改造由于输水管线、放空管线材质均为碳钢,在高温高压或含NH3放空废气的作用下极易腐蚀,而被腐蚀进入水相的铁离子会使出水电导变高。

为此,该厂将输水管线全部改换为不锈钢材质,使出

水电导由原来的400μ

m/cm左右降至200μm/cm左右。

由于受资金限制,放空管线未作更换,因此

出水电导仍然较高。

（3回收泵（P116

改造

图2　回收槽改造示意图

　　为了防止回收泵电机受含NH3蒸气的腐蚀,该厂进行了如图2所示的改造。

①将电机提高,并加密封底座。

②原回收槽放空管线接在泵氮气密封放空总管上。

由于氮气量大,放空管真空度低,造成回收槽放空废气排放不畅,含NH3蒸汽部分外溢而腐蚀电机。

为此,将回收槽放空管改在各设备放空总管上（正常生产时放空很少,使回收槽放空废气顺利排出。

经此改造后到目前为止（约2年时间,回收泵电机再未发生腐蚀损坏情况,保证了回收泵的正常运行。

③购置了1台备用回收泵（未配电机,当回收泵任何1台出现问题时,可随即将此泵换上,以赢得充分的时间进行检修,保证了回收泵的连续运行。

（4为了回收系统停车时清洗的含NH3、尿素废水,增加1个200m3的回收槽和1台回收泵。

经此改造后,一旦发生停车,可将清洗排放的含NH3、CO（NH22废水先排入原回收槽,再经原回收泵打入新建回收槽中贮存,待生产正常后,用新回收泵打入工艺冷凝液槽,最后送解吸水解处理,可缓解回收槽容量不足的矛盾。

3　改造效果

经过以上的改造,取得了很显著的效果,达到了预期目的,改造效果如表2示。

表2　改造效果

月份

改造前

改造后

氨氮浓度

（mg/L合格率

（%氨氮浓度

（mg/L合格率

（%197.159.0948.280.762105.355.0049.685.71395.861.5454.881.48492.261.5432.7100.00580.862.5081.579.20656.369.2336.296.20770.459.6240.388.00835.7100.0032.592.60959.884.6240.080.801040.491.6761.080.921150.084.0052.080.7712

63.4

59.26

53.2

80.77

3　改造前取厂总排口1998年数据,考核指标为80mg/L;改造

后取厂总排口2000年数据,考核指标为60mg/L

从表2可看出,改造前在生产运行正常时（如8、9、10、11月份,在8月份进行了大停车检修,设备、工艺比较平稳,厂总排口氨氮平均浓度和合格率都比较好,而在设备和工艺处于不太正常时,其平均浓度随即升高,合格率也降低了。

自改造后,即使在设备、工艺不稳定时,监测结果也比较好。

然而,由于受资金等因素的限制,此次改造还不太彻底,厂总排口氨氮合格率还不是很高（没有全部达到90%以上,因此还需进一步改造。

4　遗留问题及整改计划4.1　遗留问题

根据实际运行情况,废水处理系统还存在以下几个问题:

（1由于各设备放空管线及总放空管线材质还是碳钢,腐蚀问题没有得到彻底解决,解吸水解

出水电导仍然较高。

（2回收槽增容不够,清洗水还不能全部回收。

（3几台尿液泵泄漏的CO（NH22被吹扫蒸

汽直接带入了下水,没有得到回收。

4.2　整改计划

对照以上存在的问题,拟定了如下整改计划:

（1对各设备放空管线及总放空管线进行更换,或建1套深度处理设施,从而达到回收的目的。

（2再建1个回收槽,以便全部回收停车时

排放的清洗废水。

（3将尿液吹扫蒸汽改排回收槽进行回收。

（收稿日期　2001-03-19

分子筛干燥器压差高的原因分析及改进

中原大化集团有限责任公司的氢回收设备是从法国液空公司引进的。

由于氢回收采用深冷法将合成弛放气液化、分离,工艺条件非常苛刻,因此采用了较大的分子筛干燥器。

从投产至今,干燥器的分子筛已更换了数次,效果均不错,唯独2000年3月更换的2#分子筛干燥器运行不到半年压差就慢慢上升,到8月高达0.6MPa,远远超过了设计值0.3MPa。

在9月初利用氢回收单元停车的机会打开2#干燥器,发现干燥器的底部Al2O3球吸水剂结块近200mm,系Al2O3球的质量问题所致。

针对这一问题,首先对干燥器的分子筛、

吸水剂的装填

图1　干燥器装填示意图

表1　改进前后分子筛、吸水剂装填情况

　　　项目改进前改进后干燥器底部钢网

有

有

Al2O3球高度（mm

540

710

中间钢网无

有

分子筛高度（mm1200

900

上钢网有

有

上钢网压Al2O3球高度（mm1层110装填总高（mm

1740

1720

方式加以改进,详见图1和表1。

其次制定了严格的操作法,定期分析进入干燥器的弛放气的水含量,严禁发生进水事故。

改进结果:

（1进一步降低了干燥器自身的运行压差（0.22MPa;（2在确保处理弛放气的前提下,减少了分子筛的装填量,增加了吸水剂的装填量,提高了吸收水份的能力;（3增加了中间隔网,减少了分子筛和Al2O3球粉尘的混合,降低了粉尘粘结的可能性。

经过几个月的运行,2#干燥器工况良好,说明改造是成功的。

（中原大化集团有限责任公司　濮阳　457004

杨　杰

mediumdomesticammoniaplants.

Keywords　NHD　desulfurization　CO2removal

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JOURNALOFTHECHEMICALFERTILIZERINDUSTRYVol.28　No.4　2001（SerialNo.166