提高尿素产品质量的控制措施

孙卫忠

山东华鲁恒升化工股份有限公司

提高尿素产品质量的控制措施

孙卫忠

山东华鲁恒升化工股份有限公司

我国作为一个农业大国，对于肥料的需求度较高，肥料质量好坏直接影响到粮食的生产效率，尿素作为一种化学肥料，对产品生产质量提出了更高的要求。尿素是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物，尤其在农业生产中是常用的肥料，作为植物的氮肥为植物生长提供必要的养分。尿素产品的质量直接影响到其功效，如果产品质量不符合国家生产标准，则无法达到预期效果，直接影响到工农业生产的效率。文章对影响尿素产品质量的因素及解决策进行了探讨。

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1、概述

尿素是在工农业生产中应用十分广泛的一种化工产品，尿素质量指标主要包括含氮量、缩二脲含量、含水量、粒度、强度以及粉尘等。在实际生产中含氮量基本能够达标，因而其他指标的控制就成为影响尿素产品质量的主要影响因素。如果尿素产品粒子呈现乳白色、结块、不均匀或刺激性气味过大时，说明尿素产品没有达到国家标准，需要采取有效的措施控制缩二脲、水、粒度及粉尘等各项指标。

2、尿素生产中产品质量的影响因素

2.1 缩二腮因素

缩二脉是尿素生产中的副产品，成品中缩二脉含量大小直接影响尿素生产质量，一旦缩二脉含量超过l%，对于农作物生长而言，将产生严重抑制作用，难以有效满足粮食生长养分需求，所以在生产过程中应尽可能降低缩二脉含量，确保尿素质量。缩二脉含量大小主要影响原因在于装置难以保证低负荷生产，一旦气温升高，缩二脉含量将随之增加。在浓缩过程中，尿素浓度越高，氨气分压随之增加，将对设备产生十分严重的腐蚀作用，并且会出现缩合反应，影响尿素产品质量。

2.2 粒度因素

喷射速度、喷量多少、孔径大小会对尿素成品粒度产生影响。喷孔初速越大，拉断时间短，尿素溶液温度高、茹度小，所得成品粒度小；喷量大，流股变细时间延长，尿液温度下降较多，茹度增加，所得尿素粒度就大；孔径大，流股粗，相同断裂时间时，产品粒度大。

2.3 粉尘因素

在尿素生产的过程中，如果因为操作不当或者机械设备自身运行存在问题，都会导致粉尘的产生，会直接影响到尿素的质量。在尿素熔融物从塔顶喷头喷出时，在高温与低含量氮的共同作用下，就会产生大量的异氰酸和氮，如果温度越高，剧烈的反应下所产生的粉尘量就会越多；喷头在长期运行的情况下，会在喷口的边缘形成较多的毛刺，由此在运行时会产生粉尘；如果喷头没有及时清理，被尿素溶液中的杂物堵塞，就会导致转速过低，由此增加粉尘量。

2.4 含水量因素

影响水量的主要因素有以下几点：一是蒸发温度，二是真空度，三是出现泄漏。如一、二段蒸发温度不达标会增加水分含量；一、二段分离器真空度不达标也会增加含水量；另外，容易出现泄漏的部件有二段蒸发加热器列管、上造粒塔保温夹套和蒸汽吹出阀、熔融泵进口冲洗水阀、造粒喷头预热蒸汽阀等。除以上原因外，雨季时空气湿度高也会影响产品含水量。

3、尿素生产中产品质量改进和控制对策

3.1 缩二服含量的控制措施

为了尽量控制缩二脉的生成量，应该对生产负荷、蒸发温度、停留时间等各个环节进行改进。生产负荷过低是缩二脉生成的主要原因，当生产负荷低于65%时，在汽提塔上部的液位十分不稳定，由于合成液的分布不均匀，在进液较少的列管中可能会形成干管，由此在局部温度较高的情况下，就会增加缩二脉的生成量。所以应该对生产工艺的技术参数进行调整和改进，使其在低负荷运行状态下能够尽量控制缩二脉的生成，可通过调整汽提塔蒸汽压力的上限以及低压系统压力的上限来完成。另外还应该尽量避免尿素系统在低负荷状态下运行，将运行负荷量控制在标准范围内；合理控制一、二段运行温度、真空差；避免在高浓度、高温、真空条件下打循环；缩短尿素溶液在槽内存放时间。

3.2 粒度的控制

3.2.1 冷却温度决定颗粒大小、断裂时间、流股与流动空气的相对速度、尿液与冷空气的温差、流股比表面积大小等均会影响冷却温度。从机械方面看，喷孔初速愈大，拉断时间愈短，尿液温度就愈高，粘度就越小，故使断裂小滴变小；喷量愈大，使流股变细时间延长，尿液温度下降较多，粘度增加，使断裂小滴变大；孔径愈大，流股愈粗，同样断裂时间长，使小滴变大。所以喷头各排孔径大小，必须针对该位置上离心速度大小和喷孔初速度大小做出恰当选配，才能获得较均匀的颗粒。

3.2.2 粒度的均匀控制

（1）系统工艺保持稳定，温度、压力控制在指标内。

（2）定期更换造粒喷头（使用时间最长不超过一年），每周清洗喷头一次。

（3）冬季和夏季喷头不能混用。

（4）根据负荷大小调节造粒变频器，保持匀速运转。

3.3 含水量控制措施

首先，温度的控制。温度过高，则缩二脲含量会升高，影响尿素质量；温度过低，尿素溶液会结晶（132.7℃），且真空度无法保障，熔融尿素中水分不能有效蒸发，影响最终品质。因此，实际生产中一段温度控制在128-132℃，二段温度控制在136-138℃较为合适，既能保证缩二脲含量不增加，还能有效降低水分。其次，真空度的控制。严格蒸发负荷，减少不凝性气体含量；及时检测喷射泵喷嘴蒸汽压力、磨损及堵塞状况，确保其抽吸能力正常；检测冷凝器含水量、水温、液管通畅性，确保其冷凝效果达到最佳；检查系统各部件是否存在泄漏、水封注水量、尿素溶液中游离氨的含量，将系统内不凝性气体含量控制在合理范围内；检查造粒塔周边环境、塔顶是否存在泄漏，及时进行修复处理。

综上所述，尿素产品尽管产量较高，能够满足农业生产需求，但是尿素产品质量还有待进一步改进，尤其是尿素中缩二脉含量的控制问题。针对其中存在的问题，寻求合理解决对策，提升产品质量。

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