尿素合成塔泄漏事故分析及处理

王培宝

山东华鲁恒升化工股份有限公司

尿素合成塔泄漏事故分析及处理

王培宝

山东华鲁恒升化工股份有限公司

在尿素生产的过程中，尿素合成塔是重要的生产设备。一旦合成塔出现泄漏问题，就会导致整个尿素生产装置的安全、高效和稳定运行受到影响。所以，出现泄漏事故后，设备维护管理人员还要做好泄漏原因的分析，以便寻求科学的处理措施进行事故的处理。基于这种认识，在对尿素合成塔结构展开分析的基础上，对一种尿素合成塔泄漏事故的原因和处理问题展开了分析，从而为关注这一话题的人们提供参考。

尿素；合成塔；泄露；分析；处理

引言

尿素合成塔是尿素生产的关键设备，其运行状况直接影响整个尿素装置的安全、稳定、高效的长周期运行，由于其造价昂贵、制造周期长、现场不易安装，一旦塔内不锈钢衬里发生腐蚀泄漏，将给企业造成巨大经济损失。所以，尿素合成塔衬里的腐蚀检查及日常维护是一项重要的工作。

1、尿素合成塔结构分析

从结构上来看，尿素合成塔是由上下封头、多个筒节、出料管和进料管构成，而筒节采取的则是多层包扎结构。在各个筒节中，耐腐蚀层衬里、不锈钢盲层和碳钢层板将按照由内向外的持续分布。由于尿素合成塔内含有大量的氨、二氧化碳、水和尿素介质，所以容易形成具有较强腐蚀性的甲胺溶液。该溶液的浓度越高，对设备的腐蚀也会越强。就目前来看，尿素合成塔遭受的腐蚀形式有封头针孔腐蚀、出液管线部件腐蚀、衬里焊缝腐蚀、封头冷凝腐蚀和环隙冲刷腐蚀等等。而这些腐蚀问题的出现，都会导致尿素合成塔发生泄漏事故。

2、尿素合成塔发生泄露的原因分析

2.1 设备的缺陷

由于塔内的盖板在安装时宽度不够，仅仅盖住了检漏孔的边缘，进而经过设备长时间的运行，不同程度会出现一点腐蚀的现象，最终导致有微量的尿液通过盖板的边缘渗入到检漏孔内。

2.2 衬里的腐蚀

合成塔出现泄露的主要原因是塔内衬里腐蚀，然而导致腐蚀最主要原因为塔内压力、温度控制。温度在超操作温度后，会加剧对衬里的腐蚀。尿素合成塔压力控制在万一，倘若压力过高，会使温度进而升高，同时导致合成塔衬里腐蚀，压力若控制过低则会导致转化率下降，达不到生产要求。然而对于温度的控制，除压力高导致外，合成塔底部温度的控制尤为重要，底部入口物料温度一般控制在一度之间，底部温度直接影响着顶部温度变化，控制好底部温度在压力恒定的情况下，就可以很好的控制住合成塔顶部温度，影响底部温度的主要因素则是蒸汽的加入量以及入口甲胺液、气氨的温度，不仅不可以超温，还要尽可能地恒定。

3、对尿素合成塔泄露事故的处理

3.1 漏点查找

泄漏事故发生后，装置及时停运。合成塔抢修时间紧张，且塔内工作环境恶劣。首先判断出漏点的大概位置在第七、八筒节之间。停运待工艺处理合格，拆下上部人孔及第八筒节以上塔盘，按规定要求进入塔内查漏，查漏采用氨渗透法。用0.1MPa的低压蒸汽冷凝液将检漏管内的尿素和甲铵结晶冲洗干净，然后在一个检漏管上接氨气，其余三个堵住，控制压力为0.05MPa，在塔内用酚酞试液喷洒第七、八筒节环焊缝盖板及角焊缝，试液变红的位置即为泄漏位置。

3.2 漏点消除

找到漏点后，请人员进行补焊。首先用砂轮机对泄漏点进行打磨，直到露出金属本色，然后用非熔性钨电极氩弧焊补焊了近7cm长的焊层，补焊完毕后进行氨渗漏实验，未发现酚酞试液变红，漏点成功消除。然后使用酸洗膏酸洗5～30min，除去酸洗膏并用脱盐水洗涤，再用钝化膏钝化4h以上，最后用脱盐水洗涤至pH=7。漏点消除装置恢复后，进行水压试验，试验压力分三个阶段完成，即分为5、10、16.5MPa压力段进行，每个压力阶段都保持一段时间。经过仔细查找再未发现泄漏现象，开车投料后，合成塔运行正常。

4、对尿素合成塔的日常维护

4.1 拉伸器紧固原理及紧固油压的计算

液压拉伸器为尿素合成塔设备配置工具，据档案记载，尿素合成塔封头的紧固油压为100MPa，由于此设备螺栓运行多年，目前实际紧固油压提高到105MPa。此次带压紧固为了保证安全，应先计算出螺栓能够承受的最大预紧力，进而推算出拉伸器的最大油压。

4.2 系统进行降压

把尿素合成塔操作压力降到14.0MPa以下，这样就降低了操作时螺栓的预紧力，增加了安全裕度。

4.3 加入足量的氧

尿素合成塔的腐蚀性是由温度、物料组成(NH3、CO2、H2O、Ur)溶解氧浓度以及有害杂质的存在与否而定，当不锈钢暴露在含甲胺的尿素溶液中时，只要有一定量氧，它就处于钝化状态，因此加入氧含量是防止设备腐蚀的重要措施。氧的作用不仅在于形成钝化膜，而且还起着保护钝化膜的作用。如果加入的氧量足以补充连续破坏的氧化膜需要，则钝化状态即可长期保持下去。

4.4 对关键设备按期检查

尿素合成塔是尿素生产中关键设备，其运行好坏直接影响到整个装置的安全稳定运行。应制定尿素合成塔运行台账，严格控制合成塔工艺指标在可控范围之内。开停车期间，由于衬里材料的膨胀系数约为壳体碳钢材料的1.5倍，若开、停车过程升、降温过大，会造成衬里与外壳温差过大，产生局部热应力，将衬里压皱或拉裂，导致应力腐蚀破坏，所以一般控制升、降温速率不超过30℃/h。正常生产期间，每月进行4次设备检修孔检查，其中1次使用不大于0.05MPa的仪表空气进行检漏，其他3次为目视检漏，通过采取这些措施，我公司尿素合成塔已运行20多年，还未出现过严重泄漏事故。

结束语

总而言之，一旦遭遇尿素合成塔泄漏事故，维护管理人员还应该根据现场泄漏情况进行泄漏原因的判断。而在找到真正的泄漏原因后，维护管理人员则可以采取相应的措施进行漏点的处理。因此，相信本文对尿素合成塔泄漏事故分析及处理问题展开的探讨，可以为相关工作的开展提供指导。

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