尿素二段蒸發真空度低的原因及對策

許昆嶺

（江蘇靈谷化工有限公司，江蘇宜興 214213）

尿素二段蒸發真空度低的原因及對策

許昆嶺

（江蘇靈谷化工有限公司，江蘇宜興 214213）

簡介尿素蒸發系統工藝流程，分析引起二段蒸發真空度低的原因，并提出相應的處理措施和運行中的注意事項。

尿素裝置；蒸發系統；真空度低；原因分析；處理措施

江蘇靈谷化工有限公司（原宜興化肥廠）大化肥項目總投資25億元，設計日產1300 t合成氨、2 000 t尿素，2007年12月破土動工，2009年7月試運行，2009年9月投入生產，從根本上改變了公司的原料路線，提高了公司的市場競爭力。其尿素裝置采用改進型Starmicarbon二氧化碳汽提工藝。自投產以來，尿素蒸發系統運行穩定，基本能達到設計值，優等品率較高。

1 蒸發系統工藝流程（圖1）

2 存在的問題及原因分析

2.1 存在的問題

2012年12月7日，尿素蒸發系統二段蒸發真空度維持在－90 k Pa，并且在沖洗后真空度基本沒有變化；同時對尿素成品質量進行分析，發現尿素水分大于0．5%，僅達到合格品標準，嚴重影響了我公司尿素產品質量及效益。近階段成品尿素水分見表1。

表1 成品尿素水分分析結果%

圖1 蒸發系統工藝流程圖

2.2 原因分析及排查

2.2.1 真空儀表失靈或損壞

真空儀表接頭部位密封不好或其他原因造成儀表損壞，會導致空氣漏入系統中，引起真空儀表測量不準。投產初期，二段蒸發系統發生過測真空電子傳感器接頭漏空氣現象，造成系統真空度低。二段真空度偏低后，我們立即聯系儀表人員對電子傳感器、壓力表接頭等部分進行檢查，發現密封均完好，沒有泄漏部位，從而排除了儀表失靈的因素。

2.2.2 尿液濃度低，游離氨含量高

尿液濃度低，游離氨含量高，造成蒸發氣相去冷凝器的負荷較大，引起真空度下降。通過調閱近期的分析數據和記錄報表，進蒸發系統尿液的濃度一直在72%左右（與設計值相同），同時，一段蒸發的真空度也維持在-65 k Pa（符合設計值），表明不是因尿液濃度低而引起二段真空度低。

2.2.3 循環冷卻水溫度高

循環冷卻水溫度高，易造成蒸發氣相在冷凝器中冷凝不充分，引起真空度降低。經分析，由于目前是冬季，循環冷卻水進口溫度為20℃，溫度較低，可判斷不是因循環冷卻水溫度高而引起二段真空度低。

2.2.4 冷凝器結垢，換熱能力不足

循環冷卻水水質差，易造成冷凝器表面結垢，影響循環冷卻水的冷卻效率。2011年3月系統大修時對冷凝器進行了檢查，發現結垢不明顯，且對冷凝器進行了清洗。據我公司控制的循環水水質指標，可推測不是因冷凝器結垢而引起二段真空度下降。

2.2.5 蒸發噴射器前濾網堵塞或工作蒸汽壓力低

蒸發噴射器前濾網堵，會引起蒸發噴射器入口蒸汽流量小、壓力低，造成蒸發噴射器抽吸能力不足和蒸發分離器氣相不能較快地進入冷凝器，氣相在蒸發分離器中積存而引起真空度下降。對蒸發噴射器前濾網進行檢查發現，濾網沒有被堵塞，表明蒸汽流通性較好。

工作蒸汽壓力低，會造成蒸汽經過噴嘴后流速減小，蒸發噴射器抽吸能力下降，引起蒸發氣相在蒸發分離器中積存而導致真空度下降。查看現場記錄報表，二蒸工作蒸汽壓力為0．4 MPa，滿足設計要求。

2.2.6 與蒸發系統相連的沖洗水或蒸汽閥門內漏

在生產中，如果與蒸發系統相連的沖洗水或蒸汽閥門內漏，會直接導致成品尿素中的水含量增高。尤其是與蒸發二段相連的沖洗水和噴頭吹掃蒸汽閥內漏時，對成品尿素中的水含量影響更大。對蒸發系統蒸汽閥門和沖洗水閥門進行檢查發現，各閥門質量良好，不存在內漏現象。

2.2.7 縮二脲結晶物堵塞升壓器喉管或分離器百葉窗

在二段蒸發分離器百葉窗、出氣喉管的水平段及升壓器的根部，很容易形成縮二脲和尿素的結晶。隨著裝置的長周期高負荷運行，縮二脲和尿素將越積越厚，導致二段分離器氣相排氣阻力增大，影響蒸發噴射器的正常工作，造成二段蒸發分離器內真空度下降。為了保證升壓器及喉管不被堵塞，在正常操作中，每班要按時沖洗升壓器，一般是每隔2 h沖洗1次，每次沖洗5 min，沖洗時要注意二段的真空度和溫度，以免真空度下降過多而造成尿素結晶。分離器百葉窗的沖洗，基本保證每天沖洗一次。

在發現二段蒸發真空度降低后，采用原來的沖洗方案，二段蒸發真空度沖洗前后沒有什么變化。為了驗證是升壓器喉管堵還是分離器百葉窗堵的問題，我們采用了分步沖洗方案。首先，先沖洗升壓器，發現蒸發真空度與沖洗前相比升高了2 k Pa；隨后我們沖洗分離器百葉窗，二段真空度與沖洗前相比真空度升高幅度很小，沖洗效果不明顯。從上述方案實施效果來看，分離器百葉窗積存縮二脲和尿素在一定程度上會影響二段蒸發的真空度，但不是真空度下降的主要原因。2013年1月15日因合成氨工段原因尿素系統停車檢修，打開二段蒸發分離器人孔后發現，縮二脲積存不是很嚴重。

2.2.8 設備內漏

設備內漏主要有蒸發加熱器上管板、列管或其他部位焊縫的泄漏，導致蒸汽或空氣進入尿液中。如果是設備內漏的話，二段蒸發系統在沖洗后真空度不會下降而會保持一定值，且隨著泄漏的增大真空度會緩慢下降。查閱蒸發工段記錄報表后發現，從2012年4月至2012年12月，沖洗后二段真空度呈緩慢下降的趨勢，表明設備有內漏的情況。2013年1月15日因前工段原因尿素系統停車檢修，對二蒸換熱器進行檢漏發現，換熱器列管有4根出現泄漏。這表明，換熱管泄漏是影響二段蒸發真空度下降的主要原因。

2.3 處理措施

（1）二蒸換熱器列管泄漏處理。據二段蒸發加熱器的檢測結果，對有缺陷的列管采取焊接堵管處理。處理后再次進行檢漏試驗，以確保設備沒有漏點。

（2）基于縮二脲積存現象，采取人工清理和蒸發熱煮相結合的方法進行處理。即首先對易于處理的縮二脲采用人工清理，難清理的尿素結塊采用熱煮方法清除。

2.4 注意事項

蒸發系統的實際生產中，為維持二段蒸發真空度的正常且穩定，需注意以下幾點：

（1）定期沖洗升壓器和分離器；

（2）保證蒸汽噴射器工作壓力穩定；（3）保證尿液濃度，防止游離氨過高；

（4）循環冷卻水溫度不可控制得太高，同時應保證二蒸冷凝器的循環冷卻水量；

（5）加強儀表、設備的檢查，防止漏氣影響系統真空度。

3 結 語

通過對蒸發分離器縮二脲的清理和換熱器泄漏列管堵管處理后，二段蒸發系統的真空度能達到－96 k Pa，尿素產品中水分下降，優等品率顯著提高，產品市場競爭力增強，為企業增加了經濟效益。

Causes and Countermeasures for Low Vacuum Degree in the Urea Second Evaporation Section

XU Kun-ling
（Linggu Chemical Co．，Ltd．，Yixing Jiangsu 214213，China）

Describe the process of urea evaporation unit，analyze the causes of low vacuum degree in the second section，and propose the countermeasures and the operation precautions．

urea unit；evaporation unit；low vacuum degree；cause analyzing countermeasures

TQ

B

1003-6490（2014）01-0059-02

2013-08-07

許昆嶺（1985－），男，河南商丘人，碩士，從事尿素技術管理工作。