尿素蒸發(fā)系統(tǒng)技改小結(jié)

孟將將，魏萬強(qiáng)，譚小龍

（青海鹽湖股份有限公司化工分公司化肥廠尿素一車間，青海格爾木 816000）

尿素蒸發(fā)系統(tǒng)技改小結(jié)

孟將將，魏萬強(qiáng)，譚小龍

（青海鹽湖股份有限公司化工分公司化肥廠尿素一車間，青海格爾木 816000）

主要介紹了我廠在長期運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)系統(tǒng)存在的一些不利因素，進(jìn)而做出的一些優(yōu)化技改項(xiàng)目，便于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

蒸發(fā)系統(tǒng)；優(yōu)化技改；運(yùn)行

1 概述

我廠蒸發(fā)系統(tǒng)流程簡介：蒸發(fā)系統(tǒng)共分為兩段，在一段蒸發(fā)系統(tǒng)，從尿素溶液貯槽來的尿液在一段蒸發(fā)器中蒸發(fā)、濃縮尿液。尿液從尿素溶液貯槽經(jīng)尿液泵送往一段蒸發(fā)器，在一段蒸發(fā)器中通過殼側(cè)低壓蒸汽和高壓調(diào)溫水加熱，尿液溫度從84℃升至130℃，在一段蒸發(fā)器的低壓蒸汽管線上的PV1133來維持在130℃。一段蒸發(fā)壓力約0.32 MPa。出一段蒸發(fā)器的尿液進(jìn)入一段蒸發(fā)分離器。在分離器中，氣體從尿液中分離出來。一段蒸發(fā)器上段殼側(cè)蒸汽冷凝液經(jīng)疏水器進(jìn)入蒸汽冷凝液系統(tǒng)。離開一段蒸發(fā)分離器之前，氣體流經(jīng)安裝在一個(gè)環(huán)上的一組螺旋葉片，當(dāng)經(jīng)過螺旋葉片時(shí)，尿素與氣體分離并回到一段蒸發(fā)分離器。一段蒸發(fā)分離器的氣體與來自閃蒸槽的氣體一起進(jìn)入一段蒸發(fā)冷凝器殼側(cè)，大部分氣體在中冷凝，冷凝熱由管程冷卻水帶走，冷凝后液體溫度約48℃，在重力作用下進(jìn)入氨水槽，未冷凝的氣體與動(dòng)力蒸汽經(jīng)一段噴射器一起進(jìn)入常壓吸收塔。

一段蒸發(fā)冷凝器壓力由PIC1112控制。離開一段蒸發(fā)分離器底部的尿液經(jīng)過平衡壓差的U型管進(jìn)入二段蒸發(fā)器的入口。

在二段蒸發(fā)器的殼程加入低壓蒸汽，尿液溫度由130℃升至140℃，出二段蒸發(fā)器的尿液進(jìn)入二段蒸發(fā)分離器。在分離器中，氣體從尿液中分離出來。二段蒸發(fā)器殼側(cè)蒸汽冷凝液經(jīng)疏水器進(jìn)入蒸汽冷凝液系統(tǒng)。

將一段分離器的氣體一同帶入二段蒸發(fā)器（第一）冷凝器殼程。在表冷器內(nèi)，冷凝熱由管程冷卻水帶走，冷凝后工藝液體溫度約為42℃，在重力作用下工藝液體進(jìn)入氨水槽；未冷凝的氣體與動(dòng)力蒸汽經(jīng)二段蒸發(fā)第一噴射器一起進(jìn)入二段蒸發(fā)后冷器殼程。二段蒸發(fā)后冷器將未冷凝的氣體再次冷凝，這里大部分的氣體被冷凝下來。冷凝熱由管程冷卻水帶走，冷凝后液體溫度約48℃，在重力作用下進(jìn)入氨水槽，未冷凝的氣體與動(dòng)力蒸汽經(jīng)二段蒸發(fā)第二噴射器一起進(jìn)入常壓吸收塔。

離開二段蒸發(fā)分離器底部的尿液經(jīng)熔融尿素泵的入口管線進(jìn)入。熔融尿素由熔融泵送至造粒噴頭。

在蒸發(fā)工序主要作用是將來自循環(huán)工序來的水／尿素混合物進(jìn)一步濃縮。為降低水解和縮二脲生成，蒸發(fā)采用真空相對(duì)低溫的工藝條件操作，從而限制相應(yīng)的副反應(yīng)速率常數(shù)。

由于尿液濃度極高，容易發(fā)生結(jié)晶堵塞；所以操作的關(guān)鍵是避免結(jié)晶堵塞。即使操作小心但也有許多突發(fā)狀況導(dǎo)致真空度降，尿素粒子水含量超標(biāo)，更有甚者引起蒸發(fā)停車，結(jié)晶堵塞。

2 我廠系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的瓶頸

1）在運(yùn)行中，尿液泵和熔融泵都是一開一備。我們廠泵的進(jìn)出口閥改造前都采用球閥，閥體采取伴熱保溫。經(jīng)常出現(xiàn)的情況是：在倒泵過程中，發(fā)現(xiàn)備用泵的進(jìn)出口閥被尿液結(jié)晶堵死。不能夠及時(shí)的倒泵。

2）在一次系統(tǒng)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)斷電，尿液泵，熔融泵，蒸汽冷凝液泵跳，面臨的就是上塔管線堵，我們采取的措施是打開熔融泵進(jìn)口導(dǎo)淋，將上塔管線內(nèi)的尿液倒回來，然后再通入0.88 MPA蒸汽，由于進(jìn)口導(dǎo)淋太小，沒能將管線內(nèi)的導(dǎo)淋徹底處理干凈，導(dǎo)致上塔管線堵，處理上塔管線困難度較大，沒有備用的管線，導(dǎo)致全系統(tǒng)必須停車。

3）目前我裝置，已經(jīng)完全具備設(shè)計(jì)能力的1 000 t／d，并且具備超負(fù)荷運(yùn)行。高壓低壓系統(tǒng)都能夠穩(wěn)定運(yùn)行，唯獨(dú)蒸發(fā)經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象是真空度下掉，表冷器內(nèi)出現(xiàn)結(jié)晶堵塞現(xiàn)象。

4）我裝置的破真空管線采用的是儀表空氣（壓力0.7 MPA），管徑為DN25，出現(xiàn)的現(xiàn)象是需要破真空時(shí)，破真空速率太慢，導(dǎo)致蒸發(fā)結(jié)晶。另外，我廠有一次停車后對(duì)蒸發(fā)熱煮，按照操作法將真空度表停掉，設(shè)備高點(diǎn)放空打開連通大氣，待蒸發(fā)上滿水之后，（由于監(jiān)控的壓力表只剩一塊現(xiàn)場壓力表，該表壞）不曾想到儀表空氣破真空閥內(nèi)漏，蒸發(fā)系統(tǒng)超壓，升壓器拉伸嚴(yán)重變形，導(dǎo)致很大的經(jīng)濟(jì)損失。

5）在運(yùn)行生產(chǎn)期間，產(chǎn)品的優(yōu)級(jí)品率達(dá)不到100%，主要指標(biāo)為縮二脲，縮二脲含量不夠穩(wěn)定，不能全部保證低于0.9，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)0.9以上。

6）在系統(tǒng)短停后開車，合成塔剛出料時(shí)組分不正常，氣體效率低會(huì)導(dǎo)致低壓超壓，進(jìn)而給蒸發(fā)系統(tǒng)形成背壓，導(dǎo)致蒸發(fā)提真空難，蒸發(fā)運(yùn)行不穩(wěn)定。

7）我廠原來用的吹掃噴頭蒸汽為0.44 MPA蒸汽，由于蒸汽壓力低，含水量大，導(dǎo)致每次預(yù)熱噴頭不充分，造粒時(shí)出現(xiàn)粒子結(jié)塊現(xiàn)象。

3 針對(duì)以上不利因素，我廠做出相應(yīng)的技改

1）將泵的進(jìn)出口閥由球閥改為帶夾套的截止閥；

2）在泵的出口閥后增加一條倒料管線，并配上吹掃蒸汽管線；

3）在一、二段的表冷器中下部配沖洗水管線；

4）將破真空管線改為連通大氣破真空。并且將管線加粗到DN100；

5）新增一條上塔管線，管徑變小改為DN50；

6）將一二段噴射器新增管線去放空管線，并配有閥門，以備低壓或解吸背壓時(shí)，蒸發(fā)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

具體技改如下圖1所示：

圖1 技改流程圖

4 技改說明

對(duì)圖中的幾個(gè)注解進(jìn)行詳細(xì)說明：

1）我廠原來用的為沖洗水為工藝?yán)淠海蟾臑檎羝淠海?/p>

2）中將原有的0.44 MPA吹掃噴頭蒸汽改為0.88 MPA蒸汽；

3）新增一條DN50的上塔管線；

4）新增一條DN80的倒料管線；

5）將蒸發(fā)一段原來的儀表空氣破真空管線，改為連通大氣，且將管線加粗到DN100；

6）將蒸發(fā)二段原來的儀表空氣破真空管線，改為連通大氣，且將管線加粗到DN100；

7）將蒸發(fā)二段第二噴射器后的管線連通到工藝排氣煙囪；

8）將蒸發(fā)一段噴射器后的管線連通到工藝排氣煙囪。

5 技改后的成效

通過上述技改，效果頗為顯著。①尿液泵和熔融泵的備用泵可以很好地備用。②在遇到緊急狀況時(shí)，斷電等可以用倒料管線將上塔管線內(nèi)的尿液處理干凈，防止結(jié)晶堵塞。③開車階段或者低壓系統(tǒng)有背壓時(shí)可以利用連接煙囪的管線保證蒸發(fā)正常運(yùn)行。④遇到需要破真空時(shí)可以很快及時(shí)的破真空，同時(shí)也避免了蒸發(fā)在停車后熱煮時(shí)，再也不用擔(dān)心由儀表空氣發(fā)內(nèi)漏導(dǎo)致蒸發(fā)系統(tǒng)超壓損壞設(shè)備。⑤增加了一條管徑較小的上塔管線，使尿液在上塔過程中流速加快，縮短停留時(shí)間，優(yōu)級(jí)品率提高；⑥同時(shí)原有的管線也可以作為備用管線。將工藝?yán)淠焊臑檎羝淠汉鬀_洗更徹底，保證真空度指標(biāo)。0.44 MPA蒸汽改為0.88 MPA蒸汽很好地預(yù)熱噴頭，再并不會(huì)出現(xiàn)由于預(yù)熱不充分出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。

表1 為兩年的對(duì)比數(shù)據(jù)

6 結(jié)語

目前我廠已打破瓶頸，完全具備長、滿、穩(wěn)的運(yùn)行條件，且優(yōu)級(jí)品率可以保證99%。

［1］姚淑香，裴建存.水噴射器在尿素蒸發(fā)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.化工設(shè)計(jì)通訊，2007，33（1）：18－20.

［2］崔文科.高效水力噴射抽真空在尿素蒸發(fā)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.化工設(shè)計(jì)通訊，2011，37（6）：52－53.

Technical innovation of urea evaporation system

Meng Jiang-jiang,Wei Wan-qiang,Tan Xiao-long
（Qinghai Saline Lake Limited by Share Ltd chemical fertilizer plant urea plant，Golmud Qinghai 816000 China）

This paper mainly introduces the plant I found some unfavorable factors of evaporation system exists in the long run，and then make some optimization of technological transformation projects，for the stable operation of the system.

Evaporation system；Optimization of technological transformation；Stable operation

TQ051.4

A

1003－6490（2015）04－007－03

2015－04－08

孟將將（1983－），男，漢族，山西太原人，學(xué)士，2007年畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)，助理工程師，主要從事尿素生產(chǎn)技術(shù)工作。Email：dong987＠126.com