二效蒸發(fā)系統(tǒng)切除后生產(chǎn)運(yùn)行分析

梁 彤

（大慶煉化公司化工生產(chǎn)一部，黑龍江大慶 163411）

1 裝置簡介

硫銨車間二套裝置三效蒸發(fā)系統(tǒng)的基本生產(chǎn)流程是：20 ℃的稀硫銨溶液由進(jìn)料泵輸送至乏汽預(yù)熱器預(yù)熱至50 ℃左右，再經(jīng)冷凝水預(yù)熱器預(yù)熱后達(dá)到60 ℃左右；預(yù)熱后的稀硫銨液被送至一效加熱室加熱至105 ℃左右，再由一效軸流泵輸送入一效分離室進(jìn)行汽液分離，產(chǎn)生的二次蒸汽通過頂部氣相線進(jìn)入二效加熱室做為熱源，液相通過底部過料線進(jìn)入二效分離室；二效分離室內(nèi)，稀硫銨液經(jīng)過二效軸流泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，由二效加熱室加熱至96 ℃左右，汽液分離產(chǎn)生的二次蒸汽通過頂部氣相線進(jìn)入三效加熱室做為熱源，液相通過底部過料線進(jìn)入三效分離室；三效分離室內(nèi)，稀硫銨液經(jīng)過三效軸流泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，由三效加熱室加熱至70 ℃左右，產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過間接冷凝器內(nèi)循環(huán)水冷卻成冷凝水、回收至冷凝水罐，濃縮到45%左右的稀硫銨液則由三效出料泵送入稠厚器增稠后，通過底部出口閥進(jìn)入離心機(jī)；在離心機(jī)內(nèi)脫水后形成硫酸銨結(jié)晶顆粒，再送至干燥器進(jìn)行烘干脫水，最后稱重、裝袋包裝；離心機(jī)分離出來的稀硫銨液和稠厚器溢流出的硫銨液流入母液罐內(nèi)，經(jīng)母液泵輸送至三效加熱室繼續(xù)蒸發(fā)、提濃。

蒸發(fā)過程中稀硫銨液的pH 值逐漸下降，在二效蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)為1～2。因?yàn)榈蚿H 值的稀硫銨液腐蝕，二效加熱室使用約6 個(gè)月后就要進(jìn)行管束泄漏點(diǎn)維修施工，封堵泄漏管束一次需要一天左右、更換加熱室管束需要兩天左右。在維修前二效蒸發(fā)系統(tǒng)需要退料至原料罐，一效和三效蒸發(fā)系統(tǒng)停止蒸發(fā)提濃、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)泵維持自身循環(huán)。維修后二效蒸發(fā)系統(tǒng)重新進(jìn)料、建立循環(huán)后再提濃，造成裝置非計(jì)劃停工和影響聚丙烯酰胺尾氣回收裝置氨氣吸收效果。

2 兩效蒸發(fā)流程簡介

兩效蒸發(fā)以約180 ℃的一次蒸汽做為一效加熱室熱源，主要流程是：一效分離室內(nèi)的物料由一效軸流泵強(qiáng)制循環(huán)，經(jīng)過一效加熱室加熱至106 ℃左右，汽液分離時(shí)產(chǎn)生的二次蒸汽通過頂部氣相線進(jìn)入二效加熱室做為熱源，液相通過底部過料線進(jìn)入二效分離室；二效分離室內(nèi)的稀硫銨液經(jīng)過二效軸流泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，由二效加熱室加熱至70 ℃左右，產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過間接冷凝器冷卻成冷凝水、回收至冷凝水罐，濃縮到45%左右的稀硫銨液由二效出料泵送入稠厚器增稠，經(jīng)離心機(jī)脫水后的硫酸銨結(jié)晶顆粒再送至干燥器進(jìn)行烘干脫水，最后稱重、裝袋包裝。

當(dāng)二效蒸發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏點(diǎn)、需要退料維修時(shí)，可以切除二效蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸汽線、物料線和凝水線，使用一效和三效蒸發(fā)系統(tǒng)繼續(xù)生產(chǎn)，避免非計(jì)劃停工以及對聚丙烯酰胺尾氣回收裝置氨氣吸收效果的影響。

3 二效蒸發(fā)系統(tǒng)切除改造的主要內(nèi)容

對二效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行的切除改造中，主要是對物料線、氣相線和凝水線增加切斷閥，一效蒸發(fā)系統(tǒng)和三效蒸發(fā)系統(tǒng)間增加連通的氣相線、過料線，具體改造項(xiàng)目如下：①一效分離室頂部二次蒸汽至二效加熱室入口蒸汽線增加閥門；②一效分離室頂部二次蒸汽至三效加熱室入口增加蒸汽連通線和閥門；③二效分離室頂部二次蒸汽至三效加熱室入口蒸汽線增加閥門；④一效分離室至三效分離室增加過料線和閥門。

4 兩效蒸發(fā)系統(tǒng)投用的工藝調(diào)整

4.1 切除二效蒸發(fā)系統(tǒng)的流程調(diào)整

（1）將一效分離室溫度調(diào)節(jié)閥設(shè)定值降為102 ℃，投自動(dòng)調(diào)節(jié)。

（2）真空泵壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)定值升為0.002 5 MPa，投自動(dòng)調(diào)節(jié)（降低蒸發(fā)量，避免蒸發(fā)系統(tǒng)流程切換時(shí)損壞設(shè)備）。

（3）將三效加熱室抽負(fù)壓閥關(guān)閉后打開一圈。

（4）將一效分離室頂部二次蒸汽至三效加熱室入口蒸汽閥門打開兩圈。

（5）將一效分離室頂部二次蒸汽至二效加熱室入口蒸汽線閥門關(guān)閉。

（6）將二效分離室二次蒸汽出口閥關(guān)閉。

（7）將一效分離室至二效分離室進(jìn)料閥關(guān)閉。

（8）將二效分離室底部至三效分離室的過料閥關(guān)閉。

（9）根據(jù)三效分離室液位，通過一效分離室至三效分離室過料閥控制三效進(jìn)料量。

（10）關(guān)閉二效加熱室至三效加熱室冷凝水閥。

至此二效蒸發(fā)系統(tǒng)氣相流程、物料流程、凝水流程已完全切除，通過二效出料泵將系統(tǒng)內(nèi)稀硫銨液抽出后，可進(jìn)行泄漏點(diǎn)處理施工。

4.2 兩效蒸發(fā)的工藝參數(shù)調(diào)整

（1）通過二效分離室與三效分離室氣相平衡閥開度，控制二效分離室壓力在0.01 MPa 左右。

（2）緩慢升高一效分離室溫度調(diào)節(jié)閥設(shè)定值至106 ℃，投自動(dòng)調(diào)節(jié)。

（3）調(diào)整真空泵壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)定值為0.001 8 MPa，投自動(dòng)調(diào)節(jié)。

（4）通過一效分離室頂部的二次蒸汽至三效加熱室入口蒸汽線閥開度，使一效分離室溫度保持100～107 ℃、三效分離室溫度60～70 ℃（表1）。

表1 操作參數(shù)對比

5 兩效蒸發(fā)系統(tǒng)投用的效果分析

每小時(shí)的投用效果分析如下：

（1）兩效蒸發(fā)流程工藝指標(biāo)調(diào)整操作完成后，控制三效分離室溫度在70 ℃左右。一效分離室溫度調(diào)節(jié)閥設(shè)定為106 ℃（自動(dòng)調(diào)節(jié)使溫度在105～107 ℃）。

（2）提濃期間，去三效加熱室氣相閥門開度著控制一效分離室內(nèi)壓力：開度增大、一效分離室壓力下降，反這一效分離室壓力升高，使一效分離室壓力保持在-10～10 kPa（G.）。一效分離室的進(jìn)料量根據(jù)其液位自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持在1～2 t/h，低于三效蒸發(fā)時(shí)的3～4 t/h。

（3）出料期間，蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)密度迅速下降，一效分離室內(nèi)液位下降速度加快、液位調(diào)節(jié)閥開度增大，進(jìn)入一效分離室內(nèi)的稀硫銨液增多（2～4 t/h）但低于三效蒸發(fā)時(shí)的5～7 t/h 進(jìn)料量。由于新進(jìn)入的稀硫銨液增多，一效分離室溫度下降速度增快，導(dǎo)致進(jìn)入一效加熱室的主管蒸汽量隨之增大（2～2.8 t/h），多于三效蒸發(fā)時(shí)的2～2.5 t/h。

由以上分析可知，兩效蒸發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)量約0.6～0.8 t/h，低于三效蒸發(fā)系統(tǒng)的1.25 t/h。按此出料速度推算每班產(chǎn)量約6 t，蒸汽耗量約18 t，蒸汽單耗約3 t/t，綜合能耗約為288.14 kgEo/t，較三效蒸發(fā)系統(tǒng)的170 kgEo/t 增加約118.14 kgEo/t。兩效蒸發(fā)時(shí)稀硫銨液的消耗量，在排除因各效分離室液位波動(dòng)造成的蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)藏量變化外，基本保持在4.4 t/t（表2）。

表2 能源消耗及產(chǎn)量對比

6 結(jié)束語

介紹硫銨車間二套裝置的三效蒸發(fā)系統(tǒng)工藝切換成兩效蒸發(fā)系統(tǒng)的流程，確定兩效蒸發(fā)系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、操作、繼續(xù)生產(chǎn)的可行性。通過對流程切換時(shí)的工藝指標(biāo)調(diào)整，選擇較平穩(wěn)的分離室壓力和溫度及液位控制范圍，并投用自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的目的。最后通過切除前后兩套系統(tǒng)在生產(chǎn)能耗、物耗及產(chǎn)量數(shù)據(jù)的對比分析，找出兩效蒸發(fā)工況下對稀硫銨液蒸發(fā)過程能耗的影響因素，為制定下一步節(jié)能降耗方面的措施和對多效蒸發(fā)硫銨裝置的生產(chǎn)優(yōu)化起指導(dǎo)意義。