許昆嶺

（江蘇靈谷化工有限公司，江蘇宜興 214213）

尿素二段蒸發(fā)真空度低的原因及對(duì)策

許昆嶺

（江蘇靈谷化工有限公司，江蘇宜興 214213）

簡(jiǎn)介尿素蒸發(fā)系統(tǒng)工藝流程，分析引起二段蒸發(fā)真空度低的原因，并提出相應(yīng)的處理措施和運(yùn)行中的注意事項(xiàng)。

尿素裝置；蒸發(fā)系統(tǒng)；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(xiàng)目總投資25億元，設(shè)計(jì)日產(chǎn)1300 t合成氨、2 000 t尿素，2007年12月破土動(dòng)工，2009年7月試運(yùn)行，2009年9月投入生產(chǎn)，從根本上改變了公司的原料路線，提高了公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其尿素裝置采用改進(jìn)型Starmicarbon二氧化碳汽提工藝。自投產(chǎn)以來，尿素蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，基本能達(dá)到設(shè)計(jì)值，優(yōu)等品率較高。

1 蒸發(fā)系統(tǒng)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(fā)系統(tǒng)二段蒸發(fā)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(shí)對(duì)尿素成品質(zhì)量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)尿素水分大于0．5%，僅達(dá)到合格品標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響了我公司尿素產(chǎn)品質(zhì)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(jié)果%

圖1 蒸發(fā)系統(tǒng)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(huì)導(dǎo)致空氣漏入系統(tǒng)中，引起真空儀表測(cè)量不準(zhǔn)。投產(chǎn)初期，二段蒸發(fā)系統(tǒng)發(fā)生過測(cè)真空電子傳感器接頭漏空氣現(xiàn)象，造成系統(tǒng)真空度低。二段真空度偏低后，我們立即聯(lián)系儀表人員對(duì)電子傳感器、壓力表接頭等部分進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)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(fā)氣相去冷凝器的負(fù)荷較大，引起真空度下降。通過調(diào)閱近期的分析數(shù)據(jù)和記錄報(bào)表，進(jìn)蒸發(fā)系統(tǒng)尿液的濃度一直在72%左右（與設(shè)計(jì)值相同），同時(shí)，一段蒸發(fā)的真空度也維持在-65 k Pa（符合設(shè)計(jì)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(huán)冷卻水溫度高

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

2.2.4 冷凝器結(jié)垢，換熱能力不足

循環(huán)冷卻水水質(zhì)差，易造成冷凝器表面結(jié)垢，影響循環(huán)冷卻水的冷卻效率。2011年3月系統(tǒng)大修時(shí)對(duì)冷凝器進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢不明顯，且對(duì)冷凝器進(jìn)行了清洗。據(jù)我公司控制的循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)，可推測(cè)不是因冷凝器結(jié)垢而引起二段真空度下降。

2.2.5 蒸發(fā)噴射器前濾網(wǎng)堵塞或工作蒸汽壓力低

蒸發(fā)噴射器前濾網(wǎng)堵，會(huì)引起蒸發(fā)噴射器入口蒸汽流量小、壓力低，造成蒸發(fā)噴射器抽吸能力不足和蒸發(fā)分離器氣相不能較快地進(jìn)入冷凝器，氣相在蒸發(fā)分離器中積存而引起真空度下降。對(duì)蒸發(fā)噴射器前濾網(wǎng)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，濾網(wǎng)沒有被堵塞，表明蒸汽流通性較好。

工作蒸汽壓力低，會(huì)造成蒸汽經(jīng)過噴嘴后流速減小，蒸發(fā)噴射器抽吸能力下降，引起蒸發(fā)氣相在蒸發(fā)分離器中積存而導(dǎo)致真空度下降。查看現(xiàn)場(chǎng)記錄報(bào)表，二蒸工作蒸汽壓力為0．4 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2.6 與蒸發(fā)系統(tǒng)相連的沖洗水或蒸汽閥門內(nèi)漏

在生產(chǎn)中，如果與蒸發(fā)系統(tǒng)相連的沖洗水或蒸汽閥門內(nèi)漏，會(huì)直接導(dǎo)致成品尿素中的水含量增高。尤其是與蒸發(fā)二段相連的沖洗水和噴頭吹掃蒸汽閥內(nèi)漏時(shí)，對(duì)成品尿素中的水含量影響更大。對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽閥門和沖洗水閥門進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，各閥門質(zhì)量良好，不存在內(nèi)漏現(xiàn)象。

2.2.7 縮二脲結(jié)晶物堵塞升壓器喉管或分離器百葉窗

在二段蒸發(fā)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(jié)晶。隨著裝置的長(zhǎng)周期高負(fù)荷運(yùn)行，縮二脲和尿素將越積越厚，導(dǎo)致二段分離器氣相排氣阻力增大，影響蒸發(fā)噴射器的正常工作，造成二段蒸發(fā)分離器內(nèi)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(shí)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(shí)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(jié)晶。分離器百葉窗的沖洗，基本保證每天沖洗一次。

在發(fā)現(xiàn)二段蒸發(fā)真空度降低后，采用原來的沖洗方案，二段蒸發(fā)真空度沖洗前后沒有什么變化。為了驗(yàn)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?jīng)_洗方案。首先，先沖洗升壓器，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)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(shí)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(huì)影響二段蒸發(fā)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(tǒng)停車檢修，打開二段蒸發(fā)分離器人孔后發(fā)現(xiàn)，縮二脲積存不是很嚴(yán)重。

2.2.8 設(shè)備內(nèi)漏

設(shè)備內(nèi)漏主要有蒸發(fā)加熱器上管板、列管或其他部位焊縫的泄漏，導(dǎo)致蒸汽或空氣進(jìn)入尿液中。如果是設(shè)備內(nèi)漏的話，二段蒸發(fā)系統(tǒng)在沖洗后真空度不會(huì)下降而會(huì)保持一定值，且隨著泄漏的增大真空度會(huì)緩慢下降。查閱蒸發(fā)工段記錄報(bào)表后發(fā)現(xiàn)，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(shì)，表明設(shè)備有內(nèi)漏的情況。2013年1月15日因前工段原因尿素系統(tǒng)停車檢修，對(duì)二蒸換熱器進(jìn)行檢漏發(fā)現(xiàn)，換熱器列管有4根出現(xiàn)泄漏。這表明，換熱管泄漏是影響二段蒸發(fā)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(jù)二段蒸發(fā)加熱器的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)有缺陷的列管采取焊接堵管處理。處理后再次進(jìn)行檢漏試驗(yàn)，以確保設(shè)備沒有漏點(diǎn)。

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

2.4 注意事項(xiàng)

蒸發(fā)系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)中，為維持二段蒸發(fā)真空度的正常且穩(wěn)定，需注意以下幾點(diǎn)：

（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(wěn)定；（3）保證尿液濃度，防止游離氨過高；

（4）循環(huán)冷卻水溫度不可控制得太高，同時(shí)應(yīng)保證二蒸冷凝器的循環(huán)冷卻水量；

（5）加強(qiáng)儀表、設(shè)備的檢查，防止漏氣影響系統(tǒng)真空度。

3 結(jié) 語

通過對(duì)蒸發(fā)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(fā)系統(tǒng)的真空度能達(dá)到－96 k Pa，尿素產(chǎn)品中水分下降，優(yōu)等品率顯著提高，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)，為企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)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(shù)管理工作。