尿素蒸發系統技改小結

孟將將，魏萬強，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）

尿素蒸發系統技改小結

孟將將，魏萬強，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行中發現蒸發系統存在的一些不利因素，進而做出的一些優化技改項目，便于系統穩定運行。

蒸發系統；優化技改；運行

1 概述

我廠蒸發系統流程簡介：蒸發系統共分為兩段，在一段蒸發系統，從尿素溶液貯槽來的尿液在一段蒸發器中蒸發、濃縮尿液。尿液從尿素溶液貯槽經尿液泵送往一段蒸發器，在一段蒸發器中通過殼側低壓蒸汽和高壓調溫水加熱，尿液溫度從84℃升至130℃，在一段蒸發器的低壓蒸汽管線上的PV1133來維持在130℃。一段蒸發壓力約0.32 MPa。出一段蒸發器的尿液進入一段蒸發分離器。在分離器中，氣體從尿液中分離出來。一段蒸發器上段殼側蒸汽冷凝液經疏水器進入蒸汽冷凝液系統。離開一段蒸發分離器之前，氣體流經安裝在一個環上的一組螺旋葉片，當經過螺旋葉片時，尿素與氣體分離并回到一段蒸發分離器。一段蒸發分離器的氣體與來自閃蒸槽的氣體一起進入一段蒸發冷凝器殼側，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℃，在重力作用下進入氨水槽，未冷凝的氣體與動力蒸汽經一段噴射器一起進入常壓吸收塔。

一段蒸發冷凝器壓力由PIC1112控制。離開一段蒸發分離器底部的尿液經過平衡壓差的U型管進入二段蒸發器的入口。

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

將一段分離器的氣體一同帶入二段蒸發器（第一）冷凝器殼程。在表冷器內，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入氨水槽；未冷凝的氣體與動力蒸汽經二段蒸發第一噴射器一起進入二段蒸發后冷器殼程。二段蒸發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℃，在重力作用下進入氨水槽，未冷凝的氣體與動力蒸汽經二段蒸發第二噴射器一起進入常壓吸收塔。

離開二段蒸發分離器底部的尿液經熔融尿素泵的入口管線進入。熔融尿素由熔融泵送至造粒噴頭。

在蒸發工序主要作用是將來自循環工序來的水／尿素混合物進一步濃縮。為降低水解和縮二脲生成，蒸發采用真空相對低溫的工藝條件操作，從而限制相應的副反應速率常數。

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

2 我廠系統運行過程中出現的瓶頸

1）在運行中，尿液泵和熔融泵都是一開一備。我們廠泵的進出口閥改造前都采用球閥，閥體采取伴熱保溫。經常出現的情況是：在倒泵過程中，發現備用泵的進出口閥被尿液結晶堵死。不能夠及時的倒泵。

2）在一次系統運行過程中，出現斷電，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口導淋，將上塔管線內的尿液倒回來，然后再通入0.88 MPA蒸汽，由于進口導淋太小，沒能將管線內的導淋徹底處理干凈，導致上塔管線堵，處理上塔管線困難度較大，沒有備用的管線，導致全系統必須停車。

3）目前我裝置，已經完全具備設計能力的1 000 t／d，并且具備超負荷運行。高壓低壓系統都能夠穩定運行，唯獨蒸發經常出現的現象是真空度下掉，表冷器內出現結晶堵塞現象。

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，出現的現象是需要破真空時，破真空速率太慢，導致蒸發結晶。另外，我廠有一次停車后對蒸發熱煮，按照操作法將真空度表停掉，設備高點放空打開連通大氣，待蒸發上滿水之后，（由于監控的壓力表只剩一塊現場壓力表，該表壞）不曾想到儀表空氣破真空閥內漏，蒸發系統超壓，升壓器拉伸嚴重變形，導致很大的經濟損失。

5）在運行生產期間，產品的優級品率達不到100%，主要指標為縮二脲，縮二脲含量不夠穩定，不能全部保證低于0.9，有時會出現0.9以上。

6）在系統短停后開車，合成塔剛出料時組分不正常，氣體效率低會導致低壓超壓，進而給蒸發系統形成背壓，導致蒸發提真空難，蒸發運行不穩定。

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，導致每次預熱噴頭不充分，造粒時出現粒子結塊現象。

3 針對以上不利因素，我廠做出相應的技改

1）將泵的進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，蒸發系統能夠穩定運行。

具體技改如下圖1所示：

圖1 技改流程圖

4 技改說明

對圖中的幾個注解進行詳細說明：

1）我廠原來用的為沖洗水為工藝冷凝液，后改為蒸汽冷凝液；

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）將蒸發二段第二噴射器后的管線連通到工藝排氣煙囪；

8）將蒸發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，斷電等可以用倒料管線將上塔管線內的尿液處理干凈，防止結晶堵塞。③開車階段或者低壓系統有背壓時可以利用連接煙囪的管線保證蒸發正常運行。④遇到需要破真空時可以很快及時的破真空，同時也避免了蒸發在停車后熱煮時，再也不用擔心由儀表空氣發內漏導致蒸發系統超壓損壞設備。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，縮短停留時間，優級品率提高；⑥同時原有的管線也可以作為備用管線。將工藝冷凝液改為蒸汽冷凝液后沖洗更徹底，保證真空度指標。0.44 MPA蒸汽改為0.88 MPA蒸汽很好地預熱噴頭，再并不會出現由于預熱不充分出現結塊現象。

表1 為兩年的對比數據

6 結語

目前我廠已打破瓶頸，完全具備長、滿、穩的運行條件，且優級品率可以保證99%。

［1］姚淑香，裴建存.水噴射器在尿素蒸發系統中的應用［J］.化工設計通訊，2007，33（1）：18－20.

［2］崔文科.高效水力噴射抽真空在尿素蒸發系統中的應用［J］.化工設計通訊，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，學士，2007年畢業于蘭州理工大學，助理工程師，主要從事尿素生產技術工作。Email：dong987＠126.com