二效蒸發系統切除后生產運行分析

梁 彤

（大慶煉化公司化工生產一部，黑龍江大慶 163411）

1 裝置簡介

硫銨車間二套裝置三效蒸發系統的基本生產流程是：20 ℃的稀硫銨溶液由進料泵輸送至乏汽預熱器預熱至50 ℃左右，再經冷凝水預熱器預熱后達到60 ℃左右；預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行汽液分離，產生的二次蒸汽通過頂部氣相線進入二效加熱室做為熱源，液相通過底部過料線進入二效分離室；二效分離室內，稀硫銨液經過二效軸流泵進行強制循環，由二效加熱室加熱至96 ℃左右，汽液分離產生的二次蒸汽通過頂部氣相線進入三效加熱室做為熱源，液相通過底部過料線進入三效分離室；三效分離室內，稀硫銨液經過三效軸流泵進行強制循環，由三效加熱室加熱至70 ℃左右，產生的二次蒸汽經過間接冷凝器內循環水冷卻成冷凝水、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，通過底部出口閥進入離心機；在離心機內脫水后形成硫酸銨結晶顆粒，再送至干燥器進行烘干脫水，最后稱重、裝袋包裝；離心機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，經母液泵輸送至三效加熱室繼續蒸發、提濃。

蒸發過程中稀硫銨液的pH 值逐漸下降，在二效蒸發系統內為1～2。因為低pH 值的稀硫銨液腐蝕，二效加熱室使用約6 個月后就要進行管束泄漏點維修施工，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。在維修前二效蒸發系統需要退料至原料罐，一效和三效蒸發系統停止蒸發提濃、運轉機泵維持自身循環。維修后二效蒸發系統重新進料、建立循環后再提濃，造成裝置非計劃停工和影響聚丙烯酰胺尾氣回收裝置氨氣吸收效果。

2 兩效蒸發流程簡介

兩效蒸發以約180 ℃的一次蒸汽做為一效加熱室熱源，主要流程是：一效分離室內的物料由一效軸流泵強制循環，經過一效加熱室加熱至106 ℃左右，汽液分離時產生的二次蒸汽通過頂部氣相線進入二效加熱室做為熱源，液相通過底部過料線進入二效分離室；二效分離室內的稀硫銨液經過二效軸流泵進行強制循環，由二效加熱室加熱至70 ℃左右，產生的二次蒸汽經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，經離心機脫水后的硫酸銨結晶顆粒再送至干燥器進行烘干脫水，最后稱重、裝袋包裝。

當二效蒸發系統出現泄漏點、需要退料維修時，可以切除二效蒸發系統的蒸汽線、物料線和凝水線，使用一效和三效蒸發系統繼續生產，避免非計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 二效蒸發系統切除改造的主要內容

對二效蒸發系統進行的切除改造中，主要是對物料線、氣相線和凝水線增加切斷閥，一效蒸發系統和三效蒸發系統間增加連通的氣相線、過料線，具體改造項目如下：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 兩效蒸發系統投用的工藝調整

4.1 切除二效蒸發系統的流程調整

（1）將一效分離室溫度調節閥設定值降為102 ℃，投自動調節。

（2）真空泵壓力調節閥設定值升為0.002 5 MPa，投自動調節（降低蒸發量，避免蒸發系統流程切換時損壞設備）。

（3）將三效加熱室抽負壓閥關閉后打開一圈。

（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閉。

（6）將二效分離室二次蒸汽出口閥關閉。

（7）將一效分離室至二效分離室進料閥關閉。

（8）將二效分離室底部至三效分離室的過料閥關閉。

（9）根據三效分離室液位，通過一效分離室至三效分離室過料閥控制三效進料量。

（10）關閉二效加熱室至三效加熱室冷凝水閥。

至此二效蒸發系統氣相流程、物料流程、凝水流程已完全切除，通過二效出料泵將系統內稀硫銨液抽出后，可進行泄漏點處理施工。

4.2 兩效蒸發的工藝參數調整

（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節閥設定值至106 ℃，投自動調節。

（3）調整真空泵壓力調節閥設定值為0.001 8 MPa，投自動調節。

（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 操作參數對比

5 兩效蒸發系統投用的效果分析

每小時的投用效果分析如下：

（1）兩效蒸發流程工藝指標調整操作完成后，控制三效分離室溫度在70 ℃左右。一效分離室溫度調節閥設定為106 ℃（自動調節使溫度在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.）。一效分離室的進料量根據其液位自動調節，保持在1～2 t/h，低于三效蒸發時的3～4 t/h。

（3）出料期間，蒸發系統內密度迅速下降，一效分離室內液位下降速度加快、液位調節閥開度增大，進入一效分離室內的稀硫銨液增多（2～4 t/h）但低于三效蒸發時的5～7 t/h 進料量。由于新進入的稀硫銨液增多，一效分離室溫度下降速度增快，導致進入一效加熱室的主管蒸汽量隨之增大（2～2.8 t/h），多于三效蒸發時的2～2.5 t/h。

由以上分析可知，兩效蒸發系統的產量約0.6～0.8 t/h，低于三效蒸發系統的1.25 t/h。按此出料速度推算每班產量約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，較三效蒸發系統的170 kgEo/t 增加約118.14 kgEo/t。兩效蒸發時稀硫銨液的消耗量，在排除因各效分離室液位波動造成的蒸發系統內藏量變化外，基本保持在4.4 t/t（表2）。

表2 能源消耗及產量對比

6 結束語

介紹硫銨車間二套裝置的三效蒸發系統工藝切換成兩效蒸發系統的流程，確定兩效蒸發系統的生產工藝、操作、繼續生產的可行性。通過對流程切換時的工藝指標調整，選擇較平穩的分離室壓力和溫度及液位控制范圍，并投用自動控制，實現系統平穩運行的目的。最后通過切除前后兩套系統在生產能耗、物耗及產量數據的對比分析，找出兩效蒸發工況下對稀硫銨液蒸發過程能耗的影響因素，為制定下一步節能降耗方面的措施和對多效蒸發硫銨裝置的生產優化起指導意義。