二效蒸发系统切除后生产运行分析

梁 彤

（大庆炼化公司化工生产一部，黑龙江大庆 163411）

1 装置简介

硫铵车间二套装置三效蒸发系统的基本生产流程是：20 ℃的稀硫铵溶液由进料泵输送至乏汽预热器预热至50 ℃左右，再经冷凝水预热器预热后达到60 ℃左右；预热后的稀硫铵液被送至一效加热室加热至105 ℃左右，再由一效轴流泵输送入一效分离室进行汽液分离，产生的二次蒸汽通过顶部气相线进入二效加热室做为热源，液相通过底部过料线进入二效分离室；二效分离室内，稀硫铵液经过二效轴流泵进行强制循环，由二效加热室加热至96 ℃左右，汽液分离产生的二次蒸汽通过顶部气相线进入三效加热室做为热源，液相通过底部过料线进入三效分离室；三效分离室内，稀硫铵液经过三效轴流泵进行强制循环，由三效加热室加热至70 ℃左右，产生的二次蒸汽经过间接冷凝器内循环水冷却成冷凝水、回收至冷凝水罐，浓缩到45%左右的稀硫铵液则由三效出料泵送入稠厚器增稠后，通过底部出口阀进入离心机；在离心机内脱水后形成硫酸铵结晶颗粒，再送至干燥器进行烘干脱水，最后称重、装袋包装；离心机分离出来的稀硫铵液和稠厚器溢流出的硫铵液流入母液罐内，经母液泵输送至三效加热室继续蒸发、提浓。

蒸发过程中稀硫铵液的pH 值逐渐下降，在二效蒸发系统内为1～2。因为低pH 值的稀硫铵液腐蚀，二效加热室使用约6 个月后就要进行管束泄漏点维修施工，封堵泄漏管束一次需要一天左右、更换加热室管束需要两天左右。在维修前二效蒸发系统需要退料至原料罐，一效和三效蒸发系统停止蒸发提浓、运转机泵维持自身循环。维修后二效蒸发系统重新进料、建立循环后再提浓，造成装置非计划停工和影响聚丙烯酰胺尾气回收装置氨气吸收效果。

2 两效蒸发流程简介

两效蒸发以约180 ℃的一次蒸汽做为一效加热室热源，主要流程是：一效分离室内的物料由一效轴流泵强制循环，经过一效加热室加热至106 ℃左右，汽液分离时产生的二次蒸汽通过顶部气相线进入二效加热室做为热源，液相通过底部过料线进入二效分离室；二效分离室内的稀硫铵液经过二效轴流泵进行强制循环，由二效加热室加热至70 ℃左右，产生的二次蒸汽经过间接冷凝器冷却成冷凝水、回收至冷凝水罐，浓缩到45%左右的稀硫铵液由二效出料泵送入稠厚器增稠，经离心机脱水后的硫酸铵结晶颗粒再送至干燥器进行烘干脱水，最后称重、装袋包装。

当二效蒸发系统出现泄漏点、需要退料维修时，可以切除二效蒸发系统的蒸汽线、物料线和凝水线，使用一效和三效蒸发系统继续生产，避免非计划停工以及对聚丙烯酰胺尾气回收装置氨气吸收效果的影响。

3 二效蒸发系统切除改造的主要内容

对二效蒸发系统进行的切除改造中，主要是对物料线、气相线和凝水线增加切断阀，一效蒸发系统和三效蒸发系统间增加连通的气相线、过料线，具体改造项目如下：①一效分离室顶部二次蒸汽至二效加热室入口蒸汽线增加阀门；②一效分离室顶部二次蒸汽至三效加热室入口增加蒸汽连通线和阀门；③二效分离室顶部二次蒸汽至三效加热室入口蒸汽线增加阀门；④一效分离室至三效分离室增加过料线和阀门。

4 两效蒸发系统投用的工艺调整

4.1 切除二效蒸发系统的流程调整

（1）将一效分离室温度调节阀设定值降为102 ℃，投自动调节。

（2）真空泵压力调节阀设定值升为0.002 5 MPa，投自动调节（降低蒸发量，避免蒸发系统流程切换时损坏设备）。

（3）将三效加热室抽负压阀关闭后打开一圈。

（4）将一效分离室顶部二次蒸汽至三效加热室入口蒸汽阀门打开两圈。

（5）将一效分离室顶部二次蒸汽至二效加热室入口蒸汽线阀门关闭。

（6）将二效分离室二次蒸汽出口阀关闭。

（7）将一效分离室至二效分离室进料阀关闭。

（8）将二效分离室底部至三效分离室的过料阀关闭。

（9）根据三效分离室液位，通过一效分离室至三效分离室过料阀控制三效进料量。

（10）关闭二效加热室至三效加热室冷凝水阀。

至此二效蒸发系统气相流程、物料流程、凝水流程已完全切除，通过二效出料泵将系统内稀硫铵液抽出后，可进行泄漏点处理施工。

4.2 两效蒸发的工艺参数调整

（1）通过二效分离室与三效分离室气相平衡阀开度，控制二效分离室压力在0.01 MPa 左右。

（2）缓慢升高一效分离室温度调节阀设定值至106 ℃，投自动调节。

（3）调整真空泵压力调节阀设定值为0.001 8 MPa，投自动调节。

（4）通过一效分离室顶部的二次蒸汽至三效加热室入口蒸汽线阀开度，使一效分离室温度保持100～107 ℃、三效分离室温度60～70 ℃（表1）。

表1 操作参数对比

5 两效蒸发系统投用的效果分析

每小时的投用效果分析如下：

（1）两效蒸发流程工艺指标调整操作完成后，控制三效分离室温度在70 ℃左右。一效分离室温度调节阀设定为106 ℃（自动调节使温度在105～107 ℃）。

（2）提浓期间，去三效加热室气相阀门开度着控制一效分离室内压力：开度增大、一效分离室压力下降，反这一效分离室压力升高，使一效分离室压力保持在-10～10 kPa（G.）。一效分离室的进料量根据其液位自动调节，保持在1～2 t/h，低于三效蒸发时的3～4 t/h。

（3）出料期间，蒸发系统内密度迅速下降，一效分离室内液位下降速度加快、液位调节阀开度增大，进入一效分离室内的稀硫铵液增多（2～4 t/h）但低于三效蒸发时的5～7 t/h 进料量。由于新进入的稀硫铵液增多，一效分离室温度下降速度增快，导致进入一效加热室的主管蒸汽量随之增大（2～2.8 t/h），多于三效蒸发时的2～2.5 t/h。

由以上分析可知，两效蒸发系统的产量约0.6～0.8 t/h，低于三效蒸发系统的1.25 t/h。按此出料速度推算每班产量约6 t，蒸汽耗量约18 t，蒸汽单耗约3 t/t，综合能耗约为288.14 kgEo/t，较三效蒸发系统的170 kgEo/t 增加约118.14 kgEo/t。两效蒸发时稀硫铵液的消耗量，在排除因各效分离室液位波动造成的蒸发系统内藏量变化外，基本保持在4.4 t/t（表2）。

表2 能源消耗及产量对比

6 结束语

介绍硫铵车间二套装置的三效蒸发系统工艺切换成两效蒸发系统的流程，确定两效蒸发系统的生产工艺、操作、继续生产的可行性。通过对流程切换时的工艺指标调整，选择较平稳的分离室压力和温度及液位控制范围，并投用自动控制，实现系统平稳运行的目的。最后通过切除前后两套系统在生产能耗、物耗及产量数据的对比分析，找出两效蒸发工况下对稀硫铵液蒸发过程能耗的影响因素，为制定下一步节能降耗方面的措施和对多效蒸发硫铵装置的生产优化起指导意义。