蒸发系统真空度低的原因分析及处理

蒸发系统真空度低的原因分析及处理

王付生

（安徽六国化工股份有限公司，安徽 铜陵244021）

［摘  要］从尿液中游离态NH3、CO₂及水含量高，以及蒸发分离器液位高、蒸发分离器出气不畅、喷射器抽吸能力下降及动力蒸汽压力过高、表冷器工作不正常、氨水槽液位低、升压器动力蒸汽压力过高、蒸发系统有漏点、一段真空度低等方面入手，分析造成CO₂汽提法尿素装置蒸发系统真空度低的原因，并介绍处理方法及操作维护和预防措施。

［关键词］ CO₂汽提法尿素装置；蒸发系统；真空度低；原因分析；处理措施；预防措施

     ［中图分类号］ TQ 441.41  ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）04-0034-03

尿素装置中，蒸发系统担负着把尿液中的水分离出来的任务。为减少缩二脲的生成，采用二段真空、低温蒸发工艺来分离尿液中的水分，因而实际操作中蒸发系统的真空度、温度是必须严格控制的工艺指标。安徽六国化工股份有限公司CO₂汽提法尿素装置2013年2月投产，至今已运行3 a，期间蒸发系统出现真空度低的问题，以下就这3 a的生产中蒸发系统真空度控制方面积累的经验简介如下。

1  蒸发系统真空度低的原因分析及处理

1.1  尿液中游离态NH₃、CO₂含量高

1.1.1  原因分析

尿液进入蒸发加热器后，温度升高，再进入蒸发分离器内，压力降低，尿液中的NH₃、CO₂因温度的升高和压力的降低闪蒸分离出来。当尿液中NH₃、CO₂含量高时，闪蒸出来的NH3、CO₂量也将增大，而当分离出来的气态NH₃、CO₂量超过了蒸汽喷射器的抽吸能力时，蒸发系统的真空度就会降低。

1.1.2  处理措施

    要使尿液中NH₃、CO₂含量符合蒸发系统的进料要求，就要操作好未反应物分离系统。在CO₂汽提法尿素装置中，未反应物分离系统包括高压分离、低压分离、闪蒸分离3个环节。这3个环节都遵循一定的压力对应一定的未反应物分离温度，也就是说，只要控制好各分离系统的压力和出液温度，就一定能得到符合蒸发系统进料要求的尿液，而若任何一个环节操作上出了问题，都会造成进入蒸发系统的尿液中NH₃和CO₂含量高，最终造成蒸发系统真空度降低。在未反应物分离系统中，用总氨蒸出率和甲铵分解率来表征未反应物的分离效率，当操作不当时，甲铵分解率和总氨蒸出率低，就会导致尿液中NH₃、CO₂含量升高。

我公司CO₂汽提法尿素装置未反应物分离情况见表1。

表1  CO₂汽提法尿素装置未反应物分离情况一览表

1.2  尿液中水含量高

1.2.1  原因分析

正常生产中，进入蒸发系统的尿液水含量要控制在30.5%左右，当尿液中水含量较高时，被加热的尿液进入蒸发分离器闪蒸分离出来的蒸汽量也就较多，当蒸发出来的气体量超出蒸汽喷射器抽吸能力时，蒸发系统的真空度就会下降。

1.2.2  处理措施

检查低压精馏塔进液管冲洗水阀是否关闭、泄漏；检查精馏塔液位调节阀前后冲洗水阀是否关闭、泄漏；检查闪蒸下液冲洗水阀是否关闭、泄漏；检查尿液槽液位计冲洗水阀是否关闭、泄漏；检查尿液泵进口、出口冲洗水阀是否关闭、泄漏；检查蒸发循环管线冲洗水阀是否关闭、泄漏；检查一段、二段蒸发旋流板冲洗水阀是否关闭、泄漏；检查一段、二段蒸发U形管冲洗水阀是否关闭、泄漏。

1.3  蒸发分离器液位高

1.3.1  原因分析

为减少物料在蒸发加热器内的停留时间，在蒸发加热器内尿液以70 m/s的速度流过，出蒸发加热器的尿液几乎不在加热器上花板上形成液位立即进行气液分离：气体夹带少量尿液向上通过旋流板气液分离器进行气液分离后进入表冷器，液体则依靠自身重力和位差进入出液管。当加热器上花板积液时，加热器内分离出来的气体向上以70 m/s的速度流动，很容易将过多的尿液带出，当带出的尿液量超过旋流板的分离能力时，进入表冷器的尿液就会增多，尿液在表冷器表面结晶，造成表冷器换热效果变差，表冷器出气中不凝气增多，当不凝气量超过蒸汽喷射器最大抽吸能力时，蒸发系统的真空度就会下降。

1.3.2  处理措施

在蒸发系统停车时，一定要彻底置换蒸发系统，从U形管底部和熔融尿素泵进口排放检查是否置换合格，严防因置换不彻底造成管路不畅通。在蒸发系统开车过程中，一定要先走水，检查管路是否畅通无阻。在蒸发抽真空时，一定要先提二段真空度再提一段真空度，确保一段压力高于二段压力，物料才能有充足的流动动力，才能避免一段蒸发分离器积液。在蒸发操作中，要控制好熔融尿素泵进口管道的液位，确保不满液。蒸发加热器上花板上没有液位计，因而是否积液很难发现，一定要按上述规定操作好。

1.4  蒸发分离器出气不畅

 蒸发分离器出气要经过旋流板分离器、出气管，二段蒸发分离器出气还要经过升压器才能进入表冷器，在分离气进入表冷器的途中，任何一个部位发生结晶堵塞都会造成分离器出气不畅，蒸发系统真空度降低。蒸发分离器出气不畅的原因及处理措施见表2。

更多内容详见《中氮肥》2016年第4期