尿素二段蒸发真空度低的原因及对策

许昆岭

（江苏灵谷化工有限公司，江苏宜兴 214213）

尿素二段蒸发真空度低的原因及对策

许昆岭

（江苏灵谷化工有限公司，江苏宜兴 214213）

简介尿素蒸发系统工艺流程，分析引起二段蒸发真空度低的原因，并提出相应的处理措施和运行中的注意事项。

尿素装置；蒸发系统；真空度低；原因分析；处理措施

江苏灵谷化工有限公司（原宜兴化肥厂）大化肥项目总投资25亿元，设计日产1300 t合成氨、2 000 t尿素，2007年12月破土动工，2009年7月试运行，2009年9月投入生产，从根本上改变了公司的原料路线，提高了公司的市场竞争力。其尿素装置采用改进型Starmicarbon二氧化碳汽提工艺。自投产以来，尿素蒸发系统运行稳定，基本能达到设计值，优等品率较高。

1 蒸发系统工艺流程（图1）

2 存在的问题及原因分析

2.1 存在的问题

2012年12月7日，尿素蒸发系统二段蒸发真空度维持在－90 k Pa，并且在冲洗后真空度基本没有变化；同时对尿素成品质量进行分析，发现尿素水分大于0．5%，仅达到合格品标准，严重影响了我公司尿素产品质量及效益。近阶段成品尿素水分见表1。

表1 成品尿素水分分析结果%

图1 蒸发系统工艺流程图

2.2 原因分析及排查

2.2.1 真空仪表失灵或损坏

真空仪表接头部位密封不好或其他原因造成仪表损坏，会导致空气漏入系统中，引起真空仪表测量不准。投产初期，二段蒸发系统发生过测真空电子传感器接头漏空气现象，造成系统真空度低。二段真空度偏低后，我们立即联系仪表人员对电子传感器、压力表接头等部分进行检查，发现密封均完好，没有泄漏部位，从而排除了仪表失灵的因素。

2.2.2 尿液浓度低，游离氨含量高

尿液浓度低，游离氨含量高，造成蒸发气相去冷凝器的负荷较大，引起真空度下降。通过调阅近期的分析数据和记录报表，进蒸发系统尿液的浓度一直在72%左右（与设计值相同），同时，一段蒸发的真空度也维持在-65 k Pa（符合设计值），表明不是因尿液浓度低而引起二段真空度低。

2.2.3 循环冷却水温度高

循环冷却水温度高，易造成蒸发气相在冷凝器中冷凝不充分，引起真空度降低。经分析，由于目前是冬季，循环冷却水进口温度为20℃，温度较低，可判断不是因循环冷却水温度高而引起二段真空度低。

2.2.4 冷凝器结垢，换热能力不足

循环冷却水水质差，易造成冷凝器表面结垢，影响循环冷却水的冷却效率。2011年3月系统大修时对冷凝器进行了检查，发现结垢不明显，且对冷凝器进行了清洗。据我公司控制的循环水水质指标，可推测不是因冷凝器结垢而引起二段真空度下降。

2.2.5 蒸发喷射器前滤网堵塞或工作蒸汽压力低

蒸发喷射器前滤网堵，会引起蒸发喷射器入口蒸汽流量小、压力低，造成蒸发喷射器抽吸能力不足和蒸发分离器气相不能较快地进入冷凝器，气相在蒸发分离器中积存而引起真空度下降。对蒸发喷射器前滤网进行检查发现，滤网没有被堵塞，表明蒸汽流通性较好。

工作蒸汽压力低，会造成蒸汽经过喷嘴后流速减小，蒸发喷射器抽吸能力下降，引起蒸发气相在蒸发分离器中积存而导致真空度下降。查看现场记录报表，二蒸工作蒸汽压力为0．4 MPa，满足设计要求。

2.2.6 与蒸发系统相连的冲洗水或蒸汽阀门内漏

在生产中，如果与蒸发系统相连的冲洗水或蒸汽阀门内漏，会直接导致成品尿素中的水含量增高。尤其是与蒸发二段相连的冲洗水和喷头吹扫蒸汽阀内漏时，对成品尿素中的水含量影响更大。对蒸发系统蒸汽阀门和冲洗水阀门进行检查发现，各阀门质量良好，不存在内漏现象。

2.2.7 缩二脲结晶物堵塞升压器喉管或分离器百叶窗

在二段蒸发分离器百叶窗、出气喉管的水平段及升压器的根部，很容易形成缩二脲和尿素的结晶。随着装置的长周期高负荷运行，缩二脲和尿素将越积越厚，导致二段分离器气相排气阻力增大，影响蒸发喷射器的正常工作，造成二段蒸发分离器内真空度下降。为了保证升压器及喉管不被堵塞，在正常操作中，每班要按时冲洗升压器，一般是每隔2 h冲洗1次，每次冲洗5 min，冲洗时要注意二段的真空度和温度，以免真空度下降过多而造成尿素结晶。分离器百叶窗的冲洗，基本保证每天冲洗一次。

在发现二段蒸发真空度降低后，采用原来的冲洗方案，二段蒸发真空度冲洗前后没有什么变化。为了验证是升压器喉管堵还是分离器百叶窗堵的问题，我们采用了分步冲洗方案。首先，先冲洗升压器，发现蒸发真空度与冲洗前相比升高了2 k Pa；随后我们冲洗分离器百叶窗，二段真空度与冲洗前相比真空度升高幅度很小，冲洗效果不明显。从上述方案实施效果来看，分离器百叶窗积存缩二脲和尿素在一定程度上会影响二段蒸发的真空度，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统停车检修，打开二段蒸发分离器人孔后发现，缩二脲积存不是很严重。

2.2.8 设备内漏

设备内漏主要有蒸发加热器上管板、列管或其他部位焊缝的泄漏，导致蒸汽或空气进入尿液中。如果是设备内漏的话，二段蒸发系统在冲洗后真空度不会下降而会保持一定值，且随着泄漏的增大真空度会缓慢下降。查阅蒸发工段记录报表后发现，从2012年4月至2012年12月，冲洗后二段真空度呈缓慢下降的趋势，表明设备有内漏的情况。2013年1月15日因前工段原因尿素系统停车检修，对二蒸换热器进行检漏发现，换热器列管有4根出现泄漏。这表明，换热管泄漏是影响二段蒸发真空度下降的主要原因。

2.3 处理措施

（1）二蒸换热器列管泄漏处理。据二段蒸发加热器的检测结果，对有缺陷的列管采取焊接堵管处理。处理后再次进行检漏试验，以确保设备没有漏点。

（2）基于缩二脲积存现象，采取人工清理和蒸发热煮相结合的方法进行处理。即首先对易于处理的缩二脲采用人工清理，难清理的尿素结块采用热煮方法清除。

2.4 注意事项

蒸发系统的实际生产中，为维持二段蒸发真空度的正常且稳定，需注意以下几点：

（1）定期冲洗升压器和分离器；

（2）保证蒸汽喷射器工作压力稳定；（3）保证尿液浓度，防止游离氨过高；

（4）循环冷却水温度不可控制得太高，同时应保证二蒸冷凝器的循环冷却水量；

（5）加强仪表、设备的检查，防止漏气影响系统真空度。

3 结 语

通过对蒸发分离器缩二脲的清理和换热器泄漏列管堵管处理后，二段蒸发系统的真空度能达到－96 k Pa，尿素产品中水分下降，优等品率显著提高，产品市场竞争力增强，为企业增加了经济效益。

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

许昆岭（1985－），男，河南商丘人，硕士，从事尿素技术管理工作。