尿素蒸发系统技改小结

孟将将，魏万强，谭小龙

（青海盐湖股份有限公司化工分公司化肥厂尿素一车间，青海格尔木 816000）

尿素蒸发系统技改小结

孟将将，魏万强，谭小龙

（青海盐湖股份有限公司化工分公司化肥厂尿素一车间，青海格尔木 816000）

主要介绍了我厂在长期运行中发现蒸发系统存在的一些不利因素，进而做出的一些优化技改项目，便于系统稳定运行。

蒸发系统；优化技改；运行

1 概述

我厂蒸发系统流程简介：蒸发系统共分为两段，在一段蒸发系统，从尿素溶液贮槽来的尿液在一段蒸发器中蒸发、浓缩尿液。尿液从尿素溶液贮槽经尿液泵送往一段蒸发器，在一段蒸发器中通过壳侧低压蒸汽和高压调温水加热，尿液温度从84℃升至130℃，在一段蒸发器的低压蒸汽管线上的PV1133来维持在130℃。一段蒸发压力约0.32 MPa。出一段蒸发器的尿液进入一段蒸发分离器。在分离器中，气体从尿液中分离出来。一段蒸发器上段壳侧蒸汽冷凝液经疏水器进入蒸汽冷凝液系统。离开一段蒸发分离器之前，气体流经安装在一个环上的一组螺旋叶片，当经过螺旋叶片时，尿素与气体分离并回到一段蒸发分离器。一段蒸发分离器的气体与来自闪蒸槽的气体一起进入一段蒸发冷凝器壳侧，大部分气体在中冷凝，冷凝热由管程冷却水带走，冷凝后液体温度约48℃，在重力作用下进入氨水槽，未冷凝的气体与动力蒸汽经一段喷射器一起进入常压吸收塔。

一段蒸发冷凝器压力由PIC1112控制。离开一段蒸发分离器底部的尿液经过平衡压差的U型管进入二段蒸发器的入口。

在二段蒸发器的壳程加入低压蒸汽，尿液温度由130℃升至140℃，出二段蒸发器的尿液进入二段蒸发分离器。在分离器中，气体从尿液中分离出来。二段蒸发器壳侧蒸汽冷凝液经疏水器进入蒸汽冷凝液系统。

将一段分离器的气体一同带入二段蒸发器（第一）冷凝器壳程。在表冷器内，冷凝热由管程冷却水带走，冷凝后工艺液体温度约为42℃，在重力作用下工艺液体进入氨水槽；未冷凝的气体与动力蒸汽经二段蒸发第一喷射器一起进入二段蒸发后冷器壳程。二段蒸发后冷器将未冷凝的气体再次冷凝，这里大部分的气体被冷凝下来。冷凝热由管程冷却水带走，冷凝后液体温度约48℃，在重力作用下进入氨水槽，未冷凝的气体与动力蒸汽经二段蒸发第二喷射器一起进入常压吸收塔。

离开二段蒸发分离器底部的尿液经熔融尿素泵的入口管线进入。熔融尿素由熔融泵送至造粒喷头。

在蒸发工序主要作用是将来自循环工序来的水／尿素混合物进一步浓缩。为降低水解和缩二脲生成，蒸发采用真空相对低温的工艺条件操作，从而限制相应的副反应速率常数。

由于尿液浓度极高，容易发生结晶堵塞；所以操作的关键是避免结晶堵塞。即使操作小心但也有许多突发状况导致真空度降，尿素粒子水含量超标，更有甚者引起蒸发停车，结晶堵塞。

2 我厂系统运行过程中出现的瓶颈

1）在运行中，尿液泵和熔融泵都是一开一备。我们厂泵的进出口阀改造前都采用球阀，阀体采取伴热保温。经常出现的情况是：在倒泵过程中，发现备用泵的进出口阀被尿液结晶堵死。不能够及时的倒泵。

2）在一次系统运行过程中，出现断电，尿液泵，熔融泵，蒸汽冷凝液泵跳，面临的就是上塔管线堵，我们采取的措施是打开熔融泵进口导淋，将上塔管线内的尿液倒回来，然后再通入0.88 MPA蒸汽，由于进口导淋太小，没能将管线内的导淋彻底处理干净，导致上塔管线堵，处理上塔管线困难度较大，没有备用的管线，导致全系统必须停车。

3）目前我装置，已经完全具备设计能力的1 000 t／d，并且具备超负荷运行。高压低压系统都能够稳定运行，唯独蒸发经常出现的现象是真空度下掉，表冷器内出现结晶堵塞现象。

4）我装置的破真空管线采用的是仪表空气（压力0.7 MPA），管径为DN25，出现的现象是需要破真空时，破真空速率太慢，导致蒸发结晶。另外，我厂有一次停车后对蒸发热煮，按照操作法将真空度表停掉，设备高点放空打开连通大气，待蒸发上满水之后，（由于监控的压力表只剩一块现场压力表，该表坏）不曾想到仪表空气破真空阀内漏，蒸发系统超压，升压器拉伸严重变形，导致很大的经济损失。

5）在运行生产期间，产品的优级品率达不到100%，主要指标为缩二脲，缩二脲含量不够稳定，不能全部保证低于0.9，有时会出现0.9以上。

6）在系统短停后开车，合成塔刚出料时组分不正常，气体效率低会导致低压超压，进而给蒸发系统形成背压，导致蒸发提真空难，蒸发运行不稳定。

7）我厂原来用的吹扫喷头蒸汽为0.44 MPA蒸汽，由于蒸汽压力低，含水量大，导致每次预热喷头不充分，造粒时出现粒子结块现象。

3 针对以上不利因素，我厂做出相应的技改

1）将泵的进出口阀由球阀改为带夹套的截止阀；

2）在泵的出口阀后增加一条倒料管线，并配上吹扫蒸汽管线；

3）在一、二段的表冷器中下部配冲洗水管线；

4）将破真空管线改为连通大气破真空。并且将管线加粗到DN100；

5）新增一条上塔管线，管径变小改为DN50；

6）将一二段喷射器新增管线去放空管线，并配有阀门，以备低压或解吸背压时，蒸发系统能够稳定运行。

具体技改如下图1所示：

图1 技改流程图

4 技改说明

对图中的几个注解进行详细说明：

1）我厂原来用的为冲洗水为工艺冷凝液，后改为蒸汽冷凝液；

2）中将原有的0.44 MPA吹扫喷头蒸汽改为0.88 MPA蒸汽；

3）新增一条DN50的上塔管线；

4）新增一条DN80的倒料管线；

5）将蒸发一段原来的仪表空气破真空管线，改为连通大气，且将管线加粗到DN100；

6）将蒸发二段原来的仪表空气破真空管线，改为连通大气，且将管线加粗到DN100；

7）将蒸发二段第二喷射器后的管线连通到工艺排气烟囱；

8）将蒸发一段喷射器后的管线连通到工艺排气烟囱。

5 技改后的成效

通过上述技改，效果颇为显著。①尿液泵和熔融泵的备用泵可以很好地备用。②在遇到紧急状况时，断电等可以用倒料管线将上塔管线内的尿液处理干净，防止结晶堵塞。③开车阶段或者低压系统有背压时可以利用连接烟囱的管线保证蒸发正常运行。④遇到需要破真空时可以很快及时的破真空，同时也避免了蒸发在停车后热煮时，再也不用担心由仪表空气发内漏导致蒸发系统超压损坏设备。⑤增加了一条管径较小的上塔管线，使尿液在上塔过程中流速加快，缩短停留时间，优级品率提高；⑥同时原有的管线也可以作为备用管线。将工艺冷凝液改为蒸汽冷凝液后冲洗更彻底，保证真空度指标。0.44 MPA蒸汽改为0.88 MPA蒸汽很好地预热喷头，再并不会出现由于预热不充分出现结块现象。

表1 为两年的对比数据

6 结语

目前我厂已打破瓶颈，完全具备长、满、稳的运行条件，且优级品率可以保证99%。

［1］姚淑香，裴建存.水喷射器在尿素蒸发系统中的应用［J］.化工设计通讯，2007，33（1）：18－20.

［2］崔文科.高效水力喷射抽真空在尿素蒸发系统中的应用［J］.化工设计通讯，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

孟将将（1983－），男，汉族，山西太原人，学士，2007年毕业于兰州理工大学，助理工程师，主要从事尿素生产技术工作。Email：dong987＠126.com