淺析尿素裝置蒸發系統優化及改造范文

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摘要：介紹了尿素裝置一段蒸發系統在運行中存在的問題并提出了相應的整改措施，同時對蒸發系統惰氣放空管進行了改造。改造后，一段蒸發系統的真空度有了明顯好轉，有效保證了尿素產品質量，降低了蒸汽消耗，減輕了環境污染。

關鍵詞：尿素;蒸發系統;改造

1一段蒸發系統改造情況

由于尿素合成塔CO2轉化率未達到設計要求，同時因裝置老化，汽提塔、中低壓分解器換熱效率下降，造成一段蒸發系統真空度只能控制在85kPa(絕壓，下同)。針對此種情況，對一段蒸發系統進行了改造，即在一段蒸發系統第1冷凝器(E151)后串聯1臺換熱器(E151B)，其設備參數如表1所示。改造后一段蒸發系統工藝流程如圖1所示。來自真空預濃縮器和一段蒸發分離器的氣體首先進入E151，冷凝后的液體進入工藝冷凝液儲槽，未冷凝的氣相進入E151B內繼續冷凝，冷凝后的液體進入工藝冷凝液儲槽，E151B內未冷凝的氣相進入一段蒸發系統第2冷凝器(E152)內繼續冷凝，冷凝后的液體進入工藝冷凝液儲槽，E152內未冷凝的氣相通過蒸汽噴射器進入一段蒸發系統第3冷凝器(E157)內繼續冷凝，冷凝后的液體進入工藝冷凝液儲槽，未冷凝的惰氣排放。

2運行中出現的問題

E151和E151B設計采用串聯連接，通過對改造后實際運行情況的觀察，一段蒸發系統的真空度無明顯好轉，同時E151B有時出現下液管堵塞的現象，分析其原因為:①E151和E151B串聯后，由于流程延長，造成阻力有一定增加;②由于E151冷凝后的氣相溫度為50～60℃，再通過E151B冷卻的效果不太明顯;③經E151B換熱后，工藝側溫度偏低，同時由于E151B工藝側下液管偏細且較長，下液管中易出現工藝介質結晶堵塞的現象，造成一段蒸發系統真空度惡化，使尿素產品水分含量偏高，嚴重時引起產品質量事故，同時增大了尿素汽耗。

3一段蒸發系統整改方案

如圖2所示，一段蒸發系統整改方案如下:①將E151B主管線進口直接連接至E151進口，E151和E151B實現并聯，有效提高了一段蒸發系統的真空度;②在E151B的進口管線上增設DN25．4mm×3．0mm工藝液管線，以利于E151B氣相的吸收和換熱;③E151B與E151并聯出口處增設1只切斷閥，有利于E151B的調節控制。

4整改后運行情況及效益

(1)E151和E151B串聯改并聯完成后，一段蒸發系統真空度由85kPa提高至65kPa，可節省高壓蒸汽1．5t/h。按蒸汽120元/t、年生產時間330d計，年可降低生產成本142．56萬元。(2)系統操作更容易，沒有出現尿素產品水分和縮二脲含量超標的現象，產品質量合格率達到了100%;徹底解決了由于工藝側溫度偏低而造成的E151B出現結晶堵塞的問題。

5蒸發系統惰氣放空管的改造

正常生產中，由于尿素裝置區三樓放空管經常排放出系統惰氣和氣氨，嚴重時噴射出帶氨的冷凝液，影響操作人員的巡檢，同時造成環境污染并增大裝置的氨耗。改造措施:①在E157上接1根管線引至放空煙囪(V112)，正常生產中V112放空煙囪無任何排放物，根據煙囪工作原理，煙囪底部有向頂部流動的氣流，保證E157處氣相回收至V112;②體積分數70%～85%的氨氣在煙囪內上升的過程中會產生部分冷凝液，起到氨水回收作用;③由于煙囪效應，E157切入煙囪底部后，可以在E157出口形成微負壓，有利于提高蒸發系統的真空度。蒸發系統惰氣放空管改造完成后，在正常生產和開停車過程中，當E157切入煙囪后，蒸發系統真空度有一定提高，有效杜絕了E157排放氣氨并回收了部分氨水，保證了操作人員的安全，同時可防止造成環境污染。

作者：王斌 單位：河南煤業化工集團中原大化公司