郭存彪　王　攀　劉銳杰

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

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尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)改造總結(jié)

郭存彪王攀劉銳杰

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

河南心連心化肥有限公司450 kt/a合成氨、800 kt/a尿素原料結(jié)構(gòu)調(diào)整項(xiàng)目的尿素裝置采用二氧化碳汽提工藝?，F(xiàn)共有2套尿素裝置，首套裝置于2013年11月正式生產(chǎn)并投料成功，經(jīng)過(guò)2年的裝置優(yōu)化，2015年尿素產(chǎn)量突破1 000 kt。目前，尿素市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，于2015年3月對(duì)2套尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行改造，將系統(tǒng)原有的尿液泵甩掉，閃蒸下液直接送入一段蒸發(fā)器，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行后，效果良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1　改造前蒸發(fā)系統(tǒng)工藝流程

圖1　改造前蒸發(fā)系統(tǒng)工藝流程

改造前蒸發(fā)系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。由精餾塔來(lái)的溫度約130 ℃的尿液，減壓至約0.044 MPa(絕壓)后進(jìn)入閃蒸槽，在此分解為氣液兩相，需要的熱量由尿液自身降溫供給。由閃蒸槽排出的溫度約90 ℃、74.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的尿液進(jìn)入尿液槽，由尿液泵經(jīng)流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥控制流量后打入一段蒸發(fā)加熱器；在0.033 MPa(絕壓)下，尿液在一段蒸發(fā)加熱器被加熱至130 ℃，約95.0%的尿液經(jīng)一段蒸發(fā)分離器分離出的尿液，然后進(jìn)入二段蒸發(fā)加熱器。二段蒸發(fā)加熱器操作壓力為0.003 3 MPa(絕壓)，出二段蒸發(fā)加熱器的尿液溫度為140 ℃，濃縮至約99.5%的熔融尿素；經(jīng)二段蒸發(fā)分離器分離后，熔融尿素由熔融泵送至造粒塔頂部噴頭進(jìn)行造粒。

閃蒸氣進(jìn)入閃蒸冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝液排至氨水槽；閃蒸冷凝器出氣與一段蒸發(fā)氣送至一段蒸發(fā)冷凝器冷凝，冷凝液排至氨水槽，不凝氣經(jīng)一段水抽噴射器進(jìn)入水抽槽，由水抽槽上的放空管放空。二段蒸發(fā)出氣先進(jìn)入二段蒸發(fā)冷凝器A進(jìn)行冷凝，冷凝液排至氨水槽，然后不凝氣進(jìn)入二段蒸發(fā)冷凝器B進(jìn)行冷凝，冷凝液排至氨水槽；不凝氣經(jīng)二段蒸汽噴射器匯同部分蒸汽進(jìn)入中間冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝液排至氨水槽，不凝氣經(jīng)二段水抽噴射器進(jìn)入水抽槽，最終由水抽槽上的放空管放空。

2　存在的問(wèn)題

(1)尿液經(jīng)過(guò)尿液槽有一定的停留時(shí)間，尿液從閃蒸槽經(jīng)過(guò)尿液槽之后再進(jìn)入一段蒸發(fā)加熱器，該過(guò)程有一定的管道距離，又增加了尿液在管道中的停留時(shí)間。評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量重要的指標(biāo)之一縮二脲含量與尿液的停留時(shí)間有很大關(guān)系，因此，該過(guò)程勢(shì)必會(huì)增加產(chǎn)品中縮二脲含量。

(2)尿液槽中的尿液必須通過(guò)尿液泵做功才能將尿液加入到一段蒸發(fā)加熱器，該過(guò)程會(huì)消耗一部分電能。

3　改造情況

經(jīng)分析，閃蒸槽內(nèi)尿液壓力約為0.044 MPa(絕壓)，一段蒸發(fā)加熱器壓力約為0.033 MPa(絕壓)，閃蒸槽處在高位，而一段蒸發(fā)加熱器處在低位，兩者位差約為7.0 m，即通過(guò)勢(shì)能差，閃蒸槽出來(lái)的尿液可不經(jīng)過(guò)尿液槽和尿液泵直接進(jìn)入一段蒸發(fā)加熱器。

改造前，閃蒸槽下液先進(jìn)入尿液槽，之后通過(guò)尿液泵進(jìn)入一段蒸發(fā)加熱器。該過(guò)程會(huì)延長(zhǎng)尿液在系統(tǒng)的停留時(shí)間，造成產(chǎn)品中縮二脲含量升高，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量；另外，還需要尿液泵做功，消耗一部分電能，不利于節(jié)能降耗。為此，現(xiàn)將閃蒸槽下液直接進(jìn)入一段蒸發(fā)加熱器管線，避免尿液進(jìn)入尿液槽。

圖2　改造前蒸發(fā)系統(tǒng)工藝流程

改造后，閃蒸槽下液甩開(kāi)尿液槽直接進(jìn)入一段蒸發(fā)加熱器，避免了尿液在尿液槽和輸送管線內(nèi)停留、降低了產(chǎn)品中縮二脲含量，并且不再需要尿液泵做功，節(jié)約了電能。新工藝路線更簡(jiǎn)單，減少了倒泵次數(shù)，操作方便。當(dāng)蒸發(fā)系統(tǒng)異常需要

短暫停止造粒時(shí)，閃蒸槽下液可暫時(shí)儲(chǔ)存在尿液槽中，待系統(tǒng)恢復(fù)后，將尿液槽內(nèi)的尿液通過(guò)尿液泵補(bǔ)入新配管線，再進(jìn)入一段蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，生產(chǎn)更加靈活可控。

4　效益分析

尿素閃蒸下液直接進(jìn)入一段蒸發(fā)，可省去尿液泵做功，該尿液泵額定功率為122 kW，按電價(jià)0.56元/(kW·h)、年運(yùn)行時(shí)間300 d計(jì)，單套系統(tǒng)每年節(jié)約電費(fèi)49萬(wàn)元左右，則改造后2套蒸發(fā)系統(tǒng)每年共節(jié)約電費(fèi)98萬(wàn)元左右，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。另外，改造后，縮短了尿液在系統(tǒng)的停留時(shí)間，降低了產(chǎn)品中縮二脲含量，有利于提高尿素產(chǎn)品的質(zhì)量。

綜上所述，尿素蒸發(fā)系統(tǒng)將閃蒸下液直接送入一段蒸發(fā)系統(tǒng)，縮短了流程，有利于降低產(chǎn)品中縮二脲含量，提高尿素產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)，省去了尿液泵做功，節(jié)約了電能，為行業(yè)提質(zhì)降本提供了一個(gè)思路。該改造措施也在河南心連心化肥有限公司其他分廠得到推廣，效益明顯。

2016-06-01)