1 概述
6千噸/年硫酸銨裝置是煉化公司丙烯腈生產(chǎn)的配套裝置，用來處理丙烯、氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈的副產(chǎn)物硫酸銨溶液。裝置采取外循環(huán)加熱、減壓蒸發(fā)等操作，使丙烯腈裝置來的稀硫酸銨溶液增濃到過飽和，實(shí)現(xiàn)回收結(jié)晶硫酸銨的目的。
1.1 蒸發(fā)系統(tǒng)
由丙烯腈裝置來的稀硫酸銨溶液，進(jìn)入硫酸銨溶液罐內(nèi)，再由硫銨溶液泵送到蒸發(fā)器。采用強(qiáng)制循環(huán)，循環(huán)液經(jīng)蒸發(fā)器循環(huán)泵送到蒸發(fā)器加熱器，管間用1.0MPa250℃的過熱蒸汽加熱，加熱后返回蒸發(fā)器。蒸發(fā)器中稀硫銨液的水份汽化，蒸發(fā)器底部含結(jié)晶的硫酸銨溶液，由蒸發(fā)器料漿泵送入稠厚器。硫酸銨結(jié)晶在稠厚器內(nèi)沉降，上部清液溢流至母液槽，下部固液比為5：3的硫酸銨溶液靠位差自流入離心機(jī)，離心分離出母液自流入母液槽，分離出來的硫酸銨晶體送至干燥器脫水干燥，流入貯料斗去包裝。真空泵將蒸發(fā)器內(nèi)的水蒸汽送入蒸發(fā)器冷凝器，不凝氣由真空泵排至大氣。
1.2 聚合物分離系統(tǒng)
蒸發(fā)器中部有三個(gè)互成1200角的聚合物懸浮液排出口由蒸發(fā)器凈化泵抽出送至母液槽，因硫酸銨溶液與聚合物比重不同，硫酸銨溶液在母液槽下部經(jīng)過隔板后通過溢流進(jìn)入母液槽緩沖罐，由緩沖泵送至蒸發(fā)器加熱器，上部聚合物溶液，溢流至聚合物混合器，經(jīng)加生化裝置來的廢水稀釋后，由聚合物溶液泵送至生化裝置焚燒爐。
1.3 干燥系統(tǒng)和抽真空系統(tǒng)
干燥用的冷空氣，是空氣鼓風(fēng)機(jī)直接通入干燥器三風(fēng)室底部；所用的熱空氣，是空氣經(jīng)熱風(fēng)機(jī)送至空氣加熱器中，被蒸汽加熱到120℃，通入干燥器一、二風(fēng)室底部，并在其中與結(jié)晶硫酸銨接觸，將硫酸銨晶體中的水份脫出并帶走。
真空泵將蒸發(fā)器內(nèi)的水蒸汽抽至蒸發(fā)器冷凝器，大部分蒸汽被冷凝，未被冷凝的水蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器冷卻器被進(jìn)一步冷凝下來，不凝氣由真空泵排至大氣，蒸發(fā)器的真空度由閥控制。
2 蒸發(fā)器內(nèi)聚合物分離和液位波動(dòng)情況
硫銨液在蒸發(fā)器內(nèi)負(fù)壓條件下進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)器內(nèi)溫度保持在75-78℃，隨著稀硫銨液不斷的進(jìn)入，蒸發(fā)器內(nèi)硫銨液密度的不斷增高，聚合物含量也不斷增加。當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)硫銨液密度達(dá)到1.2g/cm3時(shí)，隨著硫銨液的循環(huán)運(yùn)行，聚合物進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)晶室，因聚合物與硫銨密度不同，而逐漸分層，聚合物漂浮在硫銨液的上部，由蒸發(fā)器凈化泵連續(xù)抽出送至母液槽內(nèi)，進(jìn)一步進(jìn)行聚合物與硫銨液的分離。下部的結(jié)晶硫銨液被料漿泵連續(xù)抽出至稠厚器，硫酸銨結(jié)晶在稠厚器內(nèi)沉降，上部清液溢流至母液槽，下部固液比為5：3的硫酸銨溶液靠位差自流入離心機(jī)，離心分離出母液自流入母液槽，分離出來的硫酸銨晶體送至干燥器脫水干燥后，流入貯料斗去包裝。
蒸發(fā)器由于撈取聚合物的影響和蒸汽量大小的影響導(dǎo)致蒸發(fā)器液位波動(dòng)比較大，需要操作員頻繁去裝置二樓現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)整，不但造成操作人員體力的消耗，而且蒸發(fā)器液位調(diào)節(jié)也不及時(shí)，容易在成蒸發(fā)器冒罐和空罐，如果造成冒罐的話，進(jìn)料線的稀硫酸銨溶液很容易通過放空管進(jìn)入到冷凝器，造成稀硫酸銨液的浪費(fèi)，對冷凝器換熱也不好。如果液位過低，容易造成空罐和循環(huán)管的堵塞，影響裝置的安全和生產(chǎn)，對產(chǎn)量的完成影響極大。所以安裝蒸發(fā)器遠(yuǎn)程進(jìn)料調(diào)節(jié)閥對蒸發(fā)器液位的穩(wěn)定有著非常重要的作用。隨著硫銨裝置稀硫銨液處理量的日趨增加，蒸發(fā)器液位波動(dòng)對蒸發(fā)器內(nèi)聚合物分離效果和撈取聚合物的頻率影響越來越大，手動(dòng)蒸發(fā)器進(jìn)料閥已不能滿足硫銨裝置長周期運(yùn)行生產(chǎn)的需要。
3 增加進(jìn)料調(diào)節(jié)閥后裝置生產(chǎn)情況
3.1 改造的理由和內(nèi)容
硫銨裝置在生產(chǎn)過程中蒸發(fā)器進(jìn)料線由于沒有遠(yuǎn)程控制閥，需要現(xiàn)場操作員頻繁進(jìn)行調(diào)整，尤其是在清理聚合物操作中經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)料量調(diào)節(jié)不及時(shí)造成蒸發(fā)器液位的波動(dòng)，不僅影響硫銨液的蒸發(fā)效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)管堵塞，對裝置連續(xù)平穩(wěn)生產(chǎn)極為不利。
需要設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)，使遠(yuǎn)程進(jìn)料調(diào)節(jié)閥和進(jìn)料流量表連鎖，在蒸發(fā)器進(jìn)料線上增加遠(yuǎn)程控制閥，使裝置主操人員可及時(shí)調(diào)整進(jìn)料量，保證裝置連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
3.2 經(jīng)濟(jì)效益及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
減少蒸發(fā)器液位波動(dòng)造成的內(nèi)部循環(huán)管堵塞現(xiàn)象，撈取聚合物更方便，保證連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
（1）增加上蒸發(fā)器遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)閥后，操作人員可以在控制室內(nèi)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)蒸發(fā)器進(jìn)料閥門開度，減少蒸發(fā)器液位波動(dòng)造成的內(nèi)部循環(huán)管堵塞現(xiàn)象，改善硫銨液的蒸發(fā)效果，保證連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
（2）減少員工現(xiàn)場操作的頻繁次數(shù)，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。改善蒸發(fā)系統(tǒng)真空效果，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，當(dāng)硫銨裝置蒸發(fā)器進(jìn)料量增大到增8噸/小時(shí)以上時(shí)，稀硫酸銨進(jìn)料容易進(jìn)入到換熱器蒸發(fā)器冷凝器中，造成蒸發(fā)器冷凝器換熱效果不好，破壞真空度。為了保持出料的穩(wěn)定性，真空度滿足高負(fù)荷生產(chǎn)的需要，生產(chǎn)采用連續(xù)出料方法。先向結(jié)晶器內(nèi)大量進(jìn)料、提濃，當(dāng)硫銨液密度達(dá)到出料標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，離心崗恢復(fù)勻速出料。通過及時(shí)調(diào)整結(jié)晶器進(jìn)料量補(bǔ)充液位，平穩(wěn)控制加熱器的蒸汽量使用量，保持連續(xù)式出料時(shí)的原料蒸發(fā)量穩(wěn)定，來保證蒸發(fā)系統(tǒng)真空度的穩(wěn)定。有利于撈取聚合物，更好的保證了裝置的長周期運(yùn)行，方便DCS操作人員更好的調(diào)整蒸發(fā)器的液位，更好的操作。
3.3 投用效果
控制閥活動(dòng)靈敏、指示準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器進(jìn)料量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、消除蒸發(fā)器液位波動(dòng)大的隱患。
4 結(jié)論
通過加裝蒸發(fā)器遠(yuǎn)程進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，使硫銨裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)，遠(yuǎn)程進(jìn)料調(diào)節(jié)閥可自動(dòng)調(diào)節(jié)，減輕了工人的勞動(dòng)量，有利于撈取聚合物，實(shí)現(xiàn)了裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)；降低了循環(huán)泵堵線的發(fā)生，減少了硫銨物耗的損失。聚合物的分離效果提高，達(dá)到了節(jié)能、降耗，減輕勞動(dòng)量的目的。
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