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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,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入蒸發(fā)器冷卻器被進一步冷凝下來,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情況
硫銨液在蒸發(fā)器內(nèi)負(fù)壓條件下進行蒸發(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,隨著硫銨液的循環(huán)運行,聚合物進入蒸發(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),進一步進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,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)器液位波動比較大,需要操作員頻繁去裝置二樓現(xiàn)場進行調(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,容易在成蒸發(fā)器冒罐和空罐,如果造成冒罐的話,進料線的稀硫酸銨溶液很容易通過放空管進入到冷凝器,造成稀硫酸銨液的浪費,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,手動蒸發(fā)器進料閥已不能滿足硫銨裝置長周期運行生產(chǎn)的需要。
3 增加進料調(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)器進料線由于沒有遠(yuǎn)程控制閥,需要現(xiàn)場操作員頻繁進行調(diào)整,尤其是在清理聚合物操作中經(jīng)常出現(xiàn)進料量調(diào)節(jié)不及時造成蒸發(fā)器液位的波動,不僅影響硫銨液的蒸發(fā)效果,嚴(yán)重時還會造成蒸發(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)計人員設(shè)計,使遠(yuǎn)程進料調(diào)節(jié)閥和進料流量表連鎖,在蒸發(fā)器進料線上增加遠(yuǎn)程控制閥,使裝置主操人員可及時調(diào)整進料量,保證裝置連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
3.2 經(jīng)濟效益及技術(shù)經(jīng)濟分析
減少蒸發(fā)器液位波動造成的內(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)器進料閥門開度,減少蒸發(fā)器液位波動造成的內(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),降低員工勞動強度。改善蒸發(fā)系統(tǒng)真空效果,實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),當(dāng)硫銨裝置蒸發(fā)器進料量增大到增8噸/小時以上時,稀硫酸銨進料容易進入到換熱器蒸發(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)大量進料、提濃,當(dāng)硫銨液密度達(dá)到出料標(biāo)準(zhǔn)時,離心崗恢復(fù)勻速出料。通過及時調(diào)整結(jié)晶器進料量補充液位,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
控制閥活動靈敏、指示準(zhǔn)確,實現(xiàn)蒸發(fā)器進料量數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、消除蒸發(fā)器液位波動大的隱患。
4 結(jié)論
通過加裝蒸發(fā)器遠(yuǎn)程進料調(diào)節(jié)閥,使硫銨裝置運行更加平穩(wěn),遠(yuǎn)程進料調(diào)節(jié)閥可自動調(diào)節(jié),減輕了工人的勞動量,有利于撈取聚合物,實現(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,減輕勞動量的目的。
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