硫铵装置长周期生产产品质量的控制.doc

硫铵装置长周期产品质量的控制 硫铵装置长周期产品质量的控制 摘 要：本文介绍了以丙烯、氨氧化法生产丙烯腈时的副产物－硫酸铵溶液为原料的硫铵装置，在生产周期逐渐延长的过程中，通过聚合物分离系统的改造、DCS系统的应用，不断完善蒸发系统液位、密度平稳控制方法，实现了硫铵产品质量持续稳定的目的。 【关键词】聚合物 控制方案 方案实施效果 前 言 硫酸铵装是炼化公司丙烯腈生产的配套装置，主要用来处理丙烯、氨氧化法生产丙烯腈的副产物－硫酸铵溶液。本装置生产采取外循环加热、减压蒸发等操作，使丙烯腈装置来的稀硫酸铵溶液增浓到过饱和，实现回收结晶硫酸铵的目的。 由丙烯腈装置来的稀硫酸铵溶液，进入稀硫酸铵溶液罐内，再由稀硫酸铵溶液泵送到蒸发器。采用强制循环，循环液经蒸发器循环泵送到蒸发器加热器，管间用1.0MPa(A)250℃的过热蒸汽加热，加热后返回蒸发器。蒸发器中稀硫铵液的水份汽化，真空泵将蒸发器内的水蒸汽送入蒸发器冷凝器，不凝气由真空泵排至大气。冷凝器中的冷凝水汇集入急冷水槽，急冷水由急冷水泵送至界外丙烯腈装置。 蒸发器底部含结晶的硫酸铵溶液，由蒸发器料浆泵送入稠厚器。硫酸铵结晶在稠厚器内沉降，上部清液溢流至母液槽，下部固液比为5:3的硫酸铵溶液靠位差自流入离心机，离心分离出母液自流入母液槽，分离出来的硫酸铵晶体送至干燥器脱水干燥后，流入贮料斗去包装。 硫铵装置的硫铵产品执行（国标）GB/535-1995中的合格品标准： 含氮量（%）≥20.5；含水量（%）≤1.0；含游离酸（%）≤0.2； 产品外观：白色微带黄颜色的晶体。 第一章 硫铵装置产品质量下降的分析 采用丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，在生产过程中伴有许多副产物，例如：丙烯醛、乙腈、氰氢酸等，为了减少副产物的生成，提高丙烯腈收率，需投入过量的氨。因此，在反应器流向急冷塔的反应气体中，还含有部分未反应的氨，需加入硫酸中和，避免后续流程中丙烯腈及氢氰酸在碱性条件下聚合，在丙烯腈生产过程中，急冷塔中连续副产出一定量的稀硫酸铵溶液。因此稀硫酸铵溶液中丙烯醛、乙腈、氰氢酸等聚合物也随之进入硫铵装置蒸发系统。 通过对硫铵装置各生产周期的硫铵产品质量统计、分析，发现随着生产周期的延长，由于蒸发系统中聚合物含量的逐渐增加，使硫铵产品的含水量和游离酸含量波动较大： 表1 改造前产品质量统计 序号 生产周期 含氮量 含水量 游离酸 颜色 1 10天 20.97 0.1 0.03 白色 2 30天 20.91 0.3 0.05 黄色 3 60天 20.88 0.8 0.1 褐色 第二章 解决方案 2.1蒸发系统温度 2.1.1存在问题 未投用DCS系统前硫铵装置由于没有蒸发器液位、蒸汽流量、蒸发器进料量的监控记录仪表，操作员在进行蒸发系统提浓时，为加快提浓速度而随意增大蒸发器进料量和蒸发器加热器的加热蒸汽用量，使蒸发系统内压力、温度升高，在高温环境中聚合物与硫铵结晶混合，使分离效果下降，导致硫铵产品中游离酸含量和水含量增加，质量不断下降。 2.1.2解决办法 投用DCS系统后，在原有的流程画面的基础上，又增加了物料核算和自控阀组两幅监控画面（见图1、图2），提高生产参数的检查和调节效率，并根据生产负荷对蒸发器进料量、蒸发器加热器蒸汽量限定上下限，而且通过趋势图的检查，避免了操作员快速提浓造成的蒸发系统内压力、温度大幅度波动现象，保证了聚合物分离过程中的良好温度环境。 图1 物料核算画面 图2 自控阀组画面 2.2聚合物清理 2.2.1存在问题 由于母液槽液位控制没有调节阀，在清理聚合物时，只能通过操作员手动调节，造成母液槽和蒸发器液位较大波动，并且母液槽内部结构简单，聚合物分离时间较短，系导致系统内聚合物逐渐增多，最终影响产品质量。 2.2.2解决办法 DCS系统应用后，通过液位趋势图可以及时监控母液槽液位的变化，并对母液槽缓冲罐液位控制阀LIC-210控制回路的PID参数进行优化调整，使之调节速度增快。在进行清理聚合物操作时，可通过升降缓冲罐液位，来进行母液槽液位的控制，因此将母液槽液位控制在较接近聚合物清理时的液位，从而降低了母液槽和蒸发器液位的波动幅度；并且在母液槽内增加折流板（见图3），将母液槽分为溢流区和清液区，通过折流板使聚合物漂浮在溢流区内，通过溢流线进入混合罐，饱和硫铵液通过折流板下部进入清液区，溢流至缓冲罐后由泵送回蒸发器，延长了聚合物分离时间。 图3 母液槽流程 2.3离心岗堵线 2.3.1存在问题 ⑴、由于离心机的甩水线和冲洗水线坡度较小，而且输送的介质粘度较大，生产过程中经常出现管线堵塞情况，而处理管线的过程中必须将离心机下料停止，并用大量的水进行冲洗管线，对下游的聚合物系统液位