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摘 要：分析了影响丙烯腈装置四效蒸发系统长周期运行的因素，提出了相应的对策。在实际生产中，取得较好效果。
关键词：丙烯腈 废水 四效蒸发系统 蒸发率
一、前言
丙烯腈装置回收系废水采用加碱、提浓后，进行焚烧处理[1]。2003年丙烯腈装置进行13万吨/年技术改造。装置改造后，回收系废水处理采用四效蒸发处理技术，使大部分水循环使用，从而减少污水的排放量和新鲜水的用量。
上海石化丙烯腈装置2003年技改后，由于装置焚烧炉未进行相应的扩能改造，在废水平衡上碰到困难。通过提高四效蒸发系统的蒸发率，减少了去废水焚烧炉的废水量。
四效蒸发系统运行好坏直接影响丙烯腈装置长周期运行。本文分析了影响丙烯腈装置四效蒸发系统长周期运行的因素，提出了相应的对策。
二、四效蒸发系统操作原理及流程简述
1.操作原理
上海石化丙烯腈装置四效蒸发系统是4个蒸发器连成一组，每个蒸发器称为一效。第一效通入加热蒸汽，由其产生的二次蒸汽作为第二效加热蒸汽，这时第二效充当第一效的冷凝器；第二效产生的二次蒸汽作为第三效加热蒸汽……依次类推。为了获得必要的传热温度差，四效蒸发系统的第四效和真空装置相连。可以说各效之间的温度差就是四效蒸发的推动力。
四效蒸发系统的蒸发率主要取决于处理的废水量和第一效通入加热蒸汽量。当处理废水量不变时，蒸发率随第一效通入加热蒸汽量增加而提高；当第一效通入加热蒸汽量不变时，蒸发率随处理废水量增加而降低。
2.流程简述
四效蒸发系统采用并流加料法，工艺流程如图1所示。回收塔釜液进入一效蒸发器E-510，蒸发所需热量由低压蒸汽提供。二效蒸发器E-511进料是一效蒸发器E-510未蒸发的残液，蒸发所需热量由一效蒸发器E-510顶部蒸汽提供。三效蒸发器E-512进料是二效蒸发器E-511未蒸发的残液，蒸发所需热量由二效蒸发器E-511顶部蒸汽提供。四效蒸发器E-513进料是三效蒸发器E-512未蒸发的残液，蒸发所需热量由三效蒸发器E-512顶部蒸汽提供，四效蒸发残液经过急冷塔循环使用后送焚烧炉处理。四效蒸发器E-513顶部蒸汽进入第四效蒸发器馏出物冷凝器E-513冷凝，未冷凝气体由第四效蒸发器排气冷凝器E-515进行冷凝。第四效蒸发器排气冷凝器E-515中未冷凝气体经真空泵抽出，高点排放大气。
图1四效蒸发系统工艺流程简图
1-回收塔釜液2-加热蒸汽3-蒸汽凝液4-蒸发残液5-蒸发凝液
三、四效蒸发系统运行存在问题及原因分析
1.运行存在问题
四效蒸发系统自2003年投用，蒸发率达到设计值，平衡了装置废水。自2007年下半年开始，四效蒸发系统运行工况开始恶化，首先表现为各效温度均上升，第一效壳程加热蒸汽加不进，并且随着运转时间延长，加热蒸汽有下降趋势。其次四效蒸发系统的残液量不断增加，导致去废水焚烧炉的水量增加。于此同时四效蒸发系统的凝液量开始减少，凝液中存在比较严重气体夹带现象，影响到了凝液管道上的流量计准确指示，同时去生化系统废水量在减少且废水中CODcr、CN-含量上升。
2.原因分析
根据多效蒸发操作原理，多效蒸发推动力是各效之间的温度差，故从一、二、三和四效之间温度差进行分析，2013年7月份的四效蒸发系统温差和压力见表1，四效蒸发系统温度和压力设计值见表2。从表1和表2对比看出，四效蒸发系统存在憋温、憋压现象，蒸发率明显下降，分析影响四效蒸发系统蒸发率的因素有：
表1 013年7月的四效蒸发系统温度和压力
表2四效蒸发系统温度和压力设计值
2.1管程污染
由于丙烯腈废水中含有丙烯腈、氢氰酸等聚合物，这些聚合物在加热蒸发过程中极易附着在蒸发器列管壁上，造成列管堵塞，造成蒸发器传热面积降低，传热量减少，蒸发器内的液相循环量不足，蒸发率降低。
2.2壳程污染
由于工艺操作过程中，各效的液位计指示失准，前一效管程液满溢至后一效壳程，造成蒸发器壳程污染，蒸发器换热效率下降，蒸发率降低。
2.3管线汽蚀穿孔，系统气密性降低
根据并流加料方式，回收塔塔釜液经四效蒸发系统四个蒸发器依次浓缩后，溶液pH值不断下降，对管道存在酸性腐蚀；因蒸发器内上方除沫网坍塌，气相中夹带着液相，那么蒸发器气相管路就会汽蚀并出现穿孔。由于酸性腐蚀和汽蚀穿孔，造成系统气密性降低，特别是对操作条件为负压的三效和四效的影响较大。首先不凝性气体进入系统，造成蒸发器换热能力下降，蒸发率降低；其次真空度被破坏，压力上升，蒸发液的饱和蒸汽压上升，沸点升高，蒸发率降低。
2.4凝液管道不畅
蒸发器壳程受污染，就存在聚合物，造成凝液管线聚合物积聚，凝液输送不畅，减少壳程换热面积，蒸发率降低。
四、采取措施及效果
1.采取措施
1.1日常管理过程，定期对各效循环泵的进口过滤网进行拆洗，将聚合物从系统中排出。
1.2日常管理过程，加强对各效蒸发器液位指示的确认，及时校正，避免指示偏差。
1.3检修时对蒸发器的除沫网进行检查，对于坍塌的除沫网，进行更新、重新安放并加固好；通过轻有机物汽提塔T-504往第一效保持一定返送量，可提高四效蒸发系统蒸发液的pH值。
1.4日常管理过程，定期对各效凝液泵的进口过滤网进行拆洗，将聚合物从系统中排出。
2.效果对比
通过采取以上措施，四效的工况有所改善。各效温度均下降，接近设计值，蒸发率开始提高，接近设计值。第一效壳程加热蒸汽加不进现象不再存在。四效蒸发系统的残液量开始下降，去废水焚烧炉的水量减少。同时四效蒸发系统的凝液量开始增加，凝液中无气液夹带现象。四效出水中CODcr、CN-含量下降。
由于四效蒸發系统运行工况好转，装置废水得以平衡，装置的废水焚烧炉负荷减轻，后续的生化系统不再受含有高浓度的CODcr、CN-的废水冲击，有利于装置长周期运行。
五、总结
四效蒸发系统液位要控制好，防止管程液满溢至壳程，有利于保持四效蒸发系统蒸发率；四效蒸发系统蒸发液pH要控制好，有利于减少管道酸性腐蚀，有利于保持四效蒸发系统蒸发率；四效蒸发系统循环量控制好，有利于保持四效蒸发系统蒸发率；四效蒸发系统凝液泵及凝液管道要保持畅通，有利于保持四效蒸发系统蒸发率。
参考文献
[1]丙烯腈联合装置工艺技术规程（丙烯腈岗位）.中国石化上海石油化工股份有限公司化工事业部，2005.1，3
关键词：丙烯腈 废水 四效蒸发系统 蒸发率
一、前言
丙烯腈装置回收系废水采用加碱、提浓后，进行焚烧处理[1]。2003年丙烯腈装置进行13万吨/年技术改造。装置改造后，回收系废水处理采用四效蒸发处理技术，使大部分水循环使用，从而减少污水的排放量和新鲜水的用量。
上海石化丙烯腈装置2003年技改后，由于装置焚烧炉未进行相应的扩能改造，在废水平衡上碰到困难。通过提高四效蒸发系统的蒸发率，减少了去废水焚烧炉的废水量。
四效蒸发系统运行好坏直接影响丙烯腈装置长周期运行。本文分析了影响丙烯腈装置四效蒸发系统长周期运行的因素，提出了相应的对策。
二、四效蒸发系统操作原理及流程简述
1.操作原理
上海石化丙烯腈装置四效蒸发系统是4个蒸发器连成一组，每个蒸发器称为一效。第一效通入加热蒸汽，由其产生的二次蒸汽作为第二效加热蒸汽，这时第二效充当第一效的冷凝器；第二效产生的二次蒸汽作为第三效加热蒸汽……依次类推。为了获得必要的传热温度差，四效蒸发系统的第四效和真空装置相连。可以说各效之间的温度差就是四效蒸发的推动力。
四效蒸发系统的蒸发率主要取决于处理的废水量和第一效通入加热蒸汽量。当处理废水量不变时，蒸发率随第一效通入加热蒸汽量增加而提高；当第一效通入加热蒸汽量不变时，蒸发率随处理废水量增加而降低。
2.流程简述
四效蒸发系统采用并流加料法，工艺流程如图1所示。回收塔釜液进入一效蒸发器E-510，蒸发所需热量由低压蒸汽提供。二效蒸发器E-511进料是一效蒸发器E-510未蒸发的残液，蒸发所需热量由一效蒸发器E-510顶部蒸汽提供。三效蒸发器E-512进料是二效蒸发器E-511未蒸发的残液，蒸发所需热量由二效蒸发器E-511顶部蒸汽提供。四效蒸发器E-513进料是三效蒸发器E-512未蒸发的残液，蒸发所需热量由三效蒸发器E-512顶部蒸汽提供，四效蒸发残液经过急冷塔循环使用后送焚烧炉处理。四效蒸发器E-513顶部蒸汽进入第四效蒸发器馏出物冷凝器E-513冷凝，未冷凝气体由第四效蒸发器排气冷凝器E-515进行冷凝。第四效蒸发器排气冷凝器E-515中未冷凝气体经真空泵抽出，高点排放大气。
图1四效蒸发系统工艺流程简图
1-回收塔釜液2-加热蒸汽3-蒸汽凝液4-蒸发残液5-蒸发凝液
三、四效蒸发系统运行存在问题及原因分析
1.运行存在问题
四效蒸发系统自2003年投用，蒸发率达到设计值，平衡了装置废水。自2007年下半年开始，四效蒸发系统运行工况开始恶化，首先表现为各效温度均上升，第一效壳程加热蒸汽加不进，并且随着运转时间延长，加热蒸汽有下降趋势。其次四效蒸发系统的残液量不断增加，导致去废水焚烧炉的水量增加。于此同时四效蒸发系统的凝液量开始减少，凝液中存在比较严重气体夹带现象，影响到了凝液管道上的流量计准确指示，同时去生化系统废水量在减少且废水中CODcr、CN-含量上升。
2.原因分析
根据多效蒸发操作原理，多效蒸发推动力是各效之间的温度差，故从一、二、三和四效之间温度差进行分析，2013年7月份的四效蒸发系统温差和压力见表1，四效蒸发系统温度和压力设计值见表2。从表1和表2对比看出，四效蒸发系统存在憋温、憋压现象，蒸发率明显下降，分析影响四效蒸发系统蒸发率的因素有：
表1 013年7月的四效蒸发系统温度和压力
表2四效蒸发系统温度和压力设计值
2.1管程污染
由于丙烯腈废水中含有丙烯腈、氢氰酸等聚合物，这些聚合物在加热蒸发过程中极易附着在蒸发器列管壁上，造成列管堵塞，造成蒸发器传热面积降低，传热量减少，蒸发器内的液相循环量不足，蒸发率降低。
2.2壳程污染
由于工艺操作过程中，各效的液位计指示失准，前一效管程液满溢至后一效壳程，造成蒸发器壳程污染，蒸发器换热效率下降，蒸发率降低。
2.3管线汽蚀穿孔，系统气密性降低
根据并流加料方式，回收塔塔釜液经四效蒸发系统四个蒸发器依次浓缩后，溶液pH值不断下降，对管道存在酸性腐蚀；因蒸发器内上方除沫网坍塌，气相中夹带着液相，那么蒸发器气相管路就会汽蚀并出现穿孔。由于酸性腐蚀和汽蚀穿孔，造成系统气密性降低，特别是对操作条件为负压的三效和四效的影响较大。首先不凝性气体进入系统，造成蒸发器换热能力下降，蒸发率降低；其次真空度被破坏，压力上升，蒸发液的饱和蒸汽压上升，沸点升高，蒸发率降低。
2.4凝液管道不畅
蒸发器壳程受污染，就存在聚合物，造成凝液管线聚合物积聚，凝液输送不畅，减少壳程换热面积，蒸发率降低。
四、采取措施及效果
1.采取措施
1.1日常管理过程，定期对各效循环泵的进口过滤网进行拆洗，将聚合物从系统中排出。
1.2日常管理过程，加强对各效蒸发器液位指示的确认，及时校正，避免指示偏差。
1.3检修时对蒸发器的除沫网进行检查，对于坍塌的除沫网，进行更新、重新安放并加固好；通过轻有机物汽提塔T-504往第一效保持一定返送量，可提高四效蒸发系统蒸发液的pH值。
1.4日常管理过程，定期对各效凝液泵的进口过滤网进行拆洗，将聚合物从系统中排出。
2.效果对比
通过采取以上措施，四效的工况有所改善。各效温度均下降，接近设计值，蒸发率开始提高，接近设计值。第一效壳程加热蒸汽加不进现象不再存在。四效蒸发系统的残液量开始下降，去废水焚烧炉的水量减少。同时四效蒸发系统的凝液量开始增加，凝液中无气液夹带现象。四效出水中CODcr、CN-含量下降。
由于四效蒸發系统运行工况好转，装置废水得以平衡，装置的废水焚烧炉负荷减轻，后续的生化系统不再受含有高浓度的CODcr、CN-的废水冲击，有利于装置长周期运行。
五、总结
四效蒸发系统液位要控制好，防止管程液满溢至壳程，有利于保持四效蒸发系统蒸发率；四效蒸发系统蒸发液pH要控制好，有利于减少管道酸性腐蚀，有利于保持四效蒸发系统蒸发率；四效蒸发系统循环量控制好，有利于保持四效蒸发系统蒸发率；四效蒸发系统凝液泵及凝液管道要保持畅通，有利于保持四效蒸发系统蒸发率。
参考文献
[1]丙烯腈联合装置工艺技术规程（丙烯腈岗位）.中国石化上海石油化工股份有限公司化工事业部，2005.1，3