CN103303889A

CN103303889A - 一种管式反应器在线清洗方法

Info

Publication number: CN103303889A
Application number: CN2013102755567A
Authority: CN
Inventors: 王玉训; 饶轶晟; 徐春; 朱奉刚; 张良成; 杜秀荣
Original assignee: Wengfu Group Co Ltd
Current assignee: Wengfu Group Co Ltd
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种管式反应器在线清洗方法，包括如下操作步骤：将管式反应器A和管式反应器B的液氨与磷酸之间的联锁解除；停止管式反应器A和管式反应器B进料，关闭磷酸和液氨管线控制阀门，分别开启管式反应器A和管式反应器B酸管和氨管上的中压蒸汽阀门，使蒸汽向转鼓造粒机内部连续吹扫，磷酸与蒸汽混合一起对混合头A、混合头B、管式反应器A、管式反应器B5进行酸洗吹扫，吹扫时间为8～15mim，通过视频监控实时观察造粒机6出口物料状态，保持管式反应器A和管式反应器B运行稳定，管式反应器A和管式反应器B的吹扫频率为3～5小时一次。清理过程操作简易，有效去除管式反应器上的污垢。

Description

一种管式反应器在线清洗方法

技术领域

本发明涉及一种磷铵装置管式反应器在线清洗方法。

技术背景

管式反应器是一种呈管状、长径比较大的连续操作式平推流反应器，是化工生产中主要的反应装置。管式反应器因其流程简约，节能显著，作为一种高效的生产工艺，在化工生产领域得到了广泛的应用，在磷复肥生产中发挥着越来越重要的作用，如磷酸一铵、磷酸二铵生产装置，通常采用转鼓氨化粒化生产方式，管式反应器一般安装在转鼓造粒机中，可充分利用磷酸与液氨的快速反应特点，反应剧烈放热，生产高温高压的料浆在其料浆分布管只需要2～4s极短的反应停留时间，并且直接借助自身压力直接喷浆氨化粒化，快速氨化过程中生成的产品杂质少，产品养分高，水分含量少，造粒颗粒均匀，具有独特的优良造粒性能。

生产磷酸铵以磷酸、液氨为主要原料，管式反应器主要由磷酸管、液氨管、反应混合头以及长度约5～7m的料浆分布管组成，浓磷酸和液氨分别由给料泵输送，液氨压力控制为1.0～1.5MPa，浓磷酸与液氨在反应混合头处以垂直方向切入，随即迅速发生酸碱中和反应，生产高温高压（T=120～150℃，P=0.2～0.6MPa）的磷铵料浆，由料浆分布管导引进入转鼓氨化造粒机，喷射在返料料床上，完成涂布、粘合、自成粒，料浆分布管上喷浆口上安装有夹套，通过夹套位置调节管式反应器喷浆口大小，从而达到控制管式反应器的内料浆反应停留时间的目的，一般为2～4s，同时，也保证两个管式反应器各个喷浆口喷浆流量和造粒机物料分布的均匀。在造粒机料床深处喷射二次补氨对造粒物料进行二次氨化,形成中和度(N/P)为1.75～1.9的磷铵。

原料化肥级浓磷酸中，尤其是随着磷矿资源的紧缺，大部分磷化工企业开发利用低品位的磷矿，采用湿法磷酸生产磷铵，磷酸中含有大量杂质离子，如F^-、SO₄ ^2-、Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺等，这些离子在输送过程中，容易在管线、过滤器相关部件上结垢，管线随着结垢积聚，管线输送空间趋于减小，甚至堵塞管线，影响管线反应器的连续性运行。

另外，在与磷酸和液氨的在反应过程中，磷酸中的杂质离子快速参反应，生成多种难溶性或非水溶性复全物，如：MgNH₄PO₄、FePO₄、AlNH₄HPO₄F、Ca10(PO₄)₆(OH)₂、（Fe，Al）MgNH₄（HP0）₂F₂等，在管式反应器料浆分布管的管壁、盲板和喷嘴处会逐渐粘结并积累成长扩大，容易造成管式反应器混合头、料浆分布管和喷嘴堵塞，而管式反应式料浆压力为0.2～0.4Mpa之间时料浆不会出现局部闪蒸，运行状态也最为稳定，而随着管式反应器结垢堵塞的加剧，管式反应器运行压力急剧上涨，磷酸和液氨的输送与给料出现波动，反应愈加不均匀，喷浆量持续下降，甚至无法给料压力高于管反泵提供的压力，导致输送喷浆，甚至损坏泵及其电机。唯有停车清理，严重干扰化工稳定生产连续性。且管式反应器料浆管安装在造粒机中，作业空间狭小，对其清理维护极不方便，清理过程中，不但是进入造粒机，操作空间狭小且作业环境恶劣。

现有技术，目前尚无针对磷铵生产装置对管式反应器实施在线清洗的方法。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明旨在提供一种管式反应器在线清洗方法，包括如下操作步骤：

（1）将管式反应器A和管式反应器B的液氨与磷酸之间的联锁解除；

（2）停止管式反应器A和管式反应器B进料，关闭磷酸和液氨管线控制阀门，停止管式反应器反应运行；

（3）分别开启管式反应器A和管式反应器B酸管和氨管上的中压蒸汽阀门，使蒸汽向转鼓造粒机内部连续吹扫，蒸汽压力为1.1～2.0MPa，温度为130～160℃，待蒸汽开启2分钟,蒸汽吹扫流量达到稳定，保持氨管、酸管上的蒸汽全开吹扫状态，调节配酸泵A和配酸泵B的频率至额定值的50%，使泵的转速快速提高，同时开启管式反应器进酸管上的调节阀，阀门开启幅度为额定值的20%～25%，采用管反给酸泵频率、磷酸流量与调节阀开度联动控制，保持磷酸流量为3～8m³/h, 磷酸与蒸汽混合一起对混合头A、混合头B、管式反应器A、管式反应器B5进行酸洗吹扫，吹扫时间为8～15mim，在蒸汽加热作用下，吹扫磷酸温度为120～150℃，磷酸从管式反应器A和管式反应器B的料浆口喷出后，水分快速蒸发，随后喷洒在造粒机返料料床上，二次补氨添加量为3000～4000kg/h，二补氨添加量与当时喷浆流量和造粒状态相匹配，可快速将喷洒在造粒要物料上的磷酸氨化，保持造粒物料干湿状态的适当，防止料浆在造粒内部结疤；

（4）通过视频监控实时观察造粒机6出口物料状态，为保持管式反应器A和管式反应器B运行稳定，管式反应器A和管式反应器B的吹扫频率为3～5小时一次。

上述操作有效去除管式反应器上的污垢。

本发明提供的方法具有以下突出优点：（1）实行外部作业的方式，自然环境下全程操作，不需要拆解反应器任何部件，作业过程安全、可靠；（2）有效抑制管式反应器的结垢与堵塞，延长管式反应器稳定运行的周期；（3）在线酸洗期间，不影响其它生产喷浆系统正常运行，单独对需要清洗的管式反应器进行在线清理，保持化工生产运行的连续性；（4）充分利用管式本身自有的设施与原料，清理过程中简易便捷，操作快速，大幅提高管线反应器的清理与维护的效率，降低管反维护成本。

本磷酸二铵装置，采用双管式反应器生产磷酸二铵，两个管式反应器均安装在转鼓造粒机中，以管式反应器配酸槽为中心，采用新鲜的浓磷酸与洗涤系统回收而来的洗涤液混合配制，配酸密度控制为1.48～1.60g/cm3，浓度（以P₂O₅含量计）为43%～47%，液氨则以氨罐区直接供应，供氨压力为1.0～1.5 MPa(G))。

两个管式反应器反应混合头均安装在造粒机尾部，磷酸与液氨在管式反应器混合头以垂直方向切入，随即迅速发生中和反应，生产高温高压料浆，反应料浆通过料浆分布管导引至转鼓氨化粒化造粒机内部喷浆造粒，同时添加一定量二次补氨，氨化粒化，将物料中和度进一步提升至1.75～1.9。

采用本方法对管式反应器进行清洗，对保证生产进度，提高生产效率发挥了重要作用。

附图说明

图1为本发明清洗装置结构示意图；

附图中：1配酸槽 2配酸泵A 3配酸泵B 4管式反应器 A 4a混合头A 5管式反应器B 5a混合头B 6转鼓造粒机。

具体实施方式

参考图1所示，瓮福磷肥厂2×60万吨/年磷酸二铵装置，两个管式反应器均安装在转鼓造粒机中，管式反应器A4和管式反应器B5的磷酸均来自同一个配酸槽1，配酸槽1出口，即配酸泵A2和配酸泵B3的进口，在进口设置有过滤器，可以有效隔离进入管式反应器A4和管式反应器B的固体杂质,过滤器实行定期清理机制，确保给酸通道畅通无阻；

配酸泵A2和配酸泵B3的出口以及反应混合头A4a和混合头B5a前端均设置压力表，对管式反应器A4和管式反应器B5磷酸输送管线内部压力连续取值测定，可以有效监测并判断管式反应器A4和管式反应器B5的磷酸输送各个环节畅通情况；当管式反应器磷酸输送压力上涨达到0.6MPa时，可判断管线出现一定堵塞；管式反应器料浆分布管上有温度计，连续测定管反料浆的温度，可以有效反应管式反应器反应放热情况，当温度出现波动时，表明管式反应器A4和管式反应器B5反应放热不稳定，中和反应或料浆输送出现异常。

管式反应器A4和管式反应器B5的氨管、配管、蒸汽管等均设置有调节阀，可以在必要时候，开启中压蒸汽对管式反应器A4和管式反应器B5进行吹扫，磷酸管和液氨管线在进入反应混合头前方安装止回阀，可以防止管式反应器内部的反应料浆或残余物料倒流致管线堵塞。

管式反应器A4和管式反应器B5在正常运行时，磷酸进入反应混合头A4a和混合头B5a的压力控制在0.2～0.6MPa,反应料浆温度为125～150℃。

本方法针对管式反应器的混合头、料浆分布管结垢堵塞现象，当管式反应器运行过程中给酸压力持续上扬时，表明该管式反应器混合头或者料浆分布管堵塞加剧，需要及时对管式反应器A4和管式反应器B5在线酸洗，即保持系统的稳定运行。

一种管式反应器在线清洗方法，包括如下操作步骤：

（1）将管式反应器A4和管式反应器B5的液氨与磷酸之间的联锁解除；

（2）停止管式反应器A4和管式反应器B5进料，关闭磷酸和液氨管线控制阀门，停止管式反应器反应运行；

（3）分别开启管式反应器A4和管式反应器B5酸管和氨管上的中压蒸汽阀门，使蒸汽向转鼓造粒机6内部连续吹扫，蒸汽压力为1.1～2.0MPa，温度为130～160℃，待蒸汽开启2分钟,蒸汽吹扫流量达到稳定，保持氨管、酸管上的蒸汽全开吹扫状态，调节配酸泵A2和配酸泵B3的频率至额定值的50%，使泵的转速快速提高，同时开启管式反应器进酸管上的调节阀，阀门开启幅度为额定值的20%～25%，采用管反给酸泵频率、磷酸流量与调节阀开度联动控制，保持磷酸流量为3～8m³/h, 磷酸与蒸汽混合一起对混合头A4a、混合头B5a、管式反应器A4、管式反应器B5进行酸洗吹扫，吹扫时间为8～15mim，在蒸汽加热作用下，吹扫管反的磷酸温度为120～150℃，磷酸从管式反应器A4和管式反应器B5的料浆口喷出后，水分快速蒸发，随后喷洒在造粒机返料料床上，二次补氨添加量为3000～4000kg/h，二补氨添加量与当时喷浆流量和造粒状态相匹配，可快速将喷洒在造粒要物料上的磷酸氨化，保持造粒物料干湿状态的适当，防止料浆在造粒内部结疤；

（4）通过视频监控实时观察造粒机6出口物料状态，为管式反应器A4和管式反应器B5运行稳定，管式反应器A4和管式反应器B5的吹扫频率为3～5小时一次。

上述操作有效去除管式反应器上的污垢。

Claims

1.一种管式反应器在线清洗方法，其特征在于包括如下操作步骤：

（1）将管式反应器A（4）和管式反应器B（5）的液氨与磷酸之间的联锁解除；

（2）停止管式反应器A（4）和管式反应器B（5）进料，关闭磷酸和液氨管线控制阀门，停止管式反应器反应运行；

（3）分别开启管式反应器A4和管式反应器B5酸管和氨管上的中压蒸汽阀门，使蒸汽向转鼓造粒机（6）内部连续吹扫，蒸汽压力为1.1～2.0MPa，温度为130～160℃，待蒸汽开启2分钟,蒸汽吹扫流量达到稳定，保持氨管、酸管上的蒸汽全开吹扫状态，调节配酸泵A（2）和配酸泵B（3）的频率至额定值的50%，使泵的转速快速提高，同时开启管式反应器进酸管上的调节阀，阀门开启幅度为额定值的20%～25%，采用管反给酸泵频率、磷酸流量与调节阀开度联动控制，保持磷酸流量为3～8m³/h, 磷酸与蒸汽混合一起对混合头A（4a）、混合头B（5a）、管式反应器A（4）、管式反应器B（5）进行酸洗吹扫，吹扫时间为8～15mim，在蒸汽加热作用下，吹扫管反的磷酸温度为120～150℃，磷酸从管式反应器A（4）和管式反应器B（5）的料浆口喷出后，水分快速蒸发，随后喷洒在造粒机返料料床上，二次补氨添加量为3000～4000kg/h，二补氨添加量与当时喷浆流量和造粒状态相匹配，可快速将喷洒在造粒要物料上的磷酸氨化，保持造粒物料干湿状态的适当，防止料浆在造粒内部结疤；

（4）通过视频监控实时观察造粒机（6）出口物料状态，为管式反应器A（4）和管式反应器B（5）运行稳定，管式反应器A（4）和管式反应器B（5）的吹扫频率为3～5小时一次。