（1）技术适用范围

该技术主要适用于于化工行业硫铵浓缩蒸发系统改造。

（2）技术原理（改造内容）

①技术简介

蒸发操作以其操作原理过程相对简单,没有复杂的控制等优点,同时又具有节能的效果,因此,在工业生产中常常被利用。简单地说蒸发就是将溶液加热至沸腾,使其中的部分溶剂汽化并移除,达到提高溶液中溶质浓度的目的。工业生产中蒸发常有两种情况: 1 )提浓一定浓度的溶液，使其饱和或过饱和而结晶; 2)浓缩稀溶液，以满足后续工况。前者由于对蒸发量循环量等参数有一定要求，又易结晶等原因,多朵用单效蒸发;后者由于蒸发量大多朵用多效蒸发,既可减少蒸汽用量,又有效利用二次蒸汽。工业生产丙烯腈过程中充分的利用了蒸发的这两个特点。丙烯腈是重要的有机合成原料，主要用于制造腈纶丁腈橡胶ABS树脂AS树脂等等。工业生产丙烯腈主要是在400 ~450°C.以及催化剂的作用下,丙烯氨和空气反应合成丙烯腈，同时副产稀硫铵溶液粗乙睛氢氰酸等。稀硫铵溶液一般多用来生产硫铵肥料,但丙烯睛副产稀硫铵溶液浓度远没有达到饱和浓度,要使其析出晶体,工业上采用了最简单有效的蒸发-真空蒸发浓缩。同时生产过程中少量的重组分(多为C-)进入废水系统,这些重组分含量低,有毒,常规处理达不到环保的要求,只好送到配套的废水焚烧系统。但如直接去焚烧,不仅增大了焚烧系统的负荷,而且也浪费了大量的水资源。实际生产中采用四效蒸发,有效地解决该问题。

丙烯腈装置的硫铵蒸发单元由一套强制再循环蒸发器构成，含一台分离器和一台蒸发器，在真空下由中压蒸汽（1.6MPaG，245℃）加热蒸发浓缩，将硫铵溶液从15%浓缩到40%。硫铵蒸发器是一个不锈钢壳和不锈钢列管的换热器，物料在强制循环的情况下进行热交换，在管程出口有一个不锈钢分离器。硫铵溶液循环泵保证流体一定流速循环，使蒸发器内部的结垢最少化。被加热的硫铵溶液通过一块在蒸发器和分离器之间的孔板闪蒸后，进入分离器。水汽混合物从侧面进入分离器，大部分硫铵成品液滴从水蒸气中分离出来沉在分离器底部，水蒸气携带的部分小液滴在分离器顶部的捕沫器分离下来。浓缩后的成品硫铵溶液通过重力从分离器中溢出到硫铵成品罐后，通过泵送至SAR装置处理。为了防止在正常操作期间硫铵成品的结晶，成品罐采用绝热保温和全部硫铵成品管线用蒸汽伴热。

②节能原理

化工工艺中蒸发操作的蒸汽利用率是成本的重要组成，提高蒸汽利用率能够显著降低操作费用、提升操作经济性。将蒸发器的二次蒸汽作为热源送入二效蒸发器，称为双效蒸发，以此类推还有三效蒸发、四效蒸发等。该项目选择双效蒸发作为主要改造目标。对丙烯腈装置硫铵蒸发单元进行改造，将单效蒸发改造为双效蒸发，增加了一台蒸发器、分离器和循环泵；原蒸发器利旧作为第一效蒸发器，仍采用中压蒸汽加热，一效蒸发产生的蒸汽作为第二效蒸发器热源；一效在50kPa压力下加热蒸发浓缩，二效在-60kPa负压下加热蒸发浓缩，利用负压下沸点降低后产生的温差作为传热推动力。

（3）应用案例

上海赛科石油化工有限责任公司1#丙烯腈装置硫铵浓缩蒸发系统改造项目。

1）实施内容及周期：丙烯腈-1装置硫铵蒸发单元由单效蒸发改造为双效蒸发，第一效蒸发器仍采用中压蒸汽作为热源进行第一步蒸发浓缩，第二效蒸发器采用一效蒸发器产生的蒸汽作为热源进行二次蒸发浓缩，提高了热量利用率，减少了中压蒸汽（1.6MPa，245℃）使用量。实施周期2个月。

2）节能减排效果及投资回收期：改造后节约中压蒸汽=改造前单耗-改造后单耗=0.535-0.312=0.223吨（蒸汽）/吨（产品），根据2021年1～7月的平均稀硫铵进料量158773÷212÷24 = 31.2吨/小时计算，则每小时节约的低压蒸汽量为0.223 * 31.2=6.96吨/小时。按照年运行8000小时计算，全年可以节约中压蒸汽6.96* 8000 = 55680吨，折算节能量为55680 * 2908.3*10-3*0.0341 =5522tce。

改造前用电量为每小时52.4kWh，改造后用电量为每小时189.4kWh，按照年运行8000小时计算，则改造后用电量增加109.6万kWh，折用能量316tce。

因此本项目的年节能量为5522-316=5206吨标煤。

按照中压蒸汽价格230元/吨计算，该节能改造的年节能效益为55680吨* 230元/吨=1280.64万元，扣除新增电费189.6万元，则本项目总的节能效益为1091万元，投资回收期为736.21万元/1091万元=8个月。

（4）复制推广的潜力、节能潜力（投资回收期）

蒸发操作是大多数工业生产过程中一个不可缺少的单元，它不仅提浓了原料液,使其满足后续工序的要求,而且节省了人量的水源和一定量的蒸汽，该技术对化工产业有相当大的节能意义。推广潜力巨大，节能效果十分明显。