清除净化湿法磷酸装置结垢的关键技术与应用

张俊(瓮福达州化工有限责任公司， 四川 达州 635000)

清除净化湿法磷酸装置结垢的关键技术与应用

张俊(瓮福达州化工有限责任公司， 四川 达州 635000)

目前，我国在湿法净化磷酸设备和管道清理技术上还很不成熟，因而针湿法净化磷酸清理技术的研究和应用，具有重大的理论和实际意义。本文主要对清除净化湿法磷酸装置结垢关键技术研究与应用进行分析。

湿法磷酸装置；结垢；清除净化；关键技术

我司以我集团自主研发的湿法磷酸微反应加乳化技术生产精品磷酸，发展磷精细化工产业链。由于所用磷矿的品位越来越贫乏，杂质越来越高，在系统管道和设备上极易结垢，尤其是在湿法磷酸净化过程中，因萃取除杂过程中，杂质富集，净化设备、分相槽、工艺管道的结垢堵塞十分频繁，造成运行周期短，从而严重影响到生产的平稳运行，产量得不到保证，达不到原设计净化生产能力。为解决净化磷酸装置的产能受限的问题，对湿法净化磷酸清理技术的研究和应用已势在必行。

1 技术指标

(1)由于管道、设备的结垢堵塞，导致系统产能下降，拆除清理频繁，仅净化萃取工序有效平均开车率低至65%，同时也影响了其他工序的运行率，有效开车率是本项目考核的主要指标之一。(2)萃取工序单系列的清理周期为每半个月一次，由于拆装点较多，清理费时，单次单系列清理时间为96小时。完成三系列清理则需288小时，装置的清理周期是本项目考核的主要指标之二。(3)在原清理方案中，易造成较多的物料出现泄漏。每次清理都会造成磷酸的实际单耗增加，即净化成本增加。实际单耗(1．12)比计划单耗(1．01)增加0．11，成本增加485 元。装置磷酸的实际单耗是本项目考核的主要指标之三。(4)采用传统的机械和人工清理方式，需投入大量人力和物力，仅单次清理则需要20人。人力的分配是该项目考核的主要项目指标之四。

2 技术关键点

(1)不同的原料、不同工序结垢情况不一，形成经验性报告，必须根据其特性制定相关清理技术方案。(2)防止物料溢出存在一定困难，前期的资源配置对后期技术的开展起着关键性的作用，所以制定前期资源配置时应慎重考虑。(3)不断优化清理方案，最大限度缩短清理时间和无死角清理。(4)清理时洗涤液温度越高，萃取剂挥发速度就越快，合理控制清理温度，能够有效的降低在清理过程中萃取剂消耗，有效降低成本。(5)洗涤液对产品质量有极大的影响，在设备的清理与系统正常生产运行存在一些不可预见的因素，前期的准备工作必须严格落实到位，防止洗涤液串入生产系统。

3 应用方案

清除净化湿法磷酸装置结垢的关键技术研究与应用项目中包含四项创新技术“湿法净化磷酸工艺设备清理新工艺”、“溶剂萃取法洗涤除杂工艺创新技术”、“次中压蒸汽清理创新技术”、“高温除垢清理创新技术”。项目旨在解决在系统管道和设备上结垢，研发得出快捷、安全、节省、清洁、有效的清理方案。项目将从以下四个方面进行项目研究：

(1)对净化湿法磷酸装置乳化泵、分相槽、管道等各部分结垢的成分、成因及机理进行研究分析，针对不同的垢块制定不同配方的洗涤液，验证其工业化最佳清理效果配方。(2)针对净化湿法磷酸装置系统各部分结垢情况制定相应的清理方案，验证工业化清理试验效果。(3)合理配置资源，有效地使有结垢的各个角落都能够得到清理，达到清理无遗漏、清理无残留。(4)根据不同成因、不同成分的结垢情况，适当调整工艺指标和参数，减缓其结垢速率；研究选择合适的管道、设备材质，使晶种不在管道、设备内壁附着，达到不结垢的效果。

4 技术创新

一是采用闭路循环化学清洗，引入特定的化学药剂倒入易于结垢的设备中进行循环清理，针对不同的结垢情况配制合理的化学药剂和操作条件，制定清洗方案。二是通过引入次中压蒸汽对清理过后的设备进行吹扫，解决清理死角问题，在吹扫过程中，引发结垢的晶种从设备中脱落带出，可适当延缓设备结垢情况。三是物料溢出情况较传统清理方法有大幅度改善，基本实现低溢出，改善了现场安全环保状况，提高了现场作业安全性，同时降低了物料损失，节约了成本。四是合理设置生产工艺管道、设备，使其形成生产与清理完全隔离，实现“生产、清理两不误”的局面，以此来实现装置运行率最大化。五是选择合理的清理温度，降低萃取剂的挥发速率，能够有效地控制萃取剂消耗，降低装置的运行成本。

5 项目实施的风险及应对策略

本项目实施的风险：一是在项目应用在工业化设备和管道清理清洗过程中，因为生产系统中某些阀门关不死或生产操作人员因不熟悉管道阀门造成误操作，使洗涤液窜入生产系统，发生质量事故；二是在工业化应用试验期间，因生产原料(磷精矿或磷酸)发生变化，使净化湿法设备及管道结垢性质发生变化，使清理清洗效果未能达到预期效果。应对策略：一是在本项目工业化应用试验期间，加强涉及清理清洗系统的阀门检查，同时加强员工的操作培训，做到操作控制零失误；二是在本项目工业化应用试验期间，保证生产原料磷精矿或磷酸质量指标的稳定，同时在试验效果不佳情况下，适当改变洗涤液配比，保证试验的准确有效进行。

6 结语

本文主要对湿法磷酸净化技术进行了合理地整改，完成了工艺的优化调整，研究和探索一种新式的清理技术，缩短了因设备结垢导致系统停运的时间，开发和优化湿法净化磷酸技术，能够改善湿法净化磷酸系统地运行，有效的降低成本。同时为湿法净化磷酸生产提供一套完整、有效地清理技术。

[1]孙应伦.湿法磷酸净化装置的清理技术[J].磷肥与复肥,2016,3111:31-32.