论文部分内容阅读
在许多中小型合成氨厂，由于合成氨工艺自身的特点，将产生大量含氨弛放气。氨是一种重要的工业原料，在常温常压下，又是一种有毒有害的气体。在氨合成流程中，一般要设置弛放气中氨回收工段，以减少氨损，同时避免污染环境。早期常见的氨回收工艺为单塔水洗工艺，运用了氨在水中溶解度极大的特点，使弛放气中的氨大部分溶解到水中，后来又出现了精馏法制液氨工艺。前者一般可制备15％左右的浓氨水，后者则可制备纯度99.5％以上的液氨。
本文借鉴了现有的氨回收工艺，并根据工厂的实际情况，设计了两套氨回收工艺。一套是两塔吸氨法制备浓氨水工艺，通过对吸收塔和尾吸塔的合理设计，使放空气的氨含量达标，同时生产浓度20％以上的工业用浓氨水。另一套是蒸氨法制备液氨工艺，在前一套工艺的基础上，增设一蒸氨塔，把氨从塔顶蒸出，得到高纯度液氨。
以Aspen Plus流程模拟软件为平台，对所设计的两套氨回收工艺进行了模拟分析。在物性方法的选择上，对比了Wilson-RK、NRTL-RK、UNIQUAC-RK三种物性方法的模拟结果，确定NRTL-RK方法为模拟氨水物系的较优选择，并利用文献值回归得到氨水的二元交互作用参数。通过对两塔吸氨法制备浓氨水工艺的模拟计算，确定了吸收塔和尾吸塔的理论板数、吸收塔的操作压力、吸收塔的循环比、换热器出口氨水的温度以及吸收剂的使用量等工艺参数，并选用了鲍尔环填料核算了两塔压降，结果符合设计规定。通过对蒸氨法制备液氨工艺的模拟计算，确定了蒸氨塔的理论板数、进料板位置、蒸馏比、回流比和进料温度，尾吸塔的操作压力、循环流股的入塔位置，闪蒸塔的气体分率等工艺参数，并选用筛板塔板核算了蒸氨塔压降，结果符合设计要求。