焦化蒸氨工艺的模拟与优化.pdf

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1、第2期(总第153期)煤化工No．2(TotalNo．153)2011年4月CoalChemicalIndustryApr．2011焦化蒸氨工艺的模拟与优化闪俊杰(开滦集团唐山中润煤化工有限公司，河北唐山063611)摘要简要介绍了化工流程模拟软件，并利用化工流程模拟软件对唐山中润煤化工有限公司的蒸氨工艺进行了模拟，找到最佳操作条件。模拟结果表明：塔底出水氨浓度随蒸汽量的增加而增大，随进水量的增加而降低，当进水量为60t／h时，最经济的蒸汽量为7t／h；当蒸汽量为10t／h时，在保证塔底出水氨质量

2、浓度小于100mg／L的前提下，最大处理能力为85t／h；当进水量>90t／h后，塔底出水氨质量浓度增加到200mg／L以上。关键词蒸氨工艺流程模拟优化文章编号：1005—9598(2011)一02—0032—03中图分类号：T0522文献标识码：B供蒸氨所需热量及氨气载体，蒸出的大量氨气与水蒸引言气混合气体从塔顶分缩器出来后，去往脱硫工段，塔化工流程模拟是一种对化工工艺实际工况进行底废水在与剩余氨水、冷却水连续换热后，去往生化仿真模拟，以获得最佳工艺操作点的现代化工业技工段进行水处理，同时在蒸氨

3、过程中，需要在剩余氨术，广泛应用于化工工程设计行业以及石油化工行水中加入一定量的液体氢氧化钠，以促进剩余氨水中业。目前最具代表性的化工流程模拟软件有ASPEN固定铵盐的分解，保证蒸氨效果。PLUS、PROII、HYSYS3种，此外还有较多应用于高校培去脱硫工段训领域的CHEMCAD等，本文通过化工流程模拟软件，对开滦中润煤化工有限公司(简称中润煤化工公司)焦炉煤气净化工艺中的蒸氨单元进行模拟，并根据模拟结果对蒸氨单元的操作参数进行了优化，寻求能耗、产能、分离效率的最佳契合点。1蒸氨工艺流程简介剩余

4、氨水是煤焦化工业中焦化废水的主要来源，其中含有大量的挥发氨和固定铵盐，严重影响了生化1一剩余氨水泵2一废水冷却器3一原料预热器4一废水泵5一蒸氨塔工段的废水处理效果，因此蒸氨工艺是焦化废水处理工艺的第一环节，同时还在为脱硫工段提供碱源的过图1蒸氨工艺流程示意图程中起重要作用[，因此蒸氨系统的稳定运行直接影2模拟说明与结果分析响到生化工段出水指标及脱硫工段的脱硫效果，中润煤化工公司蒸氨工艺流程示意图见图1。鼓冷工段产2．1模拟说明生的大量剩余氨水与蒸氨塔底废水换热后，进入到蒸中润煤化工公司蒸氨塔属于

5、汽提式精馏塔，塔顶氨塔中开始蒸馏，蒸氨塔底部通入饱和水蒸气，以提设分缩器部分冷凝，应选用Radfrac(严格精馏)模块进行本次模拟。由于蒸氨系统属于电解质系统，因此收稿日期：201卜O卜26选用ELECNRTL热力学方程进行计算。另外为了保证作者简介：闪俊杰(1982一)，男，2006年本科毕业于河北模拟结果的准确，需要对该系统进行适当的简化，首科技大学，2009年硕士毕业于河北科技大学，助理工程先由于氢氧化钠和固定铵盐的反应比较复杂，因此假师，现从事化工生产技术与管理工作。设剩余氨水中全部为挥发

6、氨，并忽略了氢氧化钠的添2011年4月闪俊杰：焦化蒸氨工艺的模拟与优化一33一加；其次由于该塔为汽提塔，因此可以看作是没有再沸器的精馏过程。酶-f．扣旨蒸氨工艺部分指标见表1。模拟的工艺流程图见图2。表1蒸氨工艺部分指标含氨总量(挥发氨+流量固定铵盐)／mg·L／t·h蒸汽流量／t·h剩余氨水606160图3不同蒸汽量对废水氨含量影响的模拟结果塔底废水<10070塔顶出汽含氨15％(质量分数)趋势。但是蒸汽量过大，虽然可以将塔底废水指标降蒸汽量07-8低到非常小的水平，却消耗了大量蒸汽，这与节能降

7、耗的生产理念是相悖的，另外加之氨含量过低，对后续的生化工段也有一定的负面影响，因此在60t／h进水量的前提下，蒸汽量应保持在7t／h左右，这也证明了中润煤化工公司蒸氨塔目前处于最佳运行状况。2．2．3剩余氨水处理量对废1水．暑硼指＼标的咖灵蟋敏度扣分析嚣f由于受当前生产条件所限，为蒸氨塔提供的蒸汽最大量为lOt／h，因此需要对当前工况下蒸氨处理量图2模拟工艺流程示意图范围进行模拟，以确定最大处理量，模拟结果见图4。2．2模拟结果与分析2．2．1模拟准确度校对对目前工况进行模拟，模拟结果与实际工况对

8、比情况见表2。从表2可知，模拟结果与实际工况比较符合，可以对生产起到指导作用。虽然影响蒸氨效率的因素很多，但是考虑到节能降耗是当今工业生产的主题，加之蒸汽量的大小对塔底废水指标有着直接的影响，因此下面将对蒸汽量、剩余氨水处理量及塔底废水氨含量三者的关系进行模拟分析，以求找出能耗进水量／t·h。最低、蒸氨效率最高的最佳操作条件。图4不同进水量对废水氨含量影响的模拟结果从图4可以看出，蒸汽量一定时，废水氨含量随表2模拟结果与实际工况对比进水量的增加明显增大，在保证塔底出水氨质量浓度剩余