废水煤制气中粗氨水蒸馏的研究与工业应用氨水粗蒸馏塔改造工艺计算

废水（煤制气）中粗氨水蒸馏的研究与工业应用——氨水粗蒸馏塔改造工艺计算（3）作者：郑军张延斌

为准确快速地提出改造方案，拟采用计算机模拟试验的方法对现有运行的氨水粗蒸馏塔建立平衡级理论精馏塔模型，并以此模型作为进一步工艺改进模拟的基础。模拟试验选择美国SIMSCI公司的PRO/Ⅱ过程模拟软件。它是使用第三代模拟技术发展的流程通用模拟软件，是目前化工设计公司应用最广泛的模拟软件之一。PRO/Ⅱ可建立准确的模型，使用严格的最新计算方法，进行单元操作和全过程计算，用以评价已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。

根据蒸氨塔的经验，汽提塔的塔板效率约在20％～30％左右，对于K02塔的塔板效率取为25％，由此可将该塔近似为精馏段2块理论板、提馏段6块理论板，包括塔釜再沸器1块理论板，塔顶水回流，塔中部侧线分凝采出10％氨水的平衡级精馏塔模型。

进料流量70t/h，组成近似为水，氨和二异丙基醚三组分，其中氨含量为7g/L，二异丙基醚为10g/L。汽液平衡的热力学方法选择使用NRTL方程，调试过程采用In-Out法。

由此模型计算得到的该蒸馏塔物料平衡、温度、压力的逐板分布如表1和表2所示。

与实际运行结果对比表明，上述模拟结果与原蒸氨塔运行状况较为吻合，说明该模型可作为进一步改造设计的基础。

根据此模型，计算了当进料氨含量为10g/L时，增加精馏段理论级数和提馏段理论级数时，塔顶采出和塔釜采出的变化情况。结果表明，增加精馏段和提馏段理论级数，可有效降低塔顶醚相中的氨含量和塔釜废水的氨含量。对于进料中氨含量为10g/L的情况，当提馏段理论级数增加4级以上，即实际板数增加15～18级，塔釜采出中氨含量才能小于100mg/L。而对于精馏段来说，当理论级数增加1块时，塔顶氨含量将有明显的降低，一方面可有效防止氨的损失，另一方面可防止塔顶因氨含量过高而导致生成铵盐结晶。因此增加塔板数的改造措施是较为可行和有效的。