蒸氨系统的设计及运行

［ 中图分类号 ］Ｘ ７ １４ ［ ８ ． 文献标 识码］Ｂ ［ 文章编号 ］１０ ９ ３ （０ １ ０ ０ ４— ９２ ２ １ ）３—０ １ ０ ０ ７— ２
我公司原来将外排 稀氨水直 接排人柳江河 中，这既造成资源的浪费 ，也不利于柳江河水体 环境 的保护。原外排稀氨水有两部分 ：一部分来 自 合成车间膜分离氢回收系统 ，另一部分来 自丙
４～０ ５ ５ ２６～ ． 。ｈ ． ２７ｍ ／
７～８ｍ ／ ｈ ０７～ ． ／ ． ０ ８ｍ ｈ ２９— ｈ ． ３ｍ ／
９％ ～ １ ０ ９ ％ ４ ％ ～５ ％ ７ ０
进氨水罐氨水浓度
塔 底残 液 氨浓 度 ３ 效 益分 析
１％ ０
＜ ０ ￣２ ０×１ ０
１６ＭＰ ，查 得 １６ＭＰ ． ａ ． ａ压 力 下 水 的 沸 点 为 ２２ ０ ℃ ，设计 取塔 底 温度 为 ２０ｏ ０ Ｃ。为使 塔顶 产 品氨 浓度 达 到 ９ ． ％ 以上 ，塔 顶 须 加 一 定 量 的 回流 ９８ 氨 。查液 氨 蒸 汽 压 表 知 ，４ ３℃ 液 氨 饱 和蒸 汽 压 约为 １６ＭＰ ，因 此 当 蒸 氨 塔 压 力 选 定 为 １６ ． ａ ． ＭＰ ａ后 ，设计 塔 顶 产 品温 度 为 ４ ３℃ ，需 设 置 单
溶液换热器进 口氨水温度 ４ — ０℃ ５ ５ 溶液 换热 器 出 口氨水 温度 １０— ３ Ｃ ３ １５ｏ 溶液换热器出口废水温度
水冷 器 出 口温 度 塔底 釜液 温度
７ ～ ５℃ ０ ７
３ ３ Ｃ ０～ ５ｃ １８—１２ｏ ８ ９ Ｃ
塔顶气氨温度 加入 蒸 汽流量
进 塔 氨水 流量 液氨输 送 流量 回流 液 氨流量 蒸 氨塔 液 位 液氨 罐液 位
４ 存在 问题
个 小数 目；而 采用 回流 比控 制器 ，因其采 用 机
械传 动 ，非 常容 易导 致工 作不 良 ， 目前 采 用该 回 流方式 的厂家 用 得也 不理 想 。我公 司技 术小 组 经 过现 场考 察及 研 究后 ，决 定 既不采 用 回流 泵 ，也 不采 用 回流 比控 制器 ，而 是利 用位 差 和调 节 阀来 调 节 回流 液氨 ，即 自然 回流 ，从塔 顶冷 凝器 出来 的液 氨汇 集 到液 氨罐 ，利 用位 差 ，一部 分 液氨 回 流到蒸 氨塔 ，另 一部 分液 氨作 为产 品进 入 ６９来 ６ 氨总管 处 。
１ 设计 内容
１１ 工 艺参数 ． 物 料 （ 氨 水 ） 浓 度 １％ ，温 度 ６ 稀 ０ ０℃ ， 流量 １ ｈ ０ｍ ／ ，进 塔温 度 １０ｏ ２ Ｃ； 蒸氨塔 设 计压 力 １７Ｍ ａ （ ． Ｐ 绝压 ） ，操作 压
氨水进行热量交换后送人水冷器进一步冷却 ，然 后流人废稀氨水槽 ，再经回收泵打回碳铵 的氨水 槽 或膜 回收 的氨水 槽作 为 吸收 液 。
第 ３期
２１ ０ １年 ５月
中 氮
肥
Ｎｏ ３ ．
Ｍ — ｉｅ ｔ ｇ ｎ ｕ ｅ ｔ ｉｅ ｒ ｇ ｅ ｓ Ｓ ｚ ｄ Ｎｉ ｏ ｅ ｏ ｓ Ｆ ｒ ｌ ｒＰ ｏ ｒ ｓ ｒ ｉｚ
Ｍａ ２ ｖ ０１１
蒸 氨 系统 的设 源自文库 及 运 行
黄 丽娟 ，马朝 梅
（ 柳州化工股 份有限公司 ，广西 柳州 ５５ ０ ） ４ ０２
铸铁泡罩塔板 ，但存在效率低 、塔径大、压降大 的缺点。经调研后 ，我公司蒸氨塔最终选择 了天 大天 久公 司的技 术 ，该塔 内部 结构 也 由天 大天 久
公 司设 计 制造 。
该蒸氨塔采用全填料式结构 ，其优势主要体 现在 ：整塔压降较小 ，蒸汽消耗较少 ；填料效率 较高 ，因此 回流 比较 小 ，蒸 氨塔塔 径 较小 ；整 塔
［ 收稿 日期 ］２ １— － ０ ０１ １ ２５ ［ 作者简介 ］黄丽娟 （ ９ ７ ） 女 ， １７ 一 ， 广西 平南人 ， 程师 ， 工 从
事化工工艺设计。
・
１・ ８
中 氮 肥
第 ３期
国内蒸 氨塔 一般 采用 板式 塔 的居 多 ，采 用 填 料塔 的较 少 。我 国最 早沿 用前 苏联 的设 计 ，多 为
［ 考文 献 ］ 参
［］ １ 夏 清 ， 常贵． 化工 原理 ［ ．天 津 ：天 津 大学 出版 陈 Ｍ］
社 ， ０５ ２０
１４ ３ 蒸氨塔前设溶液换热器 ．． 蒸氨塔前设 置溶液换热器 ，使进入蒸氨塔的 氨水在溶液换热器 中与塔釜排放的蒸氨废水进行 热交换 ，回收一部分排放废水的余热。该优化设
独的塔顶冷凝器冷却气氨 。
１４ ２ 回流方 式 ．． 经调 查 ， 目前 国 内同行业 蒸氨 塔 氨 回流普 遍 采用 回流泵 或 回流 比控制 器 。采用 回流泵 ，会 增 加运 行成 本 ，同时 回流泵 维 护 、检修 费用 也不 是
一
该 项 目投 运后 每 天可增 产 １ 液氨 ，每 年可 ５ｔ 增 产 约 ５０ ０ｔ ０ 液氨 ，同时解 决 了每 年近 ８ ０ ００ ０ｔ 废 氨水 排入 柳 江河 的环 境污 染 问题 ，经 济效 益 和 环 保效 益显 著 。
１ ３ 主要 设备 ．
力 １ Ｐ 绝压） ． Ｍ ａ（ ５ ，设计温度 ２０ｏ ，操作温度 ０ ＝ 【
３ ２０℃ ，塔顶气氨温度 ４ ０— ０ ０℃ 、浓度 ９．％ ，塔 ９８
蒸 氨 系统 主要设 备 的规格 型号见 表 １ 。
表 １ 蒸氨系统主要设备一览表
１ ４ 优 化 设 计 ．
刚开车时，液氨罐压力上升慢 ，液氨无法靠 位 差 自然 回流进 入蒸 氨 塔 ，且液 氨量 也 不能 满足
回流用 ，但 蒸 氨塔 又必 须有 氨 回流 ，否 则塔 温无 法 控制 。为此 采取 了就 近从 冰机 的系统 氨管 直接
引氨人塔 作为 回流。但 由于冰机 的氨含 油量较 高 ，对填料 的腐蚀较重 ，该问题还待解决。
计 充分 利 用 了塔底 排放 废 水 的显热 ，实 现 了节 能 降耗 。
［ ］唐伯 国，林长青 ，张 振欧 ，等． 吸塔 与蒸 氨 塔 的改造 与 ２ 解
计算 ［ ］ 中氮肥 ， ０ ４ （ Ｊ． ２ ０ ４）
流 ，另 一部 分作 为产 品进 入 ６９来氨 总管 。 ６ 蒸 氨塔 底废水 流 经溶 液换 热器 与界 区外 的稀
为了彻底解 决该 问题 ， ０５年公 司决定 新上 １ ２０ 套蒸氨系统。该蒸 氨系统 自２０ ０ ６年投入运行 以 来 ，生产稳定 ，环保效果非常好 。现将蒸氨系统 的设计及运行情况作一总结 ，供同行参考。
持液 量 较小 ，对 于操 作 条 件 改 变 的反 应 较 迅 速 ， 敏感 性较 高 。
在一定压力下 ，氨水沸点随氨水浓度的变化 而变化 ，提高蒸氨塔进料的氨水浓度 ，相应地可 降低进料 的温度 ，有利于减少蒸汽用量。本蒸氨 塔设计采用 中部 进料 ，进料 氨浓度为 １％ ，温 ０ 度 ＞ ３ 。为使蒸氨废液氨含量尽量低 ，应使 １０ｏ Ｃ 蒸氨 塔 温 度 接 近 水 的 沸 点 。蒸 氨 塔 压 力 选 定 为
碳 氨罐 弛放气 （ 度均 为 １％ ，温 度 约 ６ 浓 ０ ０℃ ） 。
釜液 氨 含量 ￣２ ０Ｘ１ 一。 ＜ ０ ０
１２ ． 工 艺 流 程
来 自膜分离氢 回收系统和氨罐弛放气的稀氨 水 （ 不含碳 ）依靠 自身压力进入 氨水储罐 ，经 氨水 泵加压 后 ，在 溶液 换热 器 内与塔 釜排 放 的废 水 进行 热交 换 ，预热 后 的氨水 送入 蒸 氨塔 。蒸氨 塔底部引入 ２５ Ｐ 蒸汽，塔釜温度通过蒸汽 ．０Ｍ ａ 流量控制。塔顶出来 的气氨进入塔顶冷凝器 ，被 冷却水冷却至 ４ Ｏ℃左右。塔顶冷凝器处于高位 ， 被 冷凝 的液 氨利 用位 差 ，一部 分送 回塔 内作 为 回
２ 运 行情 况 该 项 目于 ２０ ０ ５年 ６月 开 始 设 计 ，９月 动 工 建 设 ，１ 底 试 车 ，２０ ２月 ０６年 １月 正 式 投 运 。运 行 数 据如 下 ： 进 塔 氨水 压力 塔 底 残液 压力 外 送液 氨 压力 回流 液氨 压力 中压 蒸汽 压力 １４～１５ＭＰ ． ． ａ １３～１４Ｍ ａ ． ． Ｐ ０６～ ． Ｐ ． ０８Ｍ ａ １３～１４Ｍ ａ ． ． Ｐ ２２ ２ ２ ａ ．０— ．５ＭＰ
１４ １ 蒸 氨塔 及工 艺参 数 ．．
精馏的运行费用主要取决于再沸器加热蒸汽 消耗量及塔顶冷凝器冷却水消耗量。当回流比增 大时，加热蒸汽和冷却介质消耗量亦随之增 多， 运行费用相应增加 。蒸氨塔的设计是整个工艺设 计的关键 ，蒸氨塔工艺参数的优化对于蒸氨系统 节能降耗及长周期运行有着重要意义。