SNAM氨汽提工艺中压吸收塔特性研究

2003正大氮肥L丑瑁eScaleNitrogenousFertilizerIndustry第26卷第6期SNAM氨汽提工艺中压吸收塔特性研究丁利马延光陈丽强(内蒙古天野化工集团有限责任公司，内蒙古呼和浩特，010070)摘要研究中压吸收塔特性，分析影响吸收效率的因素，优化中压吸收塔操作，使其达到最佳吸收效率。关键词吸收塔负荷性能影响因素吸收效率在SNAM氨汽提尿素工艺中，中压吸收塔的作用是回收未反应的NH和Co2，并将其送回合成塔。中压吸收塔吸收效率的高低将直接影响整个生产装置的稳定运行及原料消耗。而吸收塔结构及其合理操作是决定吸收效率的主要因素，因此中压吸收塔的结构合理化设计及优化其操作是致关重要的。1中压吸收塔的结构及有关工艺设计参数1．1中压吸收塔的结构内蒙古天野化工(集团)有限责任公司尿素装置采用SNAM氨汽提工艺，其中压吸收塔结构为：内径2m，全高9m，分为上下两段。下段为鼓泡段，在距底部0．5m处，有1个十字管分布器，十字管分布器的每支管在下侧有3排夺l2inln的小孔9o个。在此段气体中大部分Co2(95％以上)被吸收下来。上段为精洗段，有4层泡罩塔板，每板泡罩数为192个，板间距为600inln，塔板厚为1．5inln，塔板堰高75inln，堰长1300inln，降液管底部至下一塔板的距离为25inln，泡罩直径为8oinln，升气管直径为48inln，每个泡罩齿缝数为l9，齿缝为矩形齿缝，高度为25inln，宽度为6．3inln，塔板至齿缝顶距离为43inln。精洗段是将气体中剩余少量的co2经过浓氨水和回流氨的吸收并洗涤至百万分之几。1．2中压吸收塔工艺设计参数中压吸收塔回收合成液中全部未反应的NH和co2，移走反应热，制取高浓度的碳氨液返回合成塔，回收过剩氨时必须将气体中Co2洗净_1J。中压吸收塔的物料走向如图1所示。各工艺设计参数见表1。中压吸收塔各工艺设计参数由物料组成决定。在一定负荷下，对吸收塔最直观的控制是塔顶底温度的控制，实质上是对气液组成的控制。对于一定结构的吸收塔，在一定负荷下，优化操作的关键是控制工艺参数的最佳范围。图1中压吸收塔物料走向表1中压吸收塔各物料工艺设计{-|数2中压吸收塔负荷性能及吸收效率的论证中压吸收塔实质上是由鼓泡塔和泡罩塔共同收稿日期：2003—07—22；收到修改稿日期：2003—10—30。作者简介：丁利，女，33岁，工程师，1993年7月毕业于内蒙古工业大学化学工程系无机化工专业，现在内蒙古天野化工(集团)有限责任公司技术发展部从事工艺设计管理工作。联系电话：047l一5607205。维普资讯http://www.cqvip.com第6期丁利等．SNAM氨汽提工艺中压吸收塔特性研究377组成。吸收塔的吸收效率不仅与上下塔的结构有关，还与塔的负荷性能及塔的操作负荷有关。了解塔的设计负荷性能及操作弹性对指导生产、提高吸收效率有重要意义。2．1精洗段气液负荷lJ1)精洗段物料平衡根据全塔物料平衡可计算出精洗段的设计气液负荷，从而确定设计操作点。精洗段出口气相中NH329515kg／h。精洗段进1：3气相。co2：进入中压吸收塔的气液混合物中95％以上co2在鼓泡段内被吸收，进入精洗段的co2按5％计算，70718×14．13％×5％=499．7kg／h。NH3：进入精洗段的c02被吸收生成甲铵，放出的热量被顶部回流氨气化带走，剩余的回流氨在鼓泡段内全部气化进入精洗段。精洗段生成甲铵放出热量为：499．7／44×(136．33—17．59)XlO3=1孓惦546．4kJ／h式中：136．33一气态co2和液态NH3在恒压下反应生成1摩尔固体甲铵放出的热，kJ／kmol；17．59_-氨基甲酸铵熔解热，kJ／kmol。这些热量可气化氨量：1348546．4／(1711．6—624．24)=1240．29kg／h式中：1711．6、624．24一压力为1．72MPa(A)、温度为43~C下气态和液态氨的热焓，kJ／kg。所以进入精洗段的气氨为：29515—1240．2=28274．8kg／h。精洗段气相进口为：28274．8+499．7=28774．5kg／h。精洗段进口液相。回流氨和54．81％浓氨水，其量为5853+7073：12926kg／h。其中NH3量：5853×99．97％+7073×54．87％=9733kg／h。精洗段出口液相。NH：28274．8+9733—29515=8492．8kg／h，H2O：3193kg／h，Co2：499．7kg／h。总量为8492．8+3193+499．7=12185．9kg／h。2)精洗段气相负荷精洗段气相负荷取进出口气液相流量的平均值。气相质量流量为：G=(29515+28774．5)／2=29144．75kg／hNH3：