酸性水汽提工艺研究—优化计算_【豪迈化工技术】

采用PROII过程模拟软件，对于酸性水单塔全抽出汽提工艺进行优化模拟计算，得出了适宜的操作条件。分析讨论了不同理论板数、进料位置以及进料温度对于汽提塔冷凝器负荷、再沸器负荷（蒸汽消耗）以及回流比的影响。...

酸性水汽提工艺研究

—优化计算

任苗苗

山东豪迈化工技术

1 前言

基于《酸性水汽提工艺研究—简捷计算》的计算结果，进行了严格计算。计算结果如下：

表1 严格模型计算结果

由表1数据可以看出，在给定的操作条件下，汽提塔塔釜得出的净化水后中NH3含量为49.983mg/kg，H2S含量为6.4mg/kg，满足控制指标的要求。

2 理论板数优化计算

在汽提塔设计中，理论板数的多少一方面会影响设备的投资费用，另一方面，又与汽提效果有很大关系。因此，对于理论板数的优化计算具有重要的意义。对不同理论板数下的热负荷及回流比进行分析讨论，取进料板为第2块进料板，进料温度90 oC。计算结果见表2及图1。

表 2 不同理论板数下的热负荷及回流比

图1 不同理论板数下的热负荷及回流比

由表2及图1可以看出：随着理论板数的增多，冷凝器与再沸器的热负荷数值逐渐减小，回流比逐渐减小。当理论板数达到15以后，冷凝器负荷、再沸器负荷、回流比数值逐渐趋于平缓。此时，再增加理论板数对于降低汽提塔的操作费用影响较小，但却大大增加塔的设备投资费用。因此，选取理论板数15块较为合适。

3 进料位置优化计算

进料板位置对于塔的设计十分重要，为了得到更优的进料板数，满足操作过程出现的突发状况，采用灵敏度分析法对汽提塔进行优化计算，旨在确保达到控制指标的前提下，得到最优的进料位置。

取理论板数为15块，进料温度90 oC，进料板位置从2~14，每一块板均做计算。分析随进料板位置变化，回流比、冷凝器负荷、再沸器负荷的变化趋势，结果如表3及图2所示。

表3 不同进料位置下的热负荷及回流比

图2不同进料位置下的热负荷及回流比

由表3及图2可以看出，进料位置为第3块塔板时，回流比、冷凝器负荷、再沸器负荷均为最小。随着进料板位置逐渐增加，三个参数均逐渐增大。由此可见，第3块板为最佳进料位置。

4 进料温度优化计算

节约能耗是酸性水单塔汽提工艺得以推广的优势之一。因此，对不同操作条件下单塔汽提工艺流程的蒸汽消耗进行比较显得尤为重要。使用PROII软件对于不同进料温度下的汽提工艺进行模拟计算，比较不同进料温度下的蒸汽消耗量。取理论板数为15块，进料位置为第3块进料板。模拟结果见表4及图3所示。

表4 不同进料温度下的热负荷及回流比

图3 不同进料温度下的热负荷及回流比

由表4及图3可以看出，随着进料温度的增加，再沸器热负荷增加，冷凝器热负荷降低，回流比增加。

从蒸汽消耗的角度分析，进料温度每增加1oC，再沸器负荷随之减少48610kcal/h，折合蒸汽消耗减少约0.7kg/t酸性水。由此可见，增加进料温度能有效减少蒸汽消耗，从而降低整体能耗。因此，进料温度越高，对于降低汽提塔的能耗越有利。另一方面，在实际汽提操作过程中，原料酸性水一般是通过与塔釜净化水换热来达到预期的温度。根据经验，一般情况下，塔釜净化水能将原料酸性水换热到90 oC左右。因此，本文认为90 oC为较适宜的进料温度。

5 优化后的计算结果

不同理论板数、进料位置及进料温度的计算结果表明：理论板数15，进料位置为第3块进料板，进料温度为90 oC时冷凝器负荷、再沸器负荷及回流比均较为适宜。在此条件下，模拟得到的计算结果如表5所示。

表5 适宜条件下的模拟计算结果

由表5可以看出，在本文选定的适宜条件下，汽提塔塔釜得出的净化水中NH3含量为49.98mg/kg，H2S含量为6.4mg/kg，满足控制指标的要求。此时，冷凝器负荷为5.9963×106kcal/h，再沸器负荷为12.1178×106kcal/h，回流比为4.601。

5 结论

采用PROII软件对于酸性水汽提塔进行模拟计算，得出以下结论：以给定组成的酸性水作为原料，以净化水中NH3含量≤50mg/kg、H2S含量≤30mg/kg为控制指标，得出适宜的汽提塔操作条件为：进料温度90 oC，理论塔板数15（含再沸器与冷凝器），进料位置为第3块理论板，回流比4.601。在此操作条件下，冷凝器热负荷为5.9963×106kcal/h，再沸器热负荷为12.1178×106kcal/h，净化水中NH3含量为49.98mg/kg，H2S含量为6.4mg/kg，满足控制指标的要求。

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五

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