(河南能源集团中原大化公司，河南濮阳，457000)

1 引言

氨汽提塔10C002是我厂氨回收单元的重要设备，对于液氨的回收，增加产品氨产量起着重要作用，在结构上包括汽提段和精馏段两部分。正常生产中，从吸收塔10C001来的含氨量约为15%的氨水经氨换热器10E001A/B/C加热至188℃之后，从中部进入氨汽提塔10C002，在汽提塔中进行传热、传质过程。氨汽提塔热源由再沸器10E005提供，进入氨汽提塔的氨水中的易挥发组分NH3不断被汽化，随塔内热气流上升，在2.68MPa、100℃的工作条件下，从汽提段汽提出来，其中可达到99.9%的氨气，继续上升，进入精馏段，在精馏段换热器10E003中被冷却为液氨产品。在汽液分离器中被分离下来，一部分通过输氨管线送至氨储罐，一部分作为回流液顺填料下降进入汽提段，与新的氨水重新被汽提。在分离器下部设有热电偶T11004，输氨管线上设有流量调节器FIC10006，二者串级调节控制回流比。从精馏段顶部出来气体中含有CH4、Ar、H2、N2等不凝气及少量未被冷凝下来的气氨，这部分气体被送往惰气换热器09E001中分离。其流程图如图1。

图1 合成氨装置氨汽提塔流程

2 氨汽提塔的控制

精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程，常用的设备有板式精馏塔和填料精馏塔，合成氨装置所用的精馏塔为填料精馏塔。在生产汽提过程中起推动力作用的是塔内温度差和氨水的浓度差，在塔内温度差的作用下，使液相多次部分汽化，气相多次部分冷凝。与此同时，在氨水浓度差的作用下，易挥发组分NH3由液相转入气相，难挥发组分由气相转入液相，其结果是汽提段顶部气氨组分含量增加，可达99.9%，塔底难挥发组分聚集。由此，在生产工艺操作中需要调节好以下几个重要的控制参数。

2.1 回流比的操作控制

氨汽提塔回流比的控制主要由TIC10004-FIC10006组成串级调节方式，其中TIC10004为主参数，FIC10006为副参数。①当Fv10006(PV)上升MV上升，在副回路调节过程中，使阀开度下降Fv10006(PV)下降，以克服影响氨水流体波动的各种干扰因素。②为保证汽提段顶温度Tv10004稳定，当Tv10004变化时，用主、副回路调节Fv10006的流量，若Tv10004(PV)下降Tv10004(MV)下降Fv10006(SV)上升Fv10006(MV)上升，阀门开度上升，Tv10004(PV)上升，从而实现对Tv10004的温度控制。

2.2 塔顶压力控制

合成氨装置氨汽提塔10C002上部精馏塔顶惰气排放是靠压力调节器PRC10001通过Pv10001A和Pv10001B阀分程控制的。控制如下：

PRC10001(Pv)上升PRC10001(Mv)上升若Mv值(0～50%)Pv10001A开度上升Pv10001B在全关状态，若Mv值(50%～100%)Pv10001B开度上升PV10001A在全开状态。Pv10001A阀是塔顶惰性气体排放阀，PV10001B阀是精馏氨冷却器回水阀门。

2.3 Tv10004的作用及控制方法

氨汽提塔10C002的作用是从含NH3的氨水富液中分离出合格的产品氨，并再生出含氨小于0.1%的贫液。Tv10004指示的是精馏塔塔板温度，即上部富液的精馏温度。因对于二元混合液来说，在压力恒定的情况下，沸点与成分之间存在着单值的函数关系。因此，如果压力不变，该温度就反映了混合液中成分的多少，也反映了馏出液产品氨的质量。Tv10004如果高于设计值，会造成产品氨中水含量增加，反之，就会造成馏出产品氨量少，并造成塔底部贫液氨含量超标。

Tv10004的温度控制采用了两个调节器TIC10004和FIC10006，TIC10004的输出MV值经换算后作为流量调节器FIC10006的设定值SV，由FIC10006的输出MV值去控制流量调节阀的开度，改变回流氨量，以达到调节温度Tv10004的目的。如图2所示。

2.4 再沸器10E005蒸汽比值控制

在正常生产中，氨汽提塔的热源由再沸器10E005提供，而10E005加热是靠FFIC10007的比值来调节，即根据从氨吸收塔10C001来的氨水量FI10001来调节再沸器的中压蒸汽量。

调节过程：若F10001(Pv)上升F10007(Mv)上升F10007(Sv)上升F10007(Pv)上升。

2.5 氨汽提塔的液位控制

开车阶段氨汽提塔补的是锅炉水，在正常生产中，用调节器LIC10004控制Lv10004阀门补充蒸汽冷凝液，以补充水分损失，并与整个氨回收系统保持水平衡。

图2 合成氨装置精馏塔温度控制系统

3 氨汽提塔控制注意事项

(1)保持氨汽提塔热平衡、水平衡。正常生产中再沸器热量保持一定，损失的水分靠连续补充蒸汽冷凝液维持，为保证塔内液位稳定，贫液取样点应保持少许开度，操作中如出现汽提塔液位过高，将表现为汽提效果差，热量不足，贫液分析不合格。这时，增加热量，由于液位过高，可能会淹没塔中部富液进塔口，减弱膨胀受到影响，汽提塔仍不能正常工作。采取的措施是，应尽快降低汽提塔液位至正常，保持热量不变，恢复水平衡。

(2)汽提塔开车阶段很长时间出现不合格的原因有:①塔顶惰性气体排放不足，汽提塔压力控制高；②汽提塔液位控制偏高；③汽提塔液位波动，频繁补水，塔内热量变化较大；④氨冷器10E003冷却量不够，Pv10001B冷却回水阀位不对等。上述这些原因，操作人员如能及时发现，就会有针对性地操作，汽提塔很快会正常。但如果出现设备原因如10E001封头漏、塔上部分布器堵塞分布不均、塔板倾斜、塔体密封垫漏汽等，应能及时判断发现，作停车处理。

(3)控制好Tv110004的温度。该温度的设计值为100℃，目前控制在70-80℃为宜，设定温度高时，该温度调节回路有一定的余差，经常超过100℃，水汽易随液氨产品带走，影响成品氨质量。因此，开车阶段，温度调节器手动控制，氨流量手动或自动控制，当温度指示趋于平衡，即可切为与流量串级调节。

(4)再沸器提供的热量由加热蒸汽FV10007自动控制，由于FI10仪表指示不准，投产以来，FFIC10007不在比值调节位置，操作上已经适应于FIC10007投自动的操作方式。当观察热量不足时能及时提高给定值自动调节。

4 结论

氨汽提塔是合成氨工艺氨回收单元的重要节能设备，对前系统不能冷凝的气氨进行重新汽提蒸馏，得到合格的成品氨。也是合成氨装置回收再利用增加效益的重要环节，同时也为安全环保工作发挥着重要的作用。