[摘要]利用Aspen Plus对国产化二氧化碳汽提法尿素装置(1 450 t/d)中的尿素合成塔进行了流程模拟,在物料衡算数据中增加了中间产物氨基甲酸铵的数据,并编制了合成塔内两步可逆反应动力学的用户子程序,通过调整反应的动力学数据,得到了相对较好的模拟结果,同时也指出了本模拟的不足之处。
[关键词] 尿素合成塔;流程模拟;Aspen Plus;模拟结果;误差分析
[中图分类号] TQ 441.41[文献标志码]B[文章编号] 1004-9932(2017)01-0033-03
0引言
尿素合成塔是尿素生产中的关键设备之一,对其进行模拟能够加深对尿素生产过程的理解,通过对模拟数据的分析,有助于对设备和工艺操作参数进行优化调整,达到提高尿素合转化率、增产降耗的目的。有研究人员利用热力学和动力学模型编制模拟程序对尿素合成塔进行了模拟[1-2],但这些模型涉及到的计算量很大,不利于对操作参数进行调整。
Aspen Plus是一款大型通用流程模拟软件,具有完备的物性系统、完整的单元操作模型库以及针对不同操作条件的物性计算方法。本文借助Aspen Plus软件对国产化二氧化碳汽提法尿素装置中的尿素合成塔进行流程模拟,并对模拟结果进行简单的分析。
1 尿素合成反应简介
尿素合成塔中涉及的物质有氨、二氧化碳、尿素、缩二脲、水、中间产物氨基甲酸铵(甲铵)和少量氮气、氧气和氢气等,主要的化学反应如下。
其中,缩二脲在合成塔中的生成量较少,要实现缩二脲的模拟比较困难,本模拟暂不考虑反应(3)的影响。
反应....