1、水合肼是一種重要的化工中間體，目前的生產(chǎn)方法有拉希法、尿素法、酮連氮法及雙氧水法等四種工藝。尿素法由于幾乎不含有機(jī)雜質(zhì)，在特種用途領(lǐng)域具有質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)，在中國(guó)占據(jù)著主導(dǎo)地位。尿素法存在著能耗偏高問(wèn)題，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是蒸發(fā)-精餾單元的蒸汽消耗。本文采用蒸汽噴射式熱泵對(duì)蒸發(fā)-精餾單元塔頂冷凝前氣相能量進(jìn)行回收，不僅可以解決肼水混合物的二次蒸汽冷凝液的處理難題，回收蒸發(fā)二次蒸汽能量，同時(shí)可減少精餾的再沸及冷凝能量成本。水合肼蒸發(fā)單元采用熱泵節(jié)能技術(shù)未

2、見(jiàn)有文獻(xiàn)與專(zhuān)利報(bào)道，為本論文首創(chuàng)技術(shù)。
　　論文在綜述現(xiàn)有的各種水合肼生產(chǎn)工藝和節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上，首先建立了水合肼蒸發(fā)精餾單元的數(shù)學(xué)模型，對(duì)模型涉及的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了估算。水合肼蒸發(fā)屬無(wú)機(jī)鹽水溶液蒸發(fā)過(guò)程，具有電解質(zhì)特征?；贜RTL模型的物性估算方法能較好地反應(yīng)肼-水體系的物性變化，經(jīng)過(guò)多種基于NRTL模型估算方法的計(jì)算比較，采用ENRTL-RK方法估算得到的結(jié)果與文獻(xiàn)值給出的溶液沸點(diǎn)數(shù)據(jù)和共沸點(diǎn)組成數(shù)據(jù)一致。
　　采

3、用Aspen v8.0對(duì)現(xiàn)有的水合肼蒸發(fā)-精餾單元進(jìn)行了流程模擬，并采用可測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢驗(yàn)，計(jì)算了各用能點(diǎn)及其相應(yīng)的能耗量，進(jìn)行了能量分析，找出了瓶頸。結(jié)果表明:現(xiàn)有工藝僅將蒸汽冷凝水預(yù)熱蒸發(fā)進(jìn)料回收顯熱，節(jié)能率僅2.93％，節(jié)能水平較低。蒸發(fā)器加熱能量和塔頂廢水冷凝能量總和占總需能量的88.23％，而這部分能量在現(xiàn)有工藝中沒(méi)有得到有效利用，是主要的瓶頸，降低能耗的關(guān)鍵在于如何有效利用精餾塔頂?shù)推肺徽羝哪芰俊?br>　　針對(duì)上述瓶頸

4、，論文提出了采用蒸汽噴射式熱泵技術(shù)對(duì)精餾塔頂蒸汽熱能進(jìn)行回收的方案。通過(guò)對(duì)單級(jí)噴射方案的計(jì)算可以看出，不同壓力下蒸汽比熱焓相差不大，對(duì)回收率的影響很小，回收率主要受引射系數(shù)影響。隨著驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力的提高，回收率也隨之增加。最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力為20bar，最優(yōu)條件下混合蒸汽不僅可供蒸發(fā)器使用，同時(shí)可滿(mǎn)足精餾塔再沸器的要求，引射蒸汽量為836.88 kg/hr，蒸汽消耗由6452.98 kg/h降為5579.20kg/h，塔頂氣能量回收率為1

5、5.45％。
　　論文進(jìn)一步采用計(jì)算機(jī)模擬對(duì)多級(jí)噴射方案和和單級(jí)噴射電力增壓方案進(jìn)行了計(jì)算比選，結(jié)果表明:雙級(jí)方案的塔頂氣回收率為一、二級(jí)驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力的二元關(guān)系曲面，隨著壓力的增加，塔頂氣回收率隨之升高，無(wú)極點(diǎn)。在一級(jí)壓力為19.21bar及二級(jí)壓力19.74bar時(shí)，回收率有優(yōu)化值17.04％。相比單級(jí)方案，增加級(jí)數(shù)對(duì)回收率的提升非常有限，四級(jí)方案的計(jì)算也進(jìn)一步支持了這一結(jié)論。而采用單級(jí)噴射-電力增壓方案對(duì)引射蒸汽增壓，可以顯著

6、提高引射系數(shù)。在風(fēng)量3867.82 m3/h及風(fēng)壓200 kPa條件下，選擇MZ型煤氣增壓離心鼓風(fēng)機(jī)MZ100-2000作為再壓縮機(jī)，電機(jī)功率為75kW，此時(shí)塔頂氣能量回收率達(dá)到42.13％，扣除電力代價(jià)后仍增加了968.58kW的能量回收。是目前的最佳方案。
　　選擇單級(jí)噴射電力增壓熱泵方案進(jìn)行技術(shù)改造，裝置改造的內(nèi)容較少，實(shí)施方便，投資費(fèi)用低，效益明顯。1萬(wàn)噸/年40％水合肼規(guī)模生產(chǎn)裝置實(shí)施該技術(shù)措施后節(jié)能量為-2510tce