年产万吨尿素合成工艺设计20874.docx

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1、年产80000吨吨尿素合合成工艺艺设计目录摘要1ABSTTRACCT1第一章总总论21.1 概述21.1.1 尿尿素的性性质及用用途21.1.2 市市场需求求31.2 文献综综述41.3 设计任任务来源源6第二章尿尿素生产产工艺流流程62.1 生产方方法的确确定62.2 工艺流流程叙述述72.3 工艺流流程简图图8第三章工工艺计算算83.1物物料衡算算83.1.1产量量及产品品质量与与消耗定定额83.1.2 计算条条件的确确定93.1.3 CO22压缩系系统1003.1.4 尿尿素合成成塔1113.1.5 预预分离器器133.1.6 一一段分解解系统1143.1.7 二二段分解解系统1153.

2、1.8 闪蒸槽槽163.1.9 一段蒸蒸发器1163.1.10 二段段蒸发器器173.2 热量量平衡计计算1883.2.1 尿尿素合成成塔1883.2.2 一一段分解解系统2233.2.3 二段分分解系统统273.2.4 闪蒸槽槽293.2.5 一段蒸蒸发器3323.2.6 二段蒸蒸发器336第四章主主要设备备的工艺艺计算3384.1 尿素合合成塔3384.2 一段段分解加加热器3384.2.1 计计算依据据384.2.2 传传热温差差394.2.3 传传热面积积394.3 一段分分解塔分分离器4414.3.1 计算依依据4114.4 二段段蒸发加加热器4424.4.1 计计算依据据424.4

3、.2 传传热温差差42第五章车车间的布布置设计计44第六章成成本估算算456.1尿尿素生产产成本费费用4556.2全全体工人人工资及及附加费费用4556.3车车间经费费456.4企企业管理理费4666.5销销售费用用466.6工工厂成本本46第七章环环境保护护及安全全生产446参考文献献48致谢499摘要尿素是一一种高浓浓度氮肥肥，是各各种农作作物的重重要营养养来源，在在国民经经济中有有重要的的作用。目目前尿素素的生产产方法主主要有二二氧化碳碳气提法法，水溶溶液全循循环法。本本设计采采用的是是水溶液液全循环环法。本本设计进进行了物物料衡算算和能量量衡算，同同时也进进行了一一些主要要设备的的工艺

4、计计算，车车间平面面立面布布置设计计，成本本估算，提出了安全环保措施，并绘制了带控制点的工艺流程图、厂区布置图、车间平面立面布置图及主要设备图。关键词：尿素水溶溶液全循循环法物物料衡算算热量衡衡算 设备的的工艺计计算 车间的布布置设计计 ABSTTRACCTUreaais aa hiigh conncenntraatioon oof nnitrrogeen fferttiliizerr,annd uureaa iss thhe mmajoor ssourrce of nuttrittionn off crropss, iin tthe nattionnal ecoonommy hhavee a

5、nn immporrtannt rrolee. UUreaa prroduuctiion is currrenntlyy thhe mmainn meethood ggas forrmullatiion of thee reeferrencce ggas, fuull-cyccle metthodd inn aqqueoous sollutiion. Thhis dessignn iss ussed in fulll-ccyclle mmethhod in aquueouus ssoluutioon. Dessignn taaskss inn acccorrdannce witth tthe

6、reqquirremeentss foor tthe matteriial ballancce aand eneergyy baalannce, ass weell as a nnumbber of majjor proocesss eequiipmeent, thhe llayoout desiign workkshoop eelevvatiion plaane, coost esttimaatess annd tto ttakee seecurrityy ennvirronmmenttal prootecctioon mmeassurees,and draaw aa fllow chaar

7、t of conntrool ppoinnt bbandd, ffacttoryy laayouut, plaant layyoutt fllat faccadee annd mmainn eqquippmennt pplann.Key worrds:Ureea; fulll-ccircculaatioonwiith watter sollutiion; mmateeriaal bbalaancee; heeat ballancce;calcculaatioon oof tthe proocesss eequiipmeent; eequiipmeent layoout desiign第一章 总

8、论论1.1 概述1.1.1 尿尿素的性性质及用用途尿素别名名碳酰二二胺、碳碳酰胺、脲脲 。是是由碳、氮氮、氧和和氢组成成的有机机化合物物，又称称脲（与与尿同音音）。分分子式为为CO(NH22)2， 无色或或白色针针状或棒棒状结晶晶体，工工业或农农业品为为白色略略带微红红色固体体颗机无无臭无味味。密度度13335gg/cmm3。熔熔点133277。溶于于水、醇醇，不溶溶于乙醚醚、氯仿仿。呈微微碱性。可可与酸作作用生成成盐。有有水解作作用。在在高温下下可进行行缩合反反应，生生成缩二二脲、缩缩三脲和和三聚氰氰酸。加加热至1160分解，产产生氨气气同时变变为氰酸酸。因为为在人尿尿中含有有这种物物质，所

9、所以取名名尿素。尿尿素含氮氮(N)46，是固固体氮肥肥中含氮氮量最高高的。 尿素素在酸、碱碱、酶作作用下（酸酸、碱需需加热）能能水解生生成氨和和二氧化化碳。尿素对对热不稳稳定，加加热至11501600将脱氨氨成缩二二脲。若若迅速加加热将脱脱氨而三三聚成六六元环化化合物三三聚氰酸酸。（机机理：先先脱氨生生成异氰氰酸（HHN=CC=O），再再三聚。）与与乙酰氯氯或乙酸酸酐作用用可生成成乙酰脲脲与二乙乙酰脲。在在乙醇钠钠作用下下与丙二二酸二乙乙酯反应应生成丙丙二酰脲脲（又称称巴比妥妥酸，因因其有一一定酸性性）。在在氨水等等碱性催催化剂作作用下能能与甲醛醛反应，缩缩聚成脲脲醛树脂脂。与水水合肼作作用生

10、成成氨基脲脲。2NNH3+COO2NHH2COOONH44COO(NHH2)2+H2O尿素素易溶于于水，在在20时1000毫升升水中可可溶解1105克克，水溶溶液呈中中性反应应。尿素素产品有有两种。结结晶尿素素呈白色色针状或或棱柱状状晶形，吸吸湿性强强。粒状状尿素为为粒径112毫毫米的半半透明粒粒子，外外观光洁洁，吸湿湿性有明明显改善善。200时临界界吸湿点点为相对对湿度880，但但30时，临临界吸湿湿点降至至72.5，故故尿素要要避免在在盛夏潮潮湿气候候下敞开开存放。目目前在尿尿素生产产中加入入石蜡等等疏水物物质，其其吸湿性性大大下下降。 尿素素是一种种高浓度度氮肥，属属中性速速效肥料料，也

11、可可用了生生产多种种复合肥肥料。在在土壤中中不残留留任何有有害物质质，长期期施用没没有不良良影响。畜畜牧业可可用作反反刍动物物的饲料料。 但但在造粒粒中温度度过高会会产生少少量缩二二脲，又又称双缩缩脲，对对作物有有抑制作作用。我我国规定定肥料用用尿素缩缩二脲含含量应小小于0.5。缩缩二脲含含量超过过1时时，不能能做种肥肥，苗肥肥和叶面面肥，其其他施用用期的尿尿素含量量也不宜宜过多或或过于集集中。尿尿素是有有机态氮氮肥，经经过土壤壤中的脲脲酶作用用，水解解成碳酸酸铵或碳碳酸氢铵铵后，才才能被作作物吸收收利用。因因此，尿尿素要在在作物的的需肥期期前48天施施用。它可以大大量作为为三聚氰氰胺、脲脲醛

12、树酯酯、水合合阱、四四环素、苯苯巴比妥妥、咖啡啡因、还还原棕BBR、酞酞青蓝BB、酞青青蓝Bxx、味精精等多种种产品的的生产原原料。尿尿素还有有以下很很多用途途： 一、调调节花量量 为了了克服苹苹果地大大小年，遇遇小年时时，于花花后5-6周(苹果花花芽分化化的临界界期，新新梢生长长缓慢或或停止，叶叶片含氮氮量呈下下降趋势势)叶面面喷施00.5尿素水水溶液，连连喷2次次，可以以提高叶叶片含氮氮量，加加快新梢梢生长抑抑制花芽芽分化，使使大年的的花量适适宜。 二、疏疏花疏果果 桃树树的花器器对尿素素较为敏敏感但嘎嘎面反应应较迟钝钝，因此此，国外外用尿素素对桃和和油桃进进行了疏疏花疏果果试验，结结果表

13、明明，桃和和油桃的的疏花疏疏果，需需要较大大浓度(7.44)才才能显示示出良好好效果，最最适合浓浓度为88-112，喷喷后12周内内，即能能达到疏疏花疏果果的目的的。但是是，在不不同的土土地条件件下，不不同时期期及不同同品种的的反应尚尚需进一一步试验验。 三、水水稻制种种 在杂杂交稻制制种技术术中，为为了提高高父母本本的异交交率，以以增加杂杂交稻制制种量或或不育系系繁种量量，一般般都采用用赤毒素素喷施母母本以减减轻母本本包颈程程度或使使之完全全抽出；或喷施施父母本本，调节节二者的的生长，使使其花期期同步。由由于赤霉霉素价格格较贵，用用其制种种成本高高。人们们用尿素素代替赤赤霉素进进行实验验，在

14、孕孕穗盛期期、始穗穗期(220抽抽穗)使使用1.5-2尿尿素，其其繁种效效果与赤赤霉素类类似，且且不会增增加株高高。 四、防防治虫害害 用尿尿素、洗洗衣粉、清清水4:1:4400份份，搅拌拌混匀后后，可防防止果树树、蔬菜菜、棉花花上的蚜蚜虫、红红蜘蛛、菜菜青虫等等害虫，杀杀虫效果果达900以上上。 五、尿尿素铁肥肥 尿素素以络合合物的形形式，与与Fe22+形成成螯合铁铁。这种种有机铁铁肥造价价低，防防治缺铁铁失绿效效果很好好。此外外叶面喷喷0.33硫酸酸亚铁时时加入00.3尿素，防防治失绿绿效果比比单喷00.3硫酸亚亚铁好。 1.1.2 市市场需求求用肥期来来临，市市场整体体库存不不够。夏夏季

15、，农农用需求求备肥旺旺季不断断临近，江江苏、安安徽、浙浙江、山山东、河河南、河河北等很很多省份份马上就就要进入入用肥期期，据国国家相关关部门统统计，仅仅山东地地区土地地耕种面面积较去去年相比比增加了了3000多万亩亩，用肥肥量必将将大幅提提升。由由于目前前粮食价价格有所所上调，尤尤其是绿绿豆、玉玉米等价价格的火火爆，加加上去年年北方地地区干旱旱使得粮粮食减产产，可以以预计今今年秋季季冬麦种种植面积积将有所所增加，用用肥量必必定增加加。另外外，今年年开春以以来，中中国北方方大部分分地方一一度出现现了连续续低温降降雨的“倒春寒寒”天气，严严重地影影响了夏夏熟作物物生产。最最严重的的是，夏夏熟作物物

16、生育期期被推迟迟了，东东北地区区、江苏苏等地区区春玉米米的整个个长势也也较往年年明显偏偏弱。按按理来说说，根据据以往气气候条件件的一些些影响，当当地农户户没有在在玉米苗苗期施肥肥的习惯惯。但今今年就大大不同了了，玉米米播种后后遭遇连连续低温温阴雨天天气，种种子出苗苗前，在在土壤中中的时间间较长，消消耗的养养分较多多，出苗苗后玉米米生长势势较弱，因因此，今今年不施施肥不行行。当地地农业部部门要求求，今年年玉米苗苗肥的施施用比较较重要，忽忽视不得得，每亩亩至少需需要尿素素588公斤浇浇施。玉玉米是我我国北方方秋季最最主要的的一大经经济作物物。今年年因为气气候特殊殊，反而而得用尿尿素了，平平添出来来

17、的化肥肥用量，平平添出来来的尿素素市场。国内部分分地区尿尿素价格格稳中略略升。东东北地区区淡储市市场及出出口订单单的成交交对山东东、山西西、河北北 、河河南等地地区尿素素价格带带来的支支撑逐渐渐显现出出来 ，目目前山西西及山东东地区个个别大厂厂10月月份的订订单已经经基本排排满 ，所所以出厂厂报价缓缓慢上调调 ,高高端已经经重回115000元吨吨略高的的水平。不不过上调调以后的的价格成成交量不不多 ，近近期厂家家 所执执行的主主要都是是前期11470014480元元吨 上下接接的订单单。西北北地区暂暂时没有有用肥需需求 ，各各大厂家家都还在在忙着联联储，实实际出厂厂成交价价格不太太明朗。不不过

18、从目目前新疆疆地区代代理 商商批发报报价一般般在1557016220元,甘肃肃地区代代理商批批发16640元元吨左左右，以以陕西地地区代理理商批发发l5770ll5800元吨吨的价格格推算，实实际出厂厂价格约约在l5500l5550元吨的水水平。现现在中下下游市场场采购的的积极性性非常低低，尿素素产品基基本都以以联储的的形式积积压在了了上游代代理商的的仓库里里。 综合来看看 ，近近段时间间一直表表现平淡淡的市场场较开始始有所好好转，虽虽然在供供大于求求的现状状下整体体行情仍仍不乐观观，但今今年中原原地区冬冬小麦播播种二铵铵用量比比较大，尿尿素作为为氮肥的的补充也也有少量量需求。如如果市场场行情

19、比比较理想想的话 ，100月下旬旬秋播结结束 以以后 ，河河北 、河河南 、山山东 、江江苏、安安徽等地地区的经经销商很很可能也也会开始始淡储采采购，而而且1 1月11日关税税将再次次调回ll0近近日已经经有不少少贸易商商开始采采购货物物准备出出口。这这些因素素聚到一一起有可可能会促促成一波波涨幅，不不过限于于整体市市场环境境不太理理想，所所以持续续上涨的的可能性性较小，而而且涨幅幅也不会会太大。1.2 文献综综述尿素的生生产方法法主要有有不循环环法及全循环环法。原料液氨氨以及净净化后的的CO22气体，经经压缩后后进入尿尿素合成成塔，合合成反应应液经一一次减压压分解其其中未反反应的氨氨和COO

20、2，舍舍氨尾气气送往氨氨加工车车间生成成铵盐。未未反应物物不返回回合成系系统，故故叫不循循环法。若若未反应应物经减减压加热热分解，冷冷凝后部部分返回回合成系系统，称称为部分分循环法法。此法法成本高高，技术术落后，早早已淘汰汰不用。尿素的全全循环法法主要有有水溶液液循环法法和气提全全循环工工艺。尿素合合成反应应后，未未转化的的反应物物氨和CCO2经经过几段段减压及及加热分分解，将将其从尿尿素溶液液中分离离出来，然然后全部部返回合合成系统统，以提提高原料料氨和CCO2的的利用率率。此法法称为全全循环法法。水溶液循循环法是是60年年代起被被广泛采采用的一一类全循循环工艺艺，是119322年美国国杜邦

21、公公司发明明的水溶溶液全循循环法的的进一步步改进。荷荷兰、日日本、意意大利、美美国、瑞瑞士和法法国的几几家公司司都有各各自的专专利，它它们的基基本工艺艺相同，但但在操作作条件选选择、热热量回收收方法和和节能手手段方面面各有特特点。典典型流程程的工艺艺要点是是：二氧氧化碳和和氨被水水吸收生生成甲铵铵的水溶溶液,返返回尿素素合成系系统。水水的返回回降低了了转化率率,并增增加了水水的蒸发发量,因因此,用用水量必必须降到到最低限限度。合合成系统统的条件件是温度度19002000、压力力 199.724.6MPPa，氨氨与二氧氧化碳的的摩尔比比3.554.5，合合成塔内内二氧化化碳的一一次转化化率为66

22、272。氨总总回收率率大于999。甲甲铵分解解采用逐逐级降压压多级分分解器法法，每级级中分解解出来的的气体用用下一级级生成稀稀甲铵水水溶液吸吸收，最最后返回回合成系系统。此此法工艺艺流程较较多，但但其设计计都要求求：最大限限度地回回收热量量；甲铵水水溶液的的循环量量和水量量降低到到最低水水平；最大限限度地降降低动力力消耗；氨回收收达到最最佳值。 气提全循循环工艺艺出现在在60年年代中期期，与其其他全循循环工艺艺的不同同点在于于用氨、二二氧化碳碳或其他他气体作作为气提提剂，在在高压下下（或与与合成等等压）促促使甲铵铵分解。具具有代表表性的二二氧化碳碳气提工工艺流程程是：从从合成塔塔出来的的溶液依

23、依靠重力力流入气气提塔。气气提塔的的结构为为列管式式的降膜膜塔,温温度保持持在18801190，溶液液在列管管内壁成成膜从塔塔顶流向向塔底；二氧化化碳原料料气从塔塔底进入入，向上上流动。从从气提塔塔出来的的氨和二二氧化碳碳流入高高压甲铵铵冷凝器器的顶部部，同时时还送入入稀甲铵铵循环溶溶液和一一部分由由合成塔塔引出的的溶液，保保证有足足够的溶溶剂，使使甲铵不不致析出出。从高高压甲铵铵冷凝器器底部流流出的溶溶液再返返回合成成塔，形形成循环环。从气气提塔出出来的溶溶液通过过阀降压压，然后后进入低低压分解解系统（包包括精馏馏塔、加加热器和和闪蒸罐罐）。分分离出来来的氨和和二氧化化碳再凝凝缩成稀稀甲铵溶

24、溶液，返返回高压压系统。合合成塔操操作条件件;压力力约133.8MMPa、温温度18801185、氨与与二氧化化碳的摩摩尔比约约 2.8。设设备采用用含钼的的低碳不不锈钢（气气提塔用用高镍铬铬不锈钢钢）。 气提提法工艺艺还有多多种类型型，如意意大利斯斯纳姆公公司的氨氨气气提提工艺、意意大利蒙蒙特爱迪迪生集团团公司的的氨与二二氧化碳碳双气提提工艺、日日本东洋洋工程公公司的节节能型二二氧化碳碳气提工工艺、中中国上海海化工研研究院等等开发的的变换气气气提与与合成氨氨脱除二二氧化碳碳联合生生产的工工艺等。气气提技术术的采用用使甲铵铵的分解解与回收收可以在在较高压压力下进进行,相相应地可可以回收收压力0

25、0.40.55MPaa的蒸汽汽供本系系统自用用，使每每吨尿素素蒸汽耗耗量降至至1t以以下。 我国小型型尿素装装置时吸吸收中尿尿素装置置生产运运行经验验的基础础上发展展起来的的。小型型尿素装装置出现现了很多多公益技技术的改改进和发发展。例例如，一一段分解解采用预预蒸馏流流程，一一段吸收收增设一一吸冷却却器、解吸设设置冷凝凝器等等等。使装装置的生生产能力力成倍的的增加，并并降低了了原料、动力消消耗，提提高产品品质量。1.3 设计任任务来源源设计课题题为年产产6万吨吨尿素合合成的工工艺设计计，由老老师指定定。第二章 尿素素生产工艺艺流程2.1 生产方方法的确确定目前，我我国大型型厂采用用的多数数是二

26、氧氧化碳气气提法和和溶液全全循环改改良C法法，小型型厂绝大大多数采采用水溶溶液全循循环法。水溶液全循环工艺虽然是上世纪60年代的技术，但由于我国对尿素工艺的研究和开发，均以此工艺为主，因此在工艺设计、设备制造、操作技术和生产管理方面积累了丰富的经验。此工艺在中国从1966年到2008年经历了42年的生产和技改，已创出汽耗为1100 Kg的水平。进一步回收热能，使汽耗降到900 Kg的工艺也将出现。因此中国式的改良型水溶液全循环法尿素新工艺即将诞生，它大大不同于60年代传统的预分离工艺。19866年我国国小型氮氮肥厂碳碳铵改产产尿素的的技术改改造在山山东邹城城等三个个小型氮氮肥厂水水溶液全全循环

27、工工艺实验验装置上上（4万万t/年年）相继继获得成成功。国国家在“七五”和“八五”期间选选择有条条件的小小型氮肥肥厂，安安排上百百家企业业采用水水溶液循循环法将将碳酸氢氢铵产品品改为尿尿素，推推动了小小型氮肥肥工业产产品结构构的调整整。小型尿素素装置建建成和投投产后，技技术改造造工作不不断取得得新的成成果，小小型尿素素装置的的生产呈呈现出产产量增加加、能耗耗降低，产产品质量量提高的的可喜局局面，为为企业取取得了好好的经济济效益，也也为小型型氮肥厂厂的发展展注入了了新的活活力。上上世纪990年代代后期至至今，小小尿素厂厂加大了了技改力力度，使使装置能能力大幅幅度提高高，汽耗耗大幅度度下降，在在中

28、国是是水溶液液全循环环法工艺艺装置高高产低耗耗的楷模模。经过过简单的的增产节节能技术术改造，汽汽耗可降降至11100 Kg，众众多的原原小氮肥肥厂新建建尿素装装置时仍仍采用此此工艺，其其投资低低于COO2汽提提工艺装装置的一一半，如如8113，112220，118330规模模的厂相相继建成成。鲁西西集团八八厂的水水溶液全全循环工工艺装置置设计为为4000 Kt/aa，最近近实产已已达到5500KKt/aa。汽耗耗可望降降至10000 Kg。这这是我国国目前最最大生产产规模的的水溶液液全循环环工艺装装置，从从汽耗降降低水平平来看，可可以与大大型COO2汽提提、氨汽汽提工艺艺相媲美美。本设计年年产

29、6万万吨，为为小型氨氨厂。由由于改造造水溶液液全循环环工艺装装置，技技改投资资低，增增产幅度度大，汽汽耗下降降显著，与与目前引引进的NNH3汽汽提装置置或用高高压圈改改造的装装置相比比，水溶溶液全循循环工艺艺装置的的尿素因因生产成成本低更更具有市市场竞争争力。所所以本设设计采用用水溶液液全循环环法。2.2 工艺流流程叙述述 水水溶液全全循环法法工艺流流程为：纯度为为98.5的的CO22气体（要求气气体中氧氧含量保保持在00.50.7）进入压压缩机，经经五段压压缩后送送入合成成塔。 来自氨氨罐的新新鲜液氨氨，通过过氨过滤滤进入液液氨缓冲冲槽与回回流氨混混合进入入高压氨氨泵，再再经氨预预热器加加热

30、进入入合成塔塔。 由由二氧化化碳压缩缩机送来来的COO2气体体、高压压氨泵送送来的液液氨和高高压甲铵铵泵送来来的甲铵铵液同时时送入合合成塔底底部。 出合成成塔的尿尿液经合合成塔压压力调节节阀减压压后，进进入一段段分解塔塔。尿液液在一段段分解塔塔闪蒸，液液相在精精馏段与与一段分分解分离离器来的的气体进进行逆流流传热，尿尿液被进进一步分分离。液液相进入入一段分分解加热热器加热热，加热热后的尿尿液在一一段分解解分离器器中进行行气液分分离。为为防止设设备管道道被腐蚀蚀，往一一段分解解加热器器液相进进口管补补入空气气。出一一段分解解器的尿尿液进入入二段分分解塔顶顶部。出出二段分分解塔的的气体进进入二循循

31、一冷和和二循二二冷冷凝凝吸收，出出二段分分解塔的的尿液进进入闪蒸蒸槽。 从一段段分解塔塔从出来来的气体体和低压压甲铵泵泵送来的的稀甲铵铵液一起起进入一一段蒸发发加热器器下部的的热利用用段，然然后进入入一段吸吸收塔底底部。出出一段吸吸收塔的的气氨在在氨冷器器中用水水冷凝成成液氨后后，流至至液氨缓缓冲槽。出出氨冷器器的气体体进入惰惰性气体体洗涤塔塔，其中中氨被氨氨水泵送送来的氨氨水吸收收，出惰惰性气体体洗涤塔塔的气体体送往尾尾气吸收收塔。 来自解解吸塔的的气体与与二段分分解塔来来的气体体混合后后，进入入二循一一冷底部部，气相相中的大大部分氨氨、二氧氧化碳和和水被冷冷凝吸收收，生成成的稀甲甲氨液由由

32、低压甲甲氨泵送送入一段段吸收塔塔。出二二循一冷冷的气体体进入二二循二冷冷底部，被被蒸发冷冷凝液吸吸收，剩剩余的气气体送往往尾气塔塔。 惰惰性气体体洗涤塔塔出来的的气体和和二循二二冷出来来的气体体进入尾尾气塔经经洗涤后后，残余余气体放放空，液液体返回回碳铵液液槽。 碳铵液液槽的碳碳铵液经经解吸泵泵送入解解吸塔，出出解吸塔塔的气体体进入二二循一冷冷，出解解吸塔的的废液经经解吸换换热器换换热后排排入地沟沟。 出出二段分分解塔的的尿液进进入闪蒸蒸槽被闪闪蒸后流流入一段段蒸发加加热器。尿尿液经热热利用段段和加热热段加热热，在一一段蒸发发分离段段分离出出的尿液液去二段段蒸发器器，被管管间蒸汽汽加热后后进入

33、二二段蒸发发分离器器进行气气液分离离。液相相的熔融融尿素，经经熔融泵泵送往造造粒喷头头进行旋旋转喷洒洒造粒。 一段蒸发气相和闪蒸气相一道进入一段蒸发表冷器内冷凝为碳铵液。二段蒸发气相经升压器进入二段蒸发表冷凝器内冷凝。2.3 工艺流流程简图图液氨尿素合成塔CO2压缩机分解分离吸收蒸发分离干燥造粒冷凝减压尿素冷凝含氨凝液第三章 工艺计计算3.1物物料衡算算3.1.1产量量及产品品质量与与消耗定定额3.1.1.11产量设计产量量年产尿尿素6万吨，年年开工时时间3440天。3.1.1.22产品质质量符合GBB24440-991国家家农用尿尿素标准准。表31 GB224400-911国家农农用尿素素标

34、准指标名称称一等品二等品指标名称称一等品二等品含氮46.3046.0含缩二脲脲1.002.55含水0.661.00粒度 (0.882.66mm)90903.1.2 计算条条件的确确定3.1.2.11 计算算基准以一吨成成品尿素素为计算算基准。3.1.2.22 成品品规格粒状尿素素的规格格为：含含氮量 46（折合合尿素998.55，重重量，其其中未含含缩二脲脲含氮量量） 缩缩二脲 1.00 水 00.53.1.2.33原料消消耗定额额年产6104万吨尿尿素装置置通用设设计采用用的吨尿尿素原料料消耗定定额为：NH3 6300Kg CO227500Kg3.1.2.44 每吨吨成品尿尿素氨的的损耗及及

35、其分配配总损失量量：63309985217/6010317/1033666.8882 KKg式中 660尿素的的摩尔质质量； 177氨的的摩尔质质量； 1033缩二二脲的摩摩尔质量量； 33每摩摩尔缩二二脲中所所消耗的的氨的摩摩尔数； 22每摩摩尔尿素素中所消消耗氨的的摩尔数数。其中：解解吸废液液以尿素素形式排排出 00.733Kg液氨泵漏漏损 447.551Kgg尾气吸收收塔放空空损失 2.664Kgg二段蒸发发冷凝液液排出 3.770Kgg一段蒸发发喷射器器放空损损失 44.633Kg造粒塔损损失2.76KKg成品包装装运输损损失 44.277Kg总计 666.8882 KKg3.1.2.

36、55 每吨吨成品尿尿素COO2的损失失及分配配总损失量量：7550998544/6010244/1033199.1223Kgg式中 44 COO2摩尔质质量；2每每摩尔缩缩二脲中中所消耗耗CO22的摩尔尔数；其中： CO22压缩机机损失 177.277Kg 解析塔塔废液排排出 0.220Kgg二段蒸发发冷凝液液排出 0.39KKg造粒塔损损失 00.300Kg总共 119.1123每吨成品品尿素的的损失 1.449Kgg 水水解消耗耗的尿素素 2.18KKg 缩二脲生生成量 3.227Kgg 系系统中循循环的尿尿素量 2.55Kg3.1.3 CO22压缩系系统3.1.3.11条件（1）CCO2

37、气体的的组成加防腐空空气后，干干基，体体积%，惰惰气除氧氧外全部部按氮计计。CO2 955.7% N2 3.8% O2 0.5% 气体体含硫量量忽略不不计。（2）OO2气体进进入压缩缩系统的的参数压力P=0.110522MPaa 温度35CC（3）CCO2气体湿湿含量按按吸入条条件下饱饱和水蒸蒸气含量量计35CC时，水水蒸气的的压力为为：0.00556MPPa（4）CCO2气体五五段入口口压力77.9995MPPa，440CC，五段段出口压压力为220.5595 MPaa（绝），温温度 1125C3.1.3.22 计算算（1）进进入COO2压缩系系统的干干CO2气体量量CO2：7500Kg或或

38、17.04554KmoolO2：117.004544*0.5/995.770.0899Kmool或2.8550KggN2：117.004544*4.0/995.770.67668 KKmoll或18.95111Kgg干CO22气体量量：750+2.8850+18.9511=771.80111Kgg或17.04554+0.0899+06776817.81112Kmmol（2）CCO2气体带带入水量量 117.1112*0.000566/（0.110522-0.00556）=1.00114 KKmoll或18.0266Kg（3）CCO2气体在在压缩系系统的损损失量（干干基）CO2：17.27KKg

39、或0.339255KmoolO2：00.39925*0.55/955.70.000200 Kmmol或或0.006566KgN2：00.39925*4.00/955.70.001566 Kmmol或或0.443644Kg（4）压压缩后的的CO2气体量量（干基基）CO2：7500-17.27=7322.733 Kgg或166.65529KKmollO2：22.8550-00.06656=2.1194 Kg或或0.0068556 KKmollN2：118.99510.4336418.51446 KKg或00.66612KKmoll总共：7753.43886Kgg或17.38227Kmmol（5）压

40、压缩后的的CO2气体含含水量CO2气气体压缩缩机未设设置五段段水冷器器，故压压缩后的的CO2气体含含水量为为五段入入口COO2气体的的饱和水水蒸气含含量。四四段水分分离器后后泄露的的水蒸气气忽略不不计。40CC时，水水蒸气的的压力为为0.000744 MPPa故气相含含水量;17.338277*0.00774/(7.9995-00.00074)0.001611 Kmmol或或0.2290Kg（6）CCO2压缩机机各段排排出水量量H2O 188.0226-00.2990117.7736 Kg或或0.998533 Kmmol3.1.4 尿尿素合成成塔3.1.4.11 条件件（1）尿尿素合成成塔原始

41、始物料组组成NH3 / COO24.3(摩摩尔比) H2O / COO20.7（摩摩尔比）（2）操操作条件件压力：119.7712 MPaa 温度：18882C（3）CCO2的转化化率维尔尔64（4）原原料液氨氨带入系系统的水水量忽略略不计。（5）由由一段吸吸收系统统返回尿尿素合成成塔的氨氨基甲酸酸铵溶液液中NH3 / COO23.2（摩摩尔比），含含循环尿尿素2.5Kgg3.1.4.22 计算算（1）生生成尿素素的计算算每吨成品品尿素含含尿素 9885Kgg损失尿素素 1.49 Kg水解尿素素2.118Kgg生成缩二二脲消耗耗尿素 3.227*22*600/10033.881 KKg尿素合成

42、成塔应生生成尿素素量：985+1.449+22.188+3.81=9922.488Kg或16.554133Kmool消耗氨9992.48*2*117/660562.4005 KKg或33.008277Kmool消耗COO2：9992.448*444/6607727.8199Kg或116.554133Kmool生成水：9922.488*188/600297.7444 Kgg或166.54413KKmoll（2）入入塔原料料二氧化化碳气体体由二氧化化碳压缩缩系统物物料平衡衡可知;CO2：16.65229 KKmoll或7322.733KgO2：00.0668566 Kmmol或或2.1994Kgg

43、N2：00.66612 Kmool或18.51446KgH2O：0.001611Kmool或0.2290Kg（3）入入塔一段段甲胺溶溶液CO2：992.48*44/(60*0.664)-7332.773=4404.4877 Kgg或9.19229KmmolNH3：4044.4887*33.2*177/444=5000.0093 Kg或或29.41772KmmolH2O：992.448*118*00.7/(60*0.664)-0.2900=325.3688 Kgg或18.007600Kmool循环尿素素;2.5 KKg或0.0041667Kmmol（4）入入塔液氨氨992.48*4.33*177

44、/(60*0.664)-5000.0993=13899.2377Kg或881.771988Kmool原料氨消消耗定额额 6330 KKg液氨泵泄泄露 447.551 KKg故入塔原原料液氨氨 6330-447.551=5582.49 Kg或或34.2644Kmool循环液氨氨 13389.2377-5882.449=8806.7477 Kgg或477.45557KKmoll（5）出出塔气液液混合物物尿素 9992.48+2.55=9994.998 KKg或116.5583KKmoll二氧化碳碳 7332.773+4404.4877-7227.8819=4099.3998 KKg或99.3004

45、5KKmoll氨 13389.2377+5000.0093-5622.4005=113266.9225 KKg或778.005444Kmool水 2997.7744+0.2290+3255.3668=6623.4022Kg或334.663344Kmool氧气 22.1994 KKg或00.0668566Kmool氮气 118.551466Kg或00.66612KKmoll3.1.5 分分离器3.1.5.11 条件件一段分解解分离器器的甲氨氨分解率率为155%，过过量氨蒸蒸出率为为66%一段预分分离器的的出口气气相水分分含量44.655%（分分子比）3.1.5.22 计算算预分离器器的物料料衡算出口气体体组成二氧化碳碳 4009.3398*0.115=661.4410 Kg或或1.3396Kmmol过量氨：（13389.2377+5000.0093）5622.40053316.4277=10010.4988Kg或559.4441 Kmool过量氨蒸蒸出 110100.4998*00.666=6666.99