【正文】 尿素水溶液濃 度相差不大，濃縮熱忽略不計(jì)。 （ 2）一段蒸發(fā)冷凝液 CO2 + ? = NH3 + ? = H2O + ? = 尿素 20 表 一頓尿素?fù)Q算成 25t／ h 可得物料衡算 物料 二段噴射泵 B用蒸汽 二段蒸發(fā)后 尿液 二段蒸發(fā) 蒸汽 入 二表冷 氣體 組份 kg/h W％ kg/h W％ kg/h W％ kg/h W％ Ur Bi CO2 NH3 H2O O2 N2 總計(jì) 7 溫度（ ℃ ） 45 140 壓力（ K Pa） 二段蒸發(fā)冷凝器物料衡算 1. 條件 （ 1）二段蒸發(fā)冷凝器操作條件：壓力 P = ；溫度 t = 15℃ ； （ 2）冷凝液 NH3/CO2 = (摩爾比 )； （ 3）因泄露進(jìn)出系統(tǒng)的空氣量不作計(jì)算 ； （ 4）因未冷 凝氣中氨含量很小，故設(shè)其全冷凝時(shí)的濃度與實(shí)際濃度相差不大，溶液中氨的體積摩爾濃度為 。 （ 4）因未冷凝氣量很少，冷凝液中各組分的平衡分壓按氣相物料全冷凝時(shí)計(jì)算。 2. 計(jì)算 （ 1）加入防腐空氣 空氣的摩爾標(biāo)準(zhǔn)體積按 ，含氧量取 ，其余按氮計(jì)，空氣含水量忽略不計(jì)。 溫度 = 188 177。 合計(jì) 6. 每噸成品尿素的損失及其分配 以造粒粉塵形式損失 成品包裝儲(chǔ)運(yùn)損失 解吸廢液損失 合計(jì) 7. 水解消耗的尿素量及其分配 一段蒸發(fā)系統(tǒng) 二段蒸發(fā)系統(tǒng) 合計(jì) 8. 循環(huán)尿素量 一段蒸發(fā)氣體夾帶尿素 二段蒸發(fā)氣體夾帶尿素 循環(huán)尿素量 ??? kg 9. 縮二脲生成量及其分配 二段分解系統(tǒng)生成 熔融尿素輸送生成 一段蒸發(fā)系統(tǒng)生成 二段蒸發(fā)系統(tǒng)生成 合計(jì) CO2 輸送系統(tǒng)物料衡算 1. 條件 （ 1） CO2 氣體組成 加防腐空氣后，干基，體積％，惰氣除氧氣外全部按氮計(jì)。 蒸發(fā)洗滌泵蒸發(fā)洗滌槽閃蒸槽蒸發(fā)洗滌器一蒸加熱器一蒸分離器二蒸加熱器二蒸分離器一表冷二表冷中間冷卻器造粒塔尿素顆粒去包裝地溝二蒸槽CWCW放空二段噴射泵B二段噴射泵STCWCW一段 二段水力雙吸槽水力雙吸泵一段噴射泵升壓器CWCW去膨脹槽去一吸塔外冷器來(lái)自精餾塔熔融泵 圖 蒸發(fā)階段工藝流程 簡(jiǎn)圖 10 第 4 章 物料衡算和熱量衡算 物料衡算 年生產(chǎn)時(shí)間 8000h計(jì)，尿素的小時(shí)產(chǎn)量為 [15] ： 25800020xx00 ? t/h （ 41） 蒸發(fā)階段主要是對(duì)尿液進(jìn)行蒸發(fā)提純，然后造粒，其中有少量的氨基甲酸銨分解生成尿素。 70 年代開(kāi)始，各種移走甲胺反應(yīng)熱，以及提高尿素合成塔轉(zhuǎn)化率以減少循環(huán)回收部分的熱能消耗，降低尿素生產(chǎn)能耗的工藝應(yīng)運(yùn)而生，其中以 氣提技術(shù)為代表。如何將這部分未反應(yīng)物循環(huán)利用，是全循環(huán)工藝尿素生產(chǎn)中的一個(gè)主要問(wèn)題。 尾氣吸收與解吸 惰洗器和二循二冷出來(lái)的氣體進(jìn)入尾氣吸收塔，回收其中的氨和 CO2。 從閃蒸槽出來(lái)的尿液送到一段蒸發(fā)加熱器，加熱后氣液混合物在一段蒸發(fā)分離器分離，氣體與閃蒸槽的氣相混合后到一段蒸發(fā) 氣相洗滌器被二段蒸發(fā)冷凝液進(jìn)行洗滌，洗滌下來(lái)的氣體進(jìn)入一段蒸發(fā)表面冷凝器冷凝，冷凝液送往尾氣泵作尾氣吸收液，沒(méi)被冷凝的氣體經(jīng)一段水力雙 吸 泵抽射放空。 一段吸收 塔出來(lái)的氣體進(jìn)入串聯(lián)的三臺(tái)氨冷器，冷凝下來(lái)的液氨流入液氨緩沖槽，沒(méi)被冷凝下來(lái)的惰性氣體及部分的氨氣進(jìn)入惰洗器，由二循二冷來(lái)的稀氨水吸收其中大部分的氨，洗滌下來(lái)的氨水送入一段吸收塔作為吸收劑，沒(méi)被吸收的氣體送往尾氣吸收塔最后吸收。 預(yù)分液由 U 行管進(jìn)入精餾塔上部，通過(guò)和向下而上的一部分氣逆流接觸，進(jìn)行質(zhì)熱交換，精餾氣自塔頂出來(lái)與二甲液進(jìn)入一段蒸發(fā)器底部進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)熱能回收利用后經(jīng)中 7 壓外冷凝器與預(yù)分氣匯合進(jìn)入一段吸收塔，精餾液則進(jìn)入一段分解塔加熱到 156160℃ ，過(guò)剩的氨基甲酸銨進(jìn)一步分解，為防止設(shè)備腐蝕，在精餾液進(jìn)入一分塔前的管線上加入防腐空氣， 從一分塔分離出來(lái)的液體進(jìn)一步減壓后，送往二段分離塔。生成甲胺的反應(yīng)速度比較快，容易達(dá)到動(dòng)態(tài)的化學(xué)平衡，達(dá)到平衡時(shí)，甲胺可達(dá) 90%以上。 尿素合成 原理 ：由液氨和二氧化碳?xì)馓嶂苯雍铣赡蛩氐目偡磻?yīng)式為 2NH3（液） + CO2（氣） = (NH2)2CO（液） + H2O（液） + Q （ 31） 這是一個(gè)可逆的放熱反應(yīng)。 由氨庫(kù)送來(lái)的液氨進(jìn)入液氨緩沖槽，與中壓循環(huán)系統(tǒng)回收的液氨匯合后，其中一部分作為吸收塔回流， 其余液氨進(jìn)入高壓氨泵加壓到 20MPa，經(jīng)氨預(yù)熱器預(yù)熱至 50~55℃ 進(jìn)入合成塔。 水溶液全循環(huán)工藝雖然是上世紀(jì) 60 年代的技術(shù)，國(guó)外早已淘汰，但由于我國(guó)對(duì)尿素工藝的研究和開(kāi)發(fā)，均以此工藝為主，因此在工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、操作技術(shù)和生產(chǎn)管理方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 中型尿素裝置經(jīng) “ 七五 ” 、 “ 八五 ” 、 “ 九五 ” 的發(fā)展，增加了 16 套，又稱(chēng)后 16 套，因此中尿裝置共有 54 套。 1986 年我國(guó)尿素工業(yè)掀起了一個(gè)新的發(fā)展高潮，即眾多的小氮肥廠進(jìn)行改產(chǎn)尿素的技術(shù)改造，使小氮肥廠發(fā)生了質(zhì)的變化，首先 3 套 40Kt/a 水溶液全循法小尿素試驗(yàn)裝置在山東鄒城、平度和河南輝縣相繼投產(chǎn)。直至 1970 年 1 月，湖南湘江氮肥廠新建的 45Kt/a 合成氨配 80Kt/a 尿素裝置投產(chǎn)，可以說(shuō)這是國(guó)產(chǎn)化的第一套水溶液全循環(huán)法工藝裝置，采用的是預(yù)分離工藝，襯里式合成塔（內(nèi)徑 m）由上海鍋爐廠試制，這也是國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)尿塔，一吸塔精洗段為浮閥塔，也是 第一臺(tái)。 4 第 2 章 國(guó)內(nèi)水溶液全循環(huán)法發(fā)展過(guò)程 中國(guó)尿素工業(yè)化生產(chǎn)始于 1958 年在南京化肥廠尿素中試裝置上，以半循環(huán)法開(kāi)始，后開(kāi)發(fā)了高效半循環(huán)法。 尿素可進(jìn)一步加工成三聚氰胺－甲醛樹(shù)脂（蜜胺樹(shù)脂） [8]，這種樹(shù)脂作為重要的化工原料之一，在涂料、塑料、木材加工、造紙、紡織等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其分解釋放的二氧化碳也能被作物吸收，促使植物光合作用。 尿素的應(yīng)用領(lǐng)域 尿素化學(xué)式為 CO(NH2)2，在自然界中主要存在于人類(lèi)和動(dòng)物尿液中。尿素是哺乳類(lèi)動(dòng)物蛋白質(zhì)代謝后的產(chǎn)物，通常用作植物的氮肥。尿素也是常用的工業(yè)原料，所以尿素的生產(chǎn)在我國(guó)占有重要地位。為此，需要仔細(xì)安排物料的循環(huán)，提高能量的利用效率，最大限度的將未反應(yīng)原料返回系統(tǒng)而得以利用。 關(guān)鍵詞： 水溶液全循環(huán)法 物料衡算 熱量衡算 二段蒸發(fā)加熱器