【正文】 取無損檢測雙面焊對接接頭， mmC ,% 2 ??? （ 3）厚度的計算 ? ? ???? ???? ctc PDiP ??? 設(shè)計厚度 mmCd ????? ?? 根據(jù) ?d? 查得 mmC ? 名義厚度 圓整量??? 1Cdn ?? 圓整后取 mmn 14?? mmCmmn %6 1 ???? 故最后取復(fù)驗 ? 該塔體可用 14mm厚的 16MnR鋼板制作。600=液相負荷 LS=247。冷凝液的組分為： CO2 為 20% NH3 為 % H2O 為 % （ 2）一段分解塔氣體進一段蒸發(fā)器熱能回收的進口溫度為 160℃ ，出口氣液混合物溫度為 120℃ 。 （ 4）惰性氣體洗滌器出口氨水組成 CO2： ， NH3： ? ? K m olKg , ??? H2O： ， 尿素： ， 一段吸收塔的物料衡算 進入氣體由預(yù)分離器分解氣體和一段分解塔氣體匯集而成，具體數(shù)量由預(yù)分離器及一段分解塔物料衡算而得。 （ 5） NH3 損失量在系統(tǒng)中具體分配 根據(jù)中間試驗車間及同類型生產(chǎn)車間測定數(shù)據(jù)確定。惰性洗滌器與二段循環(huán)第二冷凝器的尾氣混合后進入尾氣吸收塔被碳銨液吸收后進入碳銨液槽貯存，尾氣通過放空總管放空。 （ 3）循環(huán)回收 尿素合成塔的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)減壓至 后進入預(yù)分離器，在此分離出閃蒸氣 體后，溶液自流至預(yù)蒸餾塔，與來自一段加熱器的熱氣體逆流接觸，進行蒸餾，使液相中的部分甲銨與過剩氨進一步分解、氣化，同時氣相中的水蒸汽部分冷凝，蒸餾后的尿液自下而上進入蒸汽加熱器管內(nèi)，在蒸汽的加熱作用下約 88%的甲銨在此分解。mol 此步反應(yīng)是一個可逆的微吸熱反應(yīng)，平衡轉(zhuǎn)化率一般為 50%~70%，并且反應(yīng)的速率也較緩慢，是尿素合成中的控制速率的反應(yīng) [9]。與傳統(tǒng)高壓甲銨冷凝器不同的是，池式冷凝器可提供一定的停留時間，使甲銨生成尿素的反應(yīng)在此可達到反應(yīng)平衡的 60%~80%，使生產(chǎn)裝置產(chǎn)能在原設(shè)計能力的基礎(chǔ)上翻一番，并且尿素主框架高度降 6 到 40m以下，使操作更加方便、動力消耗又有所降低。水溶液全循環(huán)尿素工藝的另一個缺點就是，目前國內(nèi)在運行的生產(chǎn)裝置大多為年產(chǎn) ( 20xx? ) 104t/a(經(jīng)過改造后的生產(chǎn)能力 )，也有個別廠家經(jīng)過雙尿素合成塔改造后達到了年產(chǎn) 30~10噸，最近山東化工規(guī)劃設(shè)計 院也設(shè)計了年產(chǎn) 30~40 萬噸尿素的水溶液全循環(huán)法生產(chǎn)尿素的裝置，但從單套裝置的設(shè)計生產(chǎn)能力來說，相對于 CO2 氣提法生產(chǎn)尿素工藝的裝置還相差較遠 [5,6]。氨碳 比控制的較高，一般摩爾比為 左右，工藝介質(zhì)對生產(chǎn)裝置的腐蝕性較低，由于氨碳比控制的較高，二氧化碳氣體中氧含量控制的較低，并且尿素合成塔操作壓力為 ，操作溫度為188~190℃ ，所以水溶液全循環(huán)生產(chǎn)尿素工藝中二氧化碳轉(zhuǎn)化率較高，一般能達到42%68%，經(jīng)過尿素合成塔塔板的改造，有的企業(yè)已經(jīng)達到 68%以上。依照分離回收方法的不同主要分為水溶液全循環(huán)法、氣提法等。到目前為止，全世界已建成及在建的尿素裝置總數(shù)達 450 套，總生產(chǎn)能力為301800 噸 /天。 40 年代中，改進為部分循環(huán)法工藝； 50 年代末，實現(xiàn)水溶液全循環(huán)法工藝的工業(yè)化生產(chǎn)。 作飼料用 尿素中氮雖不是蛋白質(zhì)形態(tài)的，但和碳水化合物一起經(jīng)過胃液長時間作用，可以造成蛋白質(zhì)形態(tài)氮，故可以作為反雛動物的飼料。我國規(guī)定肥料用尿素縮二脲含量應(yīng)小于 %。但尿素不能使一般指示劑變色。 本設(shè)計目的和意義在于了解合成尿素在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，以及國內(nèi)外尿素企業(yè)采用的工藝，了解各種工藝的優(yōu)缺點，并結(jié)合實際情況對合成尿素車間進行合理的設(shè)計。 heat balance 。由于氣提法技術(shù)還有很多限制，因此選擇技術(shù)比較成熟的水溶液全循環(huán)法。自從 1922 年尿素開始工業(yè)化生產(chǎn)以來，許多國家都致力 于尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的研究，在合成機理、熱力學(xué)性質(zhì)和工藝流程方面都有創(chuàng)新和進展。 (2) According to the chosen process , in the need of increasing yield and decreasing energy cost, we calculate material balance and heat balance of the entire process . Also, the key equipments of the production system design and select 。而國內(nèi)公藝主要包括 水溶液半循環(huán)法，水溶液全循環(huán)法，氣提法。尿素較易吸濕，貯存要注意防潮。 尿素的用途 尿素的主要用途：作化肥用、作飼料用、其它工業(yè)用 [2]。尿素屬中性速效肥料，長期施用不會使土壤發(fā)生板 結(jié)。 尿素的發(fā)展史 1773 年， Roselle 首先在尿液中發(fā)現(xiàn)了尿素。 80 年代初，為了進一步降低能耗，又推出了多種節(jié)能型高壓氣提工藝，如改良 CO2氣提工藝，改良氨自身氣提工藝，意大利 Mont Edison 公司開發(fā)的 IDR(Isobaric Double Recycle)工藝，日本 Toyo Engineering Mitsui Toatsu Chemicals ACES(Advanced Process for Cost and Energy Saving)工藝等。在 110 套裝置中 30 套大、中型裝置采用國外工藝，總生產(chǎn)能力為 39880 噸 /天，占全國總生產(chǎn)能力 68%[3,4]。全循環(huán)法尿素生產(chǎn)主要包括四個基本過程： (1)二氧化碳的壓縮； (2)氨輸送和尿素合成； (3)循環(huán)回收； (4)尿素溶液的加工。由于氨碳摩爾比控制得較高，一般穩(wěn)定在 左右，并且未反應(yīng)生成尿素的氨和二氧化碳氣體全部要經(jīng)過低壓、中壓循環(huán)吸收系統(tǒng)回收后再返回到尿素合成塔，液氨泵和一段甲銨泵的輸送量比較多，所以該工藝中液氨泵和一段甲銨泵的臺數(shù)較多，動力消耗較多。該工藝能夠回收較高品位的甲按反應(yīng)熱，除本系統(tǒng)加熱使用外還可剩余少部分富裕低壓蒸汽供外系統(tǒng)使用。mol 實際上反應(yīng)是分兩步進行的，首先是氨與二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨： 2NH3+CO2→NH 2COONH4+混合后的液氨進入高壓液氨泵，被加壓到 ，然后去液氨預(yù)熱器加熱至 40～ 60℃ 進入尿素合成塔。 預(yù)蒸餾塔排出的尿液經(jīng)減壓后至二段分解塔，與來自二段分解加熱器的氣體逆流接觸后進入加熱段被蒸汽加熱，分解尿液中殘留的過剩氨和甲銨。 （ 2）成品規(guī)格 按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 [11] 表 尿素成分含量 含氮量 縮二脲 水 份 其他雜質(zhì) （ 3）原料消耗額 每生產(chǎn)一噸尿素耗氨 580 Kg,耗二氧化碳 785Kg。 一段吸收塔操作條件：壓力 P=?！?，尿素比熱為 ℃ P ????? ? ? 3 ????? （ 4）二段甲銨液帶入熱量 取甲銨的比熱為 11?? (514) )/( 6 50 0 1 9 3 10 7 1 1 3 K P ahmk m o l ?????? maPK VH GOG 8 7 6 3 7 0 2 0 ??????? (515) 由 mNHZ OGOG 7 ????? 設(shè)計填料層高度 7 米 對于階梯環(huán)填料 15~8?dh mh 6max? 取 8?dh 則 mh 1620xx8 ??? 計算填料層高度為 7 米，故需兩分段，每段 米。 輔助設(shè)備的選型 液體分布裝置 [20] 采用溢流槽式布液器，具體尺寸如下表 ： 表 溢流分布器尺寸 塔徑 (mm) 噴淋槽 分配槽 液體負荷范圍 外徑（ mm） 數(shù)量 中心距（ mm） 數(shù)量 中心距 (mm) （ m3/h） 20xx D25 4 375 2 1350 30～ 600 液體再分布器 [21] 采用梁型再分布器，具體尺寸如下： 表 梁型再分布器尺寸 塔徑（ mm） 盤外徑（ mm） 螺栓圓直（ mm） 分塊數(shù) 升氣管數(shù) 液體負荷范圍（ m3/h） 20xx 2962 2835 28 9 20～ 820 填料支承板 采用梁型氣體噴射式支承板，具體尺寸如下： 表 梁型氣體噴射式支承板尺寸 。負荷系數(shù) C 是對液體表面張力為 ，當(dāng)表面張力為其他 σ值時，應(yīng)對 C 值按下式進行校正： CC ?????? ??? 負荷 系數(shù)的校正 0 7 4 0 1 4 0 7 0 1 4 CC ???????????????? 23 （ 8）最大允許空塔速度 [14] s/m0 . 5 1 91 2 . 0 51 2 . 0 56000 . 0 7 4 1CWVVL ??? ???最大 (9) 適宜空塔速度 取最大允許空塔速度的 85% WK= 最大 ==(10) 塔徑 [14] ???D m 按設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)選擇塔徑 D=2 m (11) 泛點率校核 smu /3 6 8 ??? % ??Fuu 在允許范圍內(nèi) (12) 填料規(guī)格的校核 840502 0 0 0 ???dD 符合要求 (13)液體噴淋密度校核 取最小潤濕速率 （ LW） min=查表得 at=Umin= ( lW)min. at=? =U= 1 3 6 8 0 0 7 0 6 27 8 2 ?????DL h 經(jīng)以上校核填料塔直徑適用 D=20xxmm合理 填料層高度的計算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計算 （ 1）查得 CO2 在該條件下 KPaE ?? 24 則相平衡常數(shù)和 溶解度系數(shù)為 [15] ??? PEm (55) 182870001000 ?????? sEmH ? (56) （ 2）物料衡算 進塔氣相摩爾比為 Y1= ? 出塔 氣相摩爾比為 Y2=? () = 進塔惰性氣體流量為 ? ? hk mo lV /3 7 0 2 1 2 421 ???? 該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計算，即 [15] 12m in 12/YYLV Y m X??? ??? ??? (57) 對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為 2m i n00 . 0 0 3 4 5 0 . 0 0 0 1 7 2 51 5 4 . 90 . 0 0 3 4 51 6 3 . 0 7XLV??? ?????? 由題意知，操作液氣比為 m in1 2 1 211 .5 1 .5 1 5 4 .9 2 3 2 .3 83 0 2 0 .3 7 5 2 3 2 .3 8 7 0 1 7 7 1 .7 4 /( ) ( )3 0 2 0 .3 7 5 ( 0 .0 0 3 4 5 0 .0 0 0 1 7 2 4 )0 .0 0 0 0 1 4 17 0 1 7 7 1 .7 4LLVVL k m o l hV Y Y L X XX??? ? ?????? ? ?? ? ???? Y1= ? Y1*=mX1=? = Y2=? () = Y2*=mX2=0 氣相傳質(zhì)單元 數(shù)的計算 [16] 脫吸因子數(shù)為 25 S= ??LmV (58) 氣相傳質(zhì)單元數(shù)為 NOG=S?11㏑ ? ?SYY YYS ???? *22*21)1( (59) = 1? ㏑ ? ? 0 0 1 7 2 00 0 3 4 )( ???? 氣相傳質(zhì)單元高度的計算 [17] 氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算 ???????????????????????????????????????????? 2 x p1tLLLLtLLtLLctw UgUU ???? ??????? (510) 查表得 c? =33dyn/cm =427680kg/() 液體質(zhì)量通量為 UL= 2/( mkg?? h)