【正文】 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。 溫度 = 188 177。 （ 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。 （ 5）閃蒸槽進(jìn)出口尿素水溶液濃 度相差不大，濃縮熱忽略不計(jì)。 散熱面積 。 2. 計(jì)算 （ 1）未冷凝氣計(jì)算，據(jù)上述條件及測(cè)定數(shù)據(jù)可求得各組分平衡分壓為： NH3 CO2 H2O = 各組分氣相實(shí)際分壓為： 21 P 氨 = = P 二氧化碳 = = P 水 = = P 空氣 = ? ? ? = 設(shè)氣相中有 CO2— X kg， NH3— Y kg ?YX )(17 )(44 ??? ?? XY 聯(lián)立解得，未冷凝氣中： X （ CO2） Y （ NH3） H2O )( ????? kg （ 2）二段蒸發(fā)冷凝液 CO2 ? = NH3 ? = H2O ? = 尿素 表 一頓尿素?fù)Q算成 25t／ h 可得物料衡算 物料 二表冷出口液體 二表冷 未冷凝氣體 入二循 一冷冷凝液 入二循 二冷冷凝液 組份 kg/h W％ kg/h W％ kg/h W％ kg/h W％ Ur Bi CO2 NH3 H2O O2 N2 總計(jì) 溫度（ ℃ ） 40 40 40 40 壓力（ KPa） 22 表 一頓尿素?fù)Q算成 25t／ h 可得物料衡算表 物料 造粒塔粉塵損失 入噴頭熔融尿素 尿素?fù)p失 尿素成品 組份 kg/h W％ kg/h W％ kg/h W％ kg/h W％ Ur 24675 Bi 250 CO2 NH3 H2O 75 O2 N2 總計(jì) 25000 溫度（ ℃ ） 140 ~70 ~70 壓力（ KPa） 熱量衡算 閃蒸槽熱量衡算 1. 計(jì)算依據(jù) 收入物料 二段分解塔出口尿液 125～ 150℃ 尿素 甲胺 縮二脲 6kg 氨 水 合計(jì) 支出物料 （ 1）閃蒸槽出口氣體 壓力 溫度 106℃ NH3 CO2 H2O 合計(jì) （ 2）閃蒸槽出口尿素溶液 壓力 溫度 106℃ 尿素 甲胺 縮二脲 氨 水 23 合計(jì) （ 3）閃蒸槽分解的甲胺與蒸出過(guò)剩氨量不大，故對(duì)分解熱的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。 2. 計(jì)算 （ 1）水解尿素計(jì)算 消耗尿素 消耗 H2O ?? kg 生成 CO2 ?? kg 生成 NH3 ??? kg （ 2）生成縮二脲計(jì)算 18 生成縮二脲 2kg 生成 NH3 ?? kg 消耗尿素 ??? kg （ 3）二段蒸發(fā)器出口熔融尿素 造粒、包裝過(guò)程隨空氣及泄露尿素帶走的水忽略不計(jì)，則熔融尿素含水量 3kg， 尿素 ? ? ? = 縮二脲 7 + 2 = 9kg （ 4）二段蒸發(fā)器出口氣體 尿素 CO2 NH3 + = H2O ? 3? = 熔融尿素輸送及造粒包裝物料衡算 1. 條件 （ 1）生成縮二脲 （ 2）造粒粉塵損失尿素 （ 3）成品包裝儲(chǔ)運(yùn)損失尿素 （ 4）隨漏損尿素帶走的水、縮二脲忽略不計(jì) （ 5）進(jìn)出造粒塔的空氣量不變，不作計(jì)算。四段水分離器后泄露的水蒸汽忽略不計(jì)。 其生產(chǎn)工藝流程方框示意圖如下圖 ： 圖 尿素生產(chǎn)工藝流程方框示意圖 本章介紹了水溶液全循環(huán)法制尿素工藝流程包括 :尿素的合成、循環(huán)回收、蒸發(fā)造粒、尾氣吸收與解吸。 碳銨液用解吸塔給料泵送往解吸塔，其中一部分經(jīng)解吸塔換熱器換熱后進(jìn)入解吸塔中部，另一部分作為冷流送往解吸塔上部控制塔頂溫度，解吸所需熱量由塔底加入蒸汽直接供給，解吸出來(lái)的氣體去二循一冷回收，解吸后的廢液送往供水處理后作為造氣的廢熱鍋爐給水。 二分塔氣相和解吸塔氣相匯合后進(jìn)入兩個(gè)串 聯(lián)的二段循環(huán)冷凝器冷凝，并以二段蒸發(fā)冷凝液為吸收劑進(jìn)行吸收，二循一冷出口溶液經(jīng)一冷外冷器再次冷卻后進(jìn)入一冷上部分離器，從分離器出來(lái)的一冷液經(jīng)二段甲銨泵送入一蒸加熱器換熱段（一蒸下部）與精餾氣混合換熱后進(jìn)入一段吸收塔，二循二冷出口尾氣匯合送往尾氣吸收塔最后吸收。反應(yīng)速度較慢，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)間較長(zhǎng)，一般約需 1h才能達(dá)到平衡，但即使達(dá)到化學(xué)平衡，也不能使全部甲胺都脫水轉(zhuǎn)化為尿素，轉(zhuǎn)化率一般在 55%~70%，因此這個(gè)反應(yīng)是合成尿素的控制反應(yīng) [12]。,溫度為 188177。 上世 紀(jì) 90 年代后期至今，小尿素廠(chǎng)加大了技改力度，使裝置能力大幅度提高，汽耗大幅度下降，在中國(guó)是水溶液全循環(huán)法工藝裝置高產(chǎn)低耗的楷模。這期間不斷對(duì)中尿設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，前后共有四個(gè)版本。 尿素還可用來(lái)制作炸藥穩(wěn)定劑、纖維軟化劑、防止結(jié)冰劑、石油精制劑、塑料發(fā)泡劑、織物抗皺劑和漂白劑等等。 尿素用作肥料 在農(nóng)業(yè)上尿素作為高效氮肥使用，其產(chǎn)量居氮肥生產(chǎn)總量首位 [5]。 2 第 1 章 緒論 尿素的性質(zhì) 尿素別名碳酰二胺、碳酰胺 [2]、脲，由碳、氮、氧和氫四種元素組成，是一種合成無(wú)有機(jī)化合物，分子式為 CO(NH2)2，分子量 ，外觀(guān)為無(wú)色或白色針狀結(jié)晶體或粉末，工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒，無(wú)臭無(wú)味，密度 ，熔點(diǎn) ℃ 。這種循環(huán)方式包括氣液分離、液體吸收、氣體冷凝等幾 個(gè)步驟。 年產(chǎn) 20 萬(wàn)噸水溶液全循環(huán)法制尿素 蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì) The Design of Evaporation System in Aqueous Solution Total Recycle of Producing Urea 200Kt/a 目 錄 摘要 .................................................................................................................................................I Abstract. ...................................................................................................................................... II 引言 ................................................................................................................................................ 1 第 1章 緒論 ............................................................................................................................... 2 尿素的性質(zhì) ....................................................................................................................... 2 尿素的 應(yīng)用領(lǐng)域 ............................................................................................................... 2 尿素用作肥料 ................................................................................................................ 2 尿素用作工業(yè)原料 ........................................................................................................ 2 尿素的質(zhì)量指標(biāo) ............................................................................................................... 2 第 2章 國(guó)內(nèi)水溶液 全循環(huán)法發(fā)展過(guò)程 ............................................................................ 4 第 3章 水溶液全循環(huán)法工藝流程 ..................................................................................... 6 尿素的合成 ....................................................................................................................... 6 循環(huán)回收 ........................................................................................................................... 6 蒸發(fā)造粒 ........................................................................................................................... 7 尾氣吸收與解吸 ............................................................................................................... 8 第 4章 物料衡算和熱量衡算 .............................................................................................10 物料衡算 ......................................................................................................................... 10 計(jì)算條件的確定 .......................................................................................................... 10 CO2 輸送系統(tǒng)物料衡算 ................................................................................................ 11 尿素合成塔物料衡算 .................................................................................................. 12 一段分解系統(tǒng)物料衡算 .............................................................................