【正文】 CO(NH2)2 一段分解出口氣體 NH3 CO2 H2O 一段分解出口液體 NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 總 計(jì) 總 計(jì) 一段分離器出口 液體物料組成還可表示如下 : 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第二章 物料衡算 9 單位 (104t/a) CO(NH2)2 : CO(NH2)2 : % CO2: 或 NH4COONH2: % NH3: 氨水 : % H2O: 其中 : NH3 H2O 總計(jì) 總計(jì) 二段分解塔 反應(yīng)框圖與已知數(shù)據(jù) 二段分解塔物料方框圖 ,如圖 24: 圖 24 二段分解塔物料方框簡(jiǎn)圖 查 [1]得 二段分解塔出口溶液中各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 : CO2: NH3: H2O: CO(NH2)2: 縮二脲 : 物料計(jì)算 計(jì)算 基準(zhǔn) :5 萬(wàn)噸成品尿素 二段分解塔出口液中各組分的質(zhì)量為 : ak m olatm NH /??????? ak m o latm CO /100 8 ??????? ak m olatm OH /???????ak m olatm C ON HNH /??????? ak m olatm /100 2 ???????縮二脲 則二 段 分塔出口氣體中各組分質(zhì)量為 : 由質(zhì)量守恒有 : B(104t)/a溶液 CO2? NH3? H2O? 104 t/a 溶液 104 t/a 溶液 CO2? NH3? H2O? CO(NH2)2? 縮二脲 ? 二段分解塔 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第二章 物料衡算 10 ak m olatm NH /105 0 )0 5 8 ( 54439。 塔頂出口氣 則送往低壓吸收系統(tǒng) ,同中 壓吸收 系統(tǒng)吸收的氣體一起作為循環(huán)之用，塔底出口溶液送去閃蒸，通過(guò)蒸發(fā)除 去多余的水分， 以 達(dá)到濃縮的目的 。 設(shè)計(jì)流程 工藝流程簡(jiǎn)圖 如圖 11: 四川理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 ) 第一章 總論 3 去 閃蒸 槽N H3C O2去 中壓 吸收去 低壓 吸收預(yù)混器過(guò) 濾 器液 氨緩 沖 槽壓 縮 機(jī)高 壓 泵加熱器加熱器尿素合成塔一段分解塔二段分解塔 圖 11 尿素合成分離工段工藝流程圖 流程簡(jiǎn)述 從 合成氨 工段 來(lái) 的液氨通過(guò)過(guò)濾器送入液氨緩沖槽 ,緩沖槽壓力維持在 (表壓 )左右。熔融態(tài)尿素在高溫下緩慢放出 3NH 而可縮合成多種化合物 ,最主要的是縮二脲 22CON HC ON HNH ,尿素的縮合產(chǎn)物還有多種 ,其組成與溫度、壓力、加熱速度及催化劑有關(guān)。 四川理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文 ) 第一章 總論 2 尿素可以看做是碳酸的二酰胺 。 尿素的生產(chǎn)工藝比較成熟 ,主要的生產(chǎn)方法有 :不循環(huán)法 ,部分循環(huán)法 ,水溶液全循環(huán)法 ,氣提法 等 。 其是中性速效肥料 ,施于土壤中以后不殘留使土壤惡化的酸根 ,而且分解出來(lái)的二氧化碳也可以為植物吸收 。 工業(yè)上 ,尿素主要用途是作為高聚物合成材料。 世界尿素主要消費(fèi)地區(qū)包括西歐、北美、中東、南亞、東南亞、 東亞及其 他地區(qū)。 前者通過(guò)蒸發(fā) ,濃縮 ,結(jié)晶或造粒而制成顆粒狀尿素產(chǎn)品 。 尿素在常壓下的熔點(diǎn)是 ℃ ,在高壓 (幾千 大氣壓 )下尿素轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌?,熔點(diǎn)也有所變化 。尿素與鹽類相互作用生成絡(luò)合物 ,這些 性質(zhì)在復(fù)合肥料的生產(chǎn)中具有重要的意義。 物料在塔內(nèi)停留時(shí)間約 h1 左右 , 2CO 的轉(zhuǎn)化率為 %64 。 3 ??????? atakgm C ON HNH /39。 2 ??????? 生成的甲銨量 : atm /100 6 9 45 ????? 消耗的液氨量 : atm /100 3 0 8 45 ?????? 過(guò)量的液氨量 : atm /100 2 7 )0 3 0 5 8 ( 44 ????? 二段分解塔物料平衡數(shù)據(jù)表 表 23 二段分解塔物料平衡 表 輸 入 輸 出 組 分 104t/a 105kmol/a 組 分 104t/a 105kmol/a NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 一段分解出口氣體 NH3 CO2 H2O 一段分解出口液體 NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 縮二脲 : 總 計(jì) 總 計(jì) )()(2 32222 gNHC O N H C O N HNHCONH ?? (注 :表中忽略該反應(yīng)生成的氨氣量 ) 二段分解塔出口液體物料組成還可表示為 : 單位 :(104t/a) CO(NH2)2 : CO(NH2)2 : CO2: 或 NH4COONH2: NH3: 氨水 : H2O: 其中 : NH3 H2O 縮二脲 : 縮二脲 : 總計(jì) 總計(jì) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第三章 熱量衡算 11 第三章 熱量 衡 算 合成塔 工藝條件 NH3(l)進(jìn)入塔壓力 221atm , t℃ CO2(g)進(jìn)入塔壓力 221atm , 125℃ H2O(l)進(jìn)入塔壓力 221atm , 100℃ 221atm , 190℃ 流程 簡(jiǎn) 圖 C O2( g )2 2 1大 氣 壓 ， 1 2 5 ℃N H3( l )2 2 1大 氣 壓 ， t ℃H2O ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 0 0 ℃N H3( l )過(guò) 量2 2 1大 氣 壓 ， t ℃C O2( g )1大 氣 壓 ， 2 5 ℃N H3( l )1大 氣 壓 ， 2 5 ℃△ H1△ H2△ H1 0H2O ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃N H3( l )過(guò) 量2 2 1大 氣 壓 ， 1 3 2 . 5 ℃ ( Tc)△ H3反 應(yīng)氨 基 甲 酸 銨 ( s )1大 氣 壓 ， 2 5 ℃氨 基 甲 酸 銨 ( s )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃△ H5熔 融氨 基 甲 酸 銨 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃△ H6H2O ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃汽 化N H3( g )2 2 1大 氣 壓 ， 1 3 2 . 5 ℃△ H4N H3( g )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃混 合液 化N H3( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃N H3( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃氨 基 甲 酸 銨 ( l )水 ( l ) 尿 素 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃水 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃△ H7氨 基 甲 酸 銨 ( l )尿 素 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃△ H8△ H9△ H1 1 △ H1 2 △ H1 3 △ H1 4 △ H1 5 △ H1 6 圖 31 合成塔熱量衡算結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 熱 量 計(jì)算 計(jì)算基準(zhǔn) :25℃ 1H? 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第三章 熱量衡算 12 由 CO2 TS 圖 [1]查得 : 221atm,125℃ 時(shí) i =166 kgkcal/ 1atm, 25℃ 時(shí) i =174 kgkcal/ ak c alimH /)166174( 741 ????????? 2 .當(dāng)量氨降溫降壓及汽化吸熱 2H? 由 NH3 PI log? 圖 [1]查得 : 221atm ,t℃ 時(shí) i =xi kgkcal/ 1atm ,25℃ 時(shí) i =260 kgkcal/ ak c a liiimH XX /10) 0 8(10)2 6 0( 772 ?????????? 3H? (放熱 ) 查 [3]氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) (理化數(shù)據(jù) )有 : 1atm,25℃ 時(shí) ,固體甲銨的生成熱為 : km olkcalH /26990?? ak c a lH / 4 6 8102 6 9 9 753 ???????? 4H? 查 [3]得 固體甲銨由 25℃ 升溫至 150℃ 時(shí)的熱焓 差 值為 5260 kmolkcal/ ak c a lH / 7 5105 2 6 754 ?????? 5H? 固體甲銨在 150℃ 時(shí)的熔融熱 [1]為 : km olkcalH /4850?? ak c a lH / 2 34 8 5 755 ?????? 6H? 尿素在 150℃ 時(shí)的生成熱為 5220 kmolkcal/ ak c a lH / 2 95 2 2 756 ?????? 7. )( 16987 HHHH ??????? 反應(yīng)熔融物升