【正文】 胺分解和游離氨解吸出來，并逐段將 NH3 和CO2 冷凝成液氨和解吸成甲胺水溶液，用泵將上述物料全部返回合成塔中，循環(huán)利用。 蒸發(fā)階段工藝流程圖： 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自精餾塔熔融泵 第三章 物料衡算和熱量衡算 小時(shí)生產(chǎn)能力 按年生產(chǎn)時(shí)間 8000h 計(jì)，尿素的小時(shí)產(chǎn)量為 2020008000 =25t/h 主反應(yīng)： 2NH3+CO2＝ CO(NH2)2+H2O 2NH3+CO2＝ NH4COONH2 NH4COONH2＝ CO(NH2)2+H2O 副反應(yīng) :CO(NH2)+HNO3＝ CO(NH2)?HNO3 NH4COONH1+H2O＝ (NH4)CO3 (NH4)2CO3＝ 2NH3+CO2+H2O 2CO(NH2)2＝ C2H5N3O2+NH3 該反應(yīng)在合成塔中有 62~63％的 CO2轉(zhuǎn)化為尿素 反應(yīng)前 反應(yīng)后 NH3 a a2(1c) CO2 1 C H2O b b+x CO(NH2)2 0 x NH4COONH2 1+a+b a+b+x+2c1 KC=[CO(NH2)2]?[H2O][NH3]2?[CO2] KC=x?(b+c)?(a+b+x+2c1)(a+2c2)2?c 1979 年上?；ぱ芯吭喊l(fā)表了一個(gè)計(jì)算轉(zhuǎn)化率的半經(jīng)驗(yàn)公式： x=+++ x： CO2的轉(zhuǎn)化率 a：進(jìn)料氨碳比，分子比 b：進(jìn)料水碳比，分子比 t：反應(yīng)溫度， ℃ p：操作壓力， Mpa 公式適用范圍： NH3/CO2=~,H2O/CO2=~,t=175~195℃ 氨碳比是指原始反應(yīng)物料中 NH3/CO2 的摩爾比，常用符號(hào) a 表示。 考慮原料的供給難度及轉(zhuǎn)化率，可設(shè)氨碳比為 4。 溫度 =188177。 計(jì)算 （ 1）生成縮二脲計(jì)算 消耗尿素 1260103 = 生成縮二脲 1Kg 放出氨 117103 = （ 2）成品尿素 尿素 =987Kg 水 3Kg 縮二脲 9+1=10Kg （ 3）系統(tǒng)排放物料 氨 Kg 尿素 += 將一頓尿素?fù)Q算成 25t／ h 可得物料衡算表 2 物料 組 份 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 Kg/h W％ Kg/h W％ Kg/h W％ Kg/h W％ Ur Bi CO2 NH3 H2O O2 N2 總計(jì) 溫度（ ℃ ） 45 140 壓力（ Kpa） 一段蒸發(fā)冷凝器 條件 （ 1）一段蒸發(fā)冷凝器操作條件 壓力 P= 溫度 t=45℃ （ 2）尾氣帶走物料 NH3 CO2 （ 3） 冷凝過程的不平衡程度按 90％考慮，即各組分的平衡壓力為氣相實(shí)際分壓的 90％。 （ 4）尿素水溶液帶入、帶出熱量的計(jì)算，不考慮其他組分的存在。 計(jì)算 （ 1）尿素溶液帶入熱量 ΔH1 據(jù)一段蒸發(fā)器熱量平衡 ΔH1=227990KJ （ 2）熔融尿素帶出熱 ΔH2 取熔融尿素平均比熱容 Cp=／ Kg?℃ ΔH2=(14025)=229690KJ (3)二段蒸發(fā)氣帶出熱 ΔH3 ,25℃ 時(shí)， i 氨 =／ Kg 106Mpa， 140℃ 時(shí)， i 氨 =／ Kg ， 25℃ 時(shí)， i 二氧 化碳 =728KJ／ Kg 105Mpa， 140℃ 時(shí)， i 二氧化碳 =／ Kg ， 25℃ 時(shí)， i 水 =／ Kg 103Mpa， 140℃ 時(shí)， i 水 =／ Kg 夾帶尿素比熱容取 ／ Kg?℃ Δ H3=（ ） +（ ） +（ ）+(14025)=96963KJ (4)尿素水解熱 ΔH4 尿素水解量 25℃ 時(shí)，尿素生成熱 ／ Kmol 甲胺生成熱 159350KJ／ Kmol 甲胺熔融熱 20306KJ／ Kmol ΔH4=()／ 60=2764KJ （ 5）熱損失 ΔH5 分離段規(guī)格 φ 1600， H=5000，保溫層厚度， 90mm 加熱段規(guī)格 φ 300， H=1912，保溫層厚度， 100mm 在此條件下，保溫層外表面溫度與環(huán)境溫度差值分離段為 ℃ ，加熱段為℃ . 分離段散熱面積： (+2)π5+ 2π4 (+2)2π4 = 加熱段散熱面積： (+2)π+(+2)2π4 = F=+= 據(jù)尿素合成塔熱平衡計(jì)算： 小時(shí)散熱量為 49+49=28105KJ ΔH5=2810524140 =4818KJ (6)熱負(fù)荷 ΔH6 熱平衡方 程： 227990+229690+96963+2764+4818+ΔH6=0 227990+229690+96963+2764+4818+ΔH6=0 ΔH6=106245KJ 第五章蒸發(fā)造粒系統(tǒng)改造 在尿素裝置增產(chǎn)節(jié)能改造中，對(duì)蒸發(fā)造粒系統(tǒng)的技改要求，一是提高本工序設(shè)備的生產(chǎn)能力和降低汽耗；二是確保和提高產(chǎn)品質(zhì)量；三是洗滌回收一段蒸發(fā)蒸汽中的尿素。否則，縮二脲量會(huì)增加很快。二蒸加的供汽管徑設(shè)計(jì)為巾 38mm，供汽量只夠正常濃度的尿液蒸發(fā)用，但原始開車或短停后開車 時(shí)，尿液濃度低，蒸發(fā)系統(tǒng)開車需較長時(shí)間的循環(huán)才能達(dá)到二段正常的溫度和真空度，不僅影響尿素造粒時(shí)間，且第一批產(chǎn)品質(zhì)量不合格，縮二脲含量為 3～ 4％ 。同 時(shí)也可說明，只要加熱蒸汽供量充足，疏水系統(tǒng)暢通，每單位面積的蒸發(fā)效率將隨著產(chǎn)量的上升而上升。 一段 蒸發(fā)二次蒸汽在冷凝后的一表液中含有 ％左右的尿素，預(yù)蒸餾工藝裝置的噸尿素一表液量約為 430kg，尿素在一表液中損失量約為 。 小尿素廠一般位于城郊，采用蒸發(fā)二次蒸汽洗滌技術(shù)最適宜。在尿素市場不景氣年代，粒度小且不均勻，很難與國內(nèi) 大、中型廠的尿素相競爭。此技術(shù)已在多家小尿素廠使用。一段蒸發(fā)器的蒸發(fā)氣與閃蒸槽的閃蒸氣一起送去一段蒸發(fā)冷凝器冷凝。設(shè)備總量約為 。 （ 5） 根據(jù)傳熱速率方程計(jì)算各效的傳熱面