【正文】 139。 一段吸收塔物料平衡表 15 表 一段吸收塔物料平衡表 輸 入 輸 出 組 分 Kg Kmol 組 分 Kg Kmol 預(yù)分離出口氣體 其中： CO2 NH3 H2O O2 N2 一段分解出口氣體 其中： CO2 NH3 H2O 二段甲銨液 其中： CO2 NH3 H2O 尿素 惰性氣體洗滌器 出口氨水 其中： CO2 NH3 H2O 尿素 一段甲銨液 其中： CO2 NH3 H2O 尿素 一段吸收塔出口氣 其中 ： NH3 O2 N2 總 計(jì) 總 計(jì) 16 第 4章 熱量衡算 一段分解塔的熱量衡算 一段分解塔的工藝條件 （ 1）進(jìn)口反應(yīng)熔融物（ ， 124℃ ） 表 進(jìn)口反應(yīng)熔融物 成分表 NH3 CO2 H2O 尿素 總計(jì) （ 2）出口物料 液相（ ， 160℃ ） 表 出口液相組成 NH3 尿素 % CO2 CO2 (NH3) 2 % H2O 氨水 % 尿素 其中 NH3 H2O 總計(jì) 氣相（ ， 160℃ ） 表 出口氣相組成 CO2 % NH3 % H2O % 總計(jì) 100% 一段分解塔的熱量計(jì)算 [12] （ 1）反應(yīng)熔融物帶入熱量 Q1= （ 2）反應(yīng)熔融物帶出熱量 17 取 %氨水比熱為 尿素物料衡算有下列各項(xiàng)： （ 1） 計(jì)算基準(zhǔn) 尿素物料衡算常以每噸成品（含 N246%尿素）為基準(zhǔn)。一部分作為吸收塔的回流氨，多余的液氨流過(guò)溢流隔板進(jìn)入原 料室，與新鮮原料氨混合。該工藝的特點(diǎn)是采用共沸物下的 CO(NH2)2 摩爾比為 作為操作控制最佳指標(biāo)進(jìn)行操作，大部分未反應(yīng)生成尿素的氨和二氧化碳在高壓系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)繼續(xù)反應(yīng)生成尿素，只有較少部分的氨和二氧化碳需要在低壓部分進(jìn)行回收，液氨泵和甲銨泵的輸送量比較少，所以該裝置中液氨泵和甲銨泵的臺(tái)數(shù)較少，動(dòng)力消耗較少，并且該工藝高壓系統(tǒng)的操作壓力較低，為 ~，使液氨泵和甲銨泵的運(yùn)行周期較長(zhǎng)，維修費(fèi)用較少。全部返回合成系統(tǒng)循環(huán)利用，原料氨利用率達(dá) 97%以上。隨之意大利Snamprogetti 工程公司開(kāi)發(fā)成功氨氣提工藝，日產(chǎn) 300 噸裝置投入生產(chǎn)， CO2 氣提法工藝在 1968 年、氨氣提工藝在 1971 年分別建成 1000 噸 /天 以上單系列大型化裝置。尿素是目前使用的含氮量最高的化肥。工業(yè)尿素因含有雜質(zhì)而呈白色或淺黃色，工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒 ， 密度 ， 熔點(diǎn) ℃ ， 超過(guò)熔點(diǎn)則分解 。 關(guān)鍵詞： 水溶液全循環(huán) 物料衡算 熱量衡算 設(shè)備選型 II Urea production process design of medium system in aqueous solution total recycle 200kt /a Abstract： Urea is one of the important nitrogenbased fertilizers and industrial raw materials, which is widely used around the world . Since its production was industrialized in 1922, urea process has attracted much research from different country. Innovation and achievement has been made in the synthesis mechanism, thermodynamic property and process flow. The urea production process is one of the typical chemical production processes. Today the world production process of Urea are total recycle of the aqueous solution , carbon dioxide stripping process, and ammonia stripping process . There are many restrictions in stripping technology, so we select the technology of total recycle of the aqueous solution, which is relatively mature .This article describes the basic profiles of the urea production process , the aqueous solution of the full cycle of urea production process and characteristics. This work is started with the thermodynamic parameters of the urea production, then the process flowcharting is researched .So urea production process is developed in order to guide the production. The main content of this paper are as follows: (1)ureagenerated profiles, which was presented by former, is summarized the advantages and disadvantages of the existing process , establishing a suitable process forming based on the thermodynamic parameters。本文介紹了水溶液全循環(huán)法制尿素中壓系統(tǒng)的基本概況，從尿素生產(chǎn)的熱力學(xué)參數(shù)入手，對(duì)中壓系統(tǒng)流程進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，以幫助指導(dǎo)尿素工業(yè)生產(chǎn)。掌握以液氨為原料，用水溶 液全循環(huán)法合成尿素的工藝，及工藝條件的選擇，使尿素的質(zhì)量達(dá)到國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，滿足工業(yè)和農(nóng)業(yè)的使用要求，實(shí)現(xiàn)純粹的無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的國(guó)家優(yōu)等產(chǎn)品?？s二脲含量超過(guò) 1%時(shí)，不能做種肥，苗肥和葉面肥，其他施用期的尿素含量也不宜過(guò)多或過(guò)于集中。之后，陸續(xù)出現(xiàn)各種水溶液全循環(huán)法工藝。按氣提氣體的不同又可分為二氧化碳?xì)馓岱?、氨氣提法、變換氣氣提法。 二氧化碳?xì)馓岱? 二氧化碳?xì)馓岱ň褪前押铣伤懦龅暮铣煞磻?yīng)液，在合成壓力和較高溫度下在 “汽提塔 ”內(nèi)與氣提氣（氨、二氧化碳或惰性氣體）逆流相遇，將氨和二氧化碳從尿液中分解出來(lái)，然后將氣體導(dǎo)入一個(gè) “高壓甲銨冷凝器 ”內(nèi)，與新鮮氨化合并冷凝為甲銨液，放出的熱量用于副產(chǎn)蒸汽。 尿素的工藝流程 （ 1）二氧化碳?jí)嚎s 來(lái)自脫碳工段的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)分離器分離后進(jìn)入 CO2 壓縮機(jī)；經(jīng)五段壓縮至，氣體溫度約為 125℃ ，送往尿素合成塔。 （ 4）尿液加工 二段分解塔排出的尿液經(jīng)減壓后切線進(jìn)入真空預(yù)濃縮蒸餾器的分離段，在 壓力下，尿液中所含殘余的 CO游離氨以及大部分水分蒸發(fā)出去，與液體經(jīng)分布器，從換熱管頂部沿管內(nèi)壁向下流動(dòng)形成液膜，避免蒸發(fā)的蒸汽逸出液膜表面到管中心的空間，在真空抽吸下向上流動(dòng)，液膜沿管壁流下。 進(jìn)口溶液由二段甲銨液和惰性氣體洗滌器來(lái)的氨水二部分分開(kāi)加入，具體數(shù)量由二段循環(huán)第一冷凝器及惰性洗氣體滌器物料而衡算得。3600=（ 7）最大允許空塔速度 [13] V VLCW ????最大 (53) 式中： L? ， V? —分別為氣體和液體密度， Kg/m3 ； C—負(fù)荷系數(shù) 為求 C 值，先求動(dòng)能參數(shù) 21??????????????VLVL ?? 及分離空間 ? ?LT hH ? 式中： L—液相流量， ； V—?dú)庀嗔髁浚?， L? —液相密度， 600Kg/m3； V? —?dú)庀嗝芏龋?HT—塔板間距， 450mm，即 hL—板上液層高度，取 70mm，即 動(dòng)能參數(shù) [13] 2121??????????????????????????????VLVL ?? (54) 分離空間為 ? ? LT ???? 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出，此時(shí) C=。 （ 2）確定參數(shù) M PaPc 9 3 6 ??? mDi 20xx? ? ? MPat 170?? ? ? ?！? P ??????? ? ? 6 1 4 0251 6 01 6 6 4 5Q 2 ????? （ 3）氣相中 CO2 帶出熱量 P=， T=160℃ 時(shí)， i=， P=1atm， T=25℃ 時(shí)， i=? ? 3 ???? （ 4）氣相中 NH3 帶出熱量 P=， T=160℃ 時(shí)， i=? ? 4 ???? （ 5）氣相中 H2O 帶出熱量 P=， T=160℃ 時(shí)， i=， ? ? 9 7 0 5 ???? （ 6）氣相帶出熱量總和為 9 2 4 9 7 0 3 4 1 9 3Q 543 ?????? （ 7）熱損失 Q6= （ 8）一段分解塔熱平衡求取加入蒸汽熱負(fù)荷，設(shè)所需加熱蒸汽熱量為 Q 5 4 9 6 5 0 4 9 2 4 6 1 4 2 0 2 6 ?????? Q= 則一段分解塔所需加熱蒸汽熱量為 一段分解塔熱平衡表 18 表 一段分解塔熱平衡表 收入項(xiàng)目 kJ 支出項(xiàng)目 kJ 反應(yīng)熔融物帶入 加熱蒸汽供給 反應(yīng)熔融物帶出 氣相 CO2 氣相氨 氣相水 甲銨分解 NH4OH 分解 熱損失 總 計(jì) 總 計(jì) 一段吸收塔的熱量衡算 [12] 一段吸收塔的工藝條件 （ 1）一段分解塔分離的氣相送