【正文】 可計算出每小時生產(chǎn) 25 噸尿素所產(chǎn)生的工藝水為 537? 25=13425kg/h氨的百分含量為 %，二氧 化碳的百分含量為 %，尿素的百分含量為 %，水的百分含量為 %。 12 第 3 章 物料衡算與熱量衡算 尿素生 產(chǎn)過程的物料衡算同其他化學(xué)生產(chǎn)過程的物料衡算一樣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，通過計算求得加入設(shè)備和離開設(shè)備的物料各組分的成份、重量和體積，為進(jìn)一步進(jìn)行熱量衡算、設(shè)備計算等提供定量的依據(jù)。 主要工藝條件 解吸塔操作壓力 Mpa；操作溫度塔底液相 143℃ ，塔頂氣相 85℃ ， 排出廢液含NH3 量 ≤40mg/tUr,工藝條件影響 如下 : (1) 溫度 因為甲銨的分解反應(yīng)，過量氨及游離二氧化碳的解吸都是大量吸熱的過程。中壓吸收塔頂部含有微量惰氣的氣氨進(jìn)入氨冷凝器冷凝成液氨，收集于氨收集器 ,不凝氣通過氨回收塔 進(jìn)入中壓惰性氣體洗滌塔 ,用蒸汽冷凝液經(jīng)冷卻后作吸收液吸收氨成為氨水，惰性氣體放空，其吸收熱通過中壓氨吸收塔用冷卻水帶走，氨水通過氨水泵被送到中壓吸收塔。其中的解吸裝置解吸塔是為了適應(yīng)氨等組分的解吸要求，即實現(xiàn)零排放的配套裝置。但為了造成一定的位差就不得使設(shè)備之間保持一定的位差。水溶液全循環(huán)尿素工藝生產(chǎn)裝置的靜止高壓設(shè)備較少，只有尿素合成塔及液氨預(yù)熱器為高壓設(shè)備，其它均為中壓和低壓設(shè)備，所以該尿素工藝生產(chǎn)裝置的技術(shù)改造比較容易、方便，改造增產(chǎn)潛力較大。 國內(nèi)外尿素技術(shù)市場簡況 目前在世界尿素工業(yè)界認(rèn)為較先進(jìn)的是三大尿素專利公司的技術(shù)，它們是Snamprogetti 公司的氨自身氣提工藝、 TECMTC 公司的 ACES 工藝、 Stamicarbon 公司的氣提工藝。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 。尿素易溶于水和液氨，其溶解度隨溫度升高而增大。熔點 ℃。 在 水解系統(tǒng)中，工藝水中氨、二氧化碳、尿素的解吸水解程度很重要 ,所以工藝?yán)淠禾幚硌b置也在不斷地改造。 Process water。 2 第 1 章 緒論 尿素的物理化學(xué)性質(zhì)和用途 尿素的物理性質(zhì) 尿素的化學(xué)名稱為碳酰二胺， 分子式為 CO(NH2)2， 分子量 為 ， 含氮量為 %?？s二脲含量超過 1%時 ,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多或過于集中。 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)。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。 二氧化碳?xì)馓岱? 二氧化碳?xì)馓岱ㄊ?20 世紀(jì) 60 年代后期開發(fā)出的生產(chǎn)工藝，現(xiàn)在 已成為世界上建廠最多、生產(chǎn)能力最大的生產(chǎn)方法。 ○ 2 分解和回收 。為鈍化不銹鋼的表面，防止反應(yīng)物和生成物的腐蝕，加入 CO2 總體積%的氧氣（空氣形態(tài)加入）。 T102 中的工藝?yán)淠河山馕o料泵（ P114A/B）加壓經(jīng)解吸塔預(yù)熱器（ E116）預(yù)熱后送到解吸塔（ C102）頂部 ，其預(yù)熱器熱源由解吸塔廢液提供，解吸塔分上、下兩段，上 段出液由水解器給料泵（ P115A/B）加壓，經(jīng)過水解器預(yù)熱器（ E117）預(yù)熱后送到水解器（ R102）。從理論上計算，氣提塔中的液氣比為 3． 87，生產(chǎn)上通?？刂圃?4 左右，液氣比的控制是很重要的。 13 氨汽提法水解系統(tǒng)物料 衡算 高壓系統(tǒng)物料衡算 注： R101合成塔； V101甲銨分離器； E101汽提塔； E104甲銨冷凝器； P101高壓氨泵； P102高壓甲銨泵； K101CO2 壓縮機(jī) 圖 高壓合成系統(tǒng)示意圖 以 R101 出口生成 1t(1000kg)尿素為基準(zhǔn)（注：不考慮尿素在 E101,E102 等處水解）。離開高壓系統(tǒng)總物料量 =流股 ○ 14 +○ 10 ∴ NH3 515+50=565kg CO2 115+3=118kg Ur 1000+0=1000kg H2O 498+0=498kg 15 入高壓系統(tǒng)總物料流量 =流股 ○ 4 +○ 11 +○ 6 ∴ NH3 565+(1000/60) 172=1132kg CO2 118+(1000/60) 44=851kg H2O 49+(1000/60) 18=198kg 從高壓甲胺泵出來的流股 ○ 11 中 CO2 的量為 851730=121kg ∴ 流股 ○ 11 中各組分量 NH3 (121/) =342kg CO2 851730=121kg H2O (121/) =198kg 流股 ○ 6 （ P101 加氨量） NH3 1132342=790kg 從汽提塔來的流股 ○ 9 =流股 ○ 8 ○ 10 ∴ NH3 1133515=618kg CO2 4891154=374kg H2O 600498=102kg Ur 10001000=0kg 從甲胺分離器底端出來的流股 ○ 13 =流股 ○ 9 +○ 11 ○ 14 ∴ NH3 61834250=910kg CO2 374+1213=492kg H2O 102+1980=300kg 從高壓氨泵來的流股 ○ 7 =入塔量 流股 ○ 4 ∴ NH3 17000=1700kg CO2 1222730=492kg H2O 3000=300kg 流股 ○ 6 =流股 ○ 7 ○ 13 ∴ NH3 1700910=790kg CO2 492492=0kg 16 H2O 3000=300kg 表 生產(chǎn) 1 噸尿素高壓合成系統(tǒng)物料平衡表 流股號 狀態(tài) 溫度 NH3 CO2 Ur H2O 合計 ℃ kg ○ 4 氣 137 — 730 — — 730 ○ 7 液 120 1700 492 — 300 2492 ○ 8 液 188 1133 498 1000 600 3222 ○ 9 氣 195 618 374 — 102 1094 ○10 液 210 515 115 1000 498 2128 ○ 11 液 70 342 121 — 198 661 ○13 液 155 910 492 — 300 792 ○14 氣 155 50 3 — — 53 ○ 6 液 95 790 — — — 790 中低壓分解和回收工段物料衡算 根據(jù) 分析工取樣分析數(shù)據(jù)知 表 取樣分析數(shù)據(jù) 組成 %（ m/m） ○17 ○32 ○ 33 NH3 CO2 Ur — H2O 17 注： V102中壓分離器 E102中壓分解器 E106中壓冷凝器 C101中壓吸收塔 V103低壓分離器 E103低壓分解器 E108低 壓冷凝器 C104低壓惰洗塔 V106碳銨液槽 圖 中低壓分解和回收 工段示意圖 ∴ 從低壓分離器來的流股 ○ 17 各組分量 NH3 (1000/) =110kg CO2 (1000/) =18kg Ur 1000kg H2O (1000/) =438kg 從下端 離開低壓分離器去蒸發(fā)系統(tǒng)的流股 ○ 32 各量為 NH3 (1000/) =25kg CO2 (1000/) =11kg Ur 1000kg H2O (1000/) =370kg 離開中壓分離器的流股 ○ 16 =流股 ○ 10 +○ 14 ○ 17 ∴ NH3 515+50110=455kg CO2 115+318=100kg Ur 10001000=0kg H2O 498438=60kg 離開低 壓分離器上端流股 ○ 31 =流股 ○ 17 ○ 32 ∴ NH3 11025=85kg 18 CO2 1811=7kg Ur 10001000=0kg H2O 438370=68kg 由于存在 E103 底部液相中 NH3 和 CO2 將在真空系統(tǒng)中蒸發(fā)出來，再加上每噸尿素有 5kg夾在真空分離器中，并經(jīng)水解送到低壓系統(tǒng)中 ∴ 流股從解吸來的流股 ○ 33 NH3 25+(5/60) 172=28kg CO2 11+(5/60) 44=14kg H2O [ (28+14)/(5/60) ]=50kg 參照安化公司提供的物料平衡表及近幾年經(jīng)驗，知低壓加洗滌水每噸尿素為 10kg。造成氣提管缺氧而嚴(yán)重腐蝕。 1 碳銨液槽 2 解吸泵 3 解吸預(yù)熱器 4 解吸塔 5 水解泵 6 廢液槽 7 廢液泵 8 水解換熱器 9 水解器 圖 氨汽提法合成尿素水解 系統(tǒng)工藝流程簡圖 水解解吸操作中典型設(shè)備介紹及其應(yīng)用 (1) 解吸塔 用途：解吸工藝?yán)淠褐械陌焙投趸?，該塔為浮閥塔板。尿液順降膜交換器流下，同時被加熱，由于溶液中過剩氨的自汽提的作用，使二氧化碳沸騰出溶液，從而降低了溶液中的二氧化碳含量，為防止汽提塔的腐蝕，在汽提塔頂、底部加入從 鈍化空壓機(jī) 來的鈍化空氣，從中壓吸收塔塔底來的甲銨液經(jīng)高壓甲銨液泵加壓后和汽提塔氣相進(jìn)入甲銨混合器 ,然后進(jìn)入高壓甲銨冷凝器 ,在高溫高壓下冷凝，回收甲銨冷凝熱，并產(chǎn)生 的低壓蒸汽，冷凝后的甲銨經(jīng)過甲銨分 離器分離后進(jìn)入甲銨噴射器， 8 然后被甲銨噴射器的驅(qū)動液液氨一起帶入合成塔。 ○ 4 工藝?yán)淠禾幚?。從而免去了操作條件苛刻、腐蝕嚴(yán)重的一段甲銨泵。 水溶液全循環(huán)法 20 世紀(jì) 60 年代以來 ，全循環(huán)法在工業(yè)上獲得普遍采用。 60 年代期間，建立起日產(chǎn) 1000噸以上的單系列大型化裝置 。因此 ,尿素要在作物的需肥期前 4～8 天施用。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。 Heat balance。 參考文獻(xiàn) ................................................................. 40 附錄 A .................................................................... 41 附錄 B .................................................................... 42 I 年產(chǎn) 20 萬噸尿素斯納 姆氨汽提水解系統(tǒng)工藝設(shè)計 摘要 ： 尿素是一種重要的化學(xué)肥料和工業(yè)原料 ，在世界范圍內(nèi)廣泛使用。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。超過熔點則分解。其分解釋放出的 CO2 也可被作物吸收 ,促進(jìn)植物的光合作用。 80 年代初，為了進(jìn)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 Montedison 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。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