【文章內(nèi)容簡介】 轉(zhuǎn)化率有增值，但是 NH3/CO2＞ 時，隨著氨 碳比的增中平衡轉(zhuǎn)化率降低。 考慮原料的供給難度及轉(zhuǎn)化率，可設氨碳比為 4。 根據(jù)半經(jīng)驗公式可算出水碳比為 。 蒸發(fā)階段主要是對尿液進行蒸發(fā)提純，然后造粒，其中有少量的氨基甲酸銨分解生成尿素。尿素產(chǎn)量為 25t/h，其中包括 Ur=24675Kg/h， Bi=250Kg/h，H2O=75Kg/h 又所設計題目的生產(chǎn)條件與實際生產(chǎn)條件相 近，可以使用生產(chǎn)現(xiàn)場 得到的收率做物料衡算。 可通過由產(chǎn)量反推出閃蒸槽物料組成 噴頭尿素 在生成成品尿素中損失 尿素 為 ％固 入噴頭熔融尿素為： 24675() = 造粒塔粉塵損失為 ％則 造粒塔粉塵損失量： ％ =則尿素損失為 = 計算基準 以一噸成品尿素為計算基準 成品規(guī)格 粒狀尿素規(guī)格為： 含氮量 ％（折合尿素 ％）重量，（其中未含縮二脲含氮量） 縮二脲 1％ 水 ％ 原料消耗定額 年產(chǎn) 20104t 尿素裝置通用設計采用的噸尿素原料消耗定 額為： NH3 600Kg CO2 785Kg 每噸成品尿素氨的損耗及其分配 : 總損失量： 600－ 98521760 － 10317103 = 式中 60—尿素的摩爾質(zhì)量 17—氨的摩爾質(zhì)量 103—縮二脲的摩爾質(zhì)量 3—每摩爾縮二脲中所消耗氨的摩爾數(shù) 2—每摩爾尿素中所消耗氨的摩爾數(shù) 其中；解吸廢液以尿素形式排出 造粒粉塵以尿素形式排出 熔融尿素生成縮二脲排出氨 成品包裝儲運 以尿素形式排出 一段甲銨泵泄露損失 一段蒸發(fā)冷凝器尾氣損失 中間冷凝器尾氣損失 尾吸塔尾氣損失 解吸塔廢液損失 液氨泵漏損 計 每噸成品尿素 CO2的損失及其分配 總損失量： 785－ 9854460 － 10244103 = 式中 44—CO2的摩爾質(zhì)量 2—每摩爾縮二脲中所消耗 CO2的摩爾數(shù) 其中：解吸廢液以尿素形式排出 造粒粉塵以尿素形式排出 成品包裝儲運以尿素形式排出 一段甲銨泵泄露損失 一段蒸發(fā)冷凝器尾氣損失 尾吸塔尾氣損失 解吸廢液損失 CO2壓縮機損失（包括系統(tǒng)泄露） 計 每噸成品尿素的損失及其分配 以造粒粉塵形式損失 成品包裝儲運損失 解吸廢液損失 計 水解消耗的尿素量及其分配 一段蒸發(fā)系統(tǒng) 二段蒸發(fā)系統(tǒng) 計 循環(huán)尿素量 一段蒸發(fā)氣體夾帶尿素 二段蒸發(fā)氣體夾帶尿素 循環(huán)尿素量 += 縮二脲生成量及其分配 二段分解系統(tǒng)生成 熔融尿素輸送生成 一段蒸發(fā)系統(tǒng)生成 二段蒸發(fā)系統(tǒng)生成 計 條件 （ 1） CO2氣體組成 加防腐空氣后，干基，體積％，惰氣除氧氣外全部按氮計。 CO2 ％ N2 ％ O2 ％ （ 2）進入 CO2壓縮系統(tǒng)的干 CO2氣體量 CO2： 785Kg O2： 78544 32= Kg N2: 78544 28= 干 CO2氣體量： 785++= （ 3） CO2氣體帶入水量 H2O： （ ） 18= （ 4） CO2氣體在壓縮系統(tǒng)的損失量（干基） CO2： O2： 32= N2： 4844 28= （ 5）壓縮后的 CO2氣體量 (干基 ) CO2： =737Kg O2： = N2： = 計 (6)壓縮后的 CO2氣體含水量 CO2壓縮機未設置五段水冷器，故壓縮后的 CO2氣體含水量為五段入口 CO2氣體的飽和水蒸汽含量。四段水分離器后泄露的水蒸汽忽略不計。 40℃ 時，水蒸汽壓力 故氣相含水量 : （ ） 180= (7)CO2壓縮機各段排出水量 H2O = 條件 （ 1）尿 素合成塔原始物料組成 NH3∕CO2=4:1(摩爾比 ) H2O=（摩爾比） （ 2）操作條件 壓力 P=195177。 溫度 =188177。2℃ (3)CO2轉(zhuǎn)化率 根據(jù)以上條件可查表得 CO2轉(zhuǎn)化率 63％ （ 4）原料液氨帶入系統(tǒng)的水量忽略不計。 （ 5）由一段吸收系統(tǒng)返回尿素合成塔的氨基甲酸銨溶液中的 NH3/CO2=（摩爾比） ,含循環(huán)尿素 計算 （ 1）生成尿素的計算 每噸成品尿素含尿素 987Kg 損失尿素 水解尿素 生成縮二脲消耗尿素 10260103 = 式中 2—生成 1 摩爾縮二脲消耗尿素的摩爾數(shù)。 尿素合成塔應生成尿素量： 尿素 985+++= 消耗氨 217= 消耗二氧化碳 44= 生成水 18= （ 2）入塔原料 CO2氣體 由 CO2壓縮系統(tǒng)物料平衡可知： CO2 737Kg O2 N2 H2O （ 3）入塔一段甲銨溶液 CO2: 4460 737= NH3: 1744 = H2O: 1860 = 尿素： （ 4） 入塔液氨 NH3: 41760 = 原料氨消耗定額 600Kg 液氨泵泄露氨 30Kg 故入塔原料液氨 60030=570Kg 循環(huán)液氨 = （ 5）出塔氣液混合物 尿素 += CO2 737+= NH3 += H2O ++= O2 N2 條件 （ 1）一段分解操作條件 壓力 P= 溫度 t=155～ 160℃ （ 2） 一段分解效率 甲銨分解率 ％ 總氨蒸出率 ％ （ 3）一段分解氣含水量 ％ （ 4） 加入防腐空氣 （標）。 計算 （ 1） 加入防腐空氣 空氣的摩爾標準體積按 計算，含氧量取 ，其余按氮計，空氣含水量 忽略不計。 O2: 2 = N2： 2（ ） = （ 2）一段分解氣 CO2 = NH3 = O2 += N2 += H2O(+++) （ ） = （ 3） 一段分解系統(tǒng)出口尿液 尿素 CO2 = NH3 = H2O = 條件 （ 1）二段分解操作條件 壓力 P= 溫度 t=125～ 150℃ （ 2）二段分解排出物料組成 查表得 溶液含氨 ％ （重量） 氣相含水 26％ 溶液含 CO2 ％ (重量 ) （ 3）二段分解系統(tǒng)生成縮二脲 6Kg 計算 （ 1）生成縮二脲計算 消耗尿素 6260103 = 放出氨 617103 = 生成縮二脲 6Kg （ 2）二段分解排出氣體 設氣相中含 CO2—XKg,NH3—YKg， H2O—ZKg 據(jù)氣液相組成列出算式： = + = Z18( X44 + Y17 ) =2674 聯(lián)立解得： X(CO2) Y(NH3) Z(H2O) （ 3）二段分解排出尿液 尿素 = CO2 = NH3 += H2O = 縮二脲 6Kg 條件 （ 1）閃蒸槽操作條件 壓力 M= 溫度 t=106℃ （ 2）累計分解效率 甲銨分解率 ％ 過量氨蒸出率 ％ （ 3）閃蒸槽出口溶液組成 尿素：水 =75:24(重量比 ) 計算 尿素合成塔排出溶液總氨量 ， CO2含量 總過剩氨量： 3444 = （ 1） 閃蒸槽排出尿液 尿素 CO2 （ ） = NH3 ()+3444 = H2O 2475 = 縮二脲 6Kg （ 1） 閃蒸槽排出氣體 CO2 = NH3 = H2O = 條件 （ 1）一段蒸發(fā)器操作條件 壓力 P= 溫度 t=130℃ （ 2）一段蒸發(fā)器出口尿液組成 溶液中所含的氨與二氧化碳經(jīng)一段蒸發(fā)后全部氣化進入氣相，溶液中尿素：水 =95:4(重量比 ) （ 3） 一段蒸發(fā)氣夾帶尿素 ，蒸發(fā)過程生成縮二脲 ，水解尿素 計算 （ 1）水解尿素計算 消 耗尿素 消耗水 1860 = 生成 CO2 4460 = 生成 NH3 21760 = (2)生成縮二脲計算 生成縮二脲 1Kg 生成 NH3 117103 = 消耗尿素 1260103 = （ 3） 一段蒸發(fā)器出口尿液 尿素 = 水 495 = 縮二脲 6+1=7Kg （ 2） 一段蒸發(fā)器出口氣體 尿素 CO2 += NH3 ++= H2O = 將一頓尿素換算成 25t／ h 可得物料衡算表 1 物料 組份 閃蒸槽出口尿液 一段蒸發(fā)后尿液 一段蒸發(fā)蒸汽 閃蒸槽出口氣體 Kg/h W％ Kg/h W％ Kg/h W％ Kg/h W％ Ur Bi CO2 NH3 H2O O2 N2 總計 溫度（ ℃ ） 106 130 130 106 壓力（ Kpa） 條件 （ 1）二段蒸發(fā)器操作條件 壓力 P= 溫度 t=140℃ （ 2）二段蒸發(fā)蒸汽夾帶尿素 ，蒸發(fā)過程中水解尿素 ，生成縮二脲2Kg。 計算 （ 1）水解尿素計算 消耗尿素 消耗 H2O 1860 = 生成 CO2 4460 = 生成 NH3 21760 = (2)生成縮二脲計算 生成縮二脲 2Kg 生成 NH3 217103 = 消耗尿素 2260103 = （ 3） 二段蒸發(fā)器出口熔融尿素 造粒、包裝過程隨空氣及泄露尿素帶走的水忽略不計，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 = 條件 （ 1）生成縮二脲 （ 2）造粒粉塵損失尿素 （ 3）成品包裝儲運損失尿素 （ 4）隨漏損尿素帶走的水、縮二脲忽略不計。 （ 5）進出造粒塔的 空氣數(shù)量不變，不作計算。 計算 （ 1）生成縮二脲計算 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 += 將一頓尿素換算成 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 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 CO