【正文】 液濃度降低，影響合成率。 (2) 壓力 從氣提的要求來看，采用較低的氣提操作壓力，有利于甲銨的分解和過量氨的解吸，這樣能減少低壓循環(huán)分解的負(fù)荷，同時(shí)提高氣提效率。工業(yè)生產(chǎn)上，氣 11 提塔操作溫度一般選為 190 度左右。所以 ，在設(shè)備材料允許的情況下，應(yīng)盡量提高氣提操作溫度，以利于氣提過程的進(jìn)行。被處理過的水從水解器出來到下段頂部，在此剩余的 NH3 被直接加入到塔底的 飽和蒸汽汽提出來，離開塔頂?shù)臍怏w與水解塔 R102 頂部氣體和低壓分離器 V103 的氣體混合進(jìn)入 E108 進(jìn)行冷凝回收。工藝水 在最頂端進(jìn)料 。 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迹撍楦￠y塔板。 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）。 開停車過程中排出的尿液收集于尿液槽（ T101）中，再經(jīng)尿液回收泵（ P109A/B）輸送到尿液濃縮系統(tǒng)。 9 (3) 尿液的濃縮和造粒 由 P106 送來的尿液被送到一段真空濃縮器（ E114） ,用 蒸汽加熱，汽液混合物進(jìn)入一段真空分離器（ V114）進(jìn)行汽液分離： （ 1） 氣相與真空預(yù)濃縮分離器的氣相混合后進(jìn)入一段真空第一表冷器（ E151A/B） ,冷凝后液相進(jìn)入工藝?yán)淠翰郏?T102） ,氣相與調(diào)節(jié)一段真空系統(tǒng)操作壓力的空氣混合，通過 PV9502 被 的蒸汽由一段真空系統(tǒng)第一噴射器（ EJ151）抽到一段真空第二表冷器（ E152） ,冷凝后，液相進(jìn)入 T102，氣相經(jīng)一段真空系統(tǒng)第二噴射器（ EJ152）抽入到一、二段真空系統(tǒng)公用表冷器（ E156） ,冷凝后，液相進(jìn)入 T102，氣相最終放空； （ 2） 液相通過壓差尿液自動進(jìn)入二段真空濃縮器（ E115）。 從低壓分解塔分離器頂部出來的氣體與來自解吸塔、水解器的氣體以及 P103 泵送過來的碳銨液和 P114 泵送過來的工藝?yán)淠阂黄疬M(jìn)入低壓冷凝器 ,用循環(huán)水進(jìn)一步冷凝，冷凝下來的碳銨液和不凝氣體進(jìn)入碳銨液儲槽 ,碳銨液通過中壓碳銨液泵（ P103A/B）通過 真空預(yù)濃縮器 E104 送到 （ C101） ，其中的惰性氣體進(jìn)入低壓惰性氣體洗滌塔（ C104） ,用蒸汽冷凝液冷卻后作吸收液吸收，通過低壓氨吸收塔（ E112）后進(jìn)入 V106，不凝氣放空。中壓吸收塔 底部溶液通過高壓甲銨泵加壓到 送到甲銨冷凝器 中，返回合成圈。 從中壓分解塔分離器 頂部出來的含有氨和二氧 化碳的氣體先送到真空預(yù)濃縮器 殼程中，被中壓碳銨液泵送來的碳銨液吸收，其吸收和冷凝熱用來蒸發(fā)尿液中的部分水份，然后進(jìn)入中壓冷凝器用冷卻水冷卻，最終進(jìn)入中壓吸收塔 . 中壓吸收塔為泡罩塔，它用氨升壓泵來的液氨和氨水泵送來的氨水共同洗滌二氧化碳。 (2) 分解和回收 分解和回收分 中壓分解回收、 低壓分解回收和 真空分解回收三段降壓進(jìn)行。尿液順降膜交換器流下，同時(shí)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。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）。 尿素的工藝流程 (1) 尿素合成及高壓回收 液氨由氨庫送來通過氨回收塔 （ C105）后進(jìn)入氨回收槽（ V105），然后通過氨 （ P105A/B）加壓到 分兩路，一路少量進(jìn)入中壓吸收塔（ C101）作為頂部回流氨，另一路大量進(jìn)入高壓液氨泵（ P101A/B）加壓到 進(jìn)入甲銨噴射器（ L101），作為驅(qū)動液將來自甲銨分離器（ V101）的甲銨液增壓 后混合一起進(jìn)入尿素合成塔（ R101）。 然后是液態(tài)甲銨脫水生成尿素，稱為甲銨脫水反應(yīng) NH2COONH4→CO(NH 2)2+mol 2NH3+CO2→NH 2COONH4+ 課題的內(nèi)容 主要進(jìn)行工藝概述，工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、熱量衡算、主要設(shè)備計(jì)算與選型，并繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖和主要設(shè)備圖。 本課題的意義和內(nèi)容 課題的意義 對尿素生產(chǎn)后的工藝?yán)淠褐邪保趸?，尿素的解吸回收具有很重要的意義，因?yàn)榘焙投趸际呛铣赡蛩氐闹饕?，在尿素生產(chǎn)完成后的后續(xù)工藝?yán)淠禾幚硐到y(tǒng)中，將溶液中的氨，二氧化碳解吸，尿素水解后再解吸，這樣可以將氨等組分解吸返回其他系統(tǒng)回收利用，不但可以減少原料的消耗，降低生 產(chǎn)成本，防止溶液中的氨等組分對設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕，而且將工藝水中氨含量解吸到符合排放要求排放，是降低對環(huán)境污染程度的有效途徑。能耗低、生產(chǎn)費(fèi)用低。 ○ 4 工藝?yán)淠禾幚怼?○ 2 分解和回收 。 氨汽提法 氨汽提法就是把合成塔排出的合成反應(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，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。但是較低的氨碳比又使得在高壓部分物料對設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重。便于采用蒸汽透平驅(qū)動的離心式二氧化碳壓縮機(jī)，對強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力和提高熱能利用十分有利。因此，需要巨大的高層結(jié)構(gòu)來支撐設(shè)備。 (3) 二氧化碳?xì)馓岱ㄖ械母邏翰糠?，如高壓冷凝器的甲銨液及來自高壓洗滌器的甲銨液，均采用液位差使液氣物料自流返回合成系統(tǒng)，不需用甲銨泵輸送，不僅可以節(jié)省設(shè)備和動力，且操作穩(wěn)定。 (2) 高壓冷凝器與合成等壓下冷凝氣提氣，冷凝溫度較高，返回合成塔的 水量較少，有利于轉(zhuǎn)化率的提高。從而免去了操作條件苛刻、腐蝕嚴(yán)重的一段甲銨泵。 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。由于該工藝高壓系統(tǒng)的操作壓力高達(dá) Mpa，并且一段甲銨液的工藝要求溫度高達(dá) 90℃ 左右，所以一段甲銨泵和液氨泵的運(yùn)行周期較短、檢修維護(hù)時(shí)間較多、維修費(fèi)用較高。 但也存在不足 ，水溶液全循環(huán)尿素工藝生產(chǎn)裝置的工藝流程較長，在操作調(diào)節(jié)方面不如氨氣汽提法生產(chǎn)尿素工藝簡單、方便。由于氨碳比控制的較高，中低壓分解系統(tǒng)溫度控制適當(dāng)，尿素產(chǎn)品質(zhì)量較容易控制，一般可以控制在優(yōu)級品范圍內(nèi)。氨碳比控制的較高，一般摩爾比為 左右 ，工藝介質(zhì)對生產(chǎn)裝置的腐蝕性較低，由于氨碳比控制的較高，二氧化碳?xì)怏w中氧含量控制的較低，并且尿素合成塔操作壓力為 ，操作溫度為 188～190℃ ，所以水溶液全循環(huán)生產(chǎn)尿素工藝中二氧化碳轉(zhuǎn)化率較高，一般能達(dá)到 42%68%，經(jīng)過尿素合成塔塔板的改造，有的企業(yè)已經(jīng)達(dá)到 68%以上。 我國尿素廠多數(shù)采用水溶液全循環(huán)法。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。 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。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。 尿素的生產(chǎn)方法簡介 按未反應(yīng)物的循環(huán)利用程度，尿素生產(chǎn)方 法可分為不循環(huán)法、半循環(huán)法和全循環(huán)法三種。我國自 20 世紀(jì) 70 年代開始引進(jìn) CO2 氣提法工藝的大型裝置，目前共有 15 套大型裝置（全套引進(jìn)或合作設(shè)計(jì)、采購）， 6 套中型裝置以及 2 套小型裝置（均為國內(nèi)自行設(shè)計(jì)、自行制造設(shè)備）。 我國已建及在建的尿素生產(chǎn)裝置 共 110 套，總生產(chǎn)能力為 58680 噸 /天，占世界總生產(chǎn)能力的 20%。到目前為止，全世界已建成及在建的尿素裝置總數(shù)達(dá) 450 套，總生產(chǎn)能力為301800 噸 /天。 以尿素生產(chǎn)工藝的發(fā)展歷史而言，實(shí)現(xiàn)全循環(huán)是一次工藝技術(shù)的飛躍； 它割掉了尾氣氨加工制造其他氮肥的碩大尾巴；而實(shí)現(xiàn)高壓合成圈等壓氣提回收則是 尿素工藝技術(shù)的又一次飛躍，在高壓圈內(nèi)回收了大量的未反應(yīng)物，從而大幅度減輕下游分解及回收的負(fù)荷，而且回收了用于分離未反應(yīng)物所耗的熱量，用來副產(chǎn)低壓蒸汽以用于下游工序，至于節(jié)能型尿素工藝的問世，只能視為尿 素氣提工藝經(jīng)過十幾年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，作出了較為重大的合理化改造， 使氨基甲酸 銨生成熱更合理的回收利用，較大幅度地降低能耗，工藝技術(shù)更趨成熟， 裝置運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠 。隨之意大利Snamprogetti 工程公司開發(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。 60 年代期間，建立起日產(chǎn) 1000噸以上的單系列大型化裝置 。 50 年代末， 實(shí)現(xiàn)水溶液全循環(huán)法工藝的工業(yè)化生產(chǎn)。 20 世紀(jì) 30 年代 ,世界上首先以一次通過法實(shí)現(xiàn)尿素的工業(yè)化生產(chǎn) 。 3 尿素發(fā)展簡述 1773 年 ,Rouelle 首先在尿液中發(fā)現(xiàn)了尿素。尿素還可以用作巴比妥、潔齒劑和利尿劑等藥物的原料。目前 ,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ,全世界尿素作工業(yè)原料在總產(chǎn)量中占很大比重。在土壤中 ,尿素能增進(jìn)磷、鉀、鎂和鈣的有效性 ,且施入土壤后無殘存廢物。尿素屬中性速效肥料 ,長期施用不會使土壤發(fā)生板結(jié)。因此 ,尿素要在作物的需肥期前 4～8 天施用。縮二脲含量超過 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多或過于集中。在土壤中不殘留任何有害物質(zhì) ,長期施用沒有不良影響 ,但在造粒中溫度過高會產(chǎn)生少量縮二脲 ,又稱雙縮脲對作物有抑制作用。 尿素的用途 尿素的主要用途 :作化肥用、作飼料用、其它工業(yè)用 [2]。在酸性或中性溶液中尿素有水解作用，但在 60℃ 以下 尿素不發(fā)生水解作用。 尿素的化學(xué)性質(zhì) 尿素呈微堿性 ，可與酸作用生成鹽。尿素較易吸濕， 貯存要注意防潮。熔點(diǎn) ℃ 。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。 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 %。 對尿素生產(chǎn)后的工藝?yán)淠?中氨，二氧化碳 ，尿素的 解吸回收具有很重要的意義， 因?yàn)榘焙投趸际呛铣赡蛩氐闹饕?，在尿素生產(chǎn)完成后的后續(xù)工藝?yán)淠禾幚硐到y(tǒng)中，將溶液中的氨，二氧化碳解吸，尿素水解后再解吸，這樣 可以將氨 等 組分 解吸返回其他系統(tǒng)回收 利用，不但 可以 減少原料的消耗，降低生產(chǎn)成本，防止溶液中的氨等組分對設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕，而且將工藝水中氨 含量解吸到符合排放要求排放， 是降低對 環(huán)境污染 程度 的有效途徑。 中國尿素工藝始于 1957 年 ，氨氣提工藝始于 1971 年 。尿素易溶于水和液氨，其溶解度隨溫度升高而增大 。超過熔點(diǎn)則分解。密度 。純尿素為無色、無味、無臭的針狀或棱柱狀結(jié)晶體。 Heat balance。 Process water。 關(guān)鍵詞 :尿素生產(chǎn) 氨汽提 工藝水 物料衡算 熱量衡算 設(shè)備計(jì)算 II The snam ammonia stripping hydrolysis system design of annual output of 20xx00 tons of urea Abstract:Urea is a kind of important chemical fertilizers and industrial raw materials,which is widely used throught the countries are mitted to the urea production system the desorption of ammonia、 carbon dioxide、 urea is important, condensate treatment plant was contantly amount of waste liquid of ammonia is not more than it is more than this number ,it does not meet the standards. The goal of this design is annual output of two hundred thoused system process flow was designed, mat