【正文】 ....................... 22 :NH4 ..................................................................................................... 22 .................................................................................................................... 23 ......................................................................................................... 24 氨碳比的公式及應(yīng)用 ................................................................................................ 26 水碳比的公式及應(yīng)用 ................................................................................................ 27 ......................................................................................................... 27 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 第一章 工藝技術(shù)規(guī)程 尿素裝置是 1988 年經(jīng)國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)立項(xiàng)， 與合成氨裝置一同 建成 。于 1994 年開(kāi)工建設(shè)， 1996 年建成投產(chǎn)。 整個(gè)裝置工藝特點(diǎn)： 配有與合成塔等壓的氨汽提塔，氨汽提分離出的 NH3和 CO2，在合成壓力下冷凝返回合成塔，其冷凝熱可以產(chǎn)生低壓蒸汽，節(jié)約能源。 在合成回路中采用液氨為動(dòng)力的噴射器來(lái)循環(huán)甲銨，節(jié)省投資，運(yùn)行穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)中低壓兩段未反應(yīng)物回收系統(tǒng)，操作彈性大。 液 NH3： 狀態(tài)：液態(tài) 壓力：≥ (A) 溫度：≤ 35℃ 組分： NH3： % （ wt） min 水份： % （ wt） max 油： ＜ 8ppm (wt) max 溶解氣：＜ % （ wt） max CO2： 狀態(tài)：氣態(tài) 壓力：≥ (A) 溫度：≤ 35℃ 組分： CO2： % 體積含量 H2S：＜ 6mg/Nm3 (以 S計(jì) ) 惰性氣體： ＜ % （體積）（ H2＜ %） H2O：飽和 甲 醇：＜ 150ppm （體積） max 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 工藝原理 尿素合成原理 由液氨和二氧化碳?xì)怏w在高溫和高壓下合成尿素 ,這是一個(gè)可逆的放熱反應(yīng) ,實(shí)際上合成尿素的過(guò)程分為二步進(jìn)行。 汽提原理 合成塔出來(lái)的尿液混合物中 ,過(guò)剩的氨在 汽 提塔受熱釋放出來(lái) ,使氣相中的氨分壓增加 ,氣相中的二氧化碳分壓降低 ,原來(lái)的氣液平衡被打破 ,使液相中的二氧化碳不斷析出到氣相 ,從而使甲銨分解 ,如此連續(xù)進(jìn)行一個(gè)過(guò)程 ,達(dá)到了氨自身汽提的目的。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 吸收原理 氨和二氧化碳吸收過(guò)程是一個(gè)氣體溶解在液體中的物理過(guò)程，同時(shí)又是伴有化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)吸收過(guò)程，其反應(yīng)式為： 2NH3+CO2 NH2COONH4+Q 氨與二氧化碳不但有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，而且吸收過(guò)程是體積減小的過(guò)程，所以增加壓力有利于氨與二氧化碳生成甲銨，同時(shí)能加快吸收速率。 解吸原理 解吸是吸收的逆過(guò)程。 水解原理 尿素的水解就是氨和二氧化碳生成尿素的逆反應(yīng)，其反應(yīng)式為： CO(NH2)2+H2O 2NH3+CO2Q 這是一個(gè)吸熱的反應(yīng)，升高溫度有利于水解反應(yīng)的進(jìn)行；減少生成物氨的濃度有利于水解反應(yīng)的進(jìn)行； 停留時(shí)間長(zhǎng)，水解反應(yīng)進(jìn)行的更完全，所以裝置采用 (A)的過(guò)熱蒸汽做為水解器的熱源，同時(shí)采用先將工藝?yán)淠褐械陌苯馕龀鰜?lái)再進(jìn)行水解的方式和設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的停留時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)工藝?yán)淠褐械哪蛩貜氐姿?。尿素溶液蒸發(fā)是將尿液加熱到沸騰，使其中的水汽化而與尿素分離的過(guò)程。 縮二脲生成反應(yīng)： 2CO(NH2)2→ NH2CONHCONH2+NH3↑ 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 二氧化碳?jí)嚎s工序 將界區(qū)外來(lái)的壓力為 (A)，溫度為 35℃的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮機(jī) K101 四段壓縮后 ,壓力為 (G),溫度為 113℃送入尿素合成塔。 在二氧化碳?jí)嚎s機(jī)二段出口設(shè)有甲醇洗滌塔 ,用水洗去二氧化碳?xì)怏w所夾帶的甲醇 ,使二氧化碳?xì)庵械募状己啃∮?150ppm。透平蒸汽冷凝液送到界區(qū)外。 未生成尿素的氨和二氧化碳，一部分以氨基甲酸銨的形態(tài)存在，一部分 以游離氨的形態(tài)存在。 分解和析出的氨和二氧化碳和從中壓返回的甲銨在甲銨冷凝器內(nèi)冷凝，經(jīng)甲銨噴射器抽送返回合成塔。 中低壓甲銨分解和回收工序 在 (G)壓力下的中壓分解及回收工序 : 在中壓分解器內(nèi) ,用 (G)增壓蒸汽和 (G)的蒸汽冷凝液加熱到北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 158℃ ,使溶液中的氨和二氧化碳析出 ,尿素溶液濃度從 %(W)增濃到 %(W)。未被吸收的氨在氨冷凝器內(nèi)冷凝后，再返回系統(tǒng)使用。尿素溶液增濃到 %(W)。 尿素濃縮及造粒工序 分為真空預(yù)濃器、一二段濃縮及造粒。閃蒸汽進(jìn)入真空冷凝系統(tǒng)。 經(jīng) (A),128℃下的一段濃縮和 (A)138℃二段濃縮 ,尿液濃度增濃到 %(W)以上。 真空冷凝系統(tǒng)的工藝?yán)淠核屯に嚴(yán)淠禾幚砉ば颉? 在水解器中，在壓力為 (G)236℃的條件下 ,尿素水解。析出的氨和二氧化碳進(jìn)入蒸餾塔上部，一起返回低壓精制及回收工序。液氨在進(jìn)入 R101 之前，先在 E107 預(yù)熱至 94℃， 熱量來(lái)自 V103 的氣相和 C102的解吸氣，然后在 PIC1022 的控制下用作 L101 的驅(qū)動(dòng)液體，在此，將來(lái)自 V101的甲銨加壓到大于合成壓力，從 R101 底部進(jìn)入，在 R101里和 CO2反應(yīng)。 尿液經(jīng) R101 頂部溢流管出來(lái)，進(jìn)入中壓蒸汽 ()加熱的降膜式汽提塔E101，混和物呈降膜流下而被加熱，溶液中的 CO2量由于從溶液中沸騰逸出的氨汽提作用而減少，尿液送往中壓系統(tǒng)。 中壓、低壓尿素的提純和回收 離開(kāi) E101 底部的尿液，通過(guò) LV1011 減壓至 (G)進(jìn)入 V102，此設(shè)備分三層，上層是分離器，中部為分解器，下部為儲(chǔ)槽。 離開(kāi) V102的氣體 (富含 NH3， CO2)被 P103 來(lái)的碳銨液吸收后進(jìn)入 E113 殼側(cè)，加熱其管側(cè)尿液，冷凝后的氣液混和物進(jìn)入 E106，進(jìn)行再次冷凝，其出口溫度被調(diào)節(jié)閥 TIC1026 控制在 80℃。 C101 是泡罩型塔盤，塔上部有來(lái)自 P107的氨水，用來(lái)吸收 CO2。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 從 C101 頂部出來(lái)的氨氣，連同惰氣經(jīng) E109 被循環(huán)水部分冷凝后，液相和氣相均送往 V105，被氨飽和的情氣離開(kāi) V105 進(jìn)入 C105，含有殘余氨的惰氣，送入 E111冷凝，并與來(lái)自 E110 的水逆流接觸，吸 收氣氨，吸收熱由 E111 的冷卻水帶走， E111底的氨水由 P107 送 C101 作吸收頂部 CO2用，出 C103 的惰氣在 PIC1026 控制下，送排氣系統(tǒng)進(jìn)行排放。溶液進(jìn) V103 后閃蒸，閃蒸汽與 C102 出來(lái)的工藝汽混合，首先進(jìn)入 E107 被部分吸收和冷凝后，再送E108進(jìn)行冷凝，冷凝熱被 E108 的冷卻水帶走。 含有 NH CO2的惰氣進(jìn)入 El12與來(lái)自 C104的蒸汽冷凝液接觸，吸收殘余的 NH3和 CO2，液相返回 V106，氣相經(jīng) PIC1033 控制放空。 L103 的尿液經(jīng)液位閥 LV1022 減壓后，在 (A)壓力下膨脹進(jìn)入真空預(yù)濃縮系統(tǒng) V104，閃蒸后氣相送往真空冷凝液系統(tǒng)，液相經(jīng) E113 加熱分 解甲銨后，收集在下部 L104 內(nèi)，經(jīng) P106 送蒸發(fā)系統(tǒng)。一同抽走的還有 V104 氣相。 尿素造粒 來(lái)自 P108 的熔融尿素經(jīng) LV1025 控制送往造粒噴頭 L109， L109 的轉(zhuǎn)速控制在 180290rpm，離開(kāi) L109 的顆粒尿素與冷空氣逆向接觸，使之固化，落在造粒塔底部的尿素經(jīng)刮料機(jī)送往皮帶系統(tǒng)最后去成品車間。 C102 的氣提蒸汽為 (G)的增壓蒸汽，其流量由 FV1015 控制，在 R102中尿素的水解，所需的熱量由 (G)的蒸 汽提供，其流量由 FV1016 控制。 蒸汽系統(tǒng) 從界區(qū)來(lái)的蒸汽一路作為 DSTK101 的驅(qū)動(dòng)蒸汽，一路作為 R102 中尿素水解用蒸汽，此蒸汽等級(jí)為 (G)， 370℃ 來(lái)自 DSTK101 的抽汽壓力為 (G)溫度為 323℃的過(guò)熱蒸汽，去 V109 飽和，產(chǎn)生 (G)的飽和蒸汽，此蒸汽用作 E101 加熱和產(chǎn)生 (G),158℃增壓蒸汽。 沖洗管網(wǎng) 來(lái)自界區(qū)的脫鹽水進(jìn)入 V110，液位由 LV1035A/B 控制，從 V110 來(lái)的脫鹽水經(jīng)P110升壓后，分別由 PV1042， PV1045 控制，產(chǎn)生 (G)， (G)的低壓及中壓沖洗水，另外從 P110 出口再經(jīng) P111升壓，由 PV1044 控制產(chǎn)生 (G)的高壓沖洗水。在三段入口之前，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)有二段放空閥 HV1002 和二回一閥 HV1003，在開(kāi)停車過(guò)程中使用。 CO2氣體在三段分離器中分離水份后進(jìn)入四段，氣體被壓縮到 、 113℃左右，送往尿素合成塔。 蒸汽系統(tǒng)流程 蒸汽管網(wǎng)中 ℃的主蒸汽進(jìn)入界區(qū) ,經(jīng)過(guò)切斷閥并通過(guò)汽輪機(jī)高壓事故快關(guān)閥和主蒸汽調(diào)節(jié)閥后 .由噴嘴高速噴向汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的葉片 ,經(jīng)能量轉(zhuǎn)換并使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) .蒸汽通過(guò)高壓缸做功后一部分抽出 ,去尿素裝置 ,其壓力為 ,溫度為323℃ .另一部分進(jìn)入低壓缸和少量壓力為 、溫度為 147℃的低壓蒸汽混合 做功 ,最后 ,降溫降壓成乏汽 ,在冷凝器 E122 中冷凝 .不凝氣體通過(guò)噴射器 L127A/B 和L128A/B及噴射冷凝器 E127抽吸和冷凝 ,使 DSTK101產(chǎn)生必要的真空 ,可有效的提高透平的效率 . 透平冷凝液流程 做功后的乏汽在表面冷卻器 E122中大部分被冷凝 .不凝氣體及未被冷凝的一部分蒸汽被抽汽器抽走 ,經(jīng)兩級(jí)抽汽冷凝器 E127抽吸和冷凝 ,冷凝液回到表冷器 .從表冷器北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) E122 出來(lái)的冷凝液送至透平冷凝液泵 P118A/B,并由該泵送出界區(qū) .P118A/B 泵出口設(shè)有低流量保護(hù)閥 FV1026 和液位控制閥 LV1038,以保證 P118A/B 的穩(wěn)定運(yùn)行和 E122 液位的穩(wěn)定 . 潤(rùn)滑油系統(tǒng)流程 潤(rùn)滑油從油箱 T121 底部進(jìn)入油泵 P121A/B,加壓至 左右 ,分成兩路 :一路經(jīng)油冷器 E126A/B 后 ,油溫降至 45℃左右 ,再經(jīng)潤(rùn)滑油過(guò)濾器 S121A/B,由 PCV1069 壓力自調(diào)閥減壓至 ,做為機(jī)組的潤(rùn)滑油 .潤(rùn)滑油通過(guò)各自的限流孔板送往壓縮機(jī)和汽輪機(jī)的軸承、聯(lián)軸節(jié)等潤(rùn)滑點(diǎn)，最后匯集到回油總管返回油箱。 控制油流程 控制油是從油泵 P121A/B加壓到 ,經(jīng)過(guò)過(guò)濾器 S122A/B后進(jìn)入啟動(dòng)器 1800, 啟動(dòng)器上裝有電機(jī) ML125 和手動(dòng)裝置 1810,控制開(kāi)車油和