【正文】 則 輸出的 各組分 : atakgm CO /39。 3 ??????? atakgm C ON HNH /39。 2 ????????? 又 合成塔 里的 反應(yīng) 為 : QNHCONHCONH ??? 224232 QOHNHCONHCONH ??? 222224 )( 那么 生成的甲銨量 atm / 455 ??????? 消耗的液氨 量 atm / 475 ???????? 則過(guò)量的氨 量 atm /)( 44 ????? 反 應(yīng) 過(guò) 程 NH3 CO2 H2O NH2CONH2 單位 :105kmol/a NH3 CO2 H2O 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第二章 物料衡算 7 合成塔物料平衡 數(shù)據(jù) 表 表 21 合成塔的物料平衡表 輸 入 輸 出 組 分 104t/a 105kmol/a 組 分 104t/a 105kmol/a NH3 CO2 H2O NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 總 計(jì) 總 計(jì) （ 說(shuō)明 :進(jìn)出物料差 : ak mol /)( 55 ???? ,為合成反應(yīng)因生成尿素而減少的摩爾數(shù) .） 因二氧化碳還以甲銨液形式出料則 合成塔輸出物料還可表示為 : 單 位 :(104t/a) CO(NH2)2 : CO(NH2)2 : % CO2: 或 NH4COONH2: % NH3: 氨水 : % H2O: 其中 : NH3 H2O 總計(jì) 總計(jì) 一段分 離器 反應(yīng) 框圖 與已知數(shù)據(jù) 查 [1]知 一段分解塔出口溶液中各組分所占的百分?jǐn)?shù)為 : CO2: NH3: H2O: CO(NH2)2: 圖 23 一段分離器物料方框簡(jiǎn)圖 一段分離器 A (104t)/a 溶液 CO2? NH3? H2O? 104 t/a 溶液 104 t/a 溶液 CO2? NH3? H2O? CO(NH2)2? 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第二章 物料衡算 8 物料計(jì)算 計(jì)算 基準(zhǔn) :5 萬(wàn)噸成品尿素 由質(zhì)量守恒定律有 :A=() 104 = 104 t/a 一 段 分解塔出口溶液中各組分含量為 : ak m olatm NH /??????? ak m olatm CO /??????? ak m olatm OH /??????? ak m o latm C ON HNH /??????? 則 一 段 分塔出口氣體中各組分含量為 : 由質(zhì)量守恒有 : ak m olatm NH /)( 54439。 2 ??????? ak m olatm OH /)( 54439。 3 ??????? ak m olatm CO /105 2 )0 3 8 ( 54439。 2 ??????? 生成的甲銨量 : atm /100 6 9 45 ????? 消耗的液氨量 : atm /100 3 0 8 45 ?????? 過(guò)量的液氨量 : atm /100 2 7 )0 3 0 5 8 ( 44 ????? 二段分解塔物料平衡數(shù)據(jù)表 表 23 二段分解塔物料平衡 表 輸 入 輸 出 組 分 104t/a 105kmol/a 組 分 104t/a 105kmol/a NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 一段分解出口氣體 NH3 CO2 H2O 一段分解出口液體 NH3 CO2 H2O CO(NH2)2 縮二脲 : 總 計(jì) 總 計(jì) )()(2 32222 gNHC O N H C O N HNHCONH ?? (注 :表中忽略該反應(yīng)生成的氨氣量 ) 二段分解塔出口液體物料組成還可表示為 : 單位 :(104t/a) CO(NH2)2 : CO(NH2)2 : CO2: 或 NH4COONH2: NH3: 氨水 : H2O: 其中 : NH3 H2O 縮二脲 : 縮二脲 : 總計(jì) 總計(jì) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第三章 熱量衡算 11 第三章 熱量 衡 算 合成塔 工藝條件 NH3(l)進(jìn)入塔壓力 221atm , t℃ CO2(g)進(jìn)入塔壓力 221atm , 125℃ H2O(l)進(jìn)入塔壓力 221atm , 100℃ 221atm , 190℃ 流程 簡(jiǎn) 圖 C O2( g )2 2 1大 氣 壓 ， 1 2 5 ℃N H3( l )2 2 1大 氣 壓 ， t ℃H2O ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 0 0 ℃N H3( l )過(guò) 量2 2 1大 氣 壓 ， t ℃C O2( g )1大 氣 壓 ， 2 5 ℃N H3( l )1大 氣 壓 ， 2 5 ℃△ H1△ H2△ H1 0H2O ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃N H3( l )過(guò) 量2 2 1大 氣 壓 ， 1 3 2 . 5 ℃ ( Tc)△ H3反 應(yīng)氨 基 甲 酸 銨 ( s )1大 氣 壓 ， 2 5 ℃氨 基 甲 酸 銨 ( s )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃△ H5熔 融氨 基 甲 酸 銨 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃△ H6H2O ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃汽 化N H3( g )2 2 1大 氣 壓 ， 1 3 2 . 5 ℃△ H4N H3( g )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃混 合液 化N H3( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃N H3( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃氨 基 甲 酸 銨 ( l )水 ( l ) 尿 素 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃2 2 1大 氣 壓 ， 1 5 0 ℃水 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃△ H7氨 基 甲 酸 銨 ( l )尿 素 ( l )2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃2 2 1大 氣 壓 ， 1 9 0 ℃△ H8△ H9△ H1 1 △ H1 2 △ H1 3 △ H1 4 △ H1 5 △ H1 6 圖 31 合成塔熱量衡算結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 熱 量 計(jì)算 計(jì)算基準(zhǔn) :25℃ 1H? 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第三章 熱量衡算 12 由 CO2 TS 圖 [1]查得 : 221atm,125℃ 時(shí) i =166 kgkcal/ 1atm, 25℃ 時(shí) i =174 kgkcal/ ak c alimH /)166174( 741 ????????? 2 .當(dāng)量氨降溫降壓及汽化吸熱 2H? 由 NH3 PI log? 圖 [1]查得 : 221atm ,t℃ 時(shí) i =xi kgkcal/ 1atm ,25℃ 時(shí) i =260 kgkcal/ ak c a liiimH XX /10) 0 8(10)2 6 0( 772 ?????????? 3H? (放熱 ) 查 [3]氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) (理化數(shù)據(jù) )有 : 1atm,25℃ 時(shí) ,固體甲銨的生成熱為 : km olkcalH /26990?? ak c a lH / 4 6 8102 6 9 9 753 ???????? 4H? 查 [3]得 固體甲銨由 25℃ 升溫至 150℃ 時(shí)的熱焓 差 值為 5260 kmolkcal/ ak c a lH / 7 5105 2 6 754 ?????? 5H? 固體甲銨在 150℃ 時(shí)的熔融熱 [1]為 : km olkcalH /4850?? ak c a lH / 2 34 8 5 755 ?????? 6H? 尿素在 150℃ 時(shí)的生成熱為 5220 kmolkcal/ ak c a lH / 2 95 2 2 756 ?????? 7. )( 16987 HHHH ??????? 反應(yīng)熔融物升溫吸熱 混合物比熱 查 [1]得 :取 %氨水的比熱為 : )/( ℃?kgkcal . 尿素的比熱為 : )/( ℃?kgkcal 甲銨的比熱為 : )/( ℃?kgkcal )/( ℃????????? kgk c alC p ak c alHHHH /)150190( 7716987 ?????????????? 10H? 定性溫度為 : 1252 150100 ?? ℃ 查 [3]得 125℃ 時(shí) , PC = )/( ℃?kgkcal 則 10H? =n PC T? = ak c a l /)100150( 75 ?????? 11H? 定性溫 度為 ℃17 02 19 015 0 ?? 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第三章 熱量衡算 13 查 [3]得 170℃ 時(shí) , PC = )/( ℃?kgkcal 則 11H? =n PC T? = ak c a l /)1