【正文】 .................................................................................................... 23 氣相傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算 .............................................................................................. 24 氣相傳質(zhì)單元高度的計(jì)算 .......................................................................................... 25 填料層壓降的計(jì)算 ......................................................................................................... 26 塔體厚度的計(jì)算 ............................................................................................................ 27 輔助設(shè)備的選型 ............................................................................................................. 28 液體分布裝置 .............................................................................................................. 28 液體再分布器 .............................................................................................................. 28 填料支承板 .................................................................................................................. 28 填料壓板 ...................................................................................................................... 28 結(jié) 論 ......................................................................................................................................... 30 致 謝 ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 31 附 錄 ......................................................................................................................................... 32 附錄 A: 尿素生產(chǎn)中壓系統(tǒng)工藝流程圖 ............................................................................ 32 附錄 B: 填料吸收塔設(shè)備圖 ................................................................................................ 32 I 年產(chǎn) 20萬(wàn)噸水溶液全循環(huán)法制尿素中壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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。 尿素生產(chǎn)工藝是典型的化工生產(chǎn)工藝之一。由于氣提法技術(shù)還有很多限制，因此選擇技術(shù)比較成熟的水溶液全循環(huán)法。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：（ 1）闡述了前人對(duì)尿素生成的研究概況，分析了現(xiàn)存工藝流程的優(yōu)缺點(diǎn)，在成型熱力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，建立了合適的工藝流程； （ 2）根據(jù)選擇的工藝流程，以尿素生產(chǎn)和消耗為目標(biāo)，對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算。 關(guān)鍵詞： 水溶液全循環(huán) 物料衡算 熱量衡算 設(shè)備選型 II Urea production process design of medium system in aqueous solution total recycle 200kt /a Abstract： Urea is one of the important nitrogenbased fertilizers and industrial raw materials, which is widely used around the world . Since its production was industrialized in 1922, urea process has attracted much research from different country. Innovation and achievement has been made in the synthesis mechanism, thermodynamic property and process flow. The urea production process is one of the typical chemical production processes. Today the world production process of Urea are total recycle of the aqueous solution , carbon dioxide stripping process, and ammonia stripping process . There are many restrictions in stripping technology, so we select the technology of total recycle of the aqueous solution, which is relatively mature .This article describes the basic profiles of the urea production process , the aqueous solution of the full cycle of urea production process and characteristics. This work is started with the thermodynamic parameters of the urea production, then the process flowcharting is researched .So urea production process is developed in order to guide the production. The main content of this paper are as follows: (1)ureagenerated profiles, which was presented by former, is summarized the advantages and disadvantages of the existing process , establishing a suitable process forming based on the thermodynamic parameters。 (3)According to the design data , we use Auto CAD to draw process flow diagrams , and major equipment installation . Key words： circulation of the aqueous solution。 heat balance 。純尿素為無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的針狀或棱柱狀結(jié)晶體。 目前國(guó)外工藝主要有斯塔米卡邦 (STAMICARBON) CO2 氣提工藝，斯那姆氨氣提工藝和東洋工程公司的改良 ACES 工藝。相對(duì)于國(guó)外工藝水溶液全循 環(huán)法比較落后，但 該工藝充分分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有尿素生產(chǎn)技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用成熟高效的技術(shù)成果，抓住節(jié)能、節(jié)資的關(guān)鍵，優(yōu)化工藝、優(yōu)選設(shè)備顯現(xiàn)了節(jié)能節(jié)資的優(yōu)勢(shì)。 本設(shè)計(jì)目的和意義在于了解合成尿素在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，以及國(guó)內(nèi)外尿素企業(yè)采用的工藝，了解各種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)合成尿素車(chē)間進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 2 第 1章 綜 述 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 %。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 ， 密度 ， 熔點(diǎn) ℃ ， 超過(guò)熔點(diǎn)則分解 。尿素易溶于水和液氨，其溶解度隨溫度升高而增大。但尿素不能使一般指示劑變色。隨著溫度的升高，水解速度加快，水解程度也增大。在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應(yīng)，縮聚成脲醛樹(shù)脂 [1]。 化肥作用 尿素是一 種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，也可用來(lái)生產(chǎn)多種復(fù)合肥料。我國(guó)規(guī)定肥料用尿素縮二脲含量應(yīng)小于 %。尿素是有機(jī)態(tài)氮肥，經(jīng)過(guò)土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。尿素是目前使用的含氮量最高的化肥。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。 作飼料用 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(guò)胃液長(zhǎng)時(shí)間作用，可以造成蛋白質(zhì)形態(tài)氮，故可以作為反雛動(dòng)物的飼料。主要有脲醛樹(shù)脂、塑料、油漆、和膠黏劑，尿素的縮合物三聚氰胺是一種較好的涂料。此外，尿素可以用作石油精制劑、 纖維軟化劑、炸藥穩(wěn)定劑等。 1828 年， Wohler 將氨和氰酸合成為尿素，開(kāi)辟了以無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物的先河。 40 年代中，改進(jìn)為部分循環(huán)法工藝； 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)。 60 年代期間，建立起日產(chǎn)1000 噸以上的單系列大型化裝置。隨之意大利Snamprogetti 工程公司開(kāi)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。 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(lái)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(wèn)世，只能視為尿素氣提工藝經(jīng)過(guò)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。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。 我國(guó)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%。我國(guó)自 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)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(gòu)）， 6 套中型裝置以及 2 套小型裝置（均為國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)、自行制造設(shè)備）。 尿素生產(chǎn)方法的簡(jiǎn)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。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。 水溶 液全循環(huán)法 20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)，全循環(huán)法在工業(yè)上獲得普遍采用。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。 我國(guó)尿素廠多數(shù)采用水溶液全循環(huán)法。氨碳 比控制的較高，一般摩爾比為 左右，工藝介質(zhì)對(duì)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(guò)尿素合成塔塔板的改造，有的企業(yè)已經(jīng)達(dá)到 68%以上。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(jí)品范圍內(nèi)。 5