最新版年产20万吨尿素斯纳姆氨汽提水解系统工艺设计毕业设计Word格式文档下载.docx

1、尿素 0.9%；二氧化碳 2.1%.其余为水。出料废液中的氨为 4 10-6kgtUr,尿素为零。生产组织制度：年工作为 8000小时，每小时生产 25吨尿素。关键词:尿素生产 氨汽提 工艺水 物料衡算 热量衡算 设备计算 The snam ammonia stripping of annual output of 200000 tons of urea Abstract:Urea is a kind of important chemical fertilizers and industrial raw materials,which is widely used throught the

2、world.Many countries are committed to the urea production system research.Because the desorption of ammonia、carbon dioxide、urea is important,condensate treatment plant was contantly transformed.The amount of waste liquid of ammonia is not more than 50ppm.If it is more than this number,it does not me

3、et the standards.The goal of this design is annual output of two was carried out,so that the system meets the requirements and the standards of emission.the compostion of feeding is that ammonia is four point seven percent,urea zero point nine pecent and carbon dioxide is two point one pecent,In the

4、 waste liquid,the content of ammonia is fourt mgtur,and urea is zero.the organization of production system:eight thousand is 25 tons per;Ammonia stripping;Process water;Material balance;Heat balance;Equipment calculation 引言引言 尿素的化学名称为碳酰二胺，分子式为 CO（NH2）2，分子量为 60.06,含氮量为46.65%。纯尿素为无色、无味、无臭的针状或棱柱状结晶体。工业

5、尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒。密度 1.335gcm3。熔点132.7。超过熔点则分解。尿素较易吸湿，贮存要注意防潮。尿素易溶于水和液氨，其溶解度随温度升高而增大。尿素的主要用途是作化肥用、作饲料用、其它工业用。中国尿素工艺始于 1957年，氨气提工艺始于 1971年。随着尿素的生产与工艺改进，尿素水解解吸装置不断的在进行改造，例如对塔板，以及进入装置时工艺水的工艺条件等。对尿素生产后的工艺冷凝液中氨，二氧化碳，尿素的解吸回收具有很重要的意义，因为氨和二氧化碳是合成尿素的主要原料，在尿素生产完成后的后续工艺冷凝液处理系统中，将溶液中的氨，二氧化碳解吸，尿

6、素水解后再解吸，这样可以将氨等组分解吸返回其他系统回收利用，不但可以减少原料的消耗，降低生产成本，防止溶液中的氨等组分对设备造成严重腐蚀，而且将工艺水中氨含量解吸到符合排放要求排放，是降低对环境污染程度的有效途径。其中的解吸装置解吸塔是为了适应氨等组分的解吸要求，即实现零排放的配套装置。第第 1 章章 绪论绪论 1.1 尿素的物理化学性质和用途尿素的物理化学性质和用途 1.1.1 尿素的物理性质尿素的物理性质 尿素的化学名称为碳酰二胺，分子式为 CO（NH2）2，分子量为 60.06，含氮量为46.65%。1.1.2 尿素的化学性质尿素的化学性质 尿素呈微碱性，可与酸作用生成盐。但尿素不能使一

7、般指示剂变色。在酸性或中性溶液中尿素有水解作用，但在 60以下尿素不发生水解作用。随着温度的升高，水解速度加快 水解程度也增大。尿素在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应，缩聚成脲醛树脂1。1.1.3 尿素的用途尿素的用途 尿素的主要用途:作化肥用、作饲料用、其它工业用2。尿素是一种高浓度氮肥,属中性速效肥料,也可用来生产多种复合肥料。在土壤中不残留任何有害物质,长期施用没 有不良影响,但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲,又称双缩脲对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于 0.5%。缩二脲含量超过 1%时,不能做种肥,苗肥和叶面肥

8、,其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。尿素是有机态氮肥,经过土壤中的脲酶作用,水解成碳酸铵或碳酸氢铵后,才能被作物吸收利用。因此,尿素要在作物的需肥期前 48天施用。尿素是目前使用的含氮量最高的化肥。尿素属中性速效肥料,长期施用不会使土壤发生板结。其分解释放出的 CO2 也可被作物吸收,促进植物的光合作用。在土壤中,尿素能增进磷、钾、镁和钙的有效性,且施入土壤后无残存废物。尿素中氮虽不是蛋白质形态的,但和碳水化合物一起经过胃液长时间作用可以造成蛋白质形态氮,故可以作为反雏动物的饲料。目前,据不完全统计,全世界尿素作工业原料在总产量中占很大比重。主要有脲醛树脂、塑料、油漆、和胶黏剂,尿素的

9、缩合物三聚氰胺是一种较好的涂料。尿素还可以用作巴比妥、洁齿剂和利尿剂等药物的原料。此外,尿素可以用作石油精制剂、纤维软化剂、炸药稳定剂等。1.2 尿素发展简述尿素发展简述 1773年,Rouelle首先在尿液中发现了尿素。1828 年,Woehler将氨和氰酸合成为尿素,开辟了以无机物合成有机物的先河。20世纪 30年代,世界上首先以一次通过法实现尿素的工业化生产。40 年代中,改进为部分循环法工艺。50年代末，实现水溶液全循环法工艺的工业化生产。之后，陆续出现各种水溶液全循环法工艺。60 年代期间，建立起日产 1000吨以上的单系列大型化装置。1967 年，荷兰 Snamprogetti 工

10、程公司率先开发成功高压等压气提工艺，以 CO2 气作为气提剂在日产 220吨装置上实现了工业化上产。随之意大利 Snamprogetti 工程公司开发成功氨气提工艺，日产 300吨装置投入生产，CO2 气提法工艺在 1968 年、氨气提工艺在 1971年分别建成 1000吨天，以上单系列大型化装置。80年代初，为了进一步降低能耗，又推出了多种节能型高压气提工艺，如改良 CO2气提工艺，改良氨自身气提工艺，意大利 Montedison 公司开发的IDR（Isobaric Double Recycle）工艺，日本 Toyo Engineering Corp.与 Mitsui Toatsu Chem

11、icals Inc.联合开发的 ACES（Advanced Process for Cost and Energy Saving）工艺等。以尿素生产工艺的发展历史而言，实现全循环是一次工艺技术的飞跃；它割掉了尾气氨加工制造其他氮肥的硕大尾巴；而实现高压合成圈等压气提回收则是尿素工艺技术的又一次飞跃，在高压圈内回收了大量的未反应物，从而大幅度减轻下游分解及回收的负荷，而且回收了用于分离未反应物所耗的热量，用来副产低压蒸汽以用于下游工序，至于节能型尿素工艺的问世，只能视为尿素气提工艺经过十几年实践经验的积累，作出了较为重大的合理化改造，使氨基甲酸铵生成热更合理的回收利用，较大幅度地降低能耗，工艺技

12、术更趋成熟，装置运转稳定可靠。1.3 国内外尿素技术市场简况国内外尿素技术市场简况 目前在世界尿素工业界认为较先进的是三大尿素专利公司的技术，它们是Snamprogetti 公司的氨自身气提工艺、TEC-MTC 公司的 ACES 工艺、Stamicarbon 公司的气提工艺。到目前为止，全世界已建成及在建的尿素装置总数达 450 套，总生产能力为 301800吨天。其中采用三大尿素专利公司的工艺技术建造的有 348 套，总生产能力占世界总能力的 90%；采用最多的 Stamicarbon公司工艺，有 196套，总生产能力占全世界的 44.4%；其次为 Snamprogetti 公司工艺，有 6

13、8套，总生产能力占 25.6%；再次之是 TEC-MTC 公司的 ACES 工艺，有 84套，总生产能力占 20.1%。我国已建及在建的尿素生产装置共 110套，总生产能力为 58680吨天，占世界总生产能力的 20%。国内尿素装置采用的工艺技术除我国自行研发的水溶液全循环法外，世界上的主要工艺也均引进。我国自 20世纪 70年代开始引进 CO2 气提法工艺的大型装置，目前共有 15 套大型装置（全套引进或合作设计、采购），6 套中型装置以及 2 套小型装置（均为国内自行设计、自行制造设备）。在 110套装置中 30套大、中型装置采用国外工艺，总生产能力为 39880吨天，占全国总生产能力 6

14、8%3，4。1.4 尿素的生产方法简介尿素的生产方法简介 按未反应物的循环利用程度，尿素生产方法可分为不循环法、半循环法和全循环法三种。依气提介质的不同，分别称为二氧化碳气提法、氨气提法、变换气气提法。依照分离回收方法的不同主要分为水溶液全循环法、气提法等。按气提气体的不同又可分为二氧化碳气提法、氨气提法、变换气气提法。1.4.1 水溶液全循环法水溶液全循环法 20世纪 60 年代以来，全循环法在工业上获得普遍采用。全循环法是将未转化成尿素的氨和二氧化碳经减压加热和分离后。全部返回合成系统循环利用，原料氨利用率达 97%以上。全循环法尿素生产主要包括四个基本过程：二氧化碳的压缩；氨输送和尿素合成；循环回收；尿素溶液的加工。我国尿素厂多数采用水溶液全循环法。水溶液全循环尿素工艺生产装置的静止高压设备较少，只有尿素合成塔及液氨预热器为高压设备，其它均为中压和低压设备，所以该尿素工艺生产装置的技术改造比较容易、方便，改造增产潜力较大。氨碳比控制的较高，一般摩尔比为 4.0左右，工艺介质对生产装置的腐蚀性较低，由于氨碳比控制的较高，二氧化碳气体中氧含量控制的较低，并且尿素合成塔操作压力为19.6Mpa，操