年产万吨尿素合成工艺设计
年产20万吨尿素生产工艺设计
尿素是一种重要的氮肥，使用广泛。
设计年产20万吨尿素的生产工艺需要考虑以下几个方面：原料选择、反应工艺、分离工艺以及能耗控制等。
1.原料选择：尿素生产的主要原料是氨气和二氧化碳。
需要考虑原料的供应稳定性和成本优势。
一般来说，可以选择从天然气中制取氢气，然后与氮气反应生成氨气。
另外，可从化肥厂的氨、尿素等副产物中回收再利用。
2.反应工艺：尿素的生产通常采用尿素合成反应，即将氨气和二氧化碳在催化剂的作用下生成尿素。
反应温度一般在140-180℃之间，催化剂常用铁和钴。
反应过程需要对压力、温度、氨气和二氧化碳的流量进行严格控制，以提高反应效率和产量。
3.分离工艺：尿素合成反应生成的产物中包含大量的不纯物质，需要进行分离和纯化。
一般通过蒸发-结晶法进行尿素精制，利用尿素在溶液中的溶解度变化特性进行分离。
分离工艺需要考虑能耗控制和产品质量保证。
4.能耗控制：尿素生产工艺中能耗较高，因此需要采取措施进行能耗控制和能源回收。
可以通过优化反应条件、改进分离工艺、采用废热回收和再利用等措施来降低能耗。
总之，设计年产20万吨尿素的生产工艺需要考虑原料选择、反应工艺、分离工艺以及能耗控制等多个方面。
这些方面的综合考虑将有助于提高生产效率、降低成本，并确保产品质量。
(工艺技术)年产万吨尿素合成工艺设计
年产8000吨尿素合成工艺设计目录摘要 (1)ABSTRACT (1)第一章总论 (2)1.1 概述 (2)1.1.1 尿素的性质及用途 (2)1.1.2 市场需求 (4)1.2 文献综述 (5)1.3 设计任务来源 (6)第二章尿素生产工艺流程 (6)2.1 生产方法的确定 (6)2.2 工艺流程叙述 (7)2.3 工艺流程简图 (8)第三章工艺计算 (9)3.1物料衡算 (9)3.1.1产量及产品质量与消耗定额 (9)3.1.2 计算条件的确定 (9)3.1.3 CO2压缩系统 (11)3.1.4 尿素合成塔 (12)3.1.5 预分离器 (13)3.1.6 一段分解系统 (14)3.1.7 二段分解系统 (15)3.1.8 闪蒸槽 (16)3.1.9 一段蒸发器 (17)3.1.10 二段蒸发器 (18)3.2 热量平衡计算 (19)3.2.1 尿素合成塔 (19)3.2.2 一段分解系统 (24)3.2.3 二段分解系统 (27)3.2.4 闪蒸槽 (30)3.2.5 一段蒸发器 (32)3.2.6 二段蒸发器 (36)第四章主要设备的工艺计算 (38)4.1 尿素合成塔 (38)4.2 一段分解加热器 (38)4.2.1 计算依据 (38)4.2.2 传热温差 (39)4.2.3 传热面积 (39)4.3 一段分解塔分离器 (41)4.3.1 计算依据 (41)4.4 二段蒸发加热器 (42)4.4.1 计算依据 (42)4.4.2 传热温差 (42)第五章车间的布置设计 (44)第六章成本估算 (45)6.1尿素生产成本费用 (45)6.2全体工人工资及附加费用 (45)6.3车间经费 (45)6.4企业管理费 (46)6.5销售费用 (46)6.6工厂成本 (46)第七章环境保护及安全生产 (46)参考文献 (48)致谢 (49)摘要尿素是一种高浓度氮肥，是各种农作物的重要营养来源，在国民经济中有重要的作用。
年产30万吨尿素工艺流程设计的任务及目标
年产30万吨尿素工艺流程设计的任务及目标下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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年产20万吨尿素生产工艺设计
一、产品介绍
尿素（Urea）是一种碳氮化合物，由一个碳原子、两个氮原子和四个
水分子组成，化学式为CO(NH2)2、尿素有2种商品性质：颗粒状尿素和
精制尿素。
颗粒状尿素由煤气化法（蒸汽）和气体洗分（气体洗）合成，
使用于农用肥料，而精制尿素通过气体洗分、分子筛热裂解、过氧化物还
原等工艺制成，用于汽车气增强、催化剂、药用尿素、农药等多个行业。
二、综合工艺流程
1、气体洗分工艺：
以氨气、空气为原料，采用气体洗分法合成尿素，以下为气体洗分工
艺流程：
（1）氨气和空气经过调节塔调节浓度，进入催化塔合成尿素；
（2）尿素合成过程中同时产生有机废气；
（3）有机废气排口水平流动，然后将其进行气体洗分，将尿素、氨
气和空气等多组分的气体分离；
（4）尿素、氨气和空气进入冷凝器冷凝，液态回流均进入尿素槽；
（5）氨气和空气分别进入氨气回收塔和空气回收塔，然后循环使用。
2、石膏裂解工艺：
石膏裂解工艺是一种生产尿素的常用方法，其工艺流程如下：
（1）石膏进料，通过负荷控制磨细机磨细；
（2）磨细后的石膏进入熔石膏炉内，当。
年产10万吨尿素工艺设计
尿素是一种重要的氮肥和化工原料，在农业和工业领域有广泛的应用。
为了满足市场需求，设计年产10万吨尿素的工艺是很具挑战性的。
下面是一个关于年产10万吨尿素的工艺设计的简要概述。
1.原料准备：尿素的主要原料是氨和二氧化碳。
氨可以通过氨合成工艺从天然气中提取得到，二氧化碳可以从化肥厂、炉废气等源头收集得到。
在工艺设计中，需要考虑原料的供应稳定性和成本。
2.合成反应：尿素的合成反应是通过氨和二氧化碳在高压和高温条件下进行的。
这个过程中，氨和二氧化碳会经历一系列的反应和转化，最终生成尿素。
在工艺设计中，需要确定合适的反应条件和催化剂选择，以提高反应效率和产量。
3.结晶分离：合成反应后，尿素会以溶液的形式存在。
通过结晶分离过程，可以将尿素从溶液中分离出来，并进行进一步的处理和干燥。
在工艺设计中，需要选择适当的结晶方法和设备，以获得高质量的尿素产品。
4.产品处理：分离出来的尿素产品需要进行进一步的处理，以去除杂质和提高产品质量。
这个过程包括洗涤、干燥、筛分等步骤。
在工艺设计中，需要考虑处理过程的效率和成本。
5.废水处理：尿素生产过程中会产生大量的废水，其中含有氨和其他有机物。
为了减少对环境的污染，工艺设计需要考虑废水的处理方法和设备，以将废水中的有害物质去除或转化。
以上是关于年产10万吨尿素工艺设计的简要概述。
在实际的工艺设计中，还需要进行更详细的技术分析和经济评价，以确定最佳的工艺方案和设备配置。
同时，还需要考虑环境影响和安全性等方面的要求，确保工艺设计的可行性和可持续发展。
产万吨尿素工艺设计
尿素工业化生产以来地百余年间,一直是肥料工业生产地主要品种.本设计是年产10万年吨尿素二氧化碳气提法化工工艺地设计；也介绍了尿素地性质、用途、生产方法和市场地发展状况；尿素生产以煤为原料,采用改进型CO2汽提法工艺.尿素合成中有二氧化碳压缩,液氨升压,合成和气提,蒸发、解读和水解以及造粒等工序.主要进行了尿素地工艺计算、降温设备地设计、设备选型,并绘制工艺流程图.关键词：尿素,二氧化碳气提法,设计计算用于尿素生产地CO2中都含有一定量地CO、H2、CH4、N2及硫化物等.这是因为CO2来源于脱碳后地解读气,无论采用什么方法脱碳,在脱碳液吸收CO2地同时,还溶解了一定量地CO、H2、CH4、N2及硫化物等,当脱碳溶液再生时这些气体随同CO2一同被解读出来,另外,通过加空气到CO2中以对设备进行防腐保护.上述气体在整个工艺过程中极少或完全不冷凝,并随未反应地NH3及CO2由合成塔顶排放出来,经过高压洗涤塔吸收大部分氨及CO2,气体混合物中H2、CO、CH4和O2浓度急剧上升,这些可爆气体地存在是尿素生产地最大安全隐患.尿素主要产品为合成氨、尿素、纯碱、氯化铵、精甲醇、复合肥、精细化工产品和热电产品.尿素生产以煤为原料,采用改进型CO2汽提法工艺.CO2中带有一定量地CO、H2、CH4、N2及硫化物等,既存在可燃气体爆炸地安全隐患,又有硫对设备腐蚀地担忧.国内已有尿素系统发生爆炸地先例.一、总论（一）概述尿素原料主要是二氧化碳和氨.尿素产品用途广泛,其主要用作化肥.工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂地原料,在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品脱蜡等方面也有广泛地作途.据统计,我国现有尿素生产企业200多个,规模分为大型（引进48万吨/年以上）、中型（13—30万吨/年以上）、小型（4—13万吨/年）,我国中小氮肥企业中90％采用煤为原料,近年来产能发展较快.据统计,2005—2007年尿素新建装置增加产能累计987万吨,加上现有装置产能地自然增长,2005—2007年我国累计增加尿素产能1340万吨,到2007年底尿素产能达到5300万吨以上.预计2008—2009年新建装置产能为715万吨,到2009年底全国尿素产能将达到6000万吨.1．产品用途尿素主要用作化肥.工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂地原料,在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品脱蜡等方面也有广泛地作途.尿素加热至200℃时生成固态地三聚氯酸（即氰尿酸）.三聚氰酸地衍生物三氯异氰尿酸、二氯异氰酸钠、异氰尿酸三（2-羟乙酯）、异氰尿酸三（烯丙基）酯、三（3,5-二叔丁基-4-羟基苄基）异氰酸酯、异三聚氰酸三缩水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺络合物等有许多重要应用.前两者是新型高档消毒、漂白剂,三氯异氰尿酸全世界总所产能力超过8万吨[4].2．尿素地基本信息（1）尿素分子式：CH4N2O；相对分子质量：60．06.（2）外观：无色或白色针状,或棒状结晶体,工业品为白色略带微红固体颗粒,无臭无味.（3）密度：1．335g/mm.（4）熔点：132．7°C.（5）溶解性：溶于水、醇,不溶于乙醚、氯仿,呈微碱性.（6）CAS号:57-13-63．产品市场需求国内大部分地区尿素市场行情基本平稳,市场需求清淡,市场信心不足.国内尿素市场需求持续疲软,但在国际尿素价格涨势不减地情况下,国内尿素出口形势向好,受出口影响局部地区尿素价格出现了小幅波动,然而国内需求市场气氛持续冷清,市场成交较为有限,因此市场价格波动甚微,市场人士预计尿素市场行情将继续以稳为主,不乏小幅调整.西北市场：西北地区尿素市场行情平稳.陕西主流报价在1600元/吨左右,市场批发价在1600元/吨左右.甘肃主流报价在1520元/吨左右,市场批发价在1600元/吨左右.新疆主流报价在1600元/吨,市场批发价在1680元/吨左右.宁夏地区主流报价在1570元/吨,市场发价在1620元/吨左右.4．尿素产量2006年全国尿素总产量4578．6万吨（实物）,同比增长10．1%,其中大型引进装置企业生产尿素1287．9万吨（占全国尿素地28%）；2007年尿素产量4987．5万吨,同比增长10．9%,其中大型引进装置生产1316．3万吨（占全国26．4%）；2008年全国生产尿素约5104．1万吨,同比增加10．2%,其中大型引进装置生产1323．9万吨,（占全国24．5%）.可以看出,近两年,全国尿素产量年增长率基本在10%以上,其中大化肥增长率与全国产量增长率持平.（二）尿素地国内研究现状及发展水平1．尿素地国内研究现状2009年7月,全国尿素产量为263．6574万吨,去年同期为229．2333万吨,1-7月累计产量为1718．2346万吨,同比增长9．5%.其中山东省7月产量为39．1795万吨,同比增长8．3%.无烟煤市场走势暂稳,但市场成交情况依旧较为不理想,前期维持零库存地煤炭企业目前也已经开始逐步增加库存,部分市场人士表示,由于下游企业需求量持续不振,不排除近期无烟煤价格继续下调.现晋城地区无烟煤洗中块、洗小块主流价格分别为810-900元/吨、790-840元/吨；阳泉地区无烟煤洗中块、洗小块主流价格分别为900元/吨、800元/吨.国内尿素市场由于市场信心地恢复,出口及淡储政策地落实,局部性地,阶段性地机会依然存在.2．尿素技术发展水平世界尿素技术研究和发展地总体趋势主要体现在六个方面：一是较高地工艺效率,以减少原材料消耗和降低能耗；二是较高地装置运行可靠性,以实现安全、低腐蚀、高开工率、易操作；三是高产品质量,满足用户需要；四是低环境污染,减少废水和粉尘排放；五是改进设备材料,减缓腐蚀、延长使用寿命；六是优化工艺和设备布置,降低投资成本.在目前众多典型工艺流程中,建厂最多地是二氧化碳汽提和氨汽提工艺.随着汽提法尿素工艺地日趋成熟,原料利用率和能量利用率已达到预期目标.为实现以最小投入获得最大效率和效益地新目标,汽提工艺地技术专利商积极实施了对传统工艺流程地完善改造,重点突出了改善装置运转地安全性、降低消耗、减少环境污染等方面,把技术进步放在提高装置整体效率上；尤其是在九十年代后期,随着新型耐蚀材料和设备结构地改进,促进了尿素生产技术水平地提高.二、尿素生产原理尿素地生产可以天然气、煤炭、重油等为原料.中国地能源储备具有“缺油、少气、有煤”地特点,与之相适应,国内尿素产业也形成了独特地工艺路线结构：中、东部企业地生产原料以煤炭为主,而西部大型装置特别是中石油下属地尿素企业均以天然气为原料.目前国内尿素原料构成比例为：煤基企业占72%,气基企业占26%,其余2%则为油基企业.制造尿素地原料是天然气、煤或石油之一和空气转化成氨和二氧化碳.由液氨和二氧化碳气体直接合成尿素地总反应式为：2NH3+CO2—(NH2)2CO+H2O这是一个可逆地放热反应.实际上,该反应分两步进行.第一步由氨与二氧化碳生成中间产物氨基甲酸铵NH4COONH2,简称甲铵.第二步是甲铵脱水生成尿素,其反应式为：2NH3+CO2—NH2CO2NH4 +159．47kJ (2-1)NH2CO2NH4—NH2CONH2+H2O -28．49kJ (2-2)式(2-1)是强放热反应,在常压下反应速度很慢,加压下则很快.式(2-2)是温和地吸热反应.当温度为170～190℃,氨与二氧化碳地摩尔比为2．0,压力高到足以使反应物得以保持液态时,甲铵转化成尿素地转化率(以CO2计)为 50％；其反应速率随温度地提高而增大.当温度不变时,转化率随压力地升高而增大,转化率达到一定值后,继续提高压力,不再有明显增大,此时,几乎全部反应混合物都以液态存在.三、尿素地生产方法（一）水溶液全循环法水溶液全循环法是20世纪60年代以来地经典生产工艺.水溶液全循环法为尿素生产地发展做出了重大贡献,不仅使生产能力大大增加而且使二氧化碳和氨地消耗大大降低,因此它曾经被广泛地采用.该法存在地主要问题有以下几点.1．能量利用低.尿素合成系统总地反应是放热地,但因加入大量过剩氨以调节反应温度,反应热没有利用.2．一段甲铵泵腐蚀严重.高浓度甲铵液在90～95度时循环入合成塔,加剧了对甲铵泵地腐蚀,因此一段甲铵泵维修频繁,是水溶液全循环法地突出弱点.3．流程过于复杂.（二）氨气提法氨气提法20世纪70年代初实现了工业化,虽然不如二氧化碳气提法应用广泛,但现在有后来居上地趋势.含氨量高,回收反应热多,设备腐蚀低,机械设备投资少,操作稳定.（三）二氧化碳气提法二氧化碳气提法是20世纪60年代后期开发出地生产工艺,现在已成为世界上建厂最多、生产能力最大地生产方法.它地主要特点如下.1．采用与合成等压地原料二氧化碳气提以分解未转化地大部分甲铵和游离氨,残余部分只需再经过一次低压加热闪蒸分解即可.从而免去了操作条件苛刻、腐蚀严重地一段甲铵泵.缩减了流程和设备,并使操作控制简化[2].2．高压冷凝器与合成等压下冷凝气提气,冷凝温度较高,返回合成塔地水量较少,有利于转化率地提高.同时有可能利用冷凝过程生成甲铵时放出地大量生成热和冷凝热来副产低压蒸汽,除气提塔需不加蒸汽外,低压分解、蒸发及解吸等工序都可以利用副产蒸汽,从总体上看可以降低蒸汽地消耗及冷却水用量.3．二氧化碳气提法中地高压部分,,如高压冷凝器地甲铵液及来自高压洗涤器地甲铵液,均采用液位差使液气物料自流返回合成系统,不需用甲铵泵输送,不仅可以节省设备和动力,且操作稳定.但为了造成一定地位差就不得使设备之间保持一定地位差.因此,需要巨大地高层结构来支撑设备.4．由于采用二氧化碳气提,所选用地合成塔操作压力较低（14-15MPa）,因此节省了压缩机和泵地动力消耗,同时也降低了压缩机、合成塔地耐压要求.便于采用蒸汽透平驱动地离心式二氧化碳压缩机,对强化设备地生产能力和提高热能利用十分有利.5．在整个流程中循环地物料量较少,动力消耗较低.但是较低地氨碳比又使得在高压部分物料对设备地腐蚀严重.另外,因氨碳比低,氨量少,故缩二脲生成量高.通过以上综述及比较,本设计我选用了二氧化碳气提法生产尿素.四、工艺条件及工艺流程概述和流程图（一）工艺流程概述和流程图1．工艺流程概述由液氨和二氧化碳合成尿素反应液从合成塔1底部排出,经液位控制阀流入气提塔2地顶部,温度约为183度,经液气分布器均匀流入气提塔内,与气提塔底部进入地二氧化碳气在管内逆流气提,气提塔管外用2．1MPa蒸汽加热,将大部分甲铵和过剩氨分解及解吸,气提后尿液由塔底引出,经自动减压阀降压到0．3MPa.由于降压,甲铵和过剩氨进一步分解、气化,吸取尿液内部地热量,使溶液温度下降到约107度.气液混合物进入精馏塔3,喷洒在鲍尔环填料上,然后尿液从精馏塔填料段底部送入循环加热器4,被加热到约135度时,返回精馏塔下部分离段.在此气液分离,分离后地尿液含甲铵和过剩氨极少,主要是尿素和水,由精馏塔底部引出,经减压后再进入真空蒸发系统.气提塔顶部出来地气体（含氨气40%,二氧化碳60%）,进入高压甲铵冷凝器5内,与高压喷射器来地原料液氨和回收地甲铵液反应,大部分生成甲铵,其反应热由管外副产蒸汽移走.反应后地甲铵液及未反应地氨气、二氧化碳气分两路进入尿素合成塔底部,在此未反应地氨、二氧化碳继续反应,同时甲铵脱水生成尿素.尿素合成塔顶部引出地未反应气,主要含氨、二氧化碳及少量水、氮气、氢气、氧气等气体,进入高压洗涤器6上部地防爆空间,再引入高压洗涤器下部地浸没式冷凝器冷却管内.管外用封闭地循环水冷却,使管内充满甲铵液,未冷凝地气体在此鼓泡通过,其中氨和二氧化碳大部分被冷凝吸收,含有少量氨、二氧化碳及惰性气体再进入填料段.由高压甲铵泵16打来地甲铵液经由高压洗涤器顶部中央循环管,进入填料段与上升气体逆流相遇,气体中地氨和二氧化碳再次被吸收.吸收氨和二氧化碳地浓甲铵液温度约160度,由填料段下部引入高压喷射器循环使用.未被吸收地气体由高压洗涤器顶部引出经自动减压后进入吸收塔7下部,气体经吸收塔两段填料与液体逆流接触后,几乎将氨和二氧化碳全部吸收,惰性气体由塔顶放空.精馏塔下部分离段出来地气体经气囱与喷淋液在填料段逆流接触,进行传质和传热.尿液中易挥发组分氨、二氧化碳从液相解吸并扩散到气相,气体中难挥发组分水向液相扩散,在精馏塔底得到难挥发组分尿素和水含量多地溶液.气相得到易挥发组分氨、二氧化碳地气体,这样降低了精馏塔出口气体中地水含量,利于减少循环甲铵液中地水含量.由精馏塔顶引出地气体和与解吸塔11顶部出来地气体一并进入低压甲铵冷凝器8,同低压甲铵冷凝器液位槽9地部分溶液在管间相遇,冷凝并吸收,其冷凝热和生成热靠循环泵14和冷却器15强制循环冷却,然后气、液混合进入液位槽9进行分离.被分离地气体进入吸收器10地鲍尔环填料层,吸收剂是由吸收塔来地部分循环液和吸收器本身地部分循环液,经由吸收器循环泵17和吸收器循环冷却器18冷却后喷洒在填料层上,气液在吸收器填料层逆流接触,将气体中氨和二氧化碳吸收,未吸收地惰性气体由塔顶放空,吸收后地部分甲铵液由塔底排出,经高压甲铵泵16打入高压洗涤器作吸收剂.蒸发系统回收地稀氨水进入氨水槽24,大部分经解吸塔给料泵20和解吸塔热交换器21,打入解吸塔11顶部,塔下用0．4MPa蒸汽加热,使氨水分解,分解气由塔顶引出去低压甲铵冷凝器,分解后地废水由塔底排放[5].2．工艺流程图图1 二氧化碳气提、循环、回收过程地工艺流程1-合成塔 2-气提塔 3-精馏塔 4-循环加热器 5-高压甲铵冷凝器 6-高压洗涤器7-吸收塔8-低压甲铵冷凝器 9-液位槽 10-吸收器 11-解读塔 12-吸收塔循环泵13-循环冷凝器14-循环泵 15-冷却器 16-高压甲铵泵17-吸收器循环泵18-吸收器循环冷却器19-闪蒸槽冷液泵 20-解读塔给料泵 21-解读塔热交换器 22-吸收塔给料升压泵 23-顶部加料冷却器 24-氨水槽（二）工艺条件1．温度因为甲铵地分解反应,过量氨及游离二氧化碳地解吸都是大量吸热地过程.所以,在设备材料允许地情况下,应尽量提高气提操作温度,以利于气提过程地进行.但是,温度太高则腐蚀严重,同时加剧副反应地发生,这将影响尿素地产量和质量.工业生产上,气提塔操作温度一般选为190度左右.通常用2．1MPa地蒸汽加热以维持塔内温度.2．压力从气提地要求来看,采用较低地气提操作压力,有利于甲铵地分解和过量氨地解吸,这样能减少低压循环分解地负荷,同时提高气提效率.但是,实际生产中二氧化碳气提操作是采用与合成操作等压地条件进行地,因为这样有利于热量地回收,同时能降低冷却水和能量消耗.如果采用较低地压力,会使尿素合成率降低,从而增大氨和二氧化碳地循环量,同时还会使气提后气体中水含量增加,使返回甲铵液浓度降低,影响合成率.3．液气比气提塔地液气比是指进入气提塔地尿素熔融物与二氧化碳地质量比,它是由尿素合成反应本身地加料组成确定地,不可以任意改变.从理论上计算,气提塔中地液气比为3．87,生产上通常控制在4左右,液气比地控制是很重要地.当塔内液气比太高时,气提效率显著下降；液气比太低,易行成干管.造成气提管缺氧而严重腐蚀.在生产上,除了控制气提塔地液气比外,还要严格要求气提塔中地液气均匀分布.4．停留时间尿素熔融液在气提塔内停留时间太短,甲铵和过量氨来不及分解,达不到气提地要求；但停留时间过长,气提塔生产强度降低,同时副反应加剧,影响产品产量和质量.一般气提塔内尿液停留时间以1min为宜.五、工艺计算用常压精馏塔分离尿素-二氧化碳混合液.要求年产10万吨尿素（年生产天数为320天）,其含量为90%,进料组成为40%,塔釜残液组成为0．1%（以上均为尿素地质量分数）,泡点进料,进料温度为160度,R=1．5Rmin,物系地相对挥发度为1．7,试计算：（1）进料量及塔釜残液量（kmol/h）；（2）若R=1．5Rmin求实际回流比.(3) 理论塔板数[8].可根据精馏塔地物料衡算来求得进料液(F)、塔顶地馏出液(D)和塔釜液(W)公式：总物料平衡 F＝D+W (5—1)易挥发组分平衡 F X F＝DX D+WXw (5—2)式中 F 原料液摩尔流量,kmol／h；D——馏出液摩尔流量,kmol／h；W——釜残液摩尔流量,kmol／h；X F——料液中易挥发组分地摩尔分数；X D馏出液中易挥发组分地摩尔分数；X W 釜残液中易挥发组分地摩尔分数.解：（1）由题意可知,尿素地物质量：n=m/M=10×106/60=166667kg/kmolD=n/t=10×106/60×320×24=21．7kmol/hD/F=X F- Xw /X D- Xw21．7/F=0．4-0．001/0．9-0．001F=49．3 kmol/h由F=D+W,得W=F-D=49．3-21．7=27．6 kmol/h所以：进料量F=49．3 kmol/h；塔釜残液量W=27．6 kmol/h（2）因泡点进料,xq= X F故：yq=ａxq/1+(ａ-1) xq=1．7×0．4/1+(1．7-1)×0．4=0．53Rmin= X D - yq/ yq -xq=0．9-0．53/0．53-0．4=2．846所以,回流比 R=1．5Rmin=1．5×2．846=4．269（3）因全回流操作所需地理论板数为：Nmin =lg[X D /(1- X D)(1- X W)/ X W)]/lgａ=lg[0．4/(1-0．4)/(1-0．001)/0．001]/ lg1．7=13．8所以：R- Rmin/R+1=4．269-2．846/4．269+1=0．27N-Nmin/N+2=0．35将Nmin=13．8代入上式,求得NN=22．3(不包括再沸器)用逐板计算法可求得N=22(不包括再沸器)．六、设计总结在大学地学习过程中,毕业设计是一个重要地环节,是我们步入社会参与实际工程建设地一次极好地演示,我十分有幸能提早把毕业设计和实际工程有机地结合起来在大学地学习过程中[10].这次毕业设计受益匪浅,让我能够把所学同工程实际生产相结合.在此设计前对前人地同类设计进行了探讨研究后,从中领会了设计原理及方法,然后就结合自己地一些知识及经验进行并完成了我自己毕业设计,现在我把整个设计过程所获得地知识及经验进行一个总结,通过这些经验希望能给自己今后地学习工作提供帮助.这次毕业设计让我更加熟悉了从理论到实践地跨越.从当初地查阅图书,到现在地设计成功,这中间有很多值得回味地地方.并且也是我对课本知识一次回顾,尤其是工艺计算使我更熟悉了化工原理中地有关计算.也对合成尿素地生产工艺更加了解,尤其是二氧化碳气提法生产工艺地掌握.也了解了尿素生产地技术水平.这次地设计,从选题到实现,几乎都是自己独立完成地.整个过程中,从需求分析到设计、测试,我都力求规范化和文档化,努力让自己以前学地知识运用到本网站地开发中,尽量保证整个系统地开发进度和质量,顺利完成这次地毕业设计,为自己地大学生涯画上一个完美地句号.参考文献[1]付艳华．气提法尿素生产工艺地比较[J]．安徽职业技术学院学报,2007, (01) ．[2]宣凤琴． CO2气提法和NH3气提法尿素生产技术地比较[J]．安徽化工,2001, (04)．[3]杨波,周海．生物质乙醇制乙烯技术研究进展[J]．化工技术与开发, 2009(12) :27-32．[4]余映慧, 高雪．果胶生产工艺及其在食品中地应用[J]．现代农业科技, 2009, (23) :351-352．[5]吴丹．尿素流程工艺二氧化碳汽提塔地模拟[D]．大连理工大学, 2002 ．[6]赵家凤,薛荣书,姜德军,蒋文华．尿素合成条件下甲胺冷凝器物料平衡计算[J]．化学工程,1995, (04) ．[7]杨东．尿素合成塔塔板改造[D]．四川大学, 2003 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尿素生产工艺设计
尿素生产工艺设计尿素是一种重要的化肥，广泛应用于农业生产中，有着巨大的市场需求。
因此，设计一个高效的尿素生产工艺对于提高生产效率和降低生产成本非常重要。
下面将从原料选择、生产工艺流程、设备选型以及工艺参数控制等方面进行详细的设计。
一、原料选择尿素的主要原料为天然气和氨气，因此在工艺设计中需要选择高纯度的天然气和氨气作为原料。
同时，还需要选择适合的助剂用来提高尿素的质量和生产效率。
二、生产工艺流程尿素的生产工艺主要包括氨合成、尿素合成和尿素精制三个步骤。
1.氨合成氨合成是将天然气进行催化合成生成氨气的过程。
该过程通常采用床透气式催化合成反应器。
天然气经过净化处理后，与过热蒸汽在反应器中通过催化剂的作用进行反应生成氨气。
反应过程中需要控制反应温度和压力以及催化剂的使用量。
2.尿素合成尿素合成是将氨气与二氧化碳进行反应生成尿素的过程。
该过程通常采用尿素合成反应器。
反应器中的氨气和二氧化碳在一定的温度和压力下通过催化剂的作用进行反应生成尿素。
反应过程中需要控制反应温度、压力和催化剂的使用量以及氨气和二氧化碳的供给比例。
3.尿素精制尿素精制是将合成的尿素进行脱水、结晶和干燥等处理，提高尿素的纯度和产品的质量。
该过程需要通过脱水塔、结晶塔和干燥器等设备进行操作。
脱水塔用来去除尿素中的水分，结晶塔用来将脱水后的尿素进行结晶，干燥器用来将结晶的尿素进行干燥处理。
三、设备选型在尿素生产工艺中，需要选用合适的反应器、分离塔和干燥器等设备。
反应器和分离塔通常采用不锈钢材料，具有耐腐蚀性和耐高温的特点。
干燥器通常采用旋转式干燥器或流化床干燥器，具有较好的干燥效果和操作性能。
四、工艺参数控制在尿素生产工艺中，需要对反应温度、压力、催化剂的使用量以及原料供给比例等工艺参数进行控制。
通过合理地控制工艺参数，可以提高尿素的合成速度和产品质量。
综上所述，设计一个高效的尿素生产工艺需要从原料选择、生产工艺流程、设备选型以及工艺参数控制等方面进行综合考虑。
产万吨水溶液全循环法生产尿素工艺设计方案
摘要由于具有生产工艺简单，生产操作易于掌握；生产设备容易制造，投资较省；施用后见效快，增产显著等特点，尿素在各种肥料新品种不断涌现的情况下产销量仍持高不下。
本设计介绍了尿素的性质、用途、生产方法和发展状况，详细描述了水溶液全循环法生产尿素的工艺流程，重点介绍了尿素的工业生产的过程，并对单位质量参加反应的原料进行物料衡算和热量衡算，以期获得低耗能、低污染、高产出的尿素生产工艺。
关键词：尿素，全循环，发展，工艺流程一、概述（一）尿素的物理化学性质和用途1．尿素的物理性质分子式：CO(NH2)2，分子量60.06，因最早由人类及哺乳动物的尿液中发现，故称尿素。
纯净的尿素为无色、无味针状或棱柱状晶体，含氮量为46.6%，工业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无臭无味。
密度1.335g/cm3。
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。
2．尿素的化学性质易溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。
呈微碱性。
可与酸作用生成盐。
有水解作用。
在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。
加热至160℃分解，产生氨气同时变为氰酸。
因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。
尿素含氮(N)46％，是固体氮肥中含氮量最高的。
尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。
对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。
若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。
（机理：先脱氨生成异氰酸（HN=C=O），再三聚）。
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。
与水合肼生成氨基脲2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O粒状尿素为粒径1~2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。
20℃时临界吸湿点为相对湿度80％，但30℃时，临界吸湿点降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。
年产10万吨尿素工艺设计
尿素是一种重要的氮肥产品，广泛应用于农业生产中。
设计年产10万吨尿素的工艺需要满足以下几个关键要求：高效率、低成本、环保节能。
本文将详细介绍一个适合年产10万吨尿素的工艺设计方案。
1.原材料准备尿素的原料主要有天然气和氨气。
因此，在工艺设计中，需要准备充足的天然气和氨气供应，并保证其质量和稳定性。
同时，还需要准备一定数量的水和卫生粉（用于尿素结晶过程中）。
2.反应器设计反应器是尿素工艺设计中最核心的部分。
一般采用尿素合成反应器和碳酸铵气化反应器。
合成反应器中，将氨气和二氧化碳按一定比例介入反应器，反应生成尿素。
碳酸铵气化反应器中，用水将碳酸铵气化为二氧化碳和氨气。
在反应器设计中，需要考虑反应温度、反应压力、反应速率等因素，并采用适当的催化剂。
3.分离和结晶反应后的混合物需要进行分离和结晶。
常用的方法是采用蒸发、冷凝、聚集等技术，将尿素溶液中的水蒸发掉，使尿素结晶。
结晶过程中，需要注意控制结晶条件，使得尿素结晶度高，减少杂质。
4.干燥和包装结晶后的尿素需要进行干燥，以去除结晶过程中残留的水分。
干燥过程中，可以采用常规的烘箱或气流干燥器等设备。
干燥后的尿素可以根据需要进行分装，通常采用50公斤或500公斤的包装。
在进行工艺设计时，还需考虑以下几个因素：1.优化反应条件反应条件的优化可以提高反应速率和反应转化率，从而提高尿素的产量和质量。
常见的优化方法包括改变反应温度和压力、增加催化剂用量等。
2.持续监测和控制在工艺运行过程中，需要持续监测反应温度、压力、氨气和二氧化碳的用量等指标。
通过及时调整反应条件，保证工艺的稳定运行。
3.节能减排尿素工艺设计中需要考虑节能减排的问题。
可以采用余热回收技术，利用反应过程中产生的余热进行发电或供暖。
同时，还要考虑废水和废气的处理，以达到环境保护的要求。
4.安全措施工艺设计时需要充分考虑安全因素。
包括防火、防爆等设施的建立，并制定相应的应急预案，以应对可能发生的安全事故。
年产5万吨尿素工艺设计开题报告
毕 业 设 计 任 务 书 课题名称 年产5万吨尿素车间设计工艺 姓 名 学 号 -24 学 院 化学与环境工程学院 专 业 化学工程与工艺 指导教师2014年11月10日※※※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2015届学生毕业设计(论文)材料 （一）一、设计的教学目的1.了解本课题研究领域国内外的最新科研动态，通过文献资料的查阅，文献综述的撰写，设计或实验研究方案的确定等，提高分析问题和解决问题的能力；2.培养认真细致的科学研究精神和严谨踏实的工作态度，通过扎实的科学设计或实验研究，提升研究设计能力或实验动手能力，掌握科学研究和设计的基本方法，并学会规范地撰写设计报告或科研论文；3.培养运用理论知识解决实际问题的能力，并通过理论与实践相结合，巩固专业知识，使所学知识在设计或实验研究中得到拓展与升华。
二、设计的主要内容1.工艺流程选择。
2.物料衡算。
3.热量衡算。
4.主要工艺设备计算和选型。
5.绘制工艺流程图。
6.车间布置设计。
三、设计的基本要求1.根据设计或论文题目查阅文献资料，详细阅读20篇左右的参考文献，在对该领域的研究现状有较充分了解的基础上，撰写2000字以上的文献综述；2.根据对文献的理解，结合研究课题，提出新的观点，并进行逻辑研究与论证，使设计的研究方案在保证科学性的基础上具有一定新颖性；3.充分利用所学知识与资源进行系统的分析，通过周密的准备和扎实的研究工作，收集详实的设计或实验数据，并进行整理和分析；适时调整研究设计方案，按期完成设计或实验研究内容,并确保研究结果的真实性、科学性；4.根据研究结果，按学校规定的设计格式要求，撰写8000-10000字左右的设计报告，做到格式规范、表述清楚、分析合理、结论可靠。
I I四、进度安排序号设计各阶段内容起止日期1 论文选题、文献资料查阅2014.9-2014.102 文献综述的撰写、实验方案的初步确定2014.103 毕业设计开题报告、设计及研究方案的调整2014.10-2014.114 设计或实验研究，数据整理、分析，初稿的撰写、修改2014.11-2014.125 设计定稿，答辩2014年元月五、主要参考文献[1] 刘晓勤. 化工工艺学[M ].北京:化学工业出版社，2009，56-60.[2] 张艳飞，李岩，栾智宇. 改良节能型全循环法尿素工艺[J]. 石油和化工节能，2010，1：15-17.[3] 钱镜清. 水溶液全循环法尿素工艺在我国45年的发展历史—并记Q-1100节能型水溶液全循环法尿素工艺[J].化肥工业，2011，38(1)：11-15.[4] 张洁谨，王维杰，张庆喜. 水溶液全循环法和CO2汽提法尿素生产工艺的比较[J ].氮肥技术，2006，27(4)：15-17.[5] 柴诚敬，贾绍义，张凤宝. 化工原理.第二版.下册[M].北京:高等教育出版社，2010，230-234.[6] 吴指南. 基本有机化工工艺学[M].北京:化学工业出版社，1999，4-5.[7] 中国寰球化学工程公司. 氨肥工艺设计手册[M].北京:化学工业出版社，1988，54-82.[8] 石油化学工业部设计院主编. 氮肥工艺设计手册-理化数据[M].北京:石油化学工业出版社，2002，232-236.[9] 朱有庭，曲文海，于浦义. 化工设备设计手册[M].北京:化学工业出版社，2005，60-95.[10] 谭蔚. 化工设备设计基础[M].天津:天津大学出版社，2005，163-194.[11] 李长福. 改进型全循环法尿素装置设计运行总结[J].化肥设计，2011，49(1):46-51.[12] 王颖. 750t/d尿素装置循环A系统扩能至20000kg/h CO2物料平衡[J].泸天化科技，2006，2:118-120.[13] 林棣生. 年产四万吨尿素装置(水溶液全循环法)通用设计总结[J].化肥设计，1989，2:17-25.[14] 王君，祁勇，崔琨. 尿素生产工艺简介[J].中氮肥，2001，5(3):27-28.[15] 俞晓梅，袁孝竞，塔器[M].北京:化学工业出版社，2010， 51-58，56-298.[16] 周文. 车间布置中的一些技术问题[J].医药工程设计，1985，4:28-32.[17] 辛向阳，张晓旭，江海霞. 水溶液全循环法尿素生产环保治理[J].小氮肥，2010，38(9):18-19.[18] 黄涛，王世桃，杨道金. 水溶液全循环法与ACES21法尿素生产工艺对比[J].川化，2011，3：5-10.I V学 生 毕 业 设 计 开 题 报 告 书 课题名称 年产5万吨尿素车间设计工艺 姓 名 学 号 -24 学院 化学与环境工程学院 专 业 化学工程与工艺 指导教师， 2014年 11 月 10 日※※※※※※※※※※※ ※※ ※※※※※※※※※※※ 2015届学生毕业设计(论文)材料 （二）设计题目年产5万吨尿素车间设计工艺课题的根据：1）说明本课题的理论、实际意义2）综述国内外有关本课题的研究动态和自己的见解1.本课题设计的理论意义尿素是一种重要的化学肥料和工业原料，在世界范围内广泛使用。
年产10万吨尿素工艺设计
尿素是一种重要的氮肥和化工原料，广泛应用于农业和化工领域。
设
计年产10万吨尿素的工艺需要考虑原料选择、反应工艺、蒸发结晶和提
纯工艺等方面。
以下是一个可能的工艺设计方案。
1.原料选择
尿素的主要原料是氨和二氧化碳。
氨可以选择来自合成氨厂的合成氨，而二氧化碳可以来自空分装置的尾气或煤炭燃烧废气。
此外，还需要选择
一些辅助原料，如催化剂和溶剂。
2.反应工艺
尿素的合成主要通过尿素合成反应实现，该反应是氨和二氧化碳在合
适温度和压力下经过催化剂催化生成尿素。
反应工艺中需要优化的参数包
括反应温度、反应压力、氨和二氧化碳的摩尔比等。
反应器可以选择尿素
液相反应器或气相反应器。
3.蒸发结晶
尿素合成反应后得到的尿素溶液需要进行蒸发结晶，将水分去除，得
到固体尿素产品。
蒸发结晶工艺中需要控制的参数包括蒸发温度、蒸发压力、溶液浓度等。
4.提纯工艺
获得的尿素产品通常需要进行再次提纯，以去除杂质。
提纯工艺可以
包括溶剂结晶、溶剂洗涤等步骤。
通过适当的提纯工艺，可以得到符合特
定要求的尿素产品。
5.产品后处理
设计工艺时还需要考虑尿素产品的后处理工艺，包括干燥、包装和储存等。
这些环节需要确保产品的质量和稳定性。
此外，工艺设计还需要考虑废气处理、废水处理等环保措施，并确保工艺的高效可行性和安全性。
以上是一个简要的年产10万吨尿素工艺设计方案，具体的工艺设计需要根据实际情况进行详细研究和优化。
产万吨尿素工艺设计方案
产万吨尿素工艺设计方案尿素是一种重要的农业肥料，具有高纯度、高含氮量、溶解快、适合各类土壤等特点。
在制造尿素的工艺设计方案中，需要考虑如何高效地生产尿素并降低生产成本。
下面是一种产万吨尿素的工艺设计方案，供参考：1.原料准备：尿素的主要原料是天然气和氨水。
在本方案中，选择使用天然气作为氨的原料，并通过进行脱硫、脱硅、脱尘等处理，使得天然气的质量满足生产尿素的要求。
此外，还需准备硝化铵、磷酸、硫酸等辅助原料。
2.氨合成：将准备好的天然气经过蒸汽重整和变换等处理，得到一定含量的氢气。
然后，将氢气与空气在催化剂的作用下进行催化合成，生成合成氨。
合成氨的优势是气相存在，具有方便分离和提纯的特点。
3.尿素合成：将合成氨进一步与二氧化碳进行反应，生成尿素。
反应过程中，设有连续的循环回流装置，使合成气得到有效的利用。
为了提高反应速率，使用催化剂催化反应。
此外，为了达到高产品纯度，还需要进行氨的重复进料、尿素的回流、尿素的洗涤等处理。
4.产品分离和精制：通过对反应产出的混合液进行分离，将其中的尿素与副产物进行分离。
此外，尿素的溶液需要去除杂质，提高纯度。
为了提高尿素的精度，还需进行产品的过滤、晶体分离等处理。
5.产品包装：将去除杂质和经过精制的尿素进行包装，方便运输和储存。
包装过程中需要控制产品的湿度和粒度，确保产品的质量符合标准。
总结：以上是一种产万吨尿素的工艺设计方案，可以实现高效的尿素生产。
在实际操作中，还需考虑生产设备的选型、工艺参数的优化、废水处理和资源利用等问题。
此外，需要优化工艺流程，提高产品的质量和产量，确保安全、环保和经济可行。
尿素
3化工工艺设计3.1 设计基础数据3.1.1设计条件：(1)界区条件：设计年生产量10万吨尿素合成工艺(2) 原料液氨：纯度≥99.5%(重量%) 温度≤30含油量≤10ppm 数量：3.5t/h压力：2.06Mpa(绝)(3)原料二氧化碳气体：纯度≥95.7%(体积，干基加防腐空气后) 压力：0.1052Mpa(绝) 含氧0.5~0.6%(体积，干基) 温度：35~40℃硫化物：≤0.15g/m3气体(气体状态数量： 4.58t/h0.101Mpa，0℃)0.015g/m3 (进尿素合成塔，气体状态，0.101Mpa,0℃)(4)蒸汽：质量：含氯离子≤0.5ppm 温度：191℃压力：1.275Mpa(绝) 数量：9.92t/h(6) 冷却水：品质：氯离子≤0.5ppm(加缓冲剂后)压力：进界区0.588Mpa(绝) 出界区0.294Mpa(绝)污垢系数：3.44×10-4c.s/J 温度进界区≤32℃，冬季不得低于20℃出界区0~38℃稳定性：70℃以下腐蚀性：70℃以下对碳钢不锈钢无腐蚀数量：1060 t/h(7) 脱盐水：质量：氯离子＜5×10-3g/l 出界区：0.49Mpa(绝)稳定性：90℃以下温度：进界区，常温，出界区，-80℃压力：进界区0.49Mpa(绝) 数量：13t/h(8) 仪表空气：质量：无油，无水，无尘，无杂质露点：在最低压力下至少比环境温度低10℃压力：0.588~0.785Mpa(绝) 温度：环境温度数量:245m3/h(气体状态0.101Mpa，0℃)3.1.2 产量及产品质量(1) 产量：设计产量，日产尿素333吨(2)产品质量：符合GB2440——91国家农用尿素标准(3) 消耗定额：以吨尿素为准，液氨：0.58吨，二氧化碳：0.785吨，冷却水：180吨3.2主要工艺控制指标3.2.1 二氧化碳压缩机操作压力：操作温度：一段入口：105.2 可pa(绝) 一段入口：~35℃五段出口：20.61 Mpa(绝) 五段出口：~125℃3.2.2 二氧化碳净化净化后二氧化碳气体含硫量＜0.015g/m3(气体状态，0.101Mpa，0℃)操作压力：1.05Mpa(绝) 操作温度：40℃3.2.3 尿素合成塔操作压力: 20.01 Mpa(绝) 操作温度:顶部，189℃；底部，184℃入塔物料：NH3/C02(摩尔比)~4.1 H2O/C02(摩尔比)~0.65~0.7 二氧化碳转化率~64%3.2.4一段分解操作压力~1.765 Mpa(绝) 操作温度158℃3.2.5一段吸收操作压力~1.765 Mpa(绝) 操作温度：塔顶＜50℃；塔底92℃一段甲铵液组成：NH3/C02(摩尔比)~ 3.121 H2O/C02(摩尔比)~1.9 出塔气相C02量＜100ppm3.2.6 惰气洗涤器操作温度：45℃，尾气含氧≤5%(体积%)3.2.7 二段分解操作压力：0.34 Mpa(绝) 操作温度~145℃3.2.8 二段吸收操作压力：0.34 Mpa(绝) 操作温度~40℃3.2.9闪蒸槽操作压力：0.044 Mpa(绝) 操作温度98℃3.2.10 一段蒸发操作压力：0.03 Mpa(绝) 操作温度~130℃出口尿液浓度96%3.2.11二段蒸发操作压力：0.0033 Mpa(绝) 操作温度~140℃出口尿液浓度~99.5%3.2.12 解吸操作压力：0.392 Mpa(绝) 操作温度：塔底液相~143℃排出液含NH3量,<0.4kg/t尿素3.3 物料平衡计算3.3.1设计条件的确定3.3.1.1计算基准:以一吨尿素为基准.3.3.1.2成品规格:含氮量46%(折合尿素98.6%)(其中未含缩二脲含氮量)缩二脲0.9% 水0.4% 其它杂质0.1%3.3.1.3每吨原料消耗定额为：NH3：580kg C02:785kg3.3.1.4每吨尿素成品损耗氨的量kg总损耗量：580-986×2×17/60-9×3×17/103=16.81 kg3.3.1.5每吨尿素成品损耗二氧化碳的量：总损耗量：785-986×44/60-9×2×44/103=54.24kg3.3.1.6每吨成品尿素的损耗及其分配：以造粒粉尘形式损失：1.4kg一段甲铵泵泄露：0.01kg成品包装储运损失:1.1kg解析废液损失：3.587 kg共计：6.097kg3.3.1.7水解消耗的尿素量及其分配：一段蒸发系统：4.5 kg二段蒸发系统：1.5 kg共计：6.0 kg3.3.1.8循环尿素量：一段蒸发气体夹带尿素：4.779 kg二段蒸发气体夹带尿素：3.421 kg循环尿素量：4.779+3.421-3.588-0.009=4.598 kg kg3.3.1.9缩二脲生成量及其分配：二段分解系统生成：6.0kg一段蒸发系统生成：1.0 kg一段蒸发系统生成：2.0熔融尿素输送生成：1.0 kg共计：10.0 kg3.3.1.10尿素缩合成缩二脲需耗用尿素量10×120/103=11.653.3.2二氧化碳压缩系统：3.3.2.1条件组成：C02：96.2% N2：3.3% 02：0.5% 气体含硫量忽略不计参数：P=105.24kpa t=35C3.3.2.2计算(1) 进入二氧化碳压缩系统的干二氧化碳气体量C02：785kg或17.84kmolN2：17.84×3.3/96.2=0.612kmol或20.818kg02 ：17.84×0.5/96.2=0.0727kmol或2.967kg干二氧化碳气体量：785+2.967+20.818=808.775kg或17.84+0.612+0.0927=18.5456kmol(2) 二氧化碳气体带入水量H2O: 18.5456×0.0056/(0.1053-0.0056)=1.0417kmol或18.75kg(3)二氧化碳气体在压缩系统的损失量(干基)C02：48.514kg或1.1026kmolN2：1.1026×3.3/96.2=0.0378kmol或1.286kg02：1.1026×0.5/96.2=0.00573kmol或0.183kg(4)压缩后的二氧化碳气体量(干基)C02：785-48.514=736.486kg或16.7383kmolN2：20.808-1.215=19.522kg或0.574 kmol02：2.967-0.183=2.784kg或0.087kmol计：758.792kg或17.3993kmol(5)压缩后二氧化碳气体含水量：40℃时，水蒸汽压力0.0074Mpa故气相含水量：17.3993×0.0074/(7.944-0.0074)=0.01622kmo或0.292kg(6)二氧化碳压缩机各段排出水量H2o:18.75-0.292=18.458kg或1.025kmol3.3.3尿素合成塔3.3.3.1条件：(1)尿素合成塔原始物料组成：NH3/C02(摩尔比)=4.1 H2O/C02=0.7 (摩尔比)(2)操作条件：压力p=20.712Mpa 温度t=189℃(3)C02转换率：64%(4)由一段吸收系统返回尿素合成塔的氨基甲酸铵溶液中的NH3/C02(摩尔比)=3.121，含循环尿素4.598kg3.3.3.2计算：(1)生成尿素的计算:每吨成品尿素含尿素：986kg 损失尿素：6.097kg 水解尿素;6.0 kg生成缩二脲消耗尿素：10×2×60/103=11.651kg尿素合成塔应生成尿素量：尿素：986+6.097+6+11.65=1009.747kg或16.8291kmol消耗氨：1009.747/60×2×17=572.19kg或33.658kmol消耗二氧化碳：1009.747/60×44=740.481kg或16.829kmol生成水：1009.747/60×18=302.924kg或16.8291kmol(2)入塔原料二氧化碳气体由二氧化碳压缩系统物料平衡可知：C02：736.486kg或16.7383kmolN2 ：0.574kmol或19.522kg02：0.087kmol或2.784kgH2O：0.292kg或0.0162kmol(3)入塔一段甲铵溶液C02：1009.747×44/(60×0.64)-736.486=420.516kg或9.557kmolH2O：1009.747×18/(60×0.64)×0.7-0.293=331.031kg或18.391kmolNH3：420.516×3.121×17/44=507.075kg或29.828kmol尿素：4.598kg或0.0766kmol(4)入塔液氨NH3：1009.747×4.1×17/(60×0.64)-507.075=1325.721kg或77.984kmol 原料氨消耗定额：580kg液氨泵泄露氨：29.294kg故入塔原料液氨：580-29.294=550.706kg或32.3945kmol循环液氨：1325.721-550.706=775.015kg或45.589kmol(5)出塔气液混合物尿素：1009.747+4.598=1014.345或16.906C02：736.486+420.516-740.487=416.511kg或9.466kmolH2O：302.924+0.292+331.031=634.247kg或35.236kmolNH3：1325.721+507.075-572.19=1260.606kg或74.153kmolO2：2.784kg或0.087kmol N2：19.522kg或0.574kmol3.3.4 一段分解系统3.3.4.1 条件(1)一段分解条件：压力：1.765Mpa；温度：155~160℃，取158℃(2)一段分解效率：甲铵分解率：87.96%；总氨蒸出率：89.67%(3)一段分解气含水量：6.15%(4)加入防腐空气2.0m3(标)3.3.4.2计算(1)加入防腐空气空气的摩尔标准体积按22.4L计，含氧量取20.81%，其余按氨计，空气含水量忽略不计。
年产20万吨尿素生产工艺设计
尿素是一种重要的氮肥，也是世界上使用最广泛的肥料之一、为了满足生产需求，年产20万吨尿素的生产工艺设计至关重要。
下面将介绍一种适用于年产20万吨尿素的生产工艺设计方案。
1.原料准备尿素的原料主要包括天然气和氨。
天然气是尿素生产的主要燃料和热源，氨是制备尿素的关键原料。
因此，在工艺设计中需要确保稳定供应足够的天然气和氨。
2.原料气体处理天然气和氨经过初步净化后，进入氨合成装置。
氨合成反应需要高压和高温条件，因此需要对原料气体进行进一步净化和预热处理。
净化过程包括除去含硫化合物和其他杂质的操作，预热过程则是为了提供反应所需的温度。
3.氨合成氨合成是尿素生产的核心步骤之一、氨合成反应通常采用哈贝法，它是一种催化合成反应，通过将氢气和氮气在高温高压下反应生成氨。
反应后的氨进入后续的尿素合成步骤。
4.尿素合成尿素合成是尿素生产的最关键步骤之一、尿素合成反应采用蒸汽反应器，在高温和高压下进行。
反应器中的氨与二氧化碳反应生成尿素，并通过冷却器冷凝成为液体尿素。
然后通过蒸汽解冻再结晶方法，使尿素结晶分离，并通过过滤、干燥、粉碎等工艺步骤进行后续的处理。
5.动力供应在尿素生产过程中，需要大量的能量供应。
主要包括蒸汽和电力。
蒸汽主要用于提供反应器的热量和驱动其他设备，电力则用于驱动电动机和其他电气设备。
对于年产20万吨尿素的生产工艺设计，需要明确能源供应和能源使用的合理分配。
6.产品储存和出厂生产出的尿素经过粉碎和包装后，需要进行储存和出厂。
储存方式可以选择将尿素装入散装仓库或者装入袋子储存。
出厂方式可以选择通过铁路、公路、水运等方式进行产品运输。
通过以上的生产工艺设计，可以实现年产20万吨尿素的生产。
在设计中需要考虑原料供应、工艺合理性、能源利用等方面，确保生产过程的稳定和高效，并满足产品的质量要求。
当然，在实际操作中可能还需要根据具体情况进行优化和调整，以实现更好的生产效益。
年产20万吨尿素生产工艺设计
年产20万吨尿素生产工艺设计摘要尿素是一种重要化学肥料和工业原料，自从1922年尿素开始工业化生产以来，许多国家都致力于尿素生产的研究，在合成机理、热力学性质和工艺流程等各方面都有创新和突破。
尿素生产工艺是比较典型化工生产工艺之一。
尿素生产工艺主要有水溶液全循环法，二氧化碳气提法，氨气气提法。
本文介绍尿素生产工艺的基本概况，水溶液全循环法尿素生产工艺流程及特点，从尿素生产的热力学参数入手，对尿素的生产流程进行研究设计，以帮助指导尿素工业生产。
论文主要内容有：（1）阐述对尿素生成研究概况，分析现存工艺流程的优缺点，建立合适的工艺流程；（2）根据选择的工艺流程，以尿素生产和消耗为目标，进行了物料衡算和热量衡算。
同时对生产系统关键性设备进行设计和选型；（3）根据设计数据，运用Auto CAD绘制工艺流程图和主要设备装置图。
关键词:尿素生产；水溶液全循环；热量衡算；物料衡算；设备选型IUrea production process design of200,000t per yearAbstractUrea is a kind of important chemical fertilizers and industrial raw material, urea to industrialized production since 1922, many countries are committed to the research of urea production, the synthesis mechanism, thermodynamic properties and technological process in many aspects such as innovation and breakthrough.Urea production technology is one of the typical chemical production process. Urea production technology mainly with aqueous solution total circulation method, carbon dioxide gas, ammonia gas. This paper introduces the basic situation of the urea production process, the aqueous solution total cycle method of the urea production process and characteristics, from the thermodynamics parameters of urea production, the production process of urea to study design, to help guide the urea production.Paper main contents are: (1) in this paper, the general research situation of urea, analysis the advantages and disadvantages of the existing technological process, establish proper technological process; (2) according to the selection process, with urea production and consumption as the goal, the material balance and heat balance. For the production system key equipment design and selection; (3) according to the design data, the use of Auto CAD drawing process flow diagram and main equipment installation drawing.Key words: urea production ; circulation of the aqueous solution ;heat balance ; material balance ; equipment selectionII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 尿素的物化性质及用途 (6)1.1.1 尿素物理性质 (6)1.1.2 尿素化学性质 (6)1.1.3 尿素用途 (6)1.2 尿素发展的简述 (7)1.3 国内外尿素技术市场的简况 (7)1.4 尿素生产方法简介 (8)1.4.1 水溶液全循环法 (8)1.4.2 二氧化碳气提法 (9)1.5 本课题意义和内容 (10)1.5.1 课题意义 (10)1.5.2 课题内容 (10)第2章水溶液全循环法工艺流程 (11)2.1 尿素的合成 (11)2.2 尿素的工艺流程 (11)2.2.1 水溶液全循环法合成尿素工艺流程简图 (11)2.2.2 工艺流程 (12)2.3 主要的工艺条件 (13)2.4 生产组织制度 (15)2.5 本章小结 (15)第3章物料衡算 (16)3.1 物料衡算计算条件确定 (16)3.2 水溶液全循环法流程物料衡算 (19)3.2.1 压缩系统物料衡算 (19)3.2.2 合成系统物料衡算 (20)3.2.3 一段分解系统物料衡算 (22)3.2.4 二段分解系统物料衡算 (25)3.2.5 一段蒸发系统物料衡算 (27)3.2.6 二段蒸发系统物料衡算 (30)3.2.7 吸收—解吸系统物料衡算 (32)III3.2.8 二段吸收系统物料衡算 (34)3.2.9 一段吸收系统物料衡算 (37)3.3 本章小结 (38)第4章热量衡算 (40)4.1 合成塔热量衡算 (40)4.1.1 合成塔工艺条件 (40)4.1.2 合成塔热量计算方 (40)4.1.3 合成塔热量计算 (42)4.1.4 合成塔热量平衡表 (44)4.2 预分离器热量衡算 (44)4.2.1 预分离器工艺条件 (44)4.2.2 预分离器热量计算 (46)4.2.3 预分离器热量平衡表 (48)4.3 一段分解塔热量衡算 (49)4.3.1 一段分解塔工艺条件 (49)4.3.2 一段分解塔热量计算 (49)4.3.3 一段分解塔热平衡表 (51)4.4 一段吸收塔热量衡算 (52)4.4.1 一段吸收塔工艺条件 (52)4.4.2 一段吸收塔热量计算 (53)4.4.3 一段吸收塔热量平衡表 (55)4.5 一段蒸发器热量衡算 (56)4.5.1 一段蒸发器工艺条件 (56)4.5.2 一段蒸发器热量计算 (57)4.5.3 一段蒸发器热量平衡表 (59)4.6 一段蒸发表面冷凝器热量衡算 (59)4.6.1 一段蒸发表面冷凝器的工艺条件 (59)4.6.2 一段蒸发表面冷凝器的热量计算 (59)4.6.3 一段蒸发表面冷凝器热量平衡表 (60)4.7 尾气吸收塔热量衡算 (61)4.7.1 尾气吸收塔工艺条件 (61)4.7.2 尾气吸收塔热量计算 (61)4.7.3 尾气吸收塔热量平衡表 (62)4.8 解吸塔热量衡算 (62)4.8.1 解吸塔工艺条件 (62)4.8.2 解吸塔热量计算 (63)4.8.3 解吸塔热量平衡表 (64)IV4.9 本章小结 (64)第5章主要工艺设备计算 (66)5.1 一段分解塔分离器工艺尺寸设计 (66)5.1.1 一段分解塔分离器的工艺条件 (66)5.1.2 一段分解塔分离器的工艺尺寸计算 (66)5.2 一段吸收塔工艺尺寸设计 (67)5.2.1 一段吸收塔的工艺条件 (67)5.2.2 一段吸收塔的工艺尺寸计算 (68)5.3 氨冷凝器工艺尺寸设计 (76)5.3.1 氨冷凝器工艺条件 (76)5.3.2 氨冷凝器工艺尺寸计算 (77)5.4 本章小结 (81)结论 (82)致谢 (83)参考文献 (84)V第1章绪论1.1尿素物理化学性质和用途1.1.1尿素物理性质化学式：CO(NH2)2，分子质量60.06 ，CO(NH2)2无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒，无臭无味。
年产30万吨尿素工艺流程设计的任务及目标
年产30万吨尿素工艺流程设计的任务及目标The task of designing a production process for 300,000 tons of urea per year is a complex and challenging one. This task requires a deep understanding of chemical engineering principles, as well as the ability to optimize the various steps involved in the production process. One of the primary goals of this task is to design a process that is highly efficient, cost-effective, and environmentally sustainable. Achieving these goals will require careful consideration of factors such as raw material selection, reaction kinetics, energy usage, and waste management.设计年产30万吨尿素的生产工艺是一项复杂而艰巨的任务。
这项任务需要对化学工程原理有深入的了解，以及优化生产过程中的各个步骤的能力。
这项任务的主要目标之一是设计一个高效、成本效益高、环保可持续的工艺。
要实现这些目标，需要仔细考虑原材料选择、反应动力学、能源利用和废物处理等因素。
From a technical perspective, the design process will involve a detailed analysis of the chemical reactions involved in urea production, as well as the physical and thermodynamic properties ofthe substances involved. This will require a thorough understanding of reactor design, heat and mass transfer, and separation processes. Additionally, the design process will need to consider the integration of various unit operations into a coherent and efficient overall process flow.从技术的角度来看，设计过程将涉及对尿素生产中涉及的化学反应以及涉及的物质的物理和热力学性质的详细分析。
年产20万吨尿素生产工艺设计
尿素是一种广泛应用于农业和化工领域的化肥和原料，由于其广泛的用途和市场需求，年产20万吨尿素生产工艺设计是一个重要的项目。
在设计该生产工艺时，需要考虑生产效率、能源消耗、设备投资等多个方面。
首先，在设计年产20万吨尿素的生产工艺时，需要确定生产线的规模和布局。
一般来说，采用尿素生产企业常用的化肥生产工艺流程，包括反应器、蒸发器、结晶器等核心设备。
根据年产量和工艺流程，确定所需设备数量和规格，以确保能够满足预期产量的要求。
其次，在选择生产工艺时，需要考虑原料的选择和处理。
尿素的制备主要依赖于氨和二氧化碳的反应，因此需要考虑如何获得足够的氨和二氧化碳供应。
尿素生产过程中还需要使用冷却水和蒸汽等能源，因此需要考虑能源消耗和回收利用。
合理选择原料供应商和能源管理方案，可以有效降低生产成本和环境污染。
接下来，在生产工艺设计中，需要确定反应器的设计参数和操作条件。
尿素的制备主要是通过尿素合成反应，反应器的设计和操作条件对产品质量和生产效率具有重要影响。
需考虑适宜的反应温度、压力和催化剂使用量，以及反应物料的流量和均匀性等因素。
通过合理的反应器设计和操作条件控制，可以提高反应效率和产品质量。
此外，还需要考虑产品的后续处理和储存。
生产尿素后，需要对产品进行干燥、筛分和包装等处理，确保产品的质量和外观符合市场需求。
同时，还需要提供适当的储存条件，以确保产品的稳定性和长期保存。
最后，在整个工艺设计过程中，还需要考虑安全和环保因素。
在生产过程中，需要采取必要的安全措施，防止事故发生，并确保工作人员的安全。
同时，还需要合理设计废气、废水和固体废弃物的处理方案，以降低对环境的影响。
总结起来，年产20万吨尿素生产工艺设计需要综合考虑生产效率、能源消耗、设备投资、原料选择和处理、反应器设计和操作条件、产品后续处理和储存，以及安全和环保等因素。
通过合理设计和运营，可以实现高效、稳定和可持续的尿素生产。
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年产万吨尿素合成
工艺设计
1
年产8000吨尿素合成工艺设计
2
目录
摘要 .................................................................... 错误!未定义书签。
ABSTRACT ......................................................... 错误!未定义书签。
第一章总论................................................ 错误!未定义书签。
1.1 概述 ................................................................ 错误!未定义书签。
1.1.1 尿素的性质及用途 ..................................... 错误!未定义书签。
1.1.2 市场需求 ..................................................... 错误!未定义书签。
1.2 文献综述 ........................................................ 错误!未定义书签。
1.3 设计任务来源 ................................................ 错误!未定义书签。
第二章尿素生产工艺流程........................ 错误!未定义书签。
2.1 生产方法的确定 ............................................ 错误!未定义书签。
2.2 工艺流程叙述 ................................................ 错误!未定义书签。
2.3 工艺流程简图 ................................................ 错误!未定义书签。
第三章工艺计算........................................ 错误!未定义书签。
3.1物料衡算......................................................... 错误!未定义书签。
3.1.1产量及产品质量与消耗定额 ..................... 错误!未定义书签。
3.1.2 计算条件的确定 ........................................ 错误!未定义书签。
3.1.3 CO2压缩系统............................................. 错误!未定义书签。
3.1.4 尿素合成塔 ................................................. 错误!未定义书签。
3.1.5 预分离器 ..................................................... 错误!未定义书签。
3
3.1.7 二段分解系统 ............................................. 错误!未定义书签。
3.1.8 闪蒸槽 ........................................................ 错误!未定义书签。
3.1.9 一段蒸发器 ................................................ 错误!未定义书签。
3.1.10 二段蒸发器 .............................................. 错误!未定义书签。
3.2 热量平衡计算 ............................................... 错误!未定义书签。
3.2.1 尿素合成塔 ................................................. 错误!未定义书签。
3.2.2 一段分解系统 ............................................. 错误!未定义书签。
3.2.3 二段分解系统 ............................................ 错误!未定义书签。
3.2.4 闪蒸槽 ........................................................ 错误!未定义书签。
3.2.5 一段蒸发器 ................................................ 错误!未定义书签。
3.2.6 二段蒸发器 ................................................ 错误!未定义书签。
第四章主要设备的工艺计算.................... 错误!未定义书签。
4.1 尿素合成塔 .................................................... 错误!未定义书签。
4.2 一段分解加热器 ........................................... 错误!未定义书签。
4.2.1 计算依据 ..................................................... 错误!未定义书签。
4.2.2 传热温差 ..................................................... 错误!未定义书签。
4.2.3 传热面积 ..................................................... 错误!未定义书签。
4.3 一段分解塔分离器 ........................................ 错误!未定义书签。
4.3.1 计算依据 .................................................... 错误!未定义书签。
4.4 二段蒸发加热器 ........................................... 错误!未定义书签。
4
4.4.2 传热温差 ..................................................... 错误!未定义书签。
第五章车间的布置设计............................ 错误!未定义书签。
第六章成本估算........................................ 错误!未定义书签。
6.1尿素生产成本费用 ........................................ 错误!未定义书签。
6.2全体工人工资及附加费用 ............................ 错误!未定义书签。
6.3车间经费......................................................... 错误!未定义书签。
6.4企业管理费..................................................... 错误!未定义书签。
6.5销售费用......................................................... 错误!未定义书签。
6.6工厂成本......................................................... 错误!未定义书签。
第七章环境保护及安全生产.................... 错误!未定义书签。
参考文献 .............................................................. 错误!未定义书签。
致谢 .................................................................... 错误!未定义书签。
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