产30万吨尿素化工厂设计缩写.doc

年产30万吨煤转化尿素化工厂设计化学工程与工艺05级1班：康宇 指导老师：韩玉英陕西科技大学化学与化工学院 陕西 西安 710021摘要：本设计采用水溶液全循环法用氨和二氧化碳直接合成尿素，采取的是连续生产的方法，主要包括合成、分离及结晶造粒三个主要工序。本设计主要包括整个尿素生产过程的工艺设计，合成工段和造粒工段的物料衡算、热量衡算及设备选型，工厂布置设计。主要设计图包括尿素生产工艺流程图、车间剖面图、车间平面图及全厂布置图。 关键词：尿素，工艺设计With an Annual Output of 300,000 Tons of Urea Chemical Plant DesignABSTRACT：The solution was designed with the whole cycle Act,ammonia and carbon dioxide direct synthesis of urea.Adopting a continuous production methods,including synthesis,separation and crystallization of the three main granulation processes.The design mainly includes the entire process of urea production process design,synthesis and granulation Section of the material balance and heat balance selection of equipment，factory layout design. Design plans include major urea production process maps,profiles workshop,workshop floor plan and palnt layout.KEY WORDS:Urea,Process Design1尿素的概况尿素外观为白色晶体或粉末，是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。尿素是哺乳动物排出体内含氮代谢物的形式。它在肝合成，其过程被称为尿素循环。别名：碳酰二胺、碳酰胺、脲分子式：CO(NH2)2 因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素，尿素含氮量46%，是固体氮肥中含氮量最高的。尿素易溶于水，在20时100ml水中可溶解105g，水溶液呈中性反应。尿素产品有2种：结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素成品规格：（质量比） 含氮量 46%（折合成尿素98.7%，其中不包括缩二脲含氮量） 缩二脲 0.9%水分 0.3%其他杂质 0.1%2工艺设计2.1尿素的生产方法氨与二氧化碳直接合成尿素，是目前世界各国普遍采用的生产尿素的生产尿素的方法。该方法的反应可分两步进行：氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵(简称甲铵)；甲铵脱水生成尿素，其反应式为：2NH3(l)+CO2(g)NH4COONH2(g)+159.47kJ NH4COONH2 (l)CO(NH2)2(g)+H2O(g)-28.49kJ工业上氨与二氧化碳合成尿素，包括下列四个生产过程：(1) 氨与二氧化碳原料的供应及净化；(2) 氨与二氧化塔合成尿素；(3) 尿液与未反应物质的分离与回收；(4) 尿素溶液的加工2.2水溶液全循环法的流程水溶液全循环法流程见下图经过加热预热的原料液与经过压缩后的原料二氧化碳循环回收来的氨基甲酸铵液一并进入预反应器R106，在预反应器内氨与二氧化碳反应生成氨基甲酸铵，再进入尿素合成塔T107，在塔内氨基甲酸铵脱水生产尿素。尿素熔融物从塔顶出来进入预分离器D108，将氨基甲酸铵和氨进行分离。氨基甲酸铵从预分离器底部出来进入中压循环加热器H201，用蒸汽间接加热使氨基甲酸铵分解，然后进入中压分离器D202，分离出的尿液在减压进入低压循环加热器H203，用蒸汽加热进一步提高温度，促使残余氨基甲酸铵分解。气、液在低压循环分离器D204内分离。分离出的尿液经减压至常压后，进入闪蒸槽H205，经减压后尿液中的氨基甲酸铵几乎全部清除。自闪蒸槽出来的尿液进入尿液贮槽V206，用尿素溶液泵B207打入一段蒸发加热器H208及二段蒸发加热器H302，在不同真空度下加热蒸汽，气、液分别在一段蒸发分离器D301及二段蒸发分离器D303内分离。低压分离器出口尿液浓度达99.7%（质量）以上，用熔融尿素泵B304打入造粒塔T305，经造粒喷头洒成尿粒，在塔底得到成品尿素。3合成工段主要设备一览表设备位号设备名称设备型号（直径长/mm）设备选材S-103S-104S-105R-106T-107D-108H-201D-202H-203D-204H-205V-206H-208D-301H-302D-303T-305气化炉脱硫槽变换炉预反应器尿素合成塔预分离器中压循环加热器中压循环分离器低压循环加热器低压循环分离器闪蒸槽尿素储槽一段蒸发加热器一段蒸发分离器二段蒸发加热器二段蒸发分离器造粒塔20009000196088001950860019008500240022000180090001000100001500750016005500140072001500680025007000100050009009000400400085085501400048000不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢混凝土4全厂总平面设计4.1全厂平面布置4.2车间布置本厂根据生产流程，设计成2层厂房，局部为了固定设备的需要，设计3层，采用9m的层高，采用66m的柱网，主生产车间长42m，宽12m。5设计成果工艺流程设计，物料和热量衡算，图纸六张和说明书一份。参考文献1王君,祁勇,崔琨.尿素生产工艺简介J. 中氮肥，2001(3):27-292氮肥工艺设计手册M. 北京：化学工业出版社，1988.3张沽谨,王维杰,张庆喜. 水溶液全循环法尿素工艺技