年产10万吨尿素工艺设计.doc格式【15页】

尿素技术发展水平 世界尿素技术研究和发展的总体趋势主要体现在六 国内尿素市场由于市场信心的恢复，出口及淡储政策的落实，局部性的，阶段 性的机会依然存在。

分别为元吨元吨阳泉地区无烟煤洗中块洗小块主流价 格分别为 二尿素的国内研究现状及发展水平 尿素的国内研究现状 年月，全国尿素产量为万吨，去年同期为万吨， 月累计产量为万吨，同比增长。

其中山东省月产量为 万吨，同比增长。

无烟煤市场走势暂稳，但市场成交情况依旧较为不理想，前期维持零库存的煤 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。

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，气基企业 占，其余则为油基企业。

制造尿素的原料是天然气煤或石油之和空气转 化成氨和二氧化碳。

由液氨和二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为 这是个可逆的放热反应。

实际上，该反应分两步进行。

中国的能源储备具有缺油 少气有煤的特点，与之相适应，国内尿素产业也形成了独特的工艺路线结构 中东部企业的生产原料以煤炭为主，而西部大型装置特别是中石油下属的尿素企量持 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 无烟煤市场走势暂稳，但市场成交情况依旧较其中山东省月产量为 万吨，同比增长。

研究现状及发展水平 尿素的国内研究现状 年月，全国尿素产量为万吨，去年素产量年增长率基本 在以上，其中大化肥增长率与全国产量增长率持平。

二尿素的国内部分内容简介万吨，占全国。

部分内容简介万吨，占全国。

可以看出，近两年，全国尿素产量年增长率基本 在以上，其中大化肥增长率与全国产量增长率持平。

二尿素的国内研究现状及发展水平 尿素的国内研究现状 年月，全国尿素产量为万吨，去年同期为万吨， 月累计产量为万吨，同比增长。

其中山东省月产量为 万吨，同比增长。

无烟煤市场走势暂稳，但市场成交情况依旧较为不理想，前期维持零库存的煤 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 价格分别为元吨元吨阳泉地区无烟煤洗中块洗小块主流价 格分别为元吨元吨。

国内尿素市场由于市场信心的恢复，出口及淡储政策的落实，局部性的，阶段 性的机会依然存在。

尿素技术发展水平 世界尿素技术研究和发展的总体趋势主要体现在六个方面是较高的工艺效 率，以减少原材料消耗和降低能耗二是较高的装置运行可靠性，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，建厂最多的是二氧化碳汽提和氨汽提工艺。

随着 汽提法尿素工艺的日趋成熟，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的新目标，汽提工艺的技术专利商积极实施了对传统 工艺流程的完善改造，重点突出了改善装置运转的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的改进，促进了尿素生产技术水平的提高。

二尿素生产原理 尿素的生产可以天然气煤炭重油等为原料。

中国的能源储备具有缺油 少气有煤的特点，与之相适应，国内尿素产业也形成了独特的工艺路线结构 中东部企业的生产原料以煤炭为主，而西部大型装置特别是中石油下属的尿素企 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，气基企业 占，其余则为油基企业。

制造尿素的原料是天然气煤或石油之和空气转 化成氨和二氧化碳。

由液氨和二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为 这是个可逆的放热反应。

实际上，该反应分两步进行。

第步由氨与二氧化碳生 成中间产物氨基甲酸铵，简称甲铵。

第二步是甲铵脱水生成尿素，其 反应式为 式是强放热反应，在常压下反应速度很慢，加压下则很快。

式是温和的吸热 反应。

当温度为，氨与二氧化碳的摩尔比为，压力高到足以使反应物得 以保持液态时，甲铵转化成尿素的转化率以计为其反应速率随温度的 提高而增大。

当温度不变时，转化率随压力的升高而增大，转化率达到定值后， 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。

三尿素的生产方法 水溶液全循环法 水溶液全循环法是世纪年代以来的经典生产工艺。

水溶液全循环法为尿 素生产的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的消 耗大大降低，因此它曾经被广泛地采用。

该法存在的主要问题有以下几点。

能量利用低。

尿素合成系统总的反应是放热的，但因加入大量过剩氨以调 节反应温度，反应热没有利用。

段甲铵泵腐蚀严重。

高浓度甲铵液在度时循环入合成塔，加剧了 对甲铵泵的腐蚀，因此段甲铵泵维修频繁，是水溶液全循环法的突出弱点。

流程过于复杂。

二氨气提法 氨气提法世纪年代初实现了工业化，虽然不如二氧化碳气提法应用广泛， 但现在有后来居上的趋势。

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 二氧化碳气提法是世纪年代后期开发出的生产工艺，现在已成为世界上 建厂最多生产能力最大的生产方法。

它的主要特点如下。

采用与合成等压的原料二氧化碳气提以分解未转化的大部分甲铵和游离氨， 残余部分只需再经过次低压加热闪蒸分解即可。

从而免去了操作条件苛刻腐蚀 严重的段甲铵泵。

缩减了流程和设备，并使操作控制简化。

高压冷凝器与合成等压下冷凝气提气，冷凝温缩二脲生成量 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 工艺流程概述和流程图 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底部排出，经液位控制阀流入气 提塔的顶部，温度约为度，经液气分布器均匀流入气提塔内，与气提塔底部 进入的二氧化碳气在管内逆流气提，气提塔管外用蒸汽加热，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。

由于降压，甲铵和过剩氨进步分解气化，吸取尿液内部的热量，使溶液温度下 降到约度。

气液混合物进入精馏塔，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，被加热到约度时，返回精馏塔下部分离段。

在此 气液分离，分离后的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。

气提塔顶部出来的气体含氨气，二氧化碳，进入高压甲铵冷凝器 内，与高压喷射器来的原料液氨和回收的甲铵液反应，大部分生成甲铵，其反应热 由管外副产蒸汽移走。

反应后的甲铵液及未反应的氨气二氧化碳气分两路进入尿 素合成塔底部，在此未反应的氨二氧化碳继续反应，同时甲铵脱水生成尿素。

尿 素合成塔顶部引出的未反应气，主要含氨二氧化碳及少量水氮气氢气氧气 等气体，进入高压洗涤器上部的防爆空间，再引入高压洗涤器下部的浸没式冷凝 器冷却管内。

管外用封闭的循环水冷却，使管内充满甲铵液，未冷凝的气体在此鼓 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。

由高压甲铵泵打来的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，气体中的氨和二氧化碳再次被吸收。

吸收氨和二氧 化碳的浓甲铵液温度约度，由填料段下部引入高压喷射器循环使用。

未被吸收 的气体由高压洗涤器顶部引出经自动减压后进入吸收塔下部，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的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的溶液。

气相得到易 挥发组分氨二氧化碳的气体，这样降低了精馏塔出口气体中的水含量，利于减少 循环甲铵液中的水含量。

由精馏塔顶引出的气体和与解吸塔顶部出来的气体并 进入低压甲铵冷凝器，同低压甲铵冷凝器液位槽的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和冷却器强制循环冷却，然后气液混合 进入液位槽进行分离。

被分离的气体进入吸收器的鲍尔环填料层，吸收剂是由 吸收塔来的部分循环液和吸收器本身的部分循环液，经由吸收器循环泵和吸收器 循环冷却器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，未吸收的惰性气体由塔顶放空，吸收后的部分甲铵液由塔底排出， 经高压甲铵泵打入高压洗涤器作吸收剂。

蒸发系统回收的稀氨水进入氨水槽， 大部分经解吸塔给料泵和解吸塔热交换器，打入解吸塔顶部，塔下用 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，分解后的废水由塔 底排放。

工艺流程图 图二氧化碳气提循环回收过程的工艺流程 合成塔气提塔精馏塔循环加热器高压甲铵冷凝器高压洗涤器吸收塔 低压甲铵冷凝器液位槽吸收器解析塔吸收塔循环泵循环冷凝器 循环泵冷却器高压甲铵泵吸