年產(chǎn)10萬噸尿素工藝設(shè)計(jì)

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1、摘要尿素工業(yè)化生產(chǎn)以來的百余年間，一直是肥料工業(yè)生產(chǎn)的主要品種。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)10萬年噸尿素二氧化碳?xì)馓岱ɑすに嚨脑O(shè)計(jì)；也介紹了尿素的性質(zhì)、用途、生產(chǎn)方法和市場的發(fā)展?fàn)顩r；尿素生產(chǎn)以煤為原料，采用改進(jìn)型CO2汽提法工藝。尿素合成中有二氧化碳壓縮，液氨升壓，合成和氣提，蒸發(fā)、解析和水解以及造粒等工序。主要進(jìn)行了尿素的工藝計(jì)算、降溫設(shè)備的設(shè)計(jì)、設(shè)備選型，并繪制工藝流程圖。關(guān)鍵詞：尿素，二氧化碳?xì)馓岱?，設(shè)計(jì)計(jì)算前言用于尿素生產(chǎn)的CO2中都含有一定量的CO、H2、CH4、N2及硫化物等。這是因?yàn)镃O2來源于脫碳后的解析氣，無論采用什么方法脫碳，在

2、脫碳液吸收CO2的同時(shí)，還溶解了一定量的CO、H2、CH4、N2及硫化物等，當(dāng)脫碳溶液再生時(shí)這些氣體隨同CO2一同被解析出來，另外，通過加空氣到CO2中以對設(shè)備進(jìn)行防腐保護(hù)。上述氣體在整個(gè)工藝過程中極少或完全不冷凝，并隨未反應(yīng)的NH3及CO2由合成塔頂排放出來，經(jīng)過高壓洗滌塔吸收大部分氨及CO2，氣體混合物中H2、CO、CH4和O2濃度急劇上升，這些可爆氣體的存在是尿素生產(chǎn)的最大安全隱患。尿素主要產(chǎn)品為合成氨、尿素、純堿、氯化銨、精甲醇、復(fù)合肥、精細(xì)化工產(chǎn)品和熱電產(chǎn)品。尿素生產(chǎn)以煤為原料，采用改進(jìn)型CO2汽提法工藝。CO2中帶有一定量的C

3、O、H2、CH4、N2及硫化物等，既存在可燃?xì)怏w爆炸的安全隱患，又有硫?qū)υO(shè)備腐蝕的擔(dān)憂。國內(nèi)已有尿素系統(tǒng)發(fā)生爆炸的先例。一、總論（一）概述尿素原料主要是二氧化碳和氨。尿素產(chǎn)品用途廣泛，其主要用作化肥。工業(yè)上還用作制造脲醛樹酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛樹脂的原料，在醫(yī)藥、炸藥、制革、浮選劑、顏料和石油產(chǎn)品脫蠟等方面也有廣泛的作途。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有尿素生產(chǎn)企業(yè)200多個(gè)，規(guī)模分為大型（引進(jìn)48萬噸/年以上）、中型（13—30萬噸/年以上）、小型（4—13萬噸/年），我國中小氮肥企業(yè)中90％采用煤為原料，近年來產(chǎn)能發(fā)展較快。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005—20

4、07年尿素新建裝置增加產(chǎn)能累計(jì)987萬噸，加上現(xiàn)有裝置產(chǎn)能的自然增長，2005—2007年我國累計(jì)增加尿素產(chǎn)能1340萬噸，到2007年底尿素產(chǎn)能達(dá)到5300萬噸以上。預(yù)計(jì)2008—2009年新建裝置產(chǎn)能為715萬噸，到2009年底全國尿素產(chǎn)能將達(dá)到6000萬噸。1．產(chǎn)品用途尿素主要用作化肥。工業(yè)上還用作制造脲醛樹酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛樹脂的原料，在醫(yī)藥、炸藥、制革、浮選劑、顏料和石油產(chǎn)品脫蠟等方面也有廣泛的作途。尿素加熱至200℃時(shí)生成固態(tài)的三聚氯酸（即氰尿酸）。三聚氰酸的衍生物三氯異氰尿酸、二氯異氰酸鈉、異氰尿酸三（2-羥乙酯）、

5、異氰尿酸三（烯丙基）酯、三（3，5-二叔丁基-4-羥基芐基）異氰酸酯、異三聚氰酸三縮水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺絡(luò)合物等有許多重要應(yīng)用。前兩者是新型高檔消毒、漂白劑，三氯異氰尿酸全世界總所產(chǎn)能力超過8萬噸[4]。2．尿素的基本信息（1）尿素分子式：CH4N2O；相對分子質(zhì)量：60．06。（2）外觀：無色或白色針狀，或棒狀結(jié)晶體，工業(yè)品為白色略帶微紅固體顆粒，無臭無味。（3）密度：1．335g/mm。（4）熔點(diǎn)：132．7°C。（5）溶解性：溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿，呈微堿性。（6）CAS號:57-13-63．產(chǎn)品市場需求國內(nèi)大部分地區(qū)尿素

6、市場行情基本平穩(wěn)，市場需求清淡，市場信心不足。國內(nèi)尿素市場需求持續(xù)疲軟，但在國際尿素價(jià)格漲勢不減的情況下，國內(nèi)尿素出口形勢向好，受出口影響局部地區(qū)尿素價(jià)格出現(xiàn)了小幅波動(dòng)，然而國內(nèi)需求市場氣氛持續(xù)冷清，市場成交較為有限，因此市場價(jià)格波動(dòng)甚微，市場人士預(yù)計(jì)尿素市場行情將繼續(xù)以穩(wěn)為主，不乏小幅調(diào)整。西北市場：西北地區(qū)尿素市場行情平穩(wěn)。陜西主流報(bào)價(jià)在1600元/噸左右，市場批發(fā)價(jià)在1600元/噸左右。甘肅主流報(bào)價(jià)在1520元/噸左右，市場批發(fā)價(jià)在1600元/噸左右。新疆主流報(bào)價(jià)在1600元/噸，市場批發(fā)價(jià)在1680元/噸左右。寧夏地區(qū)主流報(bào)價(jià)在1

7、570元/噸，市場發(fā)價(jià)在1620元/噸左右。4．尿素產(chǎn)量2006年全國尿素總產(chǎn)量4578．6萬噸（實(shí)物），同比增長10．1%,其中大型引進(jìn)裝置企業(yè)生產(chǎn)尿素1287．9萬噸（占全國尿素的28%）；2007年尿素產(chǎn)量4987．5萬噸，同比增長10．9%,其中大型引進(jìn)裝置生產(chǎn)1316．3萬噸（占全國26．4%）；2008年全國生產(chǎn)尿素約5104．1萬噸，同比增加10．2%，其中大型引進(jìn)裝置生產(chǎn)1323．9萬噸，（占全國24．5%）?？梢钥闯?，近兩年，全國尿素產(chǎn)量年增長率基本在10%以上，其中大化肥增長率與全國產(chǎn)量增長率持平。（二）尿素的國內(nèi)研究

8、現(xiàn)狀及發(fā)展水平1．尿素的國內(nèi)研究現(xiàn)狀2009年7月，全國尿素產(chǎn)量為263．6574萬噸，去年同期為229．2333萬噸,1-7月累計(jì)產(chǎn)量為1718．2346萬噸,同比增長9．5%。其中山東省7