年产10万吨尿素工艺设计
15页1、摘要尿素工业化生产以来的百余年间,一直是肥料工业生产的主要品种。本设计是 年产10 万年吨尿素二氧化碳气提法化工工艺的设计;也介绍了尿素的性质、用途、 生产方法和市场的发展状况;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、解析和水解以及造粒 等工序。主要进行了尿素的工艺计算、降温设备的设计、设备选型,并绘制工艺流 程图。关键词: 尿素,二氧化碳气提法,设计计算前言用于尿素生产的co2中都含有一定量的co、h2、ch4、n2及硫化物等。这是因 为co2来源于脱碳后的解析气,无论采用什么方法脱碳,在脱碳液吸收co2的同时, 还溶解了一定量的co、h2、ch4、n2及硫化物等,当脱碳溶液再生时这些气体随同 co2 一同被解析出来,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,并随未反应的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,这些可爆气体的存在是尿素生产的最大安全隐患。尿素主要产品为合成氨、尿素、纯碱、氯
2、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 定量的co、h2、ch4、n2及硫化物等,既存在可燃气体爆炸的安全隐患,又有硫对 设备腐蚀的担忧。国内已有尿素系统发生爆炸的先例。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-甲醛树脂的原料,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的作途。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(1330 万吨/年以上)、 小型(413 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,20052007 年尿素新建装置增加产能累计987 万吨,加上现有装置产 能的自然增长,20052007 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20082009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
3、还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂 的原料,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的作 途。尿素加热至200C时生成固态的三聚氯酸(即氰尿酸)。三聚氰酸的衍生物三氯 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尿素的基本信息(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 Co(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的情况下,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
4、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 45786 万吨(实物),同比增长101%,其中大型引进 装置企业生产尿素 12879 万吨(占全国尿素的 28%);2007 年尿素产量 49875 万吨,同比增长 109%,其中大型引进装置生产 13163 万吨(占全国 264%); 2008 年全国生产尿素约 51041 万吨,同比增加 102%,其中大型引进装置生产 13239 万吨,(占全国 245%)。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)尿素的国内研究现状及发展水平1尿素的国内研究现状2009
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