年产15万吨尿素化工厂设计

1、III毕 业 设 计题目：年产15万吨尿素化工厂设计学 生： 学 号： 院 （系）： 化学与化工学院 专 业： 化学工程与工艺 指导教师： 年产15万吨尿素化工厂设计摘 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 150,000 Tons of Urea Chemical Plant Design ABSTRACTThe solution was designed with the whole cycle Act, ammonia and carbon dioxide direct synthesis of urea. Adopting a continuous production methods, including synthesis, separation a

2、nd crystallization of the three main granulation processes. The design mainly includes the entire process of urea production process design, synthesis and granulation Section Section of the material balance and heat balance and selection of equipment, factory layout design.Design plans include major urea production process maps, profiles workshop, workshop floor plan and plant layout.KEY WORDS: Urea, Process Design 目 录摘要ABSTRACT1 绪论11.1 课题背景11.1.1尿素的概况11.1.2尿素的市场状况11.1.3尿素生产工艺的比较21.2 设计原则31.3 课题

3、的主要任务31.4 厂制概况41.4.1 工厂组织41.4.2 工作制度41.4.3 人员配备41.5 厂址选择51.5.1 建厂依据51.5.2 指导方针61.6 气象地质资料61.6.1 气象资料61.6.2 地质资料71.7 环境保护及废物处理72工艺设计 82.1 尿素的生产方法82.1.1 生产尿素的普遍方法82.1.2 水溶液全循环法的流程82.1.3 原料的净化与输送92.1.4 尿素的合成112.1.5 中压分解与吸收122.1.6 低压分解与吸收142.1.7 尿素溶液的蒸发与造粒152.2 物料平衡计算202.2.1 计算条件的确定202.2.2 CO2压缩系统 212.2.3 尿素合成塔232.2.4 一段分解系统242.2.5 二段分解系统252.2.6 闪蒸槽262.3 热量平衡计算272.3.1 尿素合成塔272.3.2 一段分解系统322.3.3 二段分解系统362.4 设备的计算及选型392.4.1尿素合成塔392.4.2二段蒸发器402.4.3一段分解加热器432.5设备一览表443 全厂总平面设计453.1 总平面设计任务和步骤453.1.1总平面设

4、计任务453.1.2 工厂组织 453.2 总平面设计原则453.3 总平面布置评述474 车间布置设计484.1 车间布置设计的意义484.2 车间布置的原则484.3 车间布置设计与评述484.3.1 关于车间平面布置方案484.3.2 关于厂房形式 484.3.3 车间设计布置 495 尿素生产中的安全技术与三废处理 515.1安全生产原则 515.2 生产物料的安全特性 535.3 必要的安全保护装置545.4三废排放及处理 55致谢56参考文献 57附录5715万吨尿素化工厂设计1 绪 论1.1 课题背景1.1.1 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。尿素是哺乳类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46，是固体氮肥中含氮量最高的。 尿素易溶于水，在20时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径12毫米的半透明粒子，外观光洁，

5、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。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。 尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5。缩二脲含量超过1时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其它施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。尿素是有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前48天施用。 施用：尿素适用于作基肥和追肥，有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。1.1.2 尿素的市场状况目前，在国际市场上，尿素产品通常以大颗粒形式销售，国内绝大多数生产企业生产的尿素颗粒较小，均匀度差，且有粘连现象，严重影响产品的外观质量。产品在包装、运输及储存过程中还易吸潮结块，直接影响产品的销售和施用时肥效的发挥。因此，生产大颗粒尿素产品是提高产品质

6、量的重要途径，也是今后尿素技术改造的发展趋势。2004年全球尿素消费量约1.12亿吨，年均增长率约2.49%，其中亚洲消费量占全球总消费量的63%，主要消费国是中国和印度。我国的尿素生产增长很快，从1997年以前的世界最大进口国，发展成2004年出口近400万吨的出口大国。影响我国尿素中长期需求的主要动力是农业生产，包括农业经济增长量、粮食及经济作物产量、农业结构调整等因素。预计我国农业增加值增长仍将保持4%5%之间的水平，这对于化肥需求增长将是一个稳定持续的推动力量。按1995年到2004年的化肥年平均增长率4.31%计，预测我国未来几年，到2015年国内尿素需求量将达5782万吨。随着市场需求量的不断扩大，作为化肥龙头的尿素也面临着极大的问题：生产中未反应物回收率低、生产工序不完善、产品产率低、生产力低下等。因此，尿素生产工艺的改造、完善与创新工作，将对整个国民经济和国家综合实力的提高有着极大的影响。1.1.3 尿素生产工艺的比较合成氨按照未反应物的回收利用率的不同可分为：不循环法、半循环法（部分循环法和高效半循环法）、全循环法。出于本设计的要求为只生产尿素的单独工艺流程，无其它副产品，而不循环法与半循环法合成尿素与全循环法相比，原料浪费严重，

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