全循环法合成尿素(年产10万吨)-

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1、四川理工学院专业课程设计摘要本设计通过把合成氨取得的液氨和在制氨过程中得到的二氧化碳在高温高压下分：NH与CO的原料供应及净化，：NH与CO合成尿素，尿素熔融液未应成尿素物质分离和回收，尿素溶液的加工四个步骤进行合成尿素。主要完成的任务是工艺设计、工艺计算和工程图设计。通过本设计的训练，使得我们对化工生产工艺工程，化工工程图设计和生产管理有一个全面、初步的了解。设计包括尿素生产设计说明书、全厂工艺流程图、全厂平面布置图、生产车间平面图（两张）、生产车间立面图。关键词：尿素，水溶液全循环法，工艺，工艺流程图，布置图14四川理工学院专业课程设计目录摘要………

2、…………………………………………………………………2前言1一工艺流程论证21.1尿素的性质21.2各工艺流程方案的优缺点41.3工艺流程方案的选择61.4工艺流程论证111.4.1NH和CO的原料供应及净化………………………………………1.4.2NH和CO合成尿素…………………………………………………1.4.3尿素熔融液与未反应成尿素物质的分离合成…………………………1.4.4尿素溶液的加工………………………………………………………二典型机器设备选型及论证2.1尿素合成塔的选型与论证………………………………………………2.2CO压缩机选型与论证……………

3、……………………………………2.3换热器的选型与论证…………………………………………………2.4泵的选型与论证………………………………………………………总结………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………致谢辞13附录一14附录二1414四川理工学院专业课程设计前言尿素是是目前使用的固体氮肥中含氮量最高的化学肥料，以单位为氮为基准，尿素的生产、运输、储存和施用费用是最低的。尿素是一种良好的的中性肥料，不含酸根，适用于各种土壤和各种农作物，广泛用于农业、畜牧业、工业等，需求量大。尿素广

4、泛存在于人类和动物的尿中。人体每天排出尿素20-30g。1828年，德国化学家维勒将氰酸与氨的水溶液反应，产生一种白色结晶，这是人类历史上用人工方法，从无机物制得人体排泄出来的有机化合物尿素，成为现代有机化学兴起的标志。在维勒之后，又出现了制备尿素的其他方法，多达五十种，但是这些方法由于种种原因，或原料难得，或有毒，或反应难以控制，或经济上不合理，都未能工业化，唯一成为当代尿素工业基础反应的是俄国化学家提出在高压下加热氨基甲酸铵使之脱水，也制成了尿素到20世纪初，开始出现工业规模的合成氨生产，由于尿素合成反应受到平衡的限制而总有来自未反应氨存在，早期的尿

5、素工厂均将未反应的氨加工成为其他产品，所以尿素生产一定要与其他生产联合，不够方便。在20世纪30年代相继建成了第一批具有相当规模的连续不循环法尿素工厂，也称一次通过法。这为尿素工业发展奠定了基础。此后，尿素工业高速发展起来。现在尿素是世界上普遍使用的固体氮肥。随着国家的三农政策和对农业的大力扶持，尿素生产能力在未来必然会大幅的增长。本次设计的是水溶液全循环制尿素，水溶液全循环法制尿素是指将尿素合成反应后的物料分段减压：加热使其中末反应的甲胺分解和游离氨解析出来，并逐段将氨和二氧化碳冷凝成液氨和吸收成氨基甲酸铵水溶液，用泵加压返回合成系统中去循环利用。水溶

6、液全循环法制尿素生产过程一般可分为：原料的压缩和净化、尿素合成、循环回收、尾气吸收与解吸、蒸发和造粒等几个工序。目前，我国大型厂采用的多数是二氧化碳汽提法和传统水溶液全循环法14四川理工学院专业课程设计一工艺流程论证1.1尿素的性质尿素物理化学性质：⊙常压熔点132.6℃.⊙易吸湿：硝铵>尿素>硫铵尿素的化学性质：1.微碱性，但不能使指示剂变色2.与盐生成络合物3.水解4.缩合2尿素→缩二脲+氨气5.与甲醛缩合生成脲醛塑料通常尿素的工业生产以CO和NH为原料，在高温高压作用下合成尿素较廉价。总的反应为；2NH+CO≒CO(NH)+HO反应过程中首先是NH

7、和CO混合物形成液相，并大部分以氨基甲酸铵NHCOONH形成存在；其次，氨基甲酸铵脱水成为尿素。尿素合成反应只在较高温度（140℃以上）下，其反应速度才较快而具有工业生产意义。由于反应物的易挥发性，而尿素反应又必须在液相进行，所以在较高的温度下要求压力也高。工业生产的条件范围为温度160—210℃和压力13—24Mpa。但是由于尿素合成是一个可逆反应，所有已知的尿素制法都按照两个基本步骤进行，氨和二氧化碳在高温、高压下作用形成氨基甲酸铵；之后，氨基甲酸铵脱水生成尿素和水，其反应式为：2NH+CO≒NHCOONH△H=-J/mol(167℃,14MPa)N

8、HCOONH≒CO(NH)+HO△H=27600J/mol(180℃)氨基甲酸铵